CN208774761U - 轨道交通用撒砂系统控制器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种轨道交通用撒砂系统控制器，包括外壳及设置在所述的外壳内的控制电路板，控制电路板包括电源模块（1）、输入模块（2）、输出模块（3）及处理模块（4），输入模块包括数字输入模块（21）及模拟输入模块（22）；电源模块与处理模块及输入模块的电源端口连接，电源模块外接车辆电源；数字输入模块及模拟输入模块的输出端口与处理模块的输入端口连接，处理模块的输出端口与输出模块的输入端口连接；处理模块外接车辆主控微机系统。本实用新型能根据车辆运行速度控制撒砂量，避免不必要的撒砂量污染铁轨；能根据撒砂系统工作环境，自动启闭砂箱和撒砂口加热器，避免撒砂口结冰和砂箱内砂子板结。

Description

轨道交通用撒砂系统控制器

技术领域

本实用新型涉及一种轨道交通用撒砂设备，尤其涉及一种轨道交通用撒砂系统控制器。

背景技术

目前，国内轨道交通车辆基本都需要配备撒砂系统，以增加车轮和轨道之间的摩擦系数，达到增加摩擦力的目的。在车辆发生打滑、空转、紧急制动情况时，能够自动进行撒砂，以消除打滑、空转现象，和减少车辆紧急制动距离。

撒砂控制器则是撒砂系统的控制核心，目前，现有技术的撒砂系统没有独立的撒砂控制器，撒砂控制都由车辆的主控微机系统控制，因主控微机系统功能复杂，处理数据量极多，所以分给撒砂控制的资源很少，只能控制何时开始撒砂，何时关闭撒砂，固定撒砂量，无法根据机车速度控制撒砂的量，导致低速时撒砂量一般过多，污染铁轨。另外主控微机系统也不监测撒砂系统的工作温度、湿度，无法有效避免撒砂口在低温下结冰，也无法避免砂箱中砂子潮湿板结的问题。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种轨道交通用撒砂系统控制器，能根据车辆运行速度控制撒砂量，避免不必要的撒砂量污染铁轨；能根据撒砂系统工作环境，自动启闭砂箱和撒砂口加热器，避免撒砂口结冰和砂箱内砂子板结。

本实用新型是这样实现的：

一种轨道交通用撒砂系统控制器，包括外壳及设置在所述的外壳内的控制电路板，控制电路板包括电源模块、输入模块、输出模块及处理模块，输入模块包括数字输入模块及模拟输入模块；电源模块与处理模块及输入模块的电源端口连接，电源模块外接车辆电源；数字输入模块及模拟输入模块的输出端口与处理模块的输入端口连接，处理模块的输出端口与输出模块的输入端口连接；处理模块外接车辆主控微机系统。

所述的电源模块包括电源模块本体、第一二极管、第一电容、第二电容、第三电容、第四电容、变压器及第五电容；第一二极管并联在电源模块本体的输入端和输出端之间，第一电容、第二电容并联在电源模块本体的输出端和接地端之间，构成电源模块的滤波电路；第三电容、第四电容及变压器并联在车辆电源上，形成输入电源的滤波电路，车辆电源通过输入电源的滤波电路连接在电源模块本体的输入端和接地端之间，第五电容与电源模块本体的输入端和接地端并联，将24V的车辆电源转换成24V和3.3V电源输出。

所述的电源模块还包括第三二极管及第四二极管，第三二极管与第四二极管并联后连接在车辆电源与变压器之间。

所述的电源模块还包括瞬态二极管及压敏电阻，瞬态二极管及压敏电阻与输入电源的滤波电路并联连接。

所述的数字输入模块包括第一隔离光电耦合器、第一上拉电阻及第二上拉电阻，第一隔离光电耦合器的电源端通过第一上拉电阻的一端与电源模块的24V输出端连接，第一隔离光电耦合器的输入端外接传感器及信号输入设备；第一隔离光电耦合器的输出端通过第二上拉电阻与电源模块的3.3V输出端连接，并连接至处理模块的输入端。

