用于地铁车载自动控制系统机柜的可监控风扇冷却模块的制作方法

本实用新型涉及电路控制领域，具体说是一种用于地铁车载自动控制（ATC，Automatic Train Control）系统机柜的可监控风扇冷却模块。其主要适用于风扇运行状态的监控，通过收到的车载自动控制系统中列车自动防护（ATP，Automatic Train Protect）子系统的控制输出来控制模块上电，由模块中的微控制单元（MCU）控制风扇运转和停止，同时将监测到的模块运用情况逻辑输出给车载ATP子系统。

背景技术：

城市轨道交通信号系统是其自动化系统中的关键部分，是保证列车和乘客安全，实现列车运行高效、指挥管理有序的自动控制系统。信号系统的核心是ATC系统，它包括车载部分和地面部分。车载的ATC系统一般包括安装在同一机柜的车载ATP子系统、车载列车自动驾驶（ATO，Automatic Train Operation）子系统、车载车地信息交换系统（列车自动控制(CBTC，Communication Based Train Control)系统时采用无线通信方式，点式系统时一般采用交叉感应环线方式）、应答传输模块（BTM，Balise Transmission Module）、相应接口层设备，及在机柜外的其他列车运用信息传感器等。

车载ATC系统将车载ATP子系统、ATO系统等重要子系统集中安装在同一机柜中，机柜中的散热问题就十分重要。一般情况下从机柜的前侧将冷空气吸入机柜，通过机柜后部的风扇再将机柜中的热量带出机柜，形成一个前进后出的有效散热通道，达到降低机柜温度的作用。但是，现有的车载ATC系统机柜的散热装置通常为不可监控的换气用风扇，导致车载ATC系统无法及时获知风扇的负载及工作环境。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种用于地铁车载ATC系统机柜的可监控风扇冷却模块，不但可监控风扇运行状态，提高风扇工作效率，而且避免了由于风扇不正常工作时，导致车载ATC系统无法获知风扇的运行状况，造成机柜内温度过高损坏系统的缺陷。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下技术方案：该用于地铁车载自动控制系统机柜的可监控风扇冷却模块包括电源模块、风扇，其技术要点是：可监控风扇冷却模块的信号输出端与车载ATP子系统的信号输入端相连，电源模块包括与车载电源输出端电性连接的变压模块I、与变压模块I输出端电性连接的变压模块II，车载ATP子系统的信号输出端电性连接在车载电源与变压模块I之间；变压模块I的输出端与风扇的电源输入端电性连接，变压模块II的电源输出端与MCU的电源输入端电性连接，MCU的信号输出端分别与风扇运转控制电路和温度传感器的信号输入端电性连接，风扇运转控制电路的信号输出端与风扇的信号输入端电性连接，风扇的信号输出端与反馈电路的信号输入端电性连接，反馈电路的信号输出端与以及温度传感器的信号输出端与MCU的信号输入端电性连接。

本实用新型还提供了一种通过上述模块实现监控机柜内温度的方法，其技术要点是，包括以下步骤：

步骤1），通过车载电源对机柜上电，ATC系统中的各子系统自检，并将自检结果传送给车载ATP子系统；

步骤2），当各子系统自检全部通过时，执行步骤2.1）；当各子系统自检有未通过时，执行步骤2.2）；

步骤2.1），车载ATP子系统控制输出高电平使变压模块I与车载电源连通；

步骤2.2），ATP报警并控制输出低电平使变压模块I与车载电源断开；

步骤3），MCU通过风扇运转控制电路控制风扇运转，风扇通过反馈电路将方波频率和占空比的信号传送至MCU，并通过温度传感器实时监测机柜内的温度；当风扇正常运行并且机柜内温度小于设定阈值时，执行步骤3.1）；当风扇非正常运行或机柜内温度大于设定阈值时，执行步骤3.2）；

步骤3.1），冷却模块通过MCU对车载ATP子系统输出逻辑高电平，MCU通过风扇运转控制电路控制风扇持续运转；

步骤3.2），冷却模块通过MCU对车载ATP子系统输出逻辑低电平，MCU通过风扇运转控制电路控制风扇停止运转，执行步骤2.2）。

本实用新型的有益效果：本实用新型基于MCU的嵌入式控制电路板，通过接收ATP控制输出信号控制模块上电，并控制风扇运转和停止，检测机柜的工作温度，并将运行状态通过逻辑输出发送至车载ATP子系统。MCU结合风扇的运行状态和机柜温度对ATP逻辑输出，通过三个带反馈的（后）风扇，将机柜中的热量带出机柜，形成一个前进后出的有效散热通道，达到降低机柜温度的作用，同时将运行状态反馈给ATP子系统。综上所述，本实用新型结构简洁，仅通过单一MCU即可实现上述控制功能，更有利于低成本高效制造。

附图说明

图1为风扇冷却模块工作原理框图；

图2为风扇冷却模块工作流程图。

具体实施方式

以下结合图1~2，通过具体实施例详细说明本实用新型的内容。该用于地铁车载自动控制系统机柜的可监控风扇冷却模块包括电源模块、风扇。其中，可监控风扇冷却模块的信号输出端与车载ATP子系统的信号输入端相连，电源模块包括与车载电源输出端电性连接的变压模块I、与变压模块I输出端电性连接的变压模块II，车载ATP子系统的信号输出端电性连接在车载电源与变压模块I之间；变压模块I的输出端与风扇的电源输入端电性连接，变压模块II的电源输出端与MCU的电源输入端电性连接，MCU的信号输出端分别与风扇运转控制电路和温度传感器的信号输入端电性连接，风扇运转控制电路的信号输出端与风扇的信号输入端电性连接，风扇的信号输出端与反馈电路的信号输入端电性连接，反馈电路的信号输出端与以及温度传感器的信号输出端与MCU的信号输入端电性连接。

通过上述冷却模块控制温度的具体过程，包括以下步骤：

步骤1），通过车载电源对机柜上电，ATC系统中的各子系统自检，并将自检结果信息传送给车载ATP子系统；

步骤2），当各子系统自检全部通过时，执行步骤2.1）：车载ATP子系统控制输出高电平使变压模块I与车载电源连通，即通电工作；

当各子系统自检有未通过时，执行步骤2.2）：ATP报警并控制输出低电平使变压模块I与车载电源断开，即无法通电工作；

步骤3），MCU通过向风扇运转控制电路发出指令控制风扇运转，当（三个）风扇开始工作后，通过反馈电路将方波频率和占空比的信号传送至MCU，并通过温度传感器实时监测模块整体温度/或机柜内的温度，MCU结合风扇的运行状况和机柜内温度对车载ATP子系统逻辑输出；

事先设定机柜内温度报警阈值，当风扇正常运行并且机柜内温度小于设定阈值时（即两项同时满足时），执行步骤3.1）：冷却模块通过MCU对车载ATP子系统输出逻辑高电平，整个ATC子系统正常工作，MCU通过风扇运转控制电路控制风扇持续运转，降低机柜内温度；

当风扇非正常运行或机柜内温度大于设定阈值时（即满足其中一项时），执行步骤3.2）：冷却模块通过MCU对车载ATP子系统输出逻辑低电平，MCU通过风扇运转控制电路控制风扇停止运转，执行步骤2.2），即对外报警，输出低电平，切断车载电源供电。