一种侧拉门控制装置及其控制方法
【专利摘要】本发明涉及一种侧拉门控制装置及其控制方法，通过增加障碍物检测功能，可以避免乘客在上下车时被侧拉门所夹造成伤害，增加了乘客上下车的安全性；因为门机构控制器输出的开关门信号并联在配电盘开关门继电器触点上，如果没有障碍物时，门机构控制器将不会影响开关门，即开关门只受来自配电盘的开关门指令控制。同时因为是并联，所以即使门机构控制器坏了，也不会影响到正常开关门，只是丧失了障碍物检测的功能，从而增加了开关门的可靠性；当列车时速高于5KM或门关到位或者已压门时，CPU控制系统不执行任何动作，这就避免了由于输入信号的故障而导致门机构控制系统误动作，增加了开关门系统的安全性和可靠性。
【专利说明】一种侧拉门控制装置及其控制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及列车侧拉门控制领域，尤其是一种侧拉门控制装置及其控制方法。
【背景技术】
[0002]现有的侧拉门控制系统是对侧拉门的开启与关闭进行控制的系统；它包括动力部单元组件、动作部单元、电磁阀单元、AC-2C锁紧缸等。
[0003]其中，A、动力部单元组件则是利用牛顿第一和第三定律，将相对较低的压缩空气压力装换成相对较高的液体压力。
[0004]B、动作部单元则是利用液压元件动作的普遍原理，通过油腔内承压面积之差，将油压转换为压紧门体的活塞力。
[0005]C、电磁阀单元运用多孔贯通的方式传输作为动力源的压缩空气，得电失电时将压缩空气送入不同的通道，完成不同的动作。
[0006]D、AC_2C锁紧缸是利用简单的杠杆原理，采用了不锈钢销轴旋插连接、滚动轴承锁扣旋转支撑、特殊螺栓旋拧自锁等关键技术，完成了气压转化为门体压力的转换。
[0007]上述现有技术的不足之处在于:此设计只是机械连接，它的开关门只是受控制室的控制，不具备障碍物的自动检测功能，这样遇到障碍物时，也会强行关门，可能会损坏车门；同时因为不具有自动检测功能，乘客在上下车时，有可能会被车门夹到，很不安全。
【发明内容】
[0008]本发明要解决的技术问题是:提出一种对侧拉门开关时进行障碍物检测的控制装置及其控制方法。
[0009]本发明所采用的技术方案为:一种侧拉门控制装置，用于列车侧拉门上，包括信号检测单元、物理连接单元以及开关门逻辑单元；所述的信号检测单元将检测到的信号进行处理后送入开关门逻辑单元；所述的开关门逻辑单元接收信号并进行分析；并将分析结果传送给物理连接单元，控制物理连接单元做出进行相应的动作。
[0010]本发明所述的信号检测单元检测的信号包括开关门信号、门是否关到位信号、胶条受压信号和压紧信号；所述的信号采集单元在进行信号采集时，采用冗余结构设计，即对每一种信号都进行了两路采集，这使得采集信号更加可靠稳定。同时在设计信号采集电路时，还进行了防止浪涌电流和高电压的考虑。此外，本发明中在对障碍物进行检测时也进行了冗余设计，一种方法是通过检测敏感胶条是否受压，另一种方法是通过检测关门后10秒钟，门是否关到位，即只要任一种检测方法有信号输入，则认为有障碍物，从而增加了障碍物检测的可靠性。
[0011]本发明所述的物理连接单元包括配电盘和开关门电磁阀的连接以及配电盘与压紧电磁阀的连接；所述的开关门逻辑单元包括中央控制器；所述的中央控制器的输出信号与配电盘上开关门继电器触点并联。正常情况下，控制装置并不影响外部配电盘内继电器的开关门操作，仅当检测到障碍物后，门机构控制器才有信号输出。同时还加了上位机对开关门情况进行了记录。
[0012]上述侧拉门控制的工作方法，包括:
[0013]A、正常情况下，即没有检测到障碍物时，门机构控制器是没有信号输出的，开关门命令完全来自外部配电盘内继电器，仅当检测到障碍物后，门机构控制器输出开门信号，该控制信号并联在配电盘上开门继电器触点旁。
[0014]当发生门机构控制器电源故障、CPU损坏、内部系统故障等情况时，来自配电盘的开关门命令、压紧命令还能够控制门的开关，仅丧失部分障碍物检测功能。
[0015]B、控制器接收并响应司机室开关门指令，在关门过程中胶条受压或者在规定时间内未关门到位时才会起作用。为避免在列车行驶过程中，由于输入信号的故障而导致CPU控制系统误动作，CPU控制系统同时接收列车5KM信号、门是否关到位信号和是否压门信号，当列车时速高于5KM或门关到位信号或者已压门信号时，CPU控制系统不执行任何动作(如图3)。
