CN1105660C - 铁路道口微机自动控制设备 - Google Patents

Abstract

铁路道口微机自动控制设备，由传感装置、道口安全防护装置、电源装置和微机控制装置构成。其特征是采用磁电式传感器，其设三组，分别位于被控制道口上行段、下行段和道口处。由单片机及其外围芯片构成微机控制装置。传感器感应信号经整形光电隔离后作为中央处理器的中断源；中央处理器端口输出经光电隔离后分别作为道口安全防护各装置的控制信号。本发明能够使铁路区间道口的整个管理过程全面实现自动化。

Description

铁路道口微机自动控制设备

技术领域：

本发明涉及铁路道口自动控制设备。

背景技术：

随着社会的发展，交通运输日益繁忙，交通事故随之增加，铁路道口事故逐年上升，带来巨大的经济损失和不良的社会影响。目前，我国的铁路道口安全防护设备的装备水平和综合管理水平较低，人工控制的工作方式已经越来越无法满足社会需求。

发明内容：

本发明所要解决的技术问题是避免上述现有技术中所存在的不足之处，提供一种铁路道口微机自动控制设备、采用微机控制，将自动信号、自动通知和自动栏木有效结合起来，实现铁路道口信号自动控制，代替人工管理现状，以提高铁路道口安全系数，减少铁路道口事故带来的人身伤亡和经济损失，同时降低工人劳动强度、节省劳力。

本发明解决技术问题所采用的技术方案是：

本发明由传感装置、道口安全防护装置、电源装置和微机控制装置构成，所述道口安全防护装置包括由音响器、闪光器和白灯构成的道口信号机构、道口控制盘和电动栏木。

本发明的结构特点是

a、所述传感装置采用磁电式传感器，共设三组，一组位于被控道口上行段，另一组位于被控道口下行段，再一组位于被控道口处，每组至少两只，各传感器输出经放大整形、光电耦合输出至微机控制装置；

b、所述电源装置由可充电电源、DC-DC变换器及蓄电池组成；

c、所述微机控制装置采用八位单片机IC3作为中央处理器CPU，在其外围配备程序存储器IC5，由可编程并行IO扩展接口IC7芯片为单片机IC3扩展IO端口，由可编程中断控制器IC6为单片机IC3扩展外部中断源，并采用专用键盘、显示器控制芯片IC8，其中，传感器感应信号经变换后送至中断控制器IC6，作为中央处理器IC3的中断源INT1；中央处理器IC3在第3、4端口P1.3、P1.4输出音响及闪光器控制信号、在第1端口P1.1输出栏木落下控制信号、在第2端口P1.2输出栏木抬起控制信号、在第4、5端口P1.4、P1.5输出室内音响、闪光器控制信号、在第6端口P1.6输出传感器自检控制信号；同时，在扩展接口IC7芯片之A端口PA接受传感器自检控制信号，在C端口PC输出至道口控制盘。

当任何方向列车接近道口时，根据传感器的感应信号，微机控制装置判断出列车的运行方向和速度，产生控制信号使道口安全防护装置中的音响器发出报警声，并控制闪光器使白色灯光熄灭，红色灯交替闪光，随后，微机再发出控制信号，控制电动栏木下落，封闭道口。在列车完全通过道口后，微机发出控制信号，音响报警和红色灯光撤销，同时用白色灯恢复稳定灯光，并控制电动栏木升起。

与已有技术相比，本发明的有益效果体现在：

1、本发明能使铁路区间道口的整个管理过程全面实现自动化，将会改变目前人工手动管理的劳动强度大、可靠性差的现状，使铁路平交道口的管理水平走向现代化。

2、本发明电源装置具有10小时以上的停电保护功能，能防止因停电而造成的伤亡事故的发生。

3、本发明采用统一的硬件电路结构，配合适当的软件，即可适应在不同条件下的区间道口上使用。

4、本发明采用已有技术中的道口安全防护装置，通过设置手动—自动转换器件，可任意实现自动或手动控制，并且，与原有信号设备互不干扰，适应于自动闭塞区段、非自动闭塞区段等运行条件的铁路区间道口。

