专利名称：轨道交通直流保护控制系统中人机接口的操作面板的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种轨道交通直流保护控制系统中人机接口的操作面板。
技术背景随着各大城市的城市化建设突飞猛进，城市交通，尤其是轨道交通诸如轨道 交通的建设力度也不断加大。北京，上海，杭州等全国各大城市都不断的新建或延 长原有的轨道交通线路，各地轨道交通发展迅猛。在轨道交通运行环节中，最重要的是机车供电保护。由于轨道交通等大型轨 道交通设备使用的都是超大电流电源， 一旦发生短路或其他事故，将导致整个供电 设备机组直接烧毁坏，损失巨大。因此，在每条轨道线路上都分布了大量的直流保 护控制系统用于监视电网，保护供电设备。轨道交通直流保护控制系统主要运用于轨道交通等以大电流量直流电为动力 供电的领域。系统通过检测供电一次回路中的电流量以及变化率，计算并比较，防 止过流事故发生。现有的轨道交通直流保护控制系统如图l所示，其包括变电设备、检测设 备、中央主站、控制器ll、用户操作控制面板12、主控制柜13。系统运作时，变 电设备开始输出本段轨道交通线路需要的电能。控制器11不断的对检测设备的采 样值进行监视和预计算。 一旦发生以外，控制器11能发现突发大电流冲击，立刻 通过电路回路以及传动设备通告变点设备断开本站输出。同时，控制器ll通过站 间通讯线路向上下级站点请求供电支持，并通过与中央主站进行通讯，报告事故发 生已经发出协调调度请求。设备检修人员可以通过控制器11带的控制器操作面板 12，调出事故发生时期的采样记录，并进行必要的维护设置，清除意外故障源后，可经由控制器11重新启动变电设备对本站点的供电。该控制系统的控制器由操作控制器和运算控制器组成。操作控制器用户与用 户交互，输入输出数据等。传统的用户操作控制面板一般采用机械按纽式或触摸屏式进行操作。 请参见图2，这是现有技术中机械按钮式操作控制面板的结构剖视示意图。该 机械按钮式操作控制面板包括壳体21、设在壳体21内的按钮电路板22、以及设在 壳体表面的橡胶软膜23，在电路板22上设有按钮电路元件24以及机械按钮25， 机械按钮与按钮电路连接，其顶部穿过壳体设置的孔而紧贴在橡胶软膜23底面。 用户的按触动作经由按钮电路处理，或直接通过数据线交付给中央处理电路进行分 析。请参见图3 ，这是现有技术中四线电阻模式的触摸屏式操作控制面板的结构 剖视示意图。包括表层透光玻璃31、触摸薄膜32和底层33，还包括一分析电路 34。当用户手指压触表层透光玻璃时，造成玻璃形变，从而使得中间的触摸薄膜发 生短接。分析电路经过传输线可以检测到这一短接现象，从而识别出用户的按触动 作。从以上可以看出不管是机械式操作还是触摸屏式操作，都至少需要三层的结 构。而且机械按钮必须在框架结构上开孔，使安装工艺麻烦；触摸屏由于经过的触 摸薄膜层，这使得地层印花或是液晶屏的亮度降低，从而要求提高LED或是导光条 的性能。发明内容本实用新型是为了克服现有技术存在的上述缺点，而提供的一种结构简单、 操作方便、可靠的轨道交通直流保护控制系统中人机接口的操作面板。本实用新型采取的技术方案是轨道交通直流保护控制系统中人机接口的操 作面板，包括壳体、罩在壳体顶部的面板、设在面板下的LCD显示器和与LCD显示 器电连接的控制器中央处理电路、以及传感器按钮；其特点是，所述的传感器按钮 设在面板底面；还包括一电容传感器电路，所述的电容传感器电路的输入端与传感 器按钮电连接，该电容传感器电路的输出端与控制器中央处理电路电连接；所述的 电容传感器电路用于反应用户的按触动作，并将该信号传送给控制器中央处理电 路，经过控制器中央处理电路的数据处理后，通过LCD显示器显示出来。上述轨道交通直流保护控制系统中人机接口的操作面板，其中，还包括一电路线路板，所述的传感器按钮设在电路线路板的正面，紧贴面板的底面；所述的电容传感器电路和控制器中央处理电路设置在电路线路板的背面。上述轨道交通直流保护控制系统中人机接口的操作面板，其中，所述的传感 器按钮由设置在线路板上的导电的金属所形成的传感器按钮区域构成。上述轨道交通直流保护控制系统中人机接口的操作面板，其中，所述的面板 表面位于传感器按钮区域形成至少一个仿真按钮图案。