本发明涉及自动化控制领域，特别是涉及一种防护盖板的控制装置及防护盖板的打开、闭合控制方法。
背景技术：
现有的轨道列车司机操控台的防护盖板多采用手动旋转开闭，人为手动操作时有诸多不便且防护盖板闭合往往存在缝隙。另外在轨道列车行驶间歇，列车司机可能会短暂离开控制工作室。此时列车其他人员可能会走进控制工作室，可能会出现误按、误碰操作台按钮的情况，进而出现列车制动情况，产生重大事故。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种防护盖板的控制装置及打开、闭合控制方法，旨在司机离开操作台后，通过限位开关与光电开关的配合，自动控制防护盖板达到精确旋转闭合，避免人为误按操作台上按钮。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
一种防护盖板的控制装置，所述控制装置与防护盖板连接；所述控制装置包括控制单元和固定单元；
所述控制单元包括控制器、按动开关、第一限位开关、第二限位开关、第一光电开关、第二光电开关、第一电机以及第二电机；所述固定单元包括托架、转动机构、滑动模组以及连接板；所述滑动模组包括导轨以及内置在所述导轨上的滑块；所述转动机构设置在所述托架上；所述第一限位开关和所述第二限位开关设置在所述托架上；所述转动机构的输入轴与所述第一电机的输出轴连接，所述转动机构的输出轴与所述防护盖板固定连接；所述托架通过所述连接板与所述滑块连接；所述第二电机的输出轴与所述滑块连接；所述第一光电开关和所述第二光电开关设置在所述导轨上，且所述第一光电开关位于所述第二光电开关的下方；
所述控制器，与所述按动开关、所述第一限位开关、所述第二限位开关、所述第一光电开关、所述第二光电开关均连接，用于获取所述防护盖板打开或者闭合信号以及所述第一限位开关、所述第二限位开关、所述第一光电开关、所述第二光电开关的触发信号，并根据所述防护盖板打开或者闭合信号和所述触发信号，输出相应的控制信号；所述控制器，还与所述第一电机、所述第二电机均连接，用于将相应的所述控制信号分别传输至所述第一电机、所述第二电机，以控制所述第一电机驱动所述防护盖板进行旋转运动，以控制所述第二电机驱动所述防护盖板进行上下运动。
可选的，所述第一限位开关用于输出第一限位触发信号；所述第二限位开关用于输出第二限位触发信号；所述第一光电开关用于输出第一光电触发信号；所述第二光电开关用于输出第二光电触发信号。
可选的，所述控制单元还包括电机驱动器；所述控制器通过所述电机驱动器与所述第一电机、所述第二电机均连接；所述电机驱动器为步进电机驱动器。
可选的，，所述控制单元还包括继电器；所述电机驱动器通过所述继电器与所述第一电机、所述第二电机均连接。
可选的，所述控制单元还包括开关电源；所述开关电源与外接电源连接，用于将所述外接电源转换成24v电源；所述开关电源还与所述电机驱动器、所述按动开关、所述第一限位开关、所述第二限位开关、所述第一光电开关、所述第二光电开关均连接。
可选的，所述控制单元还包括电磁锁；所述电磁锁还与所述控制器、所述开关电源连接。
可选的，所述转动机构包括第一齿轮、第二齿轮和第一连接块，所述第一齿轮和所述第二齿轮外部啮合，所述第一齿轮上的固定轴与所述第一电机的输出轴连接，所述第二齿轮上的固定轴与所述第一连接块固定连接，所述第一连接块与所述防护盖板固定连接。
可选的，所述转动机构还包括从动转动部件，所述从动转动部件包括第二连接块、轴承支座和轴承插销，所述第二连接块包括第一连接板、第二连接板和第三连接板，所述第二连接板和所述第三连接板平行设置且均垂直连接于所述第一连接板，所述第二连接板和所述第三连接板远离所述第一连接板的边缘上均设置有一凹槽，所述轴承支座的底座固定连接于所述托架，所述第一连接板固定连接于所述防护盖板，所述轴承插销依次穿过所述第二连接板的凹槽、所述轴承支座的轴孔以及所述第三连接板的凹槽并将所述第二连接块和轴承支座铰接。
本发明还提供了一种防护盖板的打开控制方法，所述打开控制方法应用于所述的防护盖板的控制装置；所述打开控制方法包括：
获取防护盖板打开信号；
根据所述防护盖板打开信号，输出第一电机启动信号；