5、本发明采用电磁式传感器，用以检测火车运行信号，该传感器结构简单、安装方便，能够在振动、冲击的恶劣条件下长期工作，不受环境(如日晒、雨淋、油污、灰尘等)的影响。

6、本发明中微机控制装置同时还可对各种正常接近道口的列车实现较为准确的定时报警，可自行对传感器、报警器工作状态和故障情况进行监听、监视。

图面说明：

图1为本发明电路原理框图。

图2为本发明传感器排布结构示意图。

具体实施方式：

参见图1，本实施例由传感装置、道口安全防护装置、电源装置和微机控制装置构成。

如图1所示，传感装置包括传感器K1、K11、D1、D2、K2、K21，以及传感信号放大整形电路和光电隔离电路。

道口安全防护装置包括由音响器、闪光器和白灯构成的道口信号机构、道口控制盘和电动栏木。

微机装置以单片机IC3为中央处理器，与外围芯片IC6、芯片IC7、芯片IC8和芯片IC5构成计算机应用系统。并为该系统设置由Watchdog(看门狗)电路和复位电路构成的死机复位电路。

由于传感器信号需经长线传输才能送入单片机系统，而单片机所需控制的外部设备，如栏木电机、信号灯均是大功率负载，很容易对单片机系统形成干扰，因此，采用如图1示了的光电耦合器，使IO通道和单片机电路实施电隔离。

本实施例中，微机控制装置采用八位单片机IC3作为中央处理器CPU，在其外围配备程序存储器IC5，由可编程并行IO扩展接口IC7芯片为单片机IC3扩展IO端口，由可编程中断控制器IC6为单片机IC3扩展外部中断源，并采用专用键盘、显示器控制芯片IC8。芯片IC3采用8031、芯片IC7采用8255、芯片IC6采用8259、芯片IC8采用8279。其中，传感器感应信号IN11、IN12-IN61、IN62经放大整形、光电隔离，送至中断控制器IC6，作为中央处理器IC3的中断源INT1；中央处理器IC3在第3、4端口P1.3、P1.4输出音响及闪光器控制信号、在第1端口P1.1输出栏木落下控制信号、在第2端口P1.2输出栏木抬起控制信号、在第4、5端口P1.4、P1.5输出室内音响、闪光器控制信号、在第6端口P1.6输出传感器自检控制信号；同时，在扩展接口IC7芯片之A端口PA接受传感器自检控制信号，在C端口PC输出至道口控制盘。

本实施例中的芯片IC6对单片机的外部中断源进行扩展，可管理8-64级中断电源，使得本装置的硬件可适用于不同火车道口的要求。

电源装置由可充电电源AD330313、DC-DC变换器AZ256及蓄电池组成。该电路可不间断连续工作，并可对蓄电池初充、浮充电，它为电动栏木提供了+48V直流电源。该可充电电源同时又作为DC-DC变换器的一次测电源，由DC-DC变换器输出+24V、+15V、+12V、-12V和+5V电源供其它各部分使用。

图中的Watchdog(看门狗)电路和复位电路构成死机复位电路。中央处理器IC3在不超过1MC的时间间隔内，通过端口P10给该复位电路发出一个触发脉冲，使其输出保持高电平，若系统因干扰出现死机则复位电路输出变低，产生一个复位脉冲送至IC3的复位RESET信号输入端，强迫系统复位，摆脱死机状态。

参见图2，传感装置采用磁电式传感器K1、K11、D1、D2、K2、K21，共设三组，一组K1、K11位于被控道口上行段1，另一组K2、K21位于被控道口下行段3，再一组D1、D2位于被控道口2处，每组至少两只，各传感器输出IN11、IN12、IN21、——IN61、IN62经放大整形、光电耦合输出至微机控制装置。本实施例中，传感器安装应保证传感器上表面距离钢轨上表面的距离为30mm-32mm，传感器对之间的距离小于二分之一车轮轮距，本实施例中设定为50cm。

