CN110888088A - 一种安全回路断点检测系统及其使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种安全回路断点检测系统，包括设置在正安全回路(1)和负安全回路(2)之间用于检测节点的运行状态的采样单元(100)，与所述采样单元(100)一一对应设置用于汇总第一运行信号的第一检测单元(200)，用于检测正安全回路(1)和负安全回路(2)的运行的第二检测单元(300)；用于分析处理第一运行信号和第二运行信号的中央控制系统(400)和用于将状态信号和故障信号反馈给客户的显示系统(500)。本发明提供的一种安全回路断点检测系统及其使用方法能够实时检测安全回路的运行状态，及时发现并锁定故障位置，使站台管理人员及时了解故障信息，大幅节省了排出故障的时间。
Description
技术领域
本发明涉及轨道交通安全领域，具体涉及一种用于轨道交通系统安全回路断点检测系统及其使用方法。
背景技术
安全回路是电气控制电路中的一条回路(或支路)，这条回路中串联了许多电气安全保护装置(开关触点或安全电路)，称为安全回路。
安全回路断点检测的难点主要有如下方面：
1)节点太多，无法锁定断点所在；
2)问题多样，不仅仅是线路问题，还包括形程开关不同步的问题；
3)线路太长，安全回路贯穿整个站台，全长将近400米；
4)线路隐蔽，给维修人员的检查带来相当大的困扰。
现有检测设备为两套并行的装置，一为通号模拟开关门装置，二为安全回路断开故障监测装置。当轨道交通系统在夜间停运后，可以用通号模拟开关门装置模拟ATC向屏蔽门的站台控制器发出开、关门命令，再现随机故障。安全回路断开故障监测装置可以实时准确判断触点断开点，保证运营的安全。以上方案存在以下问题：①安全回路断开故障监测装置为外接设备，不能实现实时的故障检测；②本方案旨在安全回路出现大量不确定问题的情况下，使用外接设备快速锁定薄弱点，由现场人员检查后重新修正设备；③设备冗余，现场操作复杂；④不能确定线路问题，只能锁定形程开关问题。
申请号为201621315655.9公开了一种电梯门锁安全回路检修装置，包括板壳以及封装于板壳内的监测线路板，监测线路板上焊接有一负极稳压线和一用于与直流稳压电源相连的正极稳压线，监测线路板上还集成有并联于正极稳压线和负极稳压线之间的轿门门锁触点检测模块和厅门门锁触点检测模块，轿门门锁触点检测模块和厅门门锁触点检测模块均主要电压比较器、发光二极管、光电耦合器、直流继电器以及分压电阻等构成。本实用新型在与电梯门锁回路进行相应的连接后，可利用相应发光二极管的点亮或熄灭状况来进行门锁触点对地呈不完全短路故障或者存在断点故障的快速及准确的判别。本发明虽然实现了故障点的快速检测，但无法应用于线路更长的轨道交通站台系统。
发明内容
本发明是为了克服现有技术中安全回路断点检测在长距离的轨道交通系统中无法快速锁定断点位置的问题，提供一种安全回路断点检测系统及其使用方法，能够实时检测安全回路的运行状态，及时发现并锁定故障位置，使站台管理人员及时了解故障信息，大幅节省了排出故障的时间。
本发明提供一种安全回路断点检测系统，包括：
采样单元：设置在正安全回路和负安全回路之间，用于检测节点的运行状态并生成第一运行信号，用于将第一运行信号传送至第一检测单元；
第一检测单元：与采样单元一一对应设置，用于接收采样单元传送的第一运行信号，用于将第一运行信号汇总后传送至中央控制系统；
第二检测单元：与正安全回路和负安全回路相连，用于检测正安全回路和负安全回路的运行状态并生成第二运行信号，用于将第二运行信号传送至中央控制系统；
中央控制系统：用于接收第一检测单元传送的第一运行信号，用于接收第二检测单元传送的第二运行信号，用于根据第一运行信号和第二运行信号判断安全回路是否正常，当安全回路正常运行时生成状态信号并将状态信号传送至显示系统，当安全回路出现异常时生成故障信号并将故障信号传送至显示系统；
显示系统：用于接收中央控制系统传送的状态信号和故障信号，并将状态信号和故障信号反馈给客户。
本发明所述的一种安全回路断点检测系统，作为优选方式，采样单元包括隔离电源、比较器、第一电阻、第二电阻、第三电阻和第四电阻；隔离电源与比较器相连，用于为比较器进行供电，比较器的正向输入端通过第一电阻与正安全回路相连，比较器的正向输入端通过第二电阻与负安全回路相连，比较器的负向输入端通过第三电阻与正安全回路相连，比较器的负向输入端通过第四电阻与负安全回路相连，比较器的输出端生成第一运行信号并将第一运行信号传送至第一检测单元。采用隔离电源给比较器进行供电，隔离电源的负极与安全回路进行共地，可以保证采样单元本身的电源不会影响到安全回路自身的运行，第一电阻和第二电阻采用M级电阻实现分压，此时第一电阻和第二电阻通过的电流不足以影响安全回路的正常运行。比较器的正向输入端和负向输入端均通过两个可变电阻进行调节，提高了检测的灵敏度。