判断控制器是否接收到第一限位触发信号，得到第一判断结果；所述第一限位触发信号为第一限位开关输出的信号；
若所述第一判断结果表示所述控制器未接收到所述第一限位触发信号，则输出反向转动信号，并将所述反向转动信号传输至第一电机；所述反向转动信号为控制所述第一电机驱动转动机构转动，进而使所述转动机构带动防护盖板反向转动的信号；
若所述第一判断结果表示所述控制器接收到所述第一限位触发信号，则输出第一电机停止信号；
判断所述控制器是否接收到第一光电触发信号，得到第二判断结果；所述第一光电触发信号为第一光电开关输出的信号；
若所述第二判断结果表示所述控制器接收到所述第一光电触发信号，则输出向下运动信号，并将所述向下运动信号传输至第二电机；所述向下运动信号为控制所述第二电机驱动滑台模组的滑块沿所述滑台模组的导轨向下滑动，进而使所述滑块带动所述防护盖板向下运动的信号；
若所述第二判断结果表示所述控制器未接收到所述第一光电触发信号，则输出第二电机停止信号。
本发明还提供了一种防护盖板的闭合控制方法，所述闭合控制方法应用于所述的防护盖板的控制装置；所述闭合控制方法包括：
获取防护盖板闭合信号；
根据所述防护盖板闭合信号，输出第二电机启动信号；
判断控制器是否接收到第二光电触发信号，得到第三判断结果；所述第二光电触发信号为第二光电开关输出的信号；
若所述第三判断结果表示所述控制器接收到所述第二光电触发信号，则输出向上运动信号，并将所述向上运动信号传输至第二电机；所述向上运动信号为控制所述第二电机驱动滑台模组的滑块沿所述滑台模组的导轨向上滑动，进而使所述滑块带动所述防护盖板向上运动的信号；
若所述第三判断结果表示所述控制器未接收到所述第二光电触发信号，则输出第二电机停止信号；
判断所述控制器是否接收到第二限位触发信号，得到第四判断结果；所述第二限位触发信号为第二限位开关输出的信号；
若所述第四判断结果表示所述控制器未接收到所述第二限位触发信号，则输出正向转动信号，并将所述正向转动信号传输至第一电机；所述正向转动信号为控制所述第一电机驱动转动机构转动，进而使所述转动机构带动防护盖板正向转动的信号；
若所述第四判断结果表示所述控制器未接收到所述第二限位触发信号，则输出第一电机停止信号。
根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：
本发明提供了一种防护盖板的控制装置及打开、闭合控制方法，该控制装置与防护盖板连接；控制装置包括控制单元和固定单元；所述控制单元包括控制器、按动开关、第一限位开关、第二限位开关、第一光电开关、第二光电开关、第一电机以及第二电机；所述固定单元包括托架、转动机构、滑动模组以及连接板；所述滑动模组包括导轨以及内置在所述导轨上的滑块；所述转动机构设置在所述托架上；所述第一限位开关和所述第二限位开关设置在所述托架上；所述转动机构的输入轴与所述第一电机的输出轴连接，所述转动机构的输出轴与所述防护盖板固定连接；所述托架通过所述连接板与所述滑块连接；所述第二电机的输出轴与所述滑块连接；所述第一光电开关和所述第二光电开关设置在所述导轨上，且所述第一光电开关位于所述第二光电开关的下方；所述控制器，与所述按动开关、所述第一限位开关、所述第二限位开关、所述第一光电开关、所述第二光电开关均连接，用于获取所述防护盖板打开或者闭合信号以及所述第一限位开关、所述第二限位开关、所述第一光电开关、所述第二光电开关的触发信号，并根据所述防护盖板打开或者闭合信号和所述触发信号，输出相应的控制信号；所述控制器，还与所述第一电机、所述第二电机均连接，用于将相应的所述控制信号分别传输至所述第一电机、所述第二电机，以控制所述第一电机驱动所述防护盖板进行旋转运动，以控制所述第二电机驱动所述所述防护盖板进行上下运动。本发明通过限位开关、光电开关以及控制器的配合，自动控制防护盖板达到精确旋转闭合，避免人为误按操作台上按钮。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例防护盖板控制装置中控制单元的结构示意图；
图2为本发明实施例防护盖板控制装置中固定单元的结构示意图；
图3为本发明第一程序电路图；
