用于控制转辙机的检测电路的制作方法

本实用新型属于铁路轨道领域，特别涉及用于控制转辙机的检测电路。

背景技术：

转辙机是用于轨道交通中的一种重要执行机构，用于转换锁闭道岔尖轨或心轨，表示监督联锁区内道岔尖轨或心轨的位置和状态。转辙机的操作方式分为电动和手动两种方式，设备正常时采用电动方式通过道岔控制器进行统一控制实现转辙机的定、反位驱动；当停电或转辙机故障以及相应的轨道电路故障时，通过手摇方式转换道岔。

当转辙机转动到位之后，其中心线(N线)上的电流会因电机的堵转而迅速增大，控制器因采集到中心线(N线)上的较大电流而切断驱动输出，使得转辙机停止转动，但是目前没有对转辙机的驱动输出没有进行回检，因此不能确定驱动输出是否已正常输出，电路的工作状态不可在线监视可能会因为器件的粘连故障而将控制器导向危险侧。

技术实现要素：

为了解决现有技术中存在的缺点和不足，本实用新型提供了通过控制器对输出的驱动信号进行回检，从而判断信号系统是否有输出故障，保证了安全输出的用于控制转辙机的检测电路。

为了达到上述技术目的，本实用新型提供了用于控制转辙机的检测电路，在检测电路上设有控制器，控制器设有第一驱动端、第二驱动端、第一检测端、第二检测端、第一回采端和第二回采端，所述控制器包括：

方向切换模块、第一回采电路、第二回采电路，方向切换模块的输入端连接有第一驱动端和第二驱动端，方向切换模块的输出端连接有第一回采电路和第二回采电路，三相四线制电源的L2、L3线端经方向切换模块连接转辙机的供电端，三相四线制电源的L1、N线端连接转辙机的供电端；

第一回采电路的输入端连接有第一检测端，第一回采电路的输出端连接有转辙机和第一回采端，第二回采电路的输入端连接有第二检测端，第二回采电路的输出端连接有转辙机以及第二回采端。

可选的，所述第一驱动端包含第一驱动端A、第一驱动端B，第二驱动端包含第二驱动端A、第二驱动端B，控制器还包含第三回采端以及晶闸管。

可选的，所述第一回采电路包括：

继电器RLY1、以及与继电器RLY1串联的继电器RLY2；

继电器RLY1的线圈两端分别连接第一驱动端A和B，继电器RLY1串联继电器RLY2，继电器RLY1设有常闭触点K1，继电器RLY2设有常闭触点K2，第一检测端经常闭触点K1、常闭触点K2连接第一回采端。

可选的，所述第二回采电路包括：

在第二驱动端A与第二驱动端B之间设有常闭光耦U10，常闭光耦U10的第一端经电阻R51连接第二驱动端A，常闭光耦U10的第一端经电阻R49连接第二驱动端B，常闭光耦U10的第二端连接第二驱动端B，常闭光耦U10的第三端连接第四回采端，常闭光耦U10的第四端连接第二检测端。

可选的，所述检测电路还包括：

在第二驱动端A、第二驱动端B之间设有用于向晶闸管输入驱动信号DO2的自锁电路，自锁电路的输入端设有用于因采集到N线上有较大电流而切断驱动自锁电路的切断电路，自锁电路的输出端连接有晶闸管，切断电路的输入端上连接有三相四线制电源。

可选的，所述切断电路包括：

异常电流检测电路、连接在异常电流检测电路的输出端的变压器、连接在变压器的输出端的整流器、以及连接在整流器的输出端上的三极管Q1，异常电流检测电路的输入端上连接有三相四线制电源，异常电流检测电路的输出端连接变压器的输入端，变压器的输出端连接整流器的输入端，整流器的输出端连接三极管Q1的基极，三极管Q1的集电极连接自锁电路的输入端，三极管Q1的发射极接地。