所述的传感器包括温度传感器及湿度传感器。

所述的模拟输入模块包括运算放大模块、第一电阻、电感、第六电容、第二电阻及第三电阻，第一电阻、电感、第六电容首尾相接构成模拟信号滤波电路，传感器及信号输入设备通过模拟信号滤波电路与运算放大模块的输入端连接，运算放大模块的输出端通过第二电阻及第三电阻连接至处理模块的输入端。

所述的传感器包括车速传感器。

所述的输出模块包括第二隔离光电耦合器、第一限流电阻、第二限流电阻、第三上拉电阻、第四上拉电阻、场效应晶体管及第七电容；第二隔离光电耦合器的电源端与电源模块的3.3V输出端连接，第二隔离光电耦合器的输入端通过第一限流电阻与处理模块的输出端连接；第二隔离光电耦合器的输出端通过第三上拉电阻与电源模块的24V输出端连接，并通过第二限流电阻与场效应晶体管的G端连接；第四上拉电阻及第七电容并联在场效应晶体管的G端与S端之间，场效应晶体管的D端外接负载。

本实用新型与现有技术相比，具有如下有益效果：

1、本实用新型通过与主控微机系统连接的单片机实现撒砂量分档控制，避免了砂子在铁轨上堆积，不污染铁轨线路环境，不影响轨道地面信号机。

2、本实用新型通过单片机根据环境温度状态和沙箱内湿度状态自动选择给撒砂口和砂箱内部加热，能避免撒砂口结冰和砂箱内砂子板结，达到节省能源的目的。

3、本实用新型适用于城市低地板有轨电车。

本实用新型能根据车辆运行速度控制撒砂量，避免不必要的撒砂量污染铁轨；能根据撒砂系统工作环境，自动启闭砂箱和撒砂口加热器，避免撒砂口结冰和砂箱内砂子板结。

附图说明

图1是本实用新型轨道交通用撒砂系统控制器的原理图；

图2是本实用新型轨道交通用撒砂系统控制器中电源模块的电路图；

图3是本实用新型轨道交通用撒砂系统控制器中数字输入模块的电路图；

图4是本实用新型轨道交通用撒砂系统控制器中模拟输入模块的电路图；

图5是本实用新型轨道交通用撒砂系统控制器中输出模块的电路图。

图中，1电源模块，2输入模块，21数字输入模块，22模拟输入模块，3输出模块，4处理模块，5负载，DY1电源模块本体，D8第一二极管，C4第一电容，C5第二电容，C1第三电容，C2第四电容，T1变压器，C3第五电容，D1第三二极管，D2第四二极管，DP1瞬态二极管，UR1压敏电阻，G1第一隔离光电耦合器，R1第一上拉电阻，R2第二上拉电阻，U1运算放大模块，R7第一电阻，L1电感，C7第六电容，R8第二电阻，R9第三电阻，G2第二隔离光电耦合器，R3第一限流电阻，R5第二限流电阻，R4第三上拉电阻，R6第四上拉电阻，Q1场效应晶体管，C6第七电容。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明。

请参见附图1，一种轨道交通用撒砂系统控制器，包括外壳及设置在所述的外壳内的控制电路板，控制电路板包括电源模块1、输入模块2、输出模块3及处理模块4，输入模块2包括数字输入模块21及模拟输入模块22；电源模块1与处理模块4及输入模块2的电源端口连接，电源模块1外接车辆电源；数字输入模块21及模拟输入模块22的输出端口与处理模块4的输入端口连接，处理模块4的输出端口与输出模块3的输入端口连接；处理模块4外接车辆主控微机系统。

请参见附图2，所述的电源模块1包括电源模块本体DY1、第一二极管D8、第一电容C4、第二电容C5、第三电容C1、第四电容C2、变压器T1及第五电容C3；第一二极管D8并联在电源模块本体DY1的输入端和输出端之间，第一二极管D8的负极与电源模块本体DY1的输入端连接，第一二极管D8的正极与电源模块本体DY1的输出端连接，第一电容C4、第二电容C5并联在电源模块本体DY1的输出端和接地端之间，构成电源模块的滤波电路；第三电容C1、第四电容C2及变压器T1并联在车辆电源上，形成输入电源的滤波电路，车辆电源通过输入电源的滤波电路连接在电源模块本体DY1的输入端和接地端之间，第五电容C3与电源模块本体DY1的输入端和接地端并联，将24V的车辆电源转换成系统所需的24V和3.3V电源输出。

