一种列车信号控制系统及其继电器触点检测装置的制作方法

1.本发明涉及信号检测技术领域，特别是涉及一种列车信号控制系统及其继电器触点检测装置。


背景技术：

2.继电器是一种电控制器件，在电路中起着动态调节、安全保护与及时切换等作用。继电器的任意一组触点均可以反映出该继电器的控制线圈的状态，在轨道交通的信号系统中，经常需要通过检测触点的状态实现继电器的控制线圈的状态采集，并根据控制线圈的状态由其他应用软件完成相应的逻辑控制。但是，在实际应用中，经常会出现检测结果不准确的情况，也就不利于列车的稳定运行。
3.综上所述，如何有效地提高检测继电器触点状态时的准确性，是目前本领域技术人员急需解决的技术问题。


技术实现要素：

4.本发明的目的是提供一种发列车信号控制系统及其继电器触点检测装置，以有效地提高检测继电器触点状态时的准确性。
5.为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：
6.一种继电器触点检测装置，包括：
7.与控制器和第一电源连接的驱动电路，用于接收所述第一电源的电能，并按照所述控制器的控制规则输出第一电信号；
8.分别与所述驱动电路，所述控制器，第二电源，输入通道采集电路以及被测继电器的第一触点连接的自检电路，用于当自身为自检状态时，将所述第一电信号传输至所述输入通道采集电路，并且将接收的所述第二电源的电能传输至所述控制器；当自身为非自检状态时，将所述第一电信号传输至所述被测继电器的第一触点；
9.与所述输入通道采集电路连接的所述控制器，用于在控制所述自检电路为自检状态之后，当接收到所述第二电源的电能，且通过所述输入通道采集电路接收到所述第一电信号时，确定出所述继电器触点检测装置自检通过；在控制所述自检电路为非自检状态之后，判断是否通过所述输入通道采集电路接收到所述第一电信号，如果是，则确定出所述被测继电器的第一触点和第二触点之间为导通状态，如果否，则确定出所述被测继电器的第一触点和第二触点之间为关断状态；
10.与所述被测继电器的第二触点连接的所述输入通道采集电路。
11.优选的，所述第一电信号为占空比受所述控制器控制的脉冲信号。
12.优选的，所述控制器具体用于按照预设周期控制所述自检电路为自检状态。
13.优选的，所述控制器还用于：
14.当确定出所述继电器触点检测装置自检未通过时，输出第一提示信息。
15.优选的，还包括：
16.串联设置在所述被测继电器的第一触点与所述自检电路之间的第一二极管，且所述第一二极管的阴极与所述被测继电器的第一触点连接。
17.优选的，还包括：
18.串联设置在所述自检电路与所述输入通道采集电路之间的第二二极管，且所述第二二极管的阴极与所述输入通道采集电路连接。
19.优选的，所述输入通道采集电路包括：
20.输入端作为所述输入通道采集电路的输入端的分压滤波电路；
21.输入端与所述分压滤波电路的输出端连接，且输出端作为所述输入通道采集电路的输出端的第一隔离电路。
22.优选的，所述第一隔离电路为基于容隔芯片的第一隔离电路。
23.优选的，所述分压滤波电路包括：
24.第一端作为所述分压滤波电路的输入端，第二端与第二电阻的第一端连接的第一电阻；
25.第二端分别与第三电阻的第一端以及第一电容的第一端连接，且连接端作为所述分压滤波电路的输出端的所述第二电阻；
26.第二端接地的所述第三电阻；
27.第二端接地的所述第一电容。
28.优选的，还包括：
29.负极分别与所述第一电阻的第二端以及所述第二电阻的第一端连接，正极接地的稳压二极管；
30.负极与所述第一电阻的第一端连接，正极接地的tvs二极管。
31.优选的，所述自检电路包括第一继电器；
32.所述第一继电器的控制线圈的第一端和第二端分别与第三电源正极和所述控制器连接，所述第一继电器的第一被控支路的动端与所述驱动电路的输出端连接，所述第一继电器的第一被控支路的第一不动端和第二不动端分别与所述被测继电器的第一触点和所述输入通道采集电路连接，所述第一继电器的第二被控支路的动端与所述第二电源连接，所述第一继电器的第二被控支路的第一不动端悬空，所述第一继电器的第二被控支路的第二不动端与所述控制器连接。
33.优选的，还包括：
34.设置在所述控制器与所述驱动电路之间的第二隔离电路。
35.优选的，还包括：
36.设置在所述驱动电路与所述第一电源之间的隔离电源电路。
37.优选的，所述驱动电路包括：