本发明所述的一种安全回路断点检测系统，作为优选方式，第一检测单元包括二极管和三极管，二极管与采样单元相连，用于接收采样单元传送的第一运行信号并通过三极管传送至中央控制系统。
本发明所述的一种安全回路断点检测系统，作为优选方式，中央控制系统包括：
微控制单元：与第一检测单元一一对应设置，用于接收第一检测单元传送的第一运行信号，用于将第一运行信号传送至门控单元；
门控单元：设置在屏蔽门上，用于接收设置在屏蔽门范围内微控制单元传送的所述第一运行信号，用于将第一运行信号汇总并传送至操作指示盘；
操作指示盘：设置在轨道交通站台上，用于接收各门控单元传送的第一运行信号，用于接收第二检测单元传送的第二运行信号，用于生成状态信号和故障信号，用于将状态信号和故障信号传送至显示系统。
本发明所述的一种安全回路断点检测系统，作为优选方式，故障信号包括用于显示故障类别的故障信息和用于显示故障发生位置的位置信息。
本发明所述的一种安全回路断点检测系统的使用方法，包括以下步骤：
S1、监测点设置：将检测点A设置在正安全回路上，用于检测正安全回路的通断，将检测点B设置在负安全回路上，用于检测负安全回路的通断，将检测点C设置在各检测节点上，用于检测节点的运行状态；
S2、运行状态检测：设备运行后，检测点A对正安全回路的通断进行实时检测生成第二运行信号并将第二运行信号传送至中央控制系统，检测点B对负安全回路的通断进行实时检测生成第二运行信号并将第二运行信号传送至中央控制系统，检测点C对检测节点的运行状态进行实时检测生成第一运行信号并将第一运行信号传送至中央控制系统；
S3、故障判断：中央控制系统根据接收的第一运行信号和第二运行信号进行分析，判断是否存在故障，若判断存在故障执行步骤S4，若判断不存在故障执行步骤S7；
S4、故障分析：中央控制系统判断故障的类别和故障发生的位置，生成故障信号；
S5、故障反馈：中央控制系统将故障信号通过显示系统反馈给站台管理人员；
S6、故障排除：站台管理人员排除故障后进入步骤S8；
S7、信号反馈：中央控制系统将运行信号通过显示系统反馈给站台管理人员；
S8、检测系统正常运行。
本发明由于将采集单元与节点一一对应设置，能够实时检测各节点的运行状态，当节点出现故障时，中央控制系统能够及时发现故障并确定故障产生的位置，并将相关的故障信息通过显示系统反馈给站台管理人员，节省故障的排查时间。
本发明进一步在正安全回路和负安全回路上设置第二检测单元，能够实时检测正安全回路和负安全回路的运行状态，当安全回路出现故障时，中央控制系统能够及时发现故障并确定故障产生的位置，并将相关的故障信息通过显示系统反馈给站台管理人员，节省故障的排查时间。
附图说明
图1为一种安全回路断点系统组成图；
图2为一种安全回路断点系统采样单元电路图；
图3为一种安全回路断点系统第一检测单元电路图；
图4为一种安全回路断点系统中央控制系统组成图；
图5为一种安全回路断点系统使用方法流程图；
图6为实施例1使用方法流程图；
图7为实施例2使用方法流程图；
图8为实施例3使用方法流程图。
附图标记：
1、正安全回路；2、负安全回路；100、采样单元；110、隔离电源；120、比较器；130、第一电阻；140、第二电阻；150、第三电阻； 160、第四电阻；200、第一检测单元；210、二极管；220、三极管；300、第二检测单元；400、中央控制系统；410、微控制单元；420、门控单元；430、操作指示盘；500、显示系统。
具体实施方式
如图1所示，本发明提供一种安全回路断点检测系统，包括：
采样单元100：设置在正安全回路1和负安全回路2之间，用于检测节点的运行状态并生成第一运行信号，用于将第一运行信号传送至第一检测单元200；如图2所示，采样单元100包括隔离电源110、比较器120、第一电阻130、第二电阻140、第三电阻150和第四电阻160，第一电阻130、第二电阻140、第三电阻150和第四电阻160均为可变电阻；隔离电源110与比较器120相连，用于为比较器120进行供电，比较器120的正向输入端通过第一电阻130与正安全回路1相连，比较器110的正向输入端通过第二电阻140与负安全回路2相连，比较器110的负向输入端通过第三电阻150与正安全回路1相连，比较器110的负向输入端通过第四电阻160 与负安全回路2相连，比较器120的输出端生成第一运行信号并将第一运行信号传送至第一检测单元200；