可选的，其特征在于，所述自锁电路包括：

常闭光耦U1以及常闭光耦U1相连的常开光耦U2，常闭光耦U1的第一端连接供电端VCC，常闭光耦U1的第二端连接三极管Q1的集电极，常闭光耦U1的第五端与常闭光耦U1的第四端、第六端相连，常闭光耦U1的第五端连接常开光耦U2的第一端，常闭光耦U1的第五端连接晶闸管的控制端，常开光耦U2的第一端、第二端连接第二驱动端B，常开光耦U2的第三端连接常闭光耦U1的第六端，常开光耦U2的第四端连接控制器的第二驱动端A。

可选的，所述在第二驱动端A、第二驱动端B上设有用于避免切断电路因误判而切断自锁电路的延时电路。

可选的，所述延时电路包括：

三极管Q3、以及与三极管Q3相连的常闭光耦U5，三极管Q3的基极、发射极分别连接第二驱动端A、第二驱动端B，在三极管Q3的基极与发射极之间设有RC电路，常闭光耦U5的第一端连接三极管Q3的基极，常闭光耦U5的第二端连接三极管Q3的集电极，常闭光耦U5的第五端与常闭光耦U5的第四端、第六端相连，常闭光耦U5的第五端连接自锁电路。

可选的，所述RC电路包括一个或多个电阻串联一个电容，或包括一个或多个电阻并联一个电容，或一个或多个电阻串并联一个电容。

本实用新型提供的技术方案带来的有益效果是：通过控制器对第一驱动端、第二驱动端输出的驱动信号分别进行回检，根据第一回采端以及第二回采端有无采集到相对应的回采信号，进而可以判断信号系统是否有输出故障，保证了输出安全。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型提供的用于控制转辙机正转的检测电路的结构示意图；

图2是本实用新型提供的用于控制转辙机反转的检测电路的结构示意图；

图3是本实用新型提供的参考信号PHR与检测信号PH1的相位关系；

图4是本实用新型提供的参考信号PHR与检测信号PH2的相位关系；

图5是本实用新型提供的驱动信号DO1的第一回采电路图；

图6是本实用新型提供的驱动信号DO2的第二回采电路图；

图7是本实用新型提供的驱动信号DO2的自锁电路图；

图8是本实用新型提供的驱动信号DO2的延时电路图。

具体实施方式

为使本实用新型的结构和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型的结构作进一步地描述。

实施例一

本实用新型实施例提出了用于控制转辙机的检测电路，在检测电路上设有控制器，控制器设有第一驱动端、第二驱动端、第一检测端、第二检测端、第一回采端和第二回采端，所述控制器包括：

方向切换模块、第一回采电路、第二回采电路，方向切换模块的输入端连接有第一驱动端和第二驱动端，方向切换模块的输出端连接有第一回采电路和第二回采电路，三相四线制电源的L2、L3线端经方向切换模块连接转辙机的供电端，三相四线制电源的L1、N线端连接转辙机的供电端；

第一回采电路的输入端连接有第一检测端，第一回采电路的输出端连接有转辙机和第一回采端，第二回采电路的输入端连接有第二检测端，第二回采电路的输出端连接有转辙机以及第二回采端。

在实施中，在检测电路设有控制器，控制器包括方向切换模块、回采电路，其中，转辙机的供电端包括第一供电端、第二供电端、第三供电端和第四供电端，三相四线制电源的L1、N线端分别连接转辙机的第一供电端、第四供电端，当转辙机处于正转状态时，则三相四线制电源的L2、L3线端经方向切换模块分别连接转辙机转辙机的第二供电端、第三供电端，当转辙机处于反转状态时，则三相四线制电源的L2、L3线端经方向切换模块分别连接转辙机转辙机的第三供电端、第二供电端。