38.第一端与所述控制器连接并且作为所述驱动电路的控制端，第二端分别与第一开关管的控制端，第五电阻的第一端以及第二电容的第一端连接的第四电阻；
39.第二端接地的所述第五电阻；
40.第二端接地的所述第二电容；
41.第一端与第六电阻的第一端连接，第二端接地的所述第一开关管；
42.第二端分别与第七电阻的第一端以及第二开关管的控制端连接的所述第六电阻；
43.第二端与所述第二开关管的第二端连接的所述第七电阻，且连接端作为驱动电路的输入端与所述第一电源连接；
44.第一端作为所述驱动电路的输出端的所述第二开关管。
45.一种列车信号控制系统，包括上述任一项所述的继电器触点检测装置。
46.应用本发明实施例所提供的技术方案，考虑到传统方案中继电器触点状态检测不准确性，经常是由于检测装置自身存在异常导致的，因此，本技术的继电器触点检测装置不仅可以检测被测继电器的第一触点和第二触点之间是导通状态还是关断状态，还可以利用自检电路，确定出继电器触点检测装置自身是否能够通过自检。
47.具体的，驱动电路可以按照控制器的控制规则输出第一电信号，当自检电路自身为自检状态时，自检电路会将第一电信号传输至输入通道采集电路40，并且将接收的第二电源的电能传输至控制器，因此，当控制器接收到第二电源的电能，且通过输入通道采集电路接收到第一电信号时，便可以确定出继电器触点检测装置自检通过。而当自检电路自身为非自检状态时，自检电路会将第一电信号传输至被测继电器的第一触点，控制器可以在控制自检电路为非自检状态之后，判断是否通过输入通道采集电路接收到第一电信号，如果是，则确定出被测继电器的第一触点和第二触点之间为导通状态，如果否，则确定出被测继电器的第一触点和第二触点之间为关断状态，也就是说，自检电路为非自检状态时，本技术的继电器触点检测装置可以实现对于被测继电器的第一触点和第二触点之间的通断检测。
48.综上所述，由于本技术的方案可以对继电器触点检测装置自检，因此，可以避免由于继电器触点检测装置自身异常导致的被测继电器的触点状态检测不准确的情况，即本技术的有利于有效地提高检测继电器触点状态时的准确性。
附图说明
49.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，下面将对实施例或现有技术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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
50.图1为本发明中一种继电器触点检测装置的结构示意图；
51.图2为本发明中一种具体实施方式中的驱动电路的结构示意图；
52.图3为本发明中一种具体实施方式中的继电器触点检测装置的结构示意图；
53.图4为本发明中一种具体实施方式中的输入通道采集电路的结构示意图。
具体实施方式
54.本发明的核心是提供继电器触点检测装置，有利于有效地提高检测继电器触点状态时的准确性。
55.为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。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。
56.请参考图1，图1为本发明中一种继电器触点检测装置的结构示意图，该继电器触点检测装置可以包括：
57.与控制器30和第一电源v1连接的驱动电路10，用于接收第一电源v1的电能，并按照控制器30的控制规则输出第一电信号；
58.分别与驱动电路10，控制器30，第二电源v2，输入通道采集电路40以及被测继电器的第一触点连接的自检电路20，用于当自身为自检状态时，将第一电信号传输至输入通道采集电路40，并且将接收的第二电源v2的电能传输至控制器30；当自身为非自检状态时，将第一电信号传输至被测继电器的第一触点；
59.与输入通道采集电路40连接的控制器30，用于在控制自检电路20为自检状态之后，当接收到第二电源v2的电能，且通过输入通道采集电路40接收到第一电信号时，确定出继电器触点检测装置自检通过；在控制自检电路20为非自检状态之后，判断是否通过输入通道采集电路40接收到第一电信号，如果是，则确定出被测继电器的第一触点和第二触点之间为导通状态，如果否，则确定出被测继电器的第一触点和第二触点之间为关断状态；
60.与被测继电器的第二触点连接的输入通道采集电路40。