第一检测单元200：与采样单元100一一对应设置，用于接收采样单元100传送的第一运行信号，用于将第一运行信号汇总后传送至中央控制系统400；如图3所示，第一检测单元200包括二极管210和三极管220，二极管210与采样单元220相连，用于接收采样单元100传送的第一运行信号并通过三极管220传送至中央控制系统400；
第二检测单元300：与正安全回路1和负安全回路2相连，用于检测正安全回路1和负安全回路2的运行状态并生成第二运行信号，用于将第二运行信号传送至中央控制系统400；
中央控制系统400：用于接收第一检测单元200传送的第一运行信号，用于接收第二检测单元300传送的第二运行信号，用于根据第一运行信号和第二运行信号判断安全回路是否正常，当安全回路正常运行时生成状态信号并将状态信号传送至显示系统500，当安全回路出现异常时生成故障信号并将故障信号传送至显示系统500，其中故障信号包括用于显示故障类别的故障信息和用于显示故障发生位置的位置信息；如图4所示，中央控制系统400包括：
微控制单元410：与第一检测单元200一一对应设置，用于接收第一检测单元200传送的第一运行信号，用于将第一运行信号传送至门控单元 420；
门控单元420：设置在屏蔽门上，用于接收设置在屏蔽门范围内微控制单元410传送的所述第一运行信号，用于将第一运行信号汇总并传送至操作指示盘430；
操作指示盘430：设置在轨道交通站台上，用于接收各门控单元420 传送的第一运行信号，用于接收第二检测单元300传送的第二运行信号，用于生成状态信号和故障信号，用于将状态信号和故障信号传送至显示系统500；
显示系统500：用于接收中央控制系统400传送的状态信号和故障信号，并将状态信号和故障信号反馈给客户。
如图5所示，本发明在使用过程中，包括以下步骤：
S1、监测点设置：将检测点A设置在正安全回路1上，用于检测正安全回路1的通断，将检测点B设置在负安全回路2上，用于检测负安全回路2的通断，将检测点C设置在各检测节点上，用于检测节点的运行状态；
S2、运行状态检测：设备运行后，检测点A对正安全回路1的通断进行实时检测生成第二运行信号并将第二运行信号传送至中央控制系统400，检测点B对负安全回路2的通断进行实时检测生成第二运行信号并将第二运行信号传送至中央控制系统400，检测点C对检测节点的运行状态进行实时检测生成第一运行信号并将第一运行信号传送至中央控制系统 400；
S3、故障判断：中央控制系统400根据接收的第一运行信号和第二运行信号进行分析，判断是否存在故障，若判断存在故障执行步骤S4，若判断不存在故障执行步骤S7；
S4、故障分析：中央控制系统400判断故障的类别和故障发生的位置，生成故障信号；
S5、故障反馈：中央控制系统400将故障信号通过显示系统500反馈给站台管理人员；
S6、故障排除：站台管理人员排除故障后进入步骤S8；
S7、信号反馈：中央控制系统400将运行信号通过显示系统500反馈给站台管理人员；
S8、检测系统正常运行。
实施例1
如图6所示，当安全回路正常运行时，执行以下步骤：
S11、监测点设置：将检测点A设置在正安全回路1上，用于检测正安全回路1的通断，将检测点B设置在负安全回路2上，用于检测负安全回路2的通断，将检测点C设置在各检测节点上，用于检测节点的运行状态；
S12、运行状态检测：设备运行后，检测点A对正安全回路1的通断进行实时检测生成第二运行信号并将第二运行信号传送至中央控制系统 400，检测点B对负安全回路2的通断进行实时检测生成第二运行信号并将第二运行信号传送至中央控制系统400，检测点C对检测节点的运行状态进行实时检测生成第一运行信号并将第一运行信号传送至中央控制系统 400；
S13、信号反馈：中央控制系统400将运行信号通过显示系统500反馈给站台管理人员；
S14、检测系统正常运行。
实施例2
如图7所示，当正安全回路1或负安全回路2的通断出现故障时，执行以下步骤：
S21、监测点设置：将检测点A设置在正安全回路1上，用于检测正安全回路1的通断，将检测点B设置在负安全回路2上，用于检测负安全回路2的通断，将检测点C设置在各检测节点上，用于检测节点的运行状态；