本实施例中的微机控制装置采用作业调度方式进行管理，根据作业调度来决定下一套工作任务。

装置复位后首先判断复位类型，即检查单片机内存单元52H、53H的内部是否为特定的数据(上电标志)。如果不是，则行冷启动，进行自检和初始化，并建立上电标志。至此，完成微机系统的准备工作，可根据调度单进行调度作业。

调度单的内容由单片机根据传感器中断、定时中断、按键中断及系统工作状态调整或修改，如果上行方向的火车到达上行接近点，则磁电传感器K1、K11产生中断信号，据此，CPU可判别有无火车及火车运行方向，并计算列车车厢节数，调度单及为“上行报警”调度作业。此时，CPU发出控制命令，让音响器、闪光器投入工作，白灯熄灭，并在13秒后控制电动栏木下落封闭道口。当火车到达道口时，传感器D1、D2产生中断信号，CPU检测到火车完全通过道口时，则调度单为“上行出清”，此时，CPU发出控制，取消音响报警，红灯熄灭，白灯亮，同时栏木徐徐升起。当火车到达下行接点时或通过道口一定时间后，系统执行“上行复位”调度，状态复原。“下行报警”、“下行出清”和“下行复位”三种工作方式与其相应。

若传感器或其它部分出现故障，则执行“故障处理”调度。如K1、K11中有一个传感器工作状态不正常，系统除执行正常报警任务外，还给出数码和室内音响提示信息。若系统因受到干扰或故障而出现运行错误，则进行“运行出错处理”，系统进行热启动并进行系统恢复。例如，PC指针进入“出错陷井”或Watchdog电路发生复位脉冲。

Claims (2)

1、一种铁路道口微机自动控制设备，由传感装置、道口安全防护装置、电源装置和微机控制装置构成，所述道口安全防护装置包括由音响器、闪光器和白灯构成的道口信号机构、道口控制盘和电动栏木，其特征在于：

a、所述传感装置采用磁电式传感器(K1、K11、D1、D2、K2、K21)，共设三组，一组(K1、K11)位于被控道口上行段(1)，另一组(K2、K21)位于被控道口下行段(3)，再一组(D1、D2)位于被控道口(2)处，每组至少两只，各传感器输出(IN11、IN12-IN61、IN62)经放大整形、光电耦合输出至微机控制装置；

b、所述电源装置由可充电电源(AD330313)、DC-DC变换器(AZ256)及蓄电池组成；

c、所述微机控制装置采用八位单片机(IC3(8031))作为中央处理器(CPU)，在其外围配备程序存储器(IC5(2764))，由可编程并行IO扩展接口(IC7(8255))芯片为单片机(IC3)扩展IO端口，由可编程中断控制器(IC6(8259))为单片机(IC3)扩展外部中断源，并采用专用键盘、显示器控制芯片(IC8(8279))，其中，传感器感应信号经变换后送至中断控制器(IC6)，作为中央处理器(IC3)的中断源(INT1)；中央处理器(IC3)在第3、4端口(P1.3、P1.4)输出音响及闪光器控制信号、在第1端口(P1.1)输出栏木落下控制信号、在第2端口(P1.2)输出栏木抬起控制信号、在第4、5端口(P1.4、P1.5)输出室内音响、闪光器控制信号、在第6端口(P1.6)输出传感器自检控制信号；同时，在所述扩展接口(IC7)芯片之A端口(PA)接受传感器自检控制信号，在C端口(PC)输出至道口控制盘。

2、根据权利要求1所述的铁路道口微机自动控制设备，其特征在于，所述传感装置中，每组传感器间距小于二分之一车轮轮距。

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