61.具体的，本技术由驱动电路10接收第一电源v1的电能，并按照控制器30的控制规则输出第一电信号。第一电源v1通常选取的是直流电源，具体的电压等级可以根据需要进行设定和调整，例如为24v。同样的，后文中描述的各个电源的电压等级也可以根据实际需要进行设定和调整，并不影响本发明的实施。
62.在本发明的一种具体实施方式中，可参阅图3，还可以包括：设置在驱动电路10与第一电源v1之间的隔离电源电路60，隔离电源电路60的具体电路构成也可以根据需要进行设定，例如可以采用24v转24v隔离电源电路60。通过设置隔离电源电路60，可以将第一电源v1与被测继电器的触点组进行供电隔离，提高了本技术方案的安全，可靠性。
63.驱动电路10通常选取的是基于开关管的驱动电路10，控制器30通过对相应开关管进行通断控制，便可以控制驱动电路10输出的第一电信号的波形，即第一电信号的波形受到控制器30的控制规则的影响。例如一种简单的方式是控制器30控制驱动电路10保持导通，使得第一电信号为持续的高电平信号。
64.进一步的，在本发明的一种具体实施方式中，考虑到当第一电信号为脉冲信号时，同样能够实现被测继电器的触点状态检测以及继电器触点检测装置的自检，因此，该种实施方式中将第一电信号设置为脉冲信号，第一电信号为占空比受控制器30控制的脉冲信号，相较于持续的高电平信号，有利于降低本技术方案的功率消耗。图2的实施方式便选取的是该种实施方式。
65.驱动电路10的具体电路构成可以根据实际需要进行设定和调整，例如在本发明的一种具体实施方式中，可参阅图2，驱动电路10包括：
66.第一端与控制器30连接并且作为驱动电路10的控制端，第二端分别与第一开关管q1的控制端，第五电阻r5的第一端以及第二电容c2的第一端连接的第四电阻r4；
67.第二端接地的第五电阻r5；
68.第二端接地的第二电容c2；
69.第一端与第六电阻r6的第一端连接，第二端接地的第一开关管q1；
70.第二端分别与第七电阻r7的第一端以及第二开关管q2的控制端连接的第六电阻
r6；
71.第二端与第二开关管q2的第二端连接的第七电阻r7，且连接端作为驱动电路10的输入端与第一电源v1连接；
72.第一端作为驱动电路10的输出端的第二开关管q2。
73.该种实施方式中，通过第四电阻r4和第五电阻r5实现分压，通过第二电容c2实现滤波。第一开关管q1，第六电阻r6，第七电阻r7以及第二开关管q2则构成晶体管开关电路，实现在控制器30的控制下的输出第一电信号的波形控制。
74.该种实施方式中的驱动电路10电路构成简单，可靠性高。其中的各个电阻，各个开关管以及第二电容c2的具体参数可以根据实际需要进行设定和调整。
75.驱动电路10用于输出第一电信号，当控制器30控制自检电路20为自检状态时，自检电路20会将第一电信号传输至输入通道采集电路40，并且将接收的第二电源v2的电能传输至控制器30。控制器30在控制自检电路20为自检状态之后，如果接收到了第二电源v2的电能，可以说明自检电路20自身无异常，而如果通过输入通道采集电路40接收到了第一电信号时，可以说明输入通道采集电路40和驱动电路10也无异常，即此时用于传递第一电信号的回路无异常，因此，当控制器30接收到第二电源v2的电能，且通过输入通道采集电路40接收到第一电信号时，可以确定出继电器触点检测装置自检通过。
76.当然，如果没有接收到第二电源v2的电能，或者是没有通过输入通道采集电路40接收到第一电信号时，均可以确定出继电器触点检测装置自检未通过。确定出未通过之后，具体的应对措施可以根据需要进行设定和调整，例如可以暂停对于被测继电器的触点状态检测，直到工作人员进行了故障的修复，又如在本发明的一种具体实施方式中，控制器30还可以用于：当确定出继电器触点检测装置自检未通过时，输出第一提示信息，以使得相关人员及时发现该情况，进而可以及早地进行故障处理。
77.自检电路20是否为自检状态，由控制器30进行控制，在实际应用中，考虑到继电器触点检测装置发生异常是随机事件，因此，控制器30可以具体用于：按照预设周期控制自检电路20为自检状态，从而可以及时确定出继电器触点检测装置是否发生异常。当然，在其他场合中可以有其他控制方式，例如列车每次入库时执行一次自检，又如可以由工作人员进行手动控制，根据需要决定是否要进行继电器触点检测装置的自检。