当驱动信号DO1比驱动信号DO2先输入方向切换模块或驱动信号DO1、DO2同时输入方向切换模块时，则三相四线制L2、L3线端经方向切换模块连接转辙机的第二供电端、第三供电端，使得转辙机正转；当驱动信号DO2比驱动信号DO1先输入方向切换模块时，则方向切换模块切换三相四线制电源的L2、L3线端连接转辙机的顺序，使得三相四线制电源的L2、L3线端经方向切换模块连接转辙机的第三供电端、第二供电端，则使得转辙机反转。方向切换模块根据对驱动信号DO1、DO2先后输入实现L2/L3相序切换，从而实现转辙机正转或反转。

当驱动信号DO1、DO2输出有效时，同时，控制器内部电路检测到驱动信号DO1、DO2的回采信号DI3、DI4，进而确定转辙机处于转动状态，其中，控制器内部电路检测到驱动信号DO1的回采信号DI3与驱动信号DO2的回采信号DI4的具体步骤在下文进行详细描述，此处不再赘述。

如图1所示，当转辙机正转完成时，第一检测端经第一回采电路向转辙机发送检测信号PH1，第二检测端经第二回采电路向转辙机发送检测信号PH2，同时，第一回采端经第一回采电路对检测信号PH1进行回采，并将采集到回采信号DI1传输至控制器，第二回采端经第二回采电路对检测信号PH2进行回采，并将采集到回采信号DI2传输至控制器。

如图2所示，当转辙机反转完成时，第一检测端经第一回采电路向转辙机发送检测信号PH1，第二检测端经第二回采电路向转辙机发送检测信号PH2，同时，第一回采端经第一回采电路对检测信号PH2进行回采，并将采集到回采信号DI2传输至控制器，第二回采端将经第二回采电路对检测信号PH1进行回采，并将采集到回采信号DI1传输至控制器。因此，控制器根据第一回采端、第二回采端采集到的回采信号类型，确定转辙机所处的位置。

当驱动信号DO1、DO2输出有效时，则说明转辙机处于转动状态，控制器通过第一回采端、第二回采端都没有采集到相对应的回采信号，则说明信号系统处于正常状态，反之，控制器通过其中一个回采端采集到相对应的回采信号或者两个回采端都各自采集到相对应的回采信号，则说明信号系统处于故障状态，便将信号系统导向安全侧。

当没有输出驱动信号DO1、DO2时，则说明转辙机处于停止状态，控制器通过第一回采端、第二回采端分别采集到相对应的回采信号，说明转辙机处于正常状态，控制器根据采集到的两个回采信号类型，可确定转辙机所处的位置。反之，控制器上的两个回采端到没有采集到相对应的回采信号或者采集其它信号，则说明信号系统处于故障状态，便将信号系统导向安全侧。

此外，由于外部电路干扰或故障导致回采信号不准确，进而导致位置检测不准确，甚至可能因转辙机转动不到位而使得轨道处于危险状态，因此控制器只有采集到回采信号的频率和相位才能确定检测有效，一旦控制器采集到的回采信号不准确，都将会使信号系统导向安全侧。如图3所示，将检测信号PH1的频率设为15Hz，占空比设为25％的脉冲信号，并通过与频率同为15Hz，占空比为50％的的参考信号PHR比较进行区分，处理器以PHR信号的下降沿为同步采样点，以PHR频率的8倍频率进行移位采样。

如图4所示，将检测信号PH2的频率设为15Hz，占空比设为25％的脉冲信号，其中，检测信号PH1、PH2之间的相位相差180°，将通过与频率同为15Hz，占空比为50％的参考信号PHR比较进行区分，处理器还是以PHR信号的下降沿为同步采样点，以PHR频率的8倍频率进行移位采样。

当采到0x60时表示是PH1信号，采到0x06时则表示是PH2信号。通过采用PH1/PH2作为检测信号比普通的高低电平具有更高的安全性等级，进而提高了信号系统的安全性。