所述的电源模块1还包括第三二极管D1及第四二极管D2，第三二极管D1与第四二极管D2并联后连接在车辆电源与变压器T1之间，第三二极管D1及第四二极管D2的正极与车辆电源连接，第三二极管D1及第四二极管D2的腹肌与变压器连接，可防止电源接反，起到保护电源模块1的作用。

所述的电源模块1还包括瞬态二极管DP1及压敏电阻UR1，瞬态二极管DP1及压敏电阻UR1与输入电源的滤波电路并联连接，可防止浪涌和过电压，确保电路安全。

请参见附图3，所述的数字输入模块21包括第一隔离光电耦合器G1、第一上拉电阻R1及第二上拉电阻R2，第一隔离光电耦合器G1的电源端通过第一上拉电阻R1的一端与电源模块1的24V输出端连接，第一隔离光电耦合器G1的输入端外接传感器及信号输入设备；第一隔离光电耦合器G1的输出端通过第二上拉电阻R2与电源模块1的3.3V输出端连接，并连接至处理模块4的输入端，可接收外部输入的数字信号，如速度、打滑、紧急制动、缺砂信号，经过隔离后，送至处理模块4进行处理。

所述的传感器包括温度传感器及湿度传感器，可用于检测撒砂系统的工作温度和湿度，避免撒砂口在低温下结冰或砂箱中砂子潮湿板结。

请参见附图4，所述的模拟输入模块22包括运算放大模块U1、第一电阻R7、电感L1、第六电容C7、第二电阻R8及第三电阻R9，第一电阻R7、电感L1、第六电容C7首尾相接构成模拟信号滤波电路，传感器及信号输入设备通过模拟信号滤波电路与运算放大模块U1的输入端连接，运算放大模块U1的输出端通过第二电阻R8及第三电阻R9连接至处理模块4的输入端，可接收外部输入的模拟信号，如温度、湿度、压力信号，经过滤波、放大后，送至处理模块4进行处理。

所述的传感器包括车速传感器，可在车辆低速行驶时减少撒砂的量，避免污染铁轨。

请参见附图5，所述的输出模块3包括第二隔离光电耦合器G2、第一限流电阻R3、第二限流电阻R5、第三上拉电阻R4、第四上拉电阻R6、场效应晶体管Q1及第七电容C6；第二隔离光电耦合器G2的电源端与电源模块1的3.3V输出端连接，第二隔离光电耦合器G2的输入端通过第一限流电阻R3与处理模块4的输出端连接；第二隔离光电耦合器G2的输出端通过第三上拉电阻R4与电源模块1的24V输出端连接，并通过第二限流电阻R5与场效应晶体管Q1的G端连接；第四上拉电阻R6及第七电容C6并联在场效应晶体管Q1的G端与S端之间，场效应晶体管Q1的D端外接负载5，输出模块3接收处理模块4输出的逻辑信号，通过场效应晶体管Q1驱动负载，如空压机接触器、加热器、电磁阀等。

使用时，本实用新型可直接安装在撒砂系统中，本实用新型通过车辆电源供电，并与主控微机系统进行通讯，从车辆接收速度信号、打滑、紧急制动等运行工况信号，就可以根据车辆运行速度，合理控制撒砂系统的撒砂量，可实施监测撒砂系统工作环境温度、砂箱内部湿度和系统故障情况，自动控制砂箱加热器、撒砂口加热器，并将系统状态等信息上报给车辆主控微机系统，并在司机室显示。

撒砂系统的温度传感器、缺砂传感器、压力传感器、手动/紧急/滑行撒砂信号输入装置等通过数字输入模块21将数字信号发送至处理模块4，速度传感器、湿度传感器等通过模拟输入模块22将模拟信号发送至处理模块4，处理模块4对接收到的信号进行分析处理后，根据设定的要求将执行信号通过输出模块3发送到负载5，如空压机接触器、喷嘴加热器、砂箱加热器、撒砂电磁阀组、故障信号灯、缺砂信号灯等，用于控制负载5的运行，实现对负载5的控制操作和缺砂、故障报警信号的输出。优选的，处理模块4可采用单片机，可对撒砂量进行分档控制，根据不同的车辆运行速度，选择不同的撒砂量，高速时，撒砂量大，低速时撒砂量小。