78.自检电路20的具体电路构成可以根据需要进行设定和调整，能够实现本技术的目的即可，例如在本发明的一种具体实施方式中，自检电路20包括第一继电器k1；
79.第一继电器k1的控制线圈的第一端和第二端分别与第三电源v3正极和控制器30连接，第一继电器k1的第一被控支路的动端与驱动电路10的输出端连接，第一继电器k1的第一被控支路的第一不动端和第二不动端分别与被测继电器的第一触点和输入通道采集电路40连接，第一继电器k1的第二被控支路的动端与第二电源v2连接，第一继电器k1的第二被控支路的第一不动端悬空，第一继电器k1的第二被控支路的第二不动端与控制器30连接。
80.该种实施方式中，通过第一继电器k1便可以实现本技术的自检电路20的功能，使得自检电路20结构非常简单，可靠性高，本技术的图3中便是采用的该种实施方式。采用第一继电器k1时，要求第一继电器k1至少要具备2个被控支路，控制器30通过对第一继电器k1的控制线圈的通电状态的控制，便可以控制第一继电器k1是否吸合，也就可以控制第一继
电器k1的各个被控支路的状态。例如一种具体场合中，当第一继电器k1吸合时，第一继电器k1的第一被控支路的动端与第一继电器k1的第一被控支路的第一不动端连接，且第一继电器k1的第二被控支路的动端与第一继电器k1的第二被控支路的第一不动端连接，反之，当第一继电器k1未吸合时，第一继电器k1的第一被控支路的动端与第一继电器k1的第一被控支路的第二不动端连接，且第一继电器k1的第二被控支路的动端与第一继电器k1的第二被控支路的第二不动端连接。
81.驱动电路10用于输出第一电信号，当控制器30控制自检电路20为非自检状态时，自检电路20会将第一电信号传输至被测继电器的第一触点，由电路结构可知，如果被测继电器的第一触点和第二触点之间为导通状态，则控制器30可以通过输入通道采集电路40接收到第一电信号，反之，如果被测继电器的第一触点和第二触点之间为关断状态，则控制器30无法接收到第一电信号。因此，控制器30在控制自检电路20为非自检状态之后，可以通过判断是否通过输入通道采集电路40接收到第一电信号，确定出被测继电器的第一触点和第二触点之间的通断状态，即本技术的继电器触点检测装置实现了被测继电器的触点状态检测的功能。
82.被测继电器的第一触点和第二触点作为被测继电器的一组触点，或者称为被测继电器的一个被控支路，可以反映出被测继电器的控制线圈的通电状态，当然，当被测继电器还具有其他的被控支路时，也能够反映出被测继电器的其他的各个被控支路的状态。得知了被测继电器的控制线圈的通电状态之后，便可以据此完成相应的逻辑控制，保障列车的稳定运行。本技术的图1和图3中，均是仅示出了被测继电器的第一触点和第二触点，并未示出被测继电器的控制线圈。
83.在本发明的一种具体实施方式中，还可以包括：
84.串联设置在被测继电器的第一触点与自检电路20之间的第一二极管d1，且第一二极管d1的阴极与被测继电器的第一触点连接。
85.该种实施方式中，通过设置第一二极管d1，可以在外部出现电压时起到防反的效果，例如当现场环境恶劣时可能出现感应电压，又如继电器触点检测装置与其他板卡混合使用时，可能导致通过被测继电器的第一触点和第二触点引入外部电压，通过设置第一二极管d1，可以有效地保护本技术的继电器触点检测装置中的电路以及电源。
86.同样的，在本发明的一种具体实施方式中，还可以包括：
87.串联设置在自检电路20与输入通道采集电路40之间的第二二极管d2，且第二二极管d2的阴极与输入通道采集电路40连接。
88.该种实施方式中，通过设置第二二极管d2，可以在自检电路为自检状态时，防止在被测继电器的第一触点和第二触点闭合的情况下产生外部电压流入本技术的继电器触点检测装置中，导致出现损坏继电器触点检测装置中的电路及电源的情况，即通过设置第二二极管d2可以有效地保障本技术的继电器触点检测装置的安全，可靠性。
89.输入通道采集电路40的具体电路构成可以根据需要进行设定和调整，例如在本发明的一种具体实施方式中，输入通道采集电路40可以包括：
90.输入端作为输入通道采集电路40的输入端的分压滤波电路41；
91.输入端与分压滤波电路41的输出端连接，且输出端作为输入通道采集电路40的输出端的第一隔离电路42。
92.通过设置的分压滤波电路41，可以有效地避免干扰的影响，而通过第一隔离电路42，可以实现模拟与数字电路的隔离，提高了系统的抗干扰能力。