[0016]C、在执行关门指令时，控制器会进行监控，当监控到敏感胶条受压信号或者关门后10秒钟门还没关到位信号时，则认为用障碍物，并进行开门动作，然后10秒钟后再进行关门动作，如此往复3次，如果门还没有关到位，则执行开门动作，并进行一次故障记录。
[0017]本发明的有益效果是:(1)通过冗余的方法对障碍物进行检测，可以更可靠得避免乘客在上下车时被侧拉门所夹照成伤害，增加了乘客上下车的安全性；(2)因为门机构控制器输出的开关门信号并联在配电盘开关门继电器触点上，如果没有障碍物时，门机构控制器将不会影响开关门，即开关门只受来自配电盘的开关门指令控制；同时因为是并联，所以即使门机构控制器坏了，也不会影响到正常开关门，只是丧失了障碍物检测的功能，增加了开关门的可靠性；(3)当列车时速高于5KM或门关到位或者已压门时，CPU控制系统不执行任何动作，这就避免了由于输入信号的故障而导致门机构控制系统误动作，增加了开关门系统的安全性和可靠性。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
[0019]图1是本发明信号检测单元的原理图；
[0020]图2是本发明在门全开的初始状态下，关门过程的动作流程图；
[0021]图3是本发明的系统原理框图；
[0022]图4是本发明内部包含的几种主要功能模块；
[0023]图5是现有中侧拉门开关门原理示意图。
【具体实施方式】
[0024]现在结合附图和优选实施例对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
[0025]如图5所示的现有技术，开门过程:按下开门按钮(SA1)，则继电器RY2得电，常闭触点RY2闭合，继电器RY5得电，RY5的常闭触点断开，RYl继电器失电，RYl常开触点断开，压门电磁阀开始松弛，当松弛到ULS开关断开，则开门电磁阀开始动作，执行开门动作。
[0026]关门过程:按下关门按钮(SA2)，则继电器RY3得电，常闭触点RY3断开，继电器RY5失电，常开触点RY5断开，开门电磁阀开始关门，当关门到位触动行程开关RY8闭合，继电器RYl得电，常开触点RYl闭合，压门电磁阀开始动作，进行压门操作。
[0027]此设计只是机械连接，它的开关门只是受控制室的控制，不具备障碍物的自动检测功能，这样遇到障碍物时，也会强行关门，可能会损坏车门。同时因为不具有自动检测功能，乘客在上下车时，有可能会被车门夹到，很不安全。
[0028]而本发明如图3所示，包括:信号检测单元、物理连接单元、开关门逻辑单元。
[0029]具体实施时，CPU采用TI公司主推的TMS320LF2407A，它是一种高性能、可靠性高、动作执行速度快、抗干扰能力强、低功耗的DSP处理器。主要功能模块如图4。
[0030]各单元主要功能如下:
[0031]信号检测单元:由于CPU控制系统是一个低压控制系统，而门机构控制继电器工作电压较高，因此是CPU控制系统的输入信号和输出控制端需要加隔离，以保证系统的正常工作。在输入端，开关门指令、开关门到位信号、5KM信号都是DC100V电压信号以及敏感胶条信号，通过光耦隔离将输入信号调制为符合CPU控制系统要求的电压水平，从而保证外界的高压信号不会对CPU控制系统产生破坏。
[0032]为了保证输入信号的准确性，防止由于干扰引起的信号失真而导致CPU控制系统产生误动作，在设计CPU控制系统时，将所有的输入信号进行冗余，具体的做法是将一个信号分做两路输入到控制器，控制器同时读取该信号的两路输入，有大于等于I路输入为有效时，则认为该信号有效，否则认为该信号无效。在输出端，使用高可靠性的线路板用继电器输出开门控制信号。
[0033]物理连接单元:(1)配电盘的开关门命令为一根正线信号线，将直接作用到电磁阀上，高电平则开门，低电平则关门。来自配电盘的压紧命令也为一根正线信号线，将直接作用到电磁阀上，高电平则压紧，低电平则释放。(2)门机构控制器输出的开关门命令通过一根正线并联在配电盘上开门继电器触点旁。(3)本设计采用RS485接口对门机构控制器内部参数进行设定，并读取门机构控制器内部状态及故障记录。(4)串行EEPROM用于存储设定的参数、故障记录及障碍物发生的时间及总次数等。(5)时钟芯片用于提供系统时钟，也可以通过上位机软件进行校时。