上述轨道交通直流保护控制系统中人机接口的操作面板，其中，所述的传感 器按钮由一敷设在线路板上的铜箔所形成的传感器按钮区域构成。上述轨道交通直流保护控制系统中人机接口的操作面板，其中，所述的面板 表面位于传感器按钮区域形成至少一个仿真按钮图案。上述轨道交通直流保护控制系统中人机接口的操作面板，其中，所述的电容 传感器电路由一将模拟电信号转换成数字信号的A/D转换器构成。上述轨道交通直流保护控制系统中人机接口的操作面板，其中，还包括一波 形整合电路，该波形整合电路由多个电阻和电容构成的阻容网络电路构成，连接在 电容传感器电路的输出端与控制器中央处理电路输入端之间。由于本实用新型采用了以上的技术方案，采用导电金属作为传感器按钮，设 在面板的底部，在面板表面的传感器按钮区域形成仿真按钮，使用时，由于人体组 织中充满了传导电解质，因此人体手指的导电特性与面板的仿真按钮接触(绝缘 体)，使面板底部的导电金属形成电容式触摸传感。从而使操作面板的结构变得简 单，制作方便，使用可靠。
本实用新型的具体结构由以下的实施例及其附图进一步给出。 图1是轨道交通直流保护控制系统的控制器的结构示意图。 图2是现有技术中机械按钮式操作面板的剖视图。 图3是现有技术中触摸屏式操作面板的剖视图。图4是本实用新型轨道交通直流保护控制系统中人机接口的操作面板的整体 结构示意图。图5是图4的A-A剖视图。图6是本实用新型轨道交通直流保护控制系统中人机接口的操作面板中各电路连接的一种实施例的方框图。图7是本实用新型轨道交通直流保护控制系统中人机接口的操作面板的实际 布局的实施例局部结构示意图。
具体实施方式
请参阅图4、图5。是本实用新型轨道交通直流保护控制系统中人机接口的操作面板的整体结构示意图。本实用新型轨道交通直流保护控制系统中人机接口的操作面板，包括壳体41、罩在壳体顶部的面板42、设在面板下的LCD显示器43 和与LCD显示器电连接的控制器中央处理电路44、以及设在面板底面的传感器按 钮45。还包括一电容传感器电路46。所述的传感器按钮45设置在电路线路板47 的正面，所述的电容传感器电路46设置在电路线路板47的背面。所述的电容传感 器电路46的输入端与传感器按钮45电连接，该电容传感器电路的输出端与控制器 中央处理电路44电连接；所述的电容传感器电路用于反应用户的按触动作，并将 该信号传送给控制器中央处理电路，经过控制器中央处理电路的数据处理后，通过 LCD显示器43显示出来。请参阅图6 ，这是本实用新型轨道交通直流保护控制系统中人机接口的操作 面板中各电路连接的一种实施例的方框图。包括控制器中央处理电路44、电容传 感器电路46、还包括一波形整合电路47。所述的控制器中央处理电路44可由一 CPU中央处理器构成，主要负责用户消息处理、数据采集保存、和波形显示等功能。 所述的电容传感器电路可由一 A/D转换器构成，用于将模拟电信号转换成数字信 号；所述的波形整合电路由多个电阻和电容构成的阻容网络电路构成，用于将电容 传感器电路输出的波形进行整形。所述的电容传感器电路46的输入端与传感器按钮45电连接，该电容传感器 电路的输出端与波形整合电路47的输入端电连接，该波形整合电路的输出端与控 制器中央处理电路电连接；所述的控制器中央处理电路44的输出端与LCD显示器 (液晶显示器)43电连接；该控制器中央处理电路44的输出端还可连接一通讯模 块48，该通讯模块与主控制柜双向传输数据。中央处理器接收由电容传感器电路传递来的数据接口信号，进行分析处理， 得知用户确实的操作需要，进而从FLASH中提取数据信息，或从CAN总线上获得必7要的数据。经处理后的数据交由液晶显示屏进行显示。请参阅图7 ,是本实用新型轨道交通直流保护控制系统中人机接口的操作面 板的实际布局的一种实施例的局部结构示意图。在实际的结构中，本实用新型轨道 交通直流保护控制系统中人机接口的操作面板包括一由印花玻璃构成的面板71，还包括一电路线路板7 2，所述的传感器按钮73设在电路线路板的正面，紧贴面板 的底面。在面板表面的位于传感器按钮区域并形成一仿真按钮图案45'，如图4中 的多个圆圈所示。