S22、运行状态检测：设备运行后，检测点A对正安全回路1的通断进行实时检测生成第二运行信号并将第二运行信号传送至中央控制系统 400，检测点B对负安全回路2的通断进行实时检测生成第二运行信号并将第二运行信号传送至中央控制系统400，检测点C对检测节点的运行状态进行实时检测生成第一运行信号并将第一运行信号传送至中央控制系统 400；
S23、故障判断：中央控制系统400根据接收的第一运行信号和第二运行信号进行分析，根据第二运行信号判断正安全回路1或负安全回路2出现故障；
S24、故障分析：中央控制系统400判断故障发生的位置，生成故障信号；
S25、故障反馈：中央控制系统400将故障信号通过显示系统500反馈给站台管理人员；
S26、故障排除：站台管理人员排除故障；
S27、检测系统正常运行。
实施例3
如图8所示，当检测节点出现故障时，执行以下步骤：
S31、监测点设置：将检测点A设置在正安全回路1上，用于检测正安全回路1的通断，将检测点B设置在负安全回路2上，用于检测负安全回路2的通断，将检测点C设置在各检测节点上，用于检测节点的运行状态；
S32、运行状态检测：设备运行后，检测点A对正安全回路1的通断进行实时检测生成第二运行信号并将第二运行信号传送至中央控制系统 400，检测点B对负安全回路2的通断进行实时检测生成第二运行信号并将第二运行信号传送至中央控制系统400，检测点C对检测节点的运行状态进行实时检测生成第一运行信号并将第一运行信号传送至中央控制系统 400；
S33、故障判断：中央控制系统400根据接收的第一运行信号和第二运行信号进行分析，根据第一运行信号判断检测节点出现故障；
S34、故障分析：中央控制系统400判断根据反馈第一运行信号的第一检测单元获取故障发生的位置信息，生成故障信号；
S35、故障反馈：中央控制系统400将故障信号通过显示系统500反馈给站台管理人员；
S36、故障排除：站台管理人员排除故障；
S37、检测系统正常运行。
以上说明对本发明而言只是说明性的，而非限制性的，本领域普通技术人员理解，在不脱离权利要求所限定的精神和范围的情况下，可作出的任何修改、变化或等效，都将落入本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种安全回路断点检测系统，其特征在于：包括：
采样单元(100)：设置在正安全回路(1)和负安全回路(2)之间，用于检测节点的运行状态并生成第一运行信号，用于将所述第一运行信号传送至第一检测单元(200)；
第一检测单元(200)：与所述采样单元(100)一一对应设置，用于接收所述采样单元(100)传送的第一运行信号，用于将所述第一运行信号汇总后传送至中央控制系统(400)；
第二检测单元(300)：与所述正安全回路(1)和所述负安全回路(2)相连，用于检测所述正安全回路(1)和所述负安全回路(2)的运行状态并生成第二运行信号，用于将所述第二运行信号传送至中央控制系统(400)；
中央控制系统(400)：用于接收所述第一检测单元(200)传送的第一运行信号，用于接收所述第二检测单元(300)传送的第二运行信号，用于根据所述第一运行信号和所述第二运行信号判断安全回路是否正常，当所述安全回路正常运行时生成状态信号并将所述状态信号传送至显示系统(500)，当所述安全回路出现异常时生成故障信号并将所述故障信号传送至所述显示系统(500)；
显示系统(500)：用于接收所述中央控制系统(400)传送的所述状态信号和所述故障信号，并将所述状态信号和所述故障信号反馈给客户。
2.根据权利要求1所述的一种安全回路断点检测系统，其特征在于：所述采样单元(100)包括隔离电源(110)、比较器(120)、第一电阻(130)、第二电阻(140)、第三电阻(150)和第四电阻(160)；所述隔离电源(110)与所述比较器(120)相连，用于为所述比较器(110)进行供电，所述比较器(110)的正向输入端通过所述第一电阻(130)与所述正安全回路(1)相连，所述比较器(110)的正向输入端通过所述第二电阻(140)与所述负安全回路(2)相连，所述比较器(110)的负向输入端通过所述第三电阻(150)与所述正安全回路(1)相连，所述比较器(110)的负向输入端通过所述第四电阻(160)与所述负安全回路(2)相连，所述比较器(120)的输出端生成所述第一运行信号并将所述第一运行信号传送至所述第一检测单元(200)。
