專利名稱：鐵路道口微機(jī)自動(dòng)控制設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鐵路道口自動(dòng)控制設(shè)備。
隨著社會(huì)的發(fā)展，交通運(yùn)輸日益繁忙，交通事故隨之增加，鐵路道口事故逐年上升，帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)損失和不良的社會(huì)影響。目前，我國(guó)的鐵路道口安全防護(hù)設(shè)備的裝備水平和綜合管理水平較低，人工控制的工作方式已經(jīng)越來(lái)越無(wú)法滿足社會(huì)需求。
本發(fā)明的目的在于避免上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處，提供一種鐵路道口微機(jī)自動(dòng)控制設(shè)備，采用微機(jī)控制，將自動(dòng)信號(hào)、自動(dòng)通知和自動(dòng)欄木有效結(jié)合起來(lái)，實(shí)現(xiàn)鐵路道口信號(hào)自動(dòng)控制，代替人工管理的現(xiàn)狀，以提高鐵路道口安全系數(shù)，減少鐵路道口事故帶來(lái)的人身傷亡和經(jīng)濟(jì)損失，同時(shí)降低工人勞動(dòng)強(qiáng)度、節(jié)省勞力。
本發(fā)明的目的通過如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)。
本發(fā)明由傳感裝置、道口安全防護(hù)裝置、電源裝置和微機(jī)控制裝置構(gòu)成，所述道口安全防護(hù)裝置包括由音響器、閃光器和白燈構(gòu)成的道口信號(hào)機(jī)構(gòu)、道口控制盤和電動(dòng)欄木。其結(jié)構(gòu)特征是a、所述傳感裝置采用磁電式傳感器，共設(shè)三組，一組位于被控道口上行段，另一組位于被控道口下行段，再一組位于被控道口處，每組至少兩只，相對(duì)設(shè)置在相同位置處兩側(cè)鐵軌上，各傳感器輸出經(jīng)放大整形、光電耦合輸出至微機(jī)控制裝置；b、所述電源裝置由可充電電源、DC-DC變換器、及蓄電池組成；c、所述微機(jī)控制裝置采用八位單片機(jī)IC3作為中央處理器CPU，在其外圍配備程序存儲(chǔ)器IC5，由可縮程并行IO擴(kuò)展接口IC7芯片為單片機(jī)IC3擴(kuò)展IO端口，由可編程中斷控制器IC6為單片機(jī)IC3擴(kuò)展外部中斷源，并采用專用鍵盤、顯示器控制芯片IC8；其中，傳感器感應(yīng)信號(hào)經(jīng)變換后送至中斷控制器IC6，作為中央處理器IC3的中斷源INT1；中央處理器IC3在端口P13、P14輸出音響及閃光器控制信號(hào)、在端口P11端出欄木落下控制信號(hào)、在端口P12輸出欄木抬起控制信號(hào)、在端口P14、P15輸出室內(nèi)音響、閃光器控制信號(hào)、在端口P16輸出傳感器自檢控制信號(hào)；同時(shí)，在所述擴(kuò)展接口IC7芯片之端口PA接受傳感器自檢控制信號(hào)，端口PC輸出至道口控制盤。
當(dāng)任何方向列車接近道口時(shí)，根據(jù)傳感器的感應(yīng)信號(hào)，微機(jī)控制裝置判斷出列車的運(yùn)行方向和速度，產(chǎn)生控制信號(hào)使道口安全防護(hù)裝置中的音響器發(fā)出報(bào)警聲，并控制閃光器使白色燈光熄滅，紅色燈交替閃光，隨后，微機(jī)再發(fā)出控制信號(hào)，控制電動(dòng)欄木下落，封閉道口。在列車完全通過道口后，微機(jī)發(fā)出控制信號(hào)，音響報(bào)警和紅色燈光撤銷，同時(shí)用白色燈恢復(fù)穩(wěn)定燈光，并控制電動(dòng)欄木升起。與已有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)1、本發(fā)明能使鐵路區(qū)間道口的整個(gè)管理過程全面實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，將會(huì)改變目前人工手動(dòng)管理的勞動(dòng)強(qiáng)度大、可靠性差的現(xiàn)狀，使鐵路平交道口的管理水平走向現(xiàn)代化。