可选的，第一驱动端包含第一驱动端A、第一驱动端B，第二驱动端包含第二驱动端A、第二驱动端B，控制器还包含第三回采端以及晶闸管。

在实施中，为了便于说明后续提及到第一回采电路，因此将第一驱动端分为第一驱动端A、第一驱动端B，且第一驱动端A、第一驱动端B分别为第一驱动端的正负端。

为了便于说明后续提及到第二回采电路，因此将第二驱动端分为第二驱动端A、第二驱动端B，第二驱动端A、第二驱动端B分别为第二驱动端的正负端。

其中，为了引出下文的第二回采电路提及到第三回采端，以及自锁电路提及到晶闸管，因此控制器还包含第三回采端以及晶闸管。

可选的，所述第一回采电路包括：

继电器RLY1、以及与继电器RLY1串联的继电器RLY2；

继电器RLY1的线圈两端分别连接第一驱动端A和B，继电器RLY1串联继电器RLY2，继电器RLY1设有常闭触点K1，继电器RLY2设有常闭触点K2，第一检测端经常闭触点K1、常闭触点K2连接第一回采端。

在实施中，如图5所示，电路中，A-DO1、B-DO1分别指从第一驱动端A、第一驱动端B输出的驱动信号DO1，第一回采电路是通过常闭触点K1与常闭触点K2相连实现的。当输出驱动信号DO1有效时，则继电器RLY1、RLY2通电，常闭触点K1、K2断开，则第一检测端输出的检测信号PH2无法通过第三回采端传输至控制器；当没有输出驱动信号DO1时，则继电器RLY1、RLY2断电，常闭触点K1、K2闭合，形成第一回采电路，第三回采端对检测信号PH2进行回采，并将采集到的回采信号DI3经第三回采端传输至控制器。

因此，控制器经继电器RLY1、RLY2对检测信号PH2进行回采，根据第一回采端有无采集到回采信号DI3确定驱动信号DO1的输出状态。

可选的，所述第二回采电路包括：

在第二驱动端A与第二驱动端B之间设有常闭光耦U10，常闭光耦U10的第一端经电阻R51连接第二驱动端A，常闭光耦U10的第一端经电阻R49连接第二驱动端B，常闭光耦U10的第二端连接第二驱动端B，常闭光耦U10的第三端连接第四回采端，常闭光耦U10的第四端连接第二检测端。

在实施中，如图6所示，电路中，A-DO2、B-DO2分别指从第二驱动端A、第二驱动端输出的驱动信号DO2，当没有输出驱动信号DO2时，常闭光耦U10的第一端、第二端不得电，则第三端、第四端导通，使得控制器经第二检测端向常闭光耦U10发送出检测信号PH2，又经第四回采端对检测信号PH2进行回采，并采集到回采信号DI4。当输出驱动信号DO2有效时，常闭光耦U10的第一端、第二端得电，则第三端、第四端不导通，控制器经第二检测端输出的检测信号PH2，又经第四回采端对检测信号PH2进行回采，但采集不到回采信号DI4。

因此，控制器通过常闭光耦U10对检测信号PH2进行回采，根据有无采集到回采信号DI4确定驱动信号DO2的输出状态。

本实用新型实施例提出了用于控制转辙机的检测电路，在检测电路上设有控制器，控制器设有第一驱动端、第二驱动端、第一检测端、第二检测端、第一回采端和第二回采端，控制器包括方向切换模块、第一回采电路、第二回采电路，方向切换模块的输入端连接有第一驱动端、第二驱动端，输出端连接有第一回采电路、第二回采电路，第一回采电路的输入端连接有第一检测端，输出端连接有转辙机、第一回采端。通过控制器对第一驱动端、第二驱动端输出的驱动信号分别进行回检，根据第一回采端以及第二回采端有无采集到相对应的回采信号，进而可以判断信号系统是否有输出故障，保证了输出安全。