以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用于限定本实用新型的保护范围，因此，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种轨道交通用撒砂系统控制器，其特征是：包括外壳及设置在所述的外壳内的控制电路板，控制电路板包括电源模块（1）、输入模块（2）、输出模块（3）及处理模块（4），输入模块（2）包括数字输入模块（21）及模拟输入模块（22）；电源模块（1）与处理模块（4）及输入模块（2）的电源端口连接，电源模块（1）外接车辆电源；数字输入模块（21）及模拟输入模块（22）的输出端口与处理模块（4）的输入端口连接，处理模块（4）的输出端口与输出模块（3）的输入端口连接；处理模块（4）外接车辆主控微机系统。

2.根据权利要求1所述的轨道交通用撒砂系统控制器，其特征是：所述的电源模块（1）包括电源模块本体DY1、第一二极管D8、第一电容C4、第二电容C5、第三电容C1、第四电容C2、变压器T1及第五电容C3；第一二极管D8并联在电源模块本体DY1的输入端和输出端之间，第一电容C4、第二电容C5并联在电源模块本体DY1的输出端和接地端之间，构成电源模块的滤波电路；第三电容C1、第四电容C2及变压器T1并联在车辆电源上，形成输入电源的滤波电路，车辆电源通过输入电源的滤波电路连接在电源模块本体DY1的输入端和接地端之间，第五电容C3与电源模块本体DY1的输入端和接地端并联，将24V的车辆电源转换成24V和3.3V电源输出。

3.根据权利要求2所述的轨道交通用撒砂系统控制器，其特征是：所述的电源模块（1）还包括第三二极管D1及第四二极管D2，第三二极管D1与第四二极管D2并联后连接在车辆电源与变压器T1之间。

4.根据权利要求2所述的轨道交通用撒砂系统控制器，其特征是：所述的电源模块（1）还包括瞬态二极管DP1及压敏电阻UR1，瞬态二极管DP1及压敏电阻UR1与输入电源的滤波电路并联连接。

5.根据权利要求1所述的轨道交通用撒砂系统控制器，其特征是：所述的数字输入模块（21）包括第一隔离光电耦合器G1、第一上拉电阻R1及第二上拉电阻R2，第一隔离光电耦合器G1的电源端通过第一上拉电阻R1的一端与电源模块（1）的24V输出端连接，第一隔离光电耦合器G1的输入端外接传感器及信号输入设备；第一隔离光电耦合器G1的输出端通过第二上拉电阻R2与电源模块（1）的3.3V输出端连接，并连接至处理模块（4）的输入端。

6.根据权利要求5所述的轨道交通用撒砂系统控制器，其特征是：所述的传感器包括温度传感器及湿度传感器。

7.根据权利要求1所述的轨道交通用撒砂系统控制器，其特征是：所述的模拟输入模块（22）包括运算放大模块U1、第一电阻R7、电感L1、第六电容C7、第二电阻R8及第三电阻R9，第一电阻R7、电感L1、第六电容C7首尾相接构成模拟信号滤波电路，传感器及信号输入设备通过模拟信号滤波电路与运算放大模块U1的输入端连接，运算放大模块U1的输出端通过第二电阻R8及第三电阻R9连接至处理模块（4）的输入端。

8.根据权利要求7所述的轨道交通用撒砂系统控制器，其特征是：所述的传感器包括车速传感器。

9.根据权利要求1或2所述的轨道交通用撒砂系统控制器，其特征是：所述的输出模块（3）包括第二隔离光电耦合器G2、第一限流电阻R3、第二限流电阻R5、第三上拉电阻R4、第四上拉电阻R6、场效应晶体管Q1及第七电容C6；第二隔离光电耦合器G2的电源端与电源模块（1）的3.3V输出端连接，第二隔离光电耦合器G2的输入端通过第一限流电阻R3与处理模块（4）的输出端连接；第二隔离光电耦合器G2的输出端通过第三上拉电阻R4与电源模块（1）的24V输出端连接，并通过第二限流电阻R5与场效应晶体管Q1的G端连接；第四上拉电阻R6及第七电容C6并联在场效应晶体管Q1的G端与S端之间，场效应晶体管Q1的D端外接负载（5）。