图4为本发明第二程序电路图；
图5为本发明第三程序电路图；
图6为本发明第四程序电路图；
图7为本发明第五程序电路图；
图8为本发明实施例防护盖板打开控制方法的流程示意图；
图9为本发明实施例防护盖板闭合控制方法的流程示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的目的是提供一种防护盖板的控制装置及打开、闭合控制方法，旨在司机离开操作台后，通过限位开关与光电开关的配合，自动控制防护盖板达到精确旋转闭合，避免人为误按操作台上按钮。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1为本发明实施例防护盖板控制装置中控制单元的结构示意图，如图1和2所示，本发明实施例提供的控制装置与防护盖板连接；该装置包括控制单元和固定单元。
控制单元包括控制器1、第一光电开关2、第二光电开关3、第一限位开关4、第二限位开关5、电机驱动器6、继电器7、第一电机8、第二电机9、按动开关10、电磁锁11、开关电源12。
其中，控制器1为plc控制器，型号为cpu222cn；控制器1、电机驱动器6、继电器7、开关电源12均包括多个输入端和多个输出端；控制器1的第一输入端与第一光电开关2的一端连接；控制器1的第二输入端与第二光电开关3的一端连接；控制器1的第三输入端与第一限位开关4的一端连接；控制器1的第四输入端与第二限位开关5的一端连接；控制器1的第五输入端与按动开关10连接；控制器1的第一输出端与电机驱动器6的第一输入端连接；控制器1的第二输出端与电机驱动器6的第二输入端连接；控制器1的第三输出端与电机驱动器6的第三输入端连接；控制器1的第四输出端与继电器7的第一输入端连接；控制器1的第五输出端与电磁锁11的第一输入端连接。
第一电机8和第二电机9的型号均为86sg2600-050；第一光电开关2和第二光电开关3的型号均为lu6725pa；第一限位开关4的型号为60947-5-1；第二限位开关5的型号为1750；按动开关的型号为70914。
电机驱动器6的第一输出端与继电器7的第二输入端连接；电机驱动器6的第二输出端与继电器7的第三输入端连接；电机驱动器6的第三输出端与继电器7的第四输入端连接；电机驱动器6的第四输出端与继电器7的第五输入端连接。继电器7的第一输出端、第二输出端、第三输出端、第四输出端均与第一电机8连接；继电器7的第五输出端、第六输出端、第七输出端、第八输出端均与第二电机9连接。本发明采用一个电机驱动器6就能控制防护盖板上下运动以及旋转运动。其中，电机驱动器6的型号为md2788。继电器7用于自动调节、安全保护、转换电路；继电器7的型号为drm570024l。
开关电源12的输入端与外接电源13连接；开关电源12的第一输出端与电磁锁11的第二输入端、电机驱动器6的第四输入端均连接；开关电源12的第二输出端与电机驱动器6的第五输入端、第一光电开关2的另一端、第二光电开关3的另一端、第一限位开关4的另一端、第二限位开关5的另一端均连接。其中，外接电源13为直流110v电源；开关电源12用于将外接直流110v电源转换成24v电源；开关电源12的型号为sd-100d-24；电磁锁11的型号为ly-01dc24v。
所述控制器1用于获取防护盖板打开或者关闭信号；还用于获取第一光电开关2输出的第一光电触发信号、第二光电开关3输出的第二光电触发信号、第一限位开关4输出的第一限位触发信号以及第二限位开关5输出的第二限位触发信号；所述控制器1还用于根据获取的防护盖板打开或者关闭信号以及上述的触发信号，输出相应的控制信号；还用于将相应的所述控制信号分别传输至所述第一电机6、所述第二电机7，以控制所述第一电机6驱动所述防护盖板进行旋转运动，以控制所述第二电机驱动所述所述防护盖板进行上下运动。
图2为本发明防护盖板控制装置中固定单元的结构示意图；如图2所示，固定单元包括托架201、转动机构202、滑动模组203以及连接板204；滑动模组203包括导轨205以及内置在导轨205上的滑块。