实施例二

本实施例从另一方面提出了用于控制转辙机的检测电路，所述检测电路还包括：

在第二驱动端A、第二驱动端B之间设有用于向晶闸管输入驱动信号DO2的自锁电路，自锁电路的输入端设有用于因采集到N线上有较大电流而切断驱动自锁电路的切断电路，自锁电路的输出端连接有晶闸管，切断电路的输入端上连接有三相四线制电源。

在实施中，当控制器通过第二驱动端A、第二驱动端B向自锁电路传输至驱动信号DO2，并由自锁电路输出至晶闸管，自锁电路保持持续输出驱动信号DO2至晶闸管的状态。晶闸管根据接收到驱动信号DO2，使得转辙机转动。直至转辙机转动到位时，切断电路采集到三相四线制电源上的中心线(N线)上较大的电流，因而便切断自锁电路，自锁电路停止向晶闸管发送驱动信号DO2，使得转辙机停止转动。本申请通过切断电路根据采集到中心线(N线)上较大的电流而切断自锁电路，使得转辙机停止转动。相对于通过软件处理使得转辙机停止工作，耗时更短，响应更快。

可选的，所述切断电路包括：

异常电流检测电路、连接在异常电流检测电路的输出端的变压器、连接在变压器的输出端的整流器、以及连接在整流器的输出端上的三极管Q1，异常电流检测电路的输入端上连接有三相四线制电源，异常电流检测电路的输出端连接变压器的输入端，变压器的输出端连接整流器的输入端，整流器的输出端连接三极管Q1的基极，三极管Q1的集电极连接自锁电路的输入端，三极管Q1的发射极接地。

在实施中，切断电路包括异常电流检测电路、变压器、整流器以及三极管Q1，其中，三极管Q1作为开关使用。当异常电流检测电路采集到N线上的电流，通过变压器将N线上的电流转化成交流电压，再通过整流器将交流电压整成直流电压，最后传输至三极管Q1，使得整流器输出较大的直流电压，当该直流电压增大到一定值时，使得三极管Q1饱和导通，则切断自锁电路，从而自锁电路停止输出驱动信号，使得转辙机停止转动。

可选的，其特征在于，所述自锁电路包括：

常闭光耦U1以及常闭光耦U1相连的常开光耦U2，常闭光耦U1的第一端连接供电端VCC，常闭光耦U1的第二端连接三极管Q1的集电极，常闭光耦U1的第五端与常闭光耦U1的第四端、第六端相连，常闭光耦U1的第五端连接常开光耦U2的第一端，常闭光耦U1的第五端连接晶闸管的控制端，常开光耦U2的第一端、第二端连接第二驱动端B，常开光耦U2的第三端连接常闭光耦U1的第六端，常开光耦U2的第四端连接控制器的第二驱动端A。

在实施中，如图7所示，自锁电路包括常闭光耦U1和常开光耦U2，当三极管Q1不导通时，常闭光耦U1的第一端、第二端没有驱动电压，而常闭光耦U1的第四端、第五端以及第六端导通，控制器经第二驱动端A将驱动信号DO2传输至常闭光耦U1，常闭光耦U1将驱动信号DO2经本身的第四端、第五端以及第六端传输至常开光耦U2的第一端，使得常开光耦U2得电，驱动信号DO2经常开光耦U2的第三端、第四端又传输回常闭光耦U1的第四端、第五端以及第六端，进而形成自锁电路。

本实用新型实施例提出了用于控制转辙机的检测电路，所述检测电路还包括：

在第二驱动端A、第二驱动端B之间设有用于向晶闸管输入驱动信号DO2的自锁电路，自锁电路的输入端设有用于因采集到N线上有较大电流而切断驱动自锁电路的切断电路，自锁电路的输出端连接有晶闸管，切断电路的输入端上连接有三相四线制电源。通过切断电路采集到三相四线制电源N线上较大的电流，便切断自锁电路，使得自锁电路停止输出驱动信号，进而使得转辙机停止转动。

