CN201503462U - Led信号机分散式故障报警单元 - Google Patents

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赵正平
林加杰
张胜
章卫卫
徐向辉
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Abstract

本实用新型涉及一种LED信号机分散式故障报警单元，包括核心控制芯片，核心控制芯片上连接有看门狗模块和报警仪单元控制器，所述故障报警单元还包括与核心控制芯片相连接的信号机电流监测模块、信号机灯位电压采集输入模块、过流保护模块、信号机工作电压和门限测试电压切换模块、变压器输入电压监测模块、RS485网络通信模块，所述信号机工作电压和门限测试电压切换模块上接有给LED信号机供电的隔离变压器；本实用新型除提供室外LED信号机工作电源外，还可以监测LED信号机的工作状态，随时对信号机的各类故障进行报警和防护，报警信号和监控信号不只是提供本地查询，还可以提供给微机监测和微机联锁系统使用。

Description

LED信号机分散式故障报警单元
技术领域
本实用新型属于LED信号机报警设备，涉及一种LED信号机分散式故障报警单元。
背景技术
随着国内经济迅速发展，节能减排的观念深入人心，以及最近国家投资促进内需，投入到城市轨道交通和铁路电气化改造方面也有相当大的一部分，使得低功耗的LED光源信号机得到飞速发展，但随之出现一个问题，就是LED光源信号机监测报警缺少必要的设备。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种可以监测LED信号机的工作状态、随时对信号机的各类故障进行报警和防护及能将相关信息提供给微机监测系统使用的LED信号机分散式故障报警单元。
为达到上述发明目的本实用新型所采用的技术方案是：
一种LED信号机分散式故障报警单元，包括一核心控制芯片，核心控制芯片上连接有看门狗模块及用于设置各种参数值的报警仪单元控制器，其特征在于所述故障报警单元还包括与核心控制芯片相连接的信号机电流监测模块、信号机灯位电压采集输入模块、过流保护模块、信号机工作电压和门限测试电压切换模块、变压器输入电压监测模块、RS485网络通信模块，所述信号机工作电压和门限测试电压切换模块上接有隔离变压器，隔离变压器的电压输出分别通过信号机工作电压和门限测试电压切换模块、过流保护模块给LED信号机供电，LED信号机分别为信号机灯位电压采集输入模块提供采样电压、为信号机电流监测模块提供采样电流。
所述核心控制芯片为STC12C5410AD单片机。
所述核心控制芯片上连接有当工作电流不正常时起报警作用的蜂鸣器模块。
所述核心控制芯片上连接有LED报警指示灯和给微机联锁系统提供报警信号的开关量报警输出模块。
本实用新型除提供室外LED信号机工作电源外，还可以监测LED信号机的工作状态，随时对信号机的各类故障进行报警和防护，报警信号和监控信号不只是提供本地查询，还可以提供给微机监测和微机联锁系统使用；本实用新型还可以人为将输出电压降到60V，以便测试LED信号机的抗干扰门限电路的完好与否，门限测试记录也可通过485接口输出。
附图说明
图1是本实用新型实施例的功能模块方框图；
图2是图1中信号机电流监测模块电路原理图；
图3是图1中信号机灯位电压采集输入模块电路原理图；
图4是图1中信号机工作电压和门限测试电压切换模块电路原理图；
图5是图1中过流保护模块电路原理图；
图6是图1中变压器输入电压监测模块电路原理图；
图7是图1中RS485网络通信模块电路原理图；
图8是本实用新型与LED信号机连接示意图。
具体实施方式
如图1所示，一种LED信号机分散式故障报警单元，包括一STC12C5410AD单片机核心控制芯片，核心控制芯片上连接有MAX813看门狗模块、蜂鸣器模块、LED报警指示灯、开关量报警输出模块及报警仪单元控制器，看门狗模块的作用与其在其它控制系统中的作用基本相同，主要是监测程序运行状况防止系统进入死循环，蜂鸣器模块的作用当工作电流不正常时报警，报警仪单元控制器的作用是用于设置各种参数值且提供信号机工作电压和工作电流的查询；所述故障报警单元还包括与核心控制芯片相连接的信号机电流监测模块、信号机灯位电压采集输入模块、过流保护模块、信号机工作电压和门限测试电压切换模块、变压器输入电压监测模块、RS485网络通信模块，所述信号机灯位电压采集输入模块和过流保护模块之间连接有LED信号机，信号机工作电压和门限测试电压切换模块上接有给LED信号机供电的隔离变压器，隔离变压器输出的电压经信号机工作电压和门限测试电压切换模块、过流保护模块到LED信号机，信号机电流监测模块、信号机灯位电压采集输入模块均与LED信号机相连采集信号机上的电流、电压，并将采样电流、采样电压输送到核心控制芯片。
所述信号机电流监测模块电路原理图如图2所示，该模块通过在电流传感器中串入输出电压回线，就可采集信号机的工作电流，电流传感器输出的电压信号通过RC滤波和D1稳压管5.1V的稳压作用输出ADC1电压供核心控制芯片采集和运算，转化为电流值。
所述信号机灯位电压采集输入模块电路原理图如图3所示，该模块通过外部继电器的切换，当LED2_IN端输入电压时，通过R1和R2的分压作用、电容的稳压作用，再通过TLP521光耦的光电转化作用，通过VIN1供核心控制芯片处理。
所述信号机工作电压和门限测试电压切换模块电路原理图如图4所示，当单片机给RELAY1一个低电平信号时，TLP627光耦导通，触发继电器工作，使输出电压切换到60V档，就可进行门限测试。
所述过流保护模块电路原理图如图5所示，当单片机给RELAY2一个低电平信号时，TLP627光耦导通，触发继电器工作，使输出电压为0V，就可切断电源，因此当LED信号机光源、点灯单元等发生故障，造成点灯回路电流超过设定的上限值时，可自动切断电源，避免信号升级。
所述变压器输入电压监测模块电路原理图如图6所示，该模块可监测输入电源的电压是否在正常的工作范围之内；输入AC220V电压，通过S0.25-P01电源变压器输出电压，再通过D6整流桥的整流，把交流电压转化为直流电压，再通过R10和R11的分压作用输出电压给核心控制芯片采集、运算和处理。
所述RS485网络通信模块电路原理图如图7所示，通过Q5发送和接收的控制，R16、R17、R18的阻抗匹配，以及D10、D11、J8三个TVS的瞬变电压抑制能力，使485工作在非常稳定的状态下，该部分通过新型的485电路，使485通信更加稳定和可靠，抗干扰能力强。
本实用新型的工作原理为：该报警单元可以监测1架最多3个灯位信号机的点灯电流，如图8所示，输入220V电源电压通过该报警单元的变压器输出60V和110V电压，该电压输出到信号机上，并在该回路中串入电流传感器，加上点灯电路电压AC110V采集线条件，即可实现对每架信号机每个灯位的检测和报警，传感器的输出供给单片机采集、比较、运算使用；如果需要进行门限测试，JP1继电器吸合，输出电压降为60V，过208后继电器会自动断开，信号机恢复正常工作；当信号机短路造成回路电流过大时，JP2吸合，断开电压输出；以每架信号机有三灯位为例，若要实现报警到灯位，需增加三根电压采集线，分别为：电压采集点1、电压采集点2、采集电压回线，其中采集电压回线与该报警单元输出的点灯回线可共用。