3.根据权利要求1所述的一种安全回路断点检测系统，其特征在于：所述第一检测单元(200)包括二极管(210)和三极管(220)，所述二极管(210)与所述采样单元(100)相连，用于接收所述采样单元(100)传送的所述第一运行信号并通过所述三极管(220)传送至所述中央控制系统(400)。
4.根据权利要求1所述的一种安全回路断点检测系统，其特征在于：所述中央控制系统(400)包括：
微控制单元MCU(410)：与所述第一检测单元(200)一一对应设置，用于接收所述第一检测单元(200)传送的第一运行信号，用于将所述第一运行信号传送至门控单元DCU(420)；
门控单元DCU(420)：设置在屏蔽门上，用于接收设置在所述屏蔽门范围内所述微控制单元(410)传送的所述第一运行信号，用于将所述第一运行信号汇总并传送至操作指示盘PSA(430)；
操作指示盘PSA(430)：设置在轨道交通站台上，用于接收各所述门控单元(420)传送的所述第一运行信号，用于接收所述第二检测单元(300)传送的所述第二运行信号，用于生成所述状态信号和所述故障信号，用于将所述状态信号和所述故障信号传送至所述显示系统(500)。
5.根据权利要求1～4其中任意一项所述的一种用于安全回路断点检测系统，其特征在于：所述故障信号包括用于显示故障类别的故障信息和用于显示故障发生位置的位置信息。
6.根据权利要求1～4其中任意一项所述的一种用于安全回路断点检测方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1、监测点设置：将检测点A设置在所述正安全回路(1)上，用于检测所述正安全回路(1)的通断，将检测点B设置在所述负安全回路(2)上，用于检测所述负安全回路(2)的通断，将检测点C设置在各检测节点上，用于检测所述检测节点的运行状态；
S2、运行状态检测：设备运行后，所述检测点A对所述正安全回路(1)的通断进行实时检测生成所述第二运行信号并将所述第二运行信号传送至所述中央控制系统(400)，所述检测点B对所述负安全回路(2)的通断进行实时检测生成所述第二运行信号并将所述第二运行信号传送至所述中央控制系统(400)，所述检测点C对所述检测节点的运行状态进行实时检测生成所述第一运行信号并将所述第一运行信号传送至所述中央控制系统(400)；
S3、故障判断：所述中央控制系统(400)根据接收的所述第一运行信号和所述第二运行信号进行分析，判断是否存在故障，若判断存在故障执行步骤S4，若判断不存在故障执行步骤S7；
S4、故障分析：所述中央控制系统(400)判断故障的类别和故障发生的位置，生成故障信号；
S5、故障反馈：所述中央控制系统(400)将故障信号通过所述显示系统(500)反馈给站台管理人员；
S6、故障排除：站台管理人员排除故障后进入步骤S8；
S7、信号反馈：所述中央控制系统(400)将运行信号通过所述显示系统(500)反馈给站台管理人员；
S8、检测系统正常运行。
7.根据权利要求5所述的一种用于安全回路断点检测方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1、监测点设置：将检测点A设置在所述正安全回路(1)上，用于检测所述正安全回路(1)的通断，将检测点B设置在所述负安全回路(2)上，用于检测所述负安全回路(2)的通断，将检测点C设置在各检测节点上，用于检测所述检测节点的运行状态；
S2、运行状态检测：设备运行后，所述检测点A对所述正安全回路(1)的通断进行实时检测生成所述第二运行信号并将所述第二运行信号传送至所述中央控制系统(400)，所述检测点B对所述负安全回路(2)的通断进行实时检测生成所述第二运行信号并将所述第二运行信号传送至所述中央控制系统(400)，所述检测点C对所述检测节点的运行状态进行实时检测生成所述第一运行信号并将所述第一运行信号传送至所述中央控制系统(400)；
S3、故障判断：所述中央控制系统(400)根据接收的所述第一运行信号和所述第二运行信号进行分析，判断是否存在故障，若判断存在故障执行步骤S4，若判断不存在故障执行步骤S7；
S4、故障分析：所述中央控制系统(400)判断故障的类别和故障发生的位置，生成故障信号；
S5、故障反馈：所述中央控制系统(400)将故障信号通过所述显示系统(500)反馈给站台管理人员；
S6、故障排除：站台管理人员排除故障后进入步骤S8；
S7、信号反馈：所述中央控制系统(400)将运行信号通过所述显示系统(500)反馈给站台管理人员；
S8、检测系统正常运行。
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