实施例三

本实施例还提出了用于控制转辙机的检测电路，所述在第二驱动端A、第二驱动端B上设有用于避免切断电路因误判而切断自锁电路的延时电路。

在实施中，由于转辙机刚开始转动时可能存在启动电流不稳定的情况，因而使得切断电路可能在短暂时间内采集到较大电流，导致切断电路误动作切断自锁电路，使得自锁电路停止驱动，从而导致转辙机启动失败。因此，在第二驱动端A、第二驱动端B上设有延时电路。

驱动信号DO2先经延时电路传输至晶闸管控制转辙机转动，直至转辙机的电流稳定时，延时电路完成输出驱动信号DO2，再由自锁电路继续输出驱动信号DO2，直至转辙机到位时，切断电路采集到三相四线电源的中心线(N线)上有较大电流，便切断自锁电路，进而使得转辙机停止转动。

可选的，所述延时电路包括：

三极管Q3、以及与三极管Q3相连的常闭光耦U5，三极管Q3的基极、发射极分别连接第二驱动端A、第二驱动端B，在三极管Q3的基极与发射极之间设有RC电路，常闭光耦U5的第一端连接三极管Q3的基极，常闭光耦U5的第二端连接三极管Q3的集电极，常闭光耦U5的第五端与常闭光耦U5的第四端、第六端相连，常闭光耦U5的第五端连接自锁电路。

在实施中，如图8所示，电路中，A-DO2、B-DO2分别指从第二驱动端A、第二驱动端B输出的驱动信号DO2，电阻R23、R31和电容C13构成RC电路，当驱动信号DO2经第二驱动端A、第二驱动端B传输至三极管Q3，而RC电路充电尚未完成时，三极管Q3不导通，常闭光耦U5的第一端、第二端没有导通电压，则常闭光耦U5的第四端、第五端以及第六端导通电压，则驱动信号DO2经常闭光耦U5的第四端、第五端以及第六端输出至晶闸管控制转辙机转动。

当RC电路充电完成时，则三极管Q3饱和导通，常闭光耦U5的第一端、第二端导通电压，而常闭光耦U5的第四端、第五端以及第六端断开，则驱动信号DO2输出至自锁电路，再由自锁电路输出至晶闸管控制转辙机转动。其中，延时电路的延时时间可根据RC参数设置为400ms～1000ms。

可选的，所述RC电路包括一个或多个电阻串联一个电容，或包括一个或多个电阻并联一个电容，或一个或多个电阻串并联一个电容。

在实施中，当RC电路是由一个或多个电阻串联一个电容构成时，由于有电容存在不能流过直流电流，电阻和电容都对电流存在阻碍作用。其总阻抗由电阻和容抗确定，总阻抗随频率变化而变化。

当RC电路是由一个或多个电阻并联一个电容，并联电路既可通过直流又可通过交流信号。

当RC电路由一个或多个电阻串并联一个电容构成时，RC电路有两个转折频率，则需要根据具体电路分析。

其中，RC电路在充放电过程中，电容上的电压随时间按指数规律变化，变化速度取决于时间常数T，T＝RC，当电压处于固定状态时，电容C越大，则充放电时间越长，或者当电阻R越大，充放电流越小，则充放电时间也越长。

本实用新型提出了用于控制转辙机的检测电路，所述在第二驱动端A、第二驱动端B上设有用于避免切断电路因误判而切断自锁电路的延时电路。通过在第二驱动端A、第二驱动端B上设有延时电路，避免了在转辙机刚开始转动时存在启动电流不稳定的情况，使得切断电路可能在短暂时间内采集到较大电流，导致切断电路误动作切断自锁电路，进而使得转辙机启动失败。

上述实施例中的各个序号仅仅为了描述，不代表各部件的组装或使用过程中的先后顺序。

以上所述仅为本实用新型的实施例，并不用以限制本实用新型，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。