转动机构202设置在托架201上；第一限位开关4和第二限位开关5设置在托架201上；转动机构202的输入轴与8第一电机的输出轴连接，转动机构202的输出轴与防护盖板206固定连接；托架201通过连接板204与滑块连接；第二电机9的输出轴与滑块连接；第一光电开关2和第二光电开关3设置在导轨205上，且第一光电开关2位于第二光电开关3的下方。
其中，转动机构202包括第一齿轮、第二齿轮和第一连接块207，第一齿轮和第二齿轮外部啮合，第一齿轮上的固定轴与第一电机8的输出轴连接，第二齿轮上的固定轴与第一连接块207固定连接，第一连接块207与防护盖板206固定连接。当第一电机8开始工作时，由于第一电机8的输出轴与第一齿轮连接，进而带动第一齿轮转动，由于第一齿轮和第二齿轮外部啮合，进而带动第二齿轮转动，防护盖板206即可实现转动，该方式简单方便、转动更加平稳。
转动机构202还包括从动转动部件，从动转动部件包括第二连接块208、轴承支座209和轴承插销，第二连接块208包括第一连接板、第二连接板和第三连接板，第二连接板和第三连接板平行设置且均垂直连接于第一连接板，第二连接板和第三连接板远离第一连接板的边缘上均设置有一凹槽，轴承支座209的底座固定连接于托架201，第一连接板固定连接于防护盖板206，轴承插销依次穿过第二连接板的凹槽、轴承支座209的轴孔以及第三连接板的凹槽并将第二连接块208和轴承支座209铰接。
采用本发明实施例提供的防护盖板的控制装置的工作流程如下：
防护盖板206为打开状态时，按下按动开关10，控制器1接收到按动开关10触发的信号，启动第二电机9开始工作，此时控制器1持续接收到第二光电开关3输出的第二光电触发信号，同时第二电机4驱动托架201沿滑台模组203上滑，当防护盖板206挡住第二光电开关3时，即控制器1未接收到第二光电开关3输出的第二光电触发信号，第二电机9停止工作，防护盖板206上滑停止；启动第一电机8开始工作，第一电机8正向驱动转动机构202转动，进而使转动机构202带动防护盖板206转动，当防护盖板206触发第二限位开关4时，即控制器1接收到第二限位开关5输出的第二限位触发信号，第一电机8停止转动，防护盖板206关闭。
防护盖板206为闭合状态时，按下按动开关10，控制器1接收到按动开关10触发的信号，启动第一电机8开始工作，第一电机8反向驱动转动机构202转动，进而使转动机构202带动防护盖板206转动，当防护盖板206触发第一限位开关4时，即控制器1接收到第一限位开关4输出的第一限位触发信号，第一电机8停止转动，防护盖板206打开，并使第二电机9启动，此时控制器1持续接收到第一光电开关2输出的第一光电触发信号，且第二电机4驱动托架201沿滑台模组203下滑，当防护盖板206挡住第一光电开关2时，即控制器1未接收到第一光电开关2输出的第一光电触发信号，第二电机停止工作，防护盖板206下滑停止。
图3为本发明第一程序电路图；图4为本发明第二程序电路图；图5为本发明第三程序电路图；图6为本发明第四程序电路图；图7为本发明第五程序电路图，其中i0.1代替了第二限位开关、i0.2代替了第一限位开关，而i0.3与i0.5表示第一光电开关以及第二光电开关，且各个开关都是高电位为通
程序电路图图3描述了正常状态下按下按动开关，打开电磁锁，可以达到使能复位。运用常开第二限位开关i0.1连接并控制常开第二光电开关。
程序电路图图4，描述了正常条件下，即防护盖板压紧的状态下进行的旋转过程。第二限位开关i0.1连接处于状态为开的第二光电开关i0.5、且还未达到的旋转第一限位开关i0.2与第一限光电开关i0.3时，防护盖板进行运动。
程序电路图图5，描述了当闭合的第一限位开关i0.2连接断开的第二限位开关i0.1时，控制器所连接的第一电机发生反向旋转。
程序电路图图6，描述了反向运动的过程。其中m表示标志位。当第一电机发生反向旋转时，连接并控制防护盖板进行反向的运动。
程序电路图图7，描述了误操作的情况下，通过延时触发器与互锁使误操作时系统有了一定稳定性。第一光电开关i0.3，第二光电开关i0.5、第二限位开关i0.1，第一限位开关i0.2并联于延时触发器t39，延时触发器t39连接于电机驱动器。