93.进一步的，考虑到传统的隔离电路一般采用的是光耦作为隔离器件，光耦通过发光二极管实现光信号到电信号的转换，发光二极管的光栅问题使其可靠性受到影响。因此，本技术的第一隔离电路42可以为基于容隔芯片的第一隔离电路42。容隔芯片通过电场的形式进行信号传输，可靠性高，且容隔芯片采用的sio2具有更强的绝缘优势，本技术的图4中便是采用了基于容隔芯片的第一隔离电路42。
94.在本发明的一种具体实施方式中，分压滤波电路41可以包括：
95.第一端作为分压滤波电路41的输入端，第二端与第二电阻r2的第一端连接的第一电阻r1；
96.第二端分别与第三电阻r3的第一端以及第一电容c1的第一端连接，且连接端作为分压滤波电路41的输出端的第二电阻r2；
97.第二端接地的第三电阻r3；
98.第二端接地的第一电容c1。
99.该种实施方式中的分压滤波电路41的可靠性高，通过第一电阻r1，第二电阻r2和第三电阻r3便可以实现分压，而第一电容c1则可以实现滤波。
100.进一步的，可参阅图4，还可以包括：
101.负极分别与第一电阻r1的第二端以及第二电阻r2的第一端连接，正极接地的稳压二极管d4；
102.负极与第一电阻r1的第一端连接，正极接地的tvs二极管d3。
103.通过tvs二极管d3可以有效地避免浪涌电流的冲击，而稳压二极管d4可以进一步的稳定电压，保障传输至第一隔离电路42的电压等级符合第一隔离电路42的要求。
104.在本发明的一种具体实施方式中，还包括：
105.设置在控制器30与驱动电路10之间的第二隔离电路50。
106.与第一隔离电路42同理，该种实施方式中的第二隔离电路50，可以基于容隔芯片的第二隔离电路50，可靠性高，具有更强的绝缘优势。
107.第一隔离电路42和第二隔离电路50的具体电路构成可以根据需要进行设定，例如一种具体场合中，可以选取四通道的容隔芯片isow7840fdwe，具备5000v隔离耐压，3.3v的原端电压可产生3.3v电压、75ma负载电流。在图3的实施方式中，第二隔离电路50由第一隔离电路42供电，isow7840fdwe是能够产生隔离电源的容隔芯片，即无需额外提供一个隔离电源，从而有利于降低成本。
108.应用本发明实施例所提供的技术方案，考虑到传统方案中继电器触点状态检测不准确性，经常是由于检测装置自身存在异常导致的，因此，本技术的继电器触点检测装置不仅可以检测被测继电器的第一触点和第二触点之间是导通状态还是关断状态，还可以利用自检电路20，确定出继电器触点检测装置自身是否能够通过自检。
109.具体的，驱动电路10可以按照控制器30的控制规则输出第一电信号，当自检电路20自身为自检状态时，自检电路20会将第一电信号传输至输入通道采集电路40，并且将接收的第二电源v2的电能传输至控制器30，因此，当控制器30接收到第二电源v2的电能，且通过输入通道采集电路40接收到第一电信号时，便可以确定出继电器触点检测装置自检通
过。而当自检电路20自身为非自检状态时，自检电路20会将第一电信号传输至被测继电器的第一触点，控制器30可以在控制自检电路20为非自检状态之后，判断是否通过输入通道采集电路40接收到第一电信号，如果是，则确定出被测继电器的第一触点和第二触点之间为导通状态，如果否，则确定出被测继电器的第一触点和第二触点之间为关断状态，也就是说，自检电路20为非自检状态时，本技术的继电器触点检测装置可以实现对于被测继电器的第一触点和第二触点之间的通断检测。
110.综上所述，由于本技术的方案可以对继电器触点检测装置自检，因此，可以避免由于继电器触点检测装置自身异常导致的被测继电器的触点状态检测不准确的情况，即本技术的有利于有效地提高检测继电器触点状态时的准确性。
111.相应于上面的继电器触点检测装置的实施例，本发明实施例还提供了一种列车信号控制系统，可以包括如上述任一实施例中的继电器触点检测装置，可与上文相互对应参照。
112.还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
113.专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
114.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技术方案及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。