Claims (4)

1.一种LED信号机分散式故障报警单元，包括一核心控制芯片，核心控制芯片上连接有看门狗模块及用于设置各种参数值的报警仪单元控制器，其特征在于所述故障报警单元还包括与核心控制芯片相连接的信号机电流监测模块、信号机灯位电压采集输入模块、过流保护模块、信号机工作电压和门限测试电压切换模块、变压器输入电压监测模块、RS485网络通信模块，所述信号机工作电压和门限测试电压切换模块上接有隔离变压器，隔离变压器的电压输出分别通过信号机工作电压和门限测试电压切换模块、过流保护模块给LED信号机供电，LED信号机分别为信号机灯位电压采集输入模块提供采样电压、为信号机电流监测模块提供采样电流。
2.根据权利要求1所述的LED信号机分散式故障报警单元，其特征在于所述核心控制芯片为STC12C5410AD单片机。
3.根据权利要求1或2所述的LED信号机分散式故障报警单元，其特征在于所述核心控制芯片上连接有当工作电流不正常时起报警作用的蜂鸣器模块。
4.根据权利要求1或2所述的LED信号机分散式故障报警单元，其特征在于所述核心控制芯片上连接有LED报警指示灯和给微机联锁系统提供报警信号的开关量报警输出模块。
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