与现有技术相比，本发明提供的装置，在操作人员离开驾驶室时，启动按动开关，第二电机开始工作，带动托架上滑遮挡住第二光电开关时，托架上滑停止，并使第一电机驱动转动机构转动，进而使转动机构带动防护盖板转动，当防护盖板触发第一限位开关时，第一电机停止转动，防护盖板闭合并将轨道列车操作台遮挡，能够有效防止人为误碰，保证了驾驶的安全。在操作人员进入驾驶室时，启动按动开关，第一电机开始工作，反向转动驱动转动机构转动，进而使转动机构带动防护盖板反向转动，当防护盖板触发第二限位开关时，第一电机停止反向转动，第二电机开始工作，带动托架下滑遮挡住第一光电开关时，托架下滑停止，防护盖板打开，司机开始工作。因此，本发明实施例提供的防护盖板的控制装置，其结构简单，只需要简单按动司控台上的按动开关，便可实现防护盖板的自动打开和闭合，能够防止一些误按、误碰操作台按钮的情况的发生，且防护盖板闭合时能够有效避免缝隙的产生，具有较高的实用价值，能够保证驾驶操作的安全。
为实现上述目的，本发明还提供了一种防护盖板打开控制方法，所述防护盖板的打开控制方法应用于上述的防护盖板的控制装置。
图8为本发明实施例防护盖板打开控制方法的流程示意图，如图8所示，本发明实施例提供的打开控制方法包括：
步骤801：获取防护盖板打开信号。
步骤802：根据所述防护盖板打开信号，输出第一电机启动信号。
步骤803：判断控制器是否接收到第一限位触发信号，得到第一判断结果；所述第一限位触发信号为第一限位开关输出的信号。
若所述第一判断结果表示所述控制器未接收到所述第一限位触发信号，则执行步骤804；若所述第一判断结果表示所述控制器接收到所述第一限位触发信号，则执行步骤805。
步骤804：输出反向转动信号，并将所述反向转动信号传输至第一电机；所述反向转动信号为控制所述第一电机驱动转动机构转动，进而使所述转动机构带动防护盖板反向转动的信号。
步骤805：输出第一电机停止信号。
步骤806：判断所述控制器是否接收到第一光电触发信号，得到第二判断结果；所述第一光电触发信号为第一光电开关输出的信号。
若所述第二判断结果表示所述控制器接收到所述第一光电触发信号，则执行步骤807；若所述第二判断结果表示所述控制器未接收到所述第一光电触发信号，则执行步骤808。
步骤807：输出向下运动信号，并将所述向下运动信号传输至第二电机；所述向下运动信号为控制所述第二电机驱动滑台模组的滑块沿所述滑台模组的导轨向下滑动，进而使所述滑块带动所述防护盖板向下运动的信号。
步骤808：输出第二电机停止信号。
为实现上述目的，本发明还提供了一种防护盖板的闭合控制方法。所述闭合控制方法应用于上述的防护盖板的控制装置。
图9为本发明实施例防护盖板闭合控制方法的流程示意图，如图9所示，本发明实施例提供的防护盖板的闭合控制方法包括：
步骤901：获取防护盖板闭合信号。
步骤902：根据所述防护盖板闭合信号，输出第二电机启动信号。
步骤903：判断控制器是否接收到第二光电触发信号，得到第三判断结果；所述第二光电触发信号为第二光电开关输出的信号。
若所述第三判断结果表示所述控制器接收到所述第二光电触发信号，则执行步骤904；若所述第三判断结果表示所述控制器未接收到所述第二光电触发信号，则执行步骤905。
步骤904：输出向上运动信号，并将所述向上运动信号传输至第二电机；所述向上运动信号为控制所述第二电机驱动滑台模组的滑块沿所述滑台模组的导轨向上滑动，进而使所述滑块带动所述防护盖板向上运动的信号。
步骤905：输出第二电机停止信号。
步骤906：判断所述控制器是否接收到第二限位触发信号，得到第四判断结果。所述第二限位触发信号为所述第二限位开关输出的信号。
若所述第四判断结果表示所述控制器未接收到所述第二限位触发信号，则执行步骤907；若所述第四判断结果表示所述控制器接收到所述第二限位触发信号，则执行908。
步骤907：输出正向转动信号，并将所述正向转动信号传输至第一电机；所述正向转动信号为控制所述第一电机驱动转动机构转动，进而使所述转动机构带动防护盖板正向转动的信号。
步骤908：输出第一电机停止信号。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。