2、本發(fā)明電源裝置具有10小時(shí)以上的停電保護(hù)功能，能防止因停電而造成的傷亡事故的發(fā)生。
3、本發(fā)明采用統(tǒng)一的硬件電路結(jié)構(gòu)，配合使用適當(dāng)?shù)能浖?，即可適應(yīng)在不同條件下的區(qū)間道口上使用。
4、本發(fā)明采用已有技術(shù)中的道口安全防護(hù)裝置，通過設(shè)置手動(dòng)-自動(dòng)轉(zhuǎn)換器件，可任意實(shí)現(xiàn)自動(dòng)或手動(dòng)控制，并且，與原有信號(hào)設(shè)備互不干擾，適應(yīng)于自動(dòng)閉塞區(qū)段、非自動(dòng)閉塞區(qū)段等各種運(yùn)行條件的鐵路區(qū)間道口。
5、本發(fā)明采用磁電式傳感器，用以檢測(cè)火車運(yùn)行信號(hào)，該傳感器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、安裝方便，能夠在振動(dòng)、沖擊的惡劣條件下長(zhǎng)期工作，不受環(huán)境(如日曬、雨淋、油污、灰塵等)的影響。
6、本發(fā)明中微機(jī)控制裝置同時(shí)還可對(duì)各種正常接近道口的列車實(shí)現(xiàn)較為準(zhǔn)確的定時(shí)報(bào)警；可自行對(duì)傳感器、報(bào)警器工作狀態(tài)和故障情況進(jìn)行監(jiān)聽、監(jiān)視。


圖1為本發(fā)明電路原理框圖。
圖2為本發(fā)明傳感器排布結(jié)構(gòu)示意圖。
以下通過實(shí)施例，結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述。
實(shí)施例參見圖1，由傳感裝置、道口安全防護(hù)裝置、電源裝置和微機(jī)控制裝置構(gòu)成。
如圖1所示，傳感裝置包括傳感器K1、K11、D1、D2、K2、K21，以及傳感器信號(hào)放大整形電路和光電隔離電路。
道口安全防護(hù)裝置包括由音響器、閃光器和白燈構(gòu)成的道口信號(hào)機(jī)構(gòu)、道口控制盤和電動(dòng)欄木。
電源裝置由可充電電源、蓄電池組和DC-DC變換器構(gòu)成。
微機(jī)裝置以單片機(jī)IC3為中央處理器，與外圍芯片IC6、芯片IC7、芯片IC8和芯片IC5構(gòu)成計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)。并為該系統(tǒng)設(shè)置由Watchdog(看門狗)電路和復(fù)位電路構(gòu)成的死機(jī)復(fù)位電路。
由于傳感信號(hào)需經(jīng)長(zhǎng)線傳輸才能送入單片機(jī)系統(tǒng)，而單片機(jī)所需控制的外部設(shè)備，如欄木電機(jī)、信號(hào)燈均是大功率負(fù)載，很容易對(duì)單片機(jī)系統(tǒng)形成干擾，因此，采用如圖1示出的光電耦合器，使IO通道和單片機(jī)電路實(shí)施電隔離。
本實(shí)施例中，微機(jī)控制裝置采用八位單片機(jī)IC3作為中央處理器CPU，由可編程并行IO擴(kuò)展接口IC7芯片為單片機(jī)IC3擴(kuò)展IO端口，由可編程中斷控制器IC6為單片機(jī)IC3擴(kuò)展外部中斷源，并采用專用鍵盤、顯示器控制芯片IC8。芯片IC3采用8031、芯片IC7采用8255、芯片IC6采用8259、芯片IC8采用8279。其中，傳感器感應(yīng)信號(hào)IN11、IN12、—IN61、IN62經(jīng)放大整形、光電隔離，送至中斷控制器IC6，作為中央處理器IC3的中斷源INT1；中央處理器IC3在端口P13、P14輸出音響及閃光器控制信號(hào)、在端口P11端出欄木落下控制信號(hào)、在端口P12輸出欄木抬起控制信號(hào)、在端口P14、P15輸出室內(nèi)音響、閃光器控制信號(hào)、在端口P16輸出傳感器自檢控制信號(hào)；同時(shí)，在所述擴(kuò)展接口IC7芯片之端口PA接受傳感器自檢控制信號(hào)，端口PC輸出至道口控制盤。