[0034]开关门逻辑单元:包括接收开关门的指令，并进行分析，做出相应的动作。同时也接收门是否关到位的指令，进行分析并做出下一步的动作。此外，还包括对门压紧和松弛的指令进行接收、分析并做出相关的动作。
[0035]侧拉门控制方法，包括:
[0036]A、正常情况下，即没有检测到障碍物时，控制器是没有信号输出的，开关门命令完全来自外部配电盘内继电器，仅当检测到障碍物后，控制器输出开门信号，该控制信号并联在配电盘上开门继电器触点旁。
[0037]当发生电源故障、CPU损坏、内部系统故障等情况时，来自配电盘的开关门命令、压紧命令还能够控制门的开关，仅丧失部分障碍物检测功能。
[0038]B、控制器接收并响应司机室开关门指令，在关门过程中胶条受压或者在规定时间内未关门到位时才会起作用。为避免在列车行驶过程中，由于输入信号的故障而导致CPU控制系统误动作，CPU控制系统同时接收列车5KM信号、门是否关到位信号和是否压门信号，当列车时速高于5KM或门关到位信号或者已压门信号时，CPU控制系统不执行任何动作(如图3)。
[0039]C、在执行关门指令时，控制器会进行监控，当监控到敏感胶条受压信号或者关门后10秒钟门还没关到位信号时，则认为有障碍物，并进行开门动作，然后10秒钟后再进行关门动作，如此往复3次，如果门还没有关到位，则执行开门动作，并进行一次故障记录，同时通过串行通信将故障记录及障碍物发生的时间及总次数存于EEPROM中。
[0040]D、上位机可以通过RS485接口对门机构控制器内部参数进行设定，并读取门机构控制器内部状态及故障记录。
[0041]以上说明书中描述的只是本发明的【具体实施方式】，各种举例说明不对本发明的实质内容构成限制，所属【技术领域】的普通技术人员在阅读了说明书后可以对以前所述的【具体实施方式】做修改或变形，而不背离发明的实质和范围。
【权利要求】
1.一种侧拉门控制装置，用于列车侧拉门上，其特征在于:包括信号检测单元、物理连接单元以及开关门逻辑单元；所述的信号检测单元将检测到的信号进行处理后送入开关门逻辑单元；所述的开关门逻辑单元接收信号并进行分析；并将分析结果传送给物理连接单元，控制物理连接单元做出进行相应的动作。
2.如权利要求1所述的一种侧拉门控制装置，其特征在于:所述的信号检测单元检测的信号包括开关门信号、关门到位信号、胶条受压信号和压紧信号；所述的信号采集单元在进行信号采集时，采用冗余结构设计，即对每一种信号都进行了两路采集。
3.如权利要求1所述的一种侧拉门控制装置，其特征在于:所述的物理连接单元包括配电盘和开关门电磁阀的连接以及配电盘与压紧电磁阀的连接；所述的开关门逻辑单元包括中央控制器；所述的中央控制器的输出信号与配电盘上开关门继电器触点并联。
4.一种如权利要求1所述的侧拉门控制装置的控制方法，其特征在于: 所述的开关门逻辑单元正常情况下，中央控制器没有信号输出，开关门命令完全来自外部配电盘内继电器，仅当检测到障碍物后，中央控制器输出开门信号，该控制信号并联在配电盘上开门继电器触点旁；当发生中央控制器电源故障、CPU损坏和/或内部系统故障情况时，来自配电盘的开关门命令、压紧命令还能够控制门的开关，仅丧失部分障碍物检测功倉泛; 所述的开关门逻辑单元在执行关门指令时，中央控制器进行监控，当监控到敏感胶条受压信号或者关门后数秒钟门还没关到位信号时，则认为有障碍物，并进行开门动作，然后数秒钟后再进行关门动作，如此往复N次，如果门还没有关到位，则执行开门动作，并进行一次故障记录； 所述的开关门逻辑单元接收并响应司机室开关门指令，在关门过程中胶条受压或者在规定时间内未关门到位时才会起作用；并且所述的开关门逻辑单元同时接收列车5KM信号、门是否关到位信号以及是否压门信号，当列车时速高于5KM或门关到位信号或者已压门信号时，开关门逻辑单元不执行任何动作。
5.如权利要求4所示的一种控制方法，其特征在于:所述的对障碍物进行检测的方法为:通过检测敏感胶条是否受压或通过检测关门后数秒钟，门是否关到位，只要任一种检测方法有信号输入，则认为有障碍物。
【文档编号】E05F15/20GK103670128SQ201310722595
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2013年12月24日 优先权日:2013年12月24日
【发明者】仇维斌, 王亦金, 戈建鸣, 严岩, 王立, 李 杰 申请人:今创集团股份有限公司