所述的电容传感器电路74和波形整合电路75、通讯模块76以 及控制器中央处理电路77等电路设置在电路线路板的背面，通过导线或印制铜线 电连接。实际上，所述的传感器按钮由一设置在线路板上的导电的金属构成，该导 电的金属的大小相当于该轨道交通直流保护控制系统中人机接口的操作面板中操 作按钮的区域大小。本实施例中，所述的传感器按钮73由一敷设在线路板72上的 大块铜箔构成。该大块铜箔与其上方的面板、以及面板上方的操作人员的手指构成 一电容式结构。电容传感器电路使用电荷转移技术，通过电场效应来检测周围物体 移动。当传感器电路通过连接导线向印制铜箔(传感器按钮)发送高频脉冲信号， 在印制铜箔(传感器按钮)处形成一交变感应电磁场A(场线如图中各圆弧线所例)。当用户手指经过这个高速场区域，将在这个电场作用下，与印制铜箔(传感器按钮) 形成一平板电容，使得印制铜箔(传感器按钮)反馈的电压发生改变。传感器电路 能从这个改变发现用户的按触事件已经发生，从而起到了仿真按钮的作用。本实用新型运用先进的电容传感技术作为用户输入操作的媒介。与中央处理 电路和主控制器配套，用户可以经由操作面板查看当前线路电流的各项数据、査阅 历史波形记录，进行线路切换等操作。操作方便、可靠。
权利要求1、地铁直流保护控制系统中控制器的操作面板，包括壳体、罩在壳体顶部的面板、设在面板下的LCD显示器和与LCD显示器电连接的控制器中央处理电路、以及传感器按钮；其特征在于，所述的传感器按钮设在面板底面；还包括一电容传感器电路，所述的电容传感器电路的输入端与传感器按钮电连接，该电容传感器电路的输出端与控制器中央处理电路电连接；所述的电容传感器电路用于反应用户的按触动作，并将该信号传送给控制器中央处理电路，经过控制器中央处理电路的数据处理后，通过LCD显示器显示出来。
2 、根据权利要求1所述的轨道交通直流保护控制系统中人机接口的操作面 板，其特征在于，还包括一电路线路板，所述的传感器按钮设在电路线路板的正面， 紧贴面板的底面；所述的电容传感器电路和控制器中央处理电路设置在电路线路板 的背面。
3、根据权利要求1或2所述的轨道交通直流保护控制系统中人机接口的操 作面板，其特征在于，所述的传感器按钮由设置在线路板上的导电的金属所形成的 传感器按钮区域构成。
4 、根据权利要求3所述的轨道交通直流保护控制系统中人机接口的操作面 板，其特征在于，所述的面板表面位于传感器按钮区域形成至少一个仿真按钮图案。
5 、根据权利要求1、 2或3所述的轨道交通直流保护控制系统中人机接口的 操作面板，其特征在于，所述的传感器按钮由一敷设在线路板上的铜箔所形成的传感器按钮区域构成。
6 、根据权利要求5所述的轨道交通直流保护控制系统中人机接口的操作面 板，其特征在于，所述的面板表面位于传感器按钮区域形成至少一个仿真按钮图案。
7 、根据权利要求1所述的轨道交通直流保护控制系统中人机接口的操作面 板，其特征在于，所述的电容传感器电路由一将模拟电信号转换成数字信号的A/D 转换器构成。
8 、根据权利要求1所述的轨道交通直流保护控制系统中人机接口的操作面 板，其特征在于，还包括一波形整合电路，该波形整合电路由多个电阻和电容构成的阻容网络电路构成，连接在电容传感器电路的输出端与控制器中央处理电路输入 端之间。
专利摘要本实用新型公开了一种轨道交通直流保护控制系统中人机接口的操作面板，包括壳体、罩在壳体顶部的面板、设在面板下的LCD显示器和与LCD显示器电连接的控制器中央处理电路、以及传感器按钮；其特点是，传感器按钮设在面板底面；还包括一电容传感器电路，电容传感器电路的输入端与传感器按钮电连接，其输出端与控制器中央处理电路电连接；该电容传感器电路用于反应用户的按触动作，并将该信号传送给控制器中央处理电路，经过控制器中央处理电路的数据处理后，通过LCD显示器显示出来。与中央处理电路和主控制器配套，用户可以经由操作面板查看当前线路电流的各项数据、查阅历史波形记录，进行线路切换等操作。操作方便、可靠。
文档编号H02B15/00GK201118140SQ200720074249
公开日2008年9月17日 申请日期2007年8月30日 优先权日2007年8月30日
发明者锐 吴, 欣 周, 诚 唐, 坚 李 申请人:上海大全赛奥法电气科技有限公司