本實(shí)施例中的芯片IC6對(duì)單片機(jī)的外部中斷源進(jìn)行擴(kuò)展，可管理8-64級(jí)中斷源，使得本裝置的硬件可適用于不同火車道口的要求。
電源裝置由可充電電源AD330313、DC-DC變換器AZ256、及蓄電池組成。該電路可不間斷連續(xù)工作，并可對(duì)蓄電池初充、浮充電，它為電動(dòng)欄木提供了+48V直流電源。該可充電電源同時(shí)又作為DC-DC變換器的一次側(cè)電源，由DC-DC變換器輸出+24V、+15V、+12V、-12V和+5V電源供其它各部分使用。
圖中的Watchdog(看門狗)電路和復(fù)位電路構(gòu)成死機(jī)復(fù)位電路。中央處理器IC3在不超過1MC的時(shí)間間隔內(nèi)，通過端口P10給該復(fù)位電路發(fā)出一個(gè)觸發(fā)脈沖，使其輸出保持高電平，若系統(tǒng)因干擾出現(xiàn)死機(jī)則復(fù)位電路輸出變低，產(chǎn)生一個(gè)復(fù)位脈沖送至IC3的復(fù)位RESET信號(hào)輸入端，強(qiáng)迫系統(tǒng)復(fù)位，擺脫死機(jī)狀態(tài)。
參見圖2，傳感裝置采用磁電式傳感器K1、K11、D1、D2、K2、K21，共設(shè)三組，一組K1、K11位于被控道口上行段1，另一組K2、K21位于被控道口下行段3，再一組D1、D2位于被控道口2處，每組至少兩只，各傳感器輸出IN11、IN12、IN21、—IN61、IN62經(jīng)放大整形、光電耦合輸出至微機(jī)控制裝置。本實(shí)施例中，傳感器安裝應(yīng)保證傳感器上表面距離鋼軌上表面的距離為30mm-32mm，傳感器對(duì)之間的距離小于二分之一車輪輪距，本實(shí)施例中設(shè)定為50cm。
本實(shí)施例中的微機(jī)控制裝置采用作業(yè)調(diào)度方式進(jìn)行管理，根據(jù)作業(yè)調(diào)度來(lái)決定下一套工作任務(wù)。
裝置復(fù)位后首先判斷復(fù)位類型，即檢查單片機(jī)內(nèi)存單元(52H、53H)的內(nèi)部是否為特定的數(shù)據(jù)(上電標(biāo)志)，如果不是，則行冷啟動(dòng)，進(jìn)行自檢和初始化，并建立上電標(biāo)志。至此，完成微機(jī)系統(tǒng)的準(zhǔn)備工作，可根據(jù)調(diào)度單進(jìn)行調(diào)度作業(yè)。
調(diào)度單的內(nèi)容由單片機(jī)根據(jù)傳感器中斷、定時(shí)中斷、按鍵中斷及系統(tǒng)工作狀態(tài)調(diào)整或修改，如果上行方向的火車到達(dá)上行接近點(diǎn)，則磁電傳感器K1、K11產(chǎn)生中斷信號(hào)，據(jù)此，CPU可判別有無(wú)火車及火車運(yùn)行方向，并計(jì)算列車車廂節(jié)數(shù)，調(diào)度單及為“上行報(bào)警”調(diào)度作業(yè)。此時(shí)，CPU發(fā)出控制命令，讓音響器、閃光器投入工作，白燈熄滅，并在13秒后控制電動(dòng)欄木下落封閉道口。當(dāng)火車到達(dá)道口時(shí)，傳感器D1、D2產(chǎn)生中斷信號(hào)，CPU檢測(cè)到火車完全通過道口時(shí)，則調(diào)度單為“上行出清”，此時(shí)，CPU發(fā)出控制，取消音響報(bào)警，紅燈熄滅，白燈亮，同時(shí)欄木徐徐升起。當(dāng)火車到達(dá)下行接近點(diǎn)時(shí)或通過道口一定時(shí)間后，系統(tǒng)執(zhí)行“上行復(fù)位”調(diào)度，狀態(tài)復(fù)原。“下行報(bào)警”、“下行出清”和“下行復(fù)位”三種工作方式與其相應(yīng)。
若傳感器或其它部分出現(xiàn)故障，則執(zhí)行“故障處理”調(diào)度。如K1、K11中有一個(gè)傳感器工作狀態(tài)不正常，系統(tǒng)除執(zhí)行正常報(bào)警任務(wù)外，還給出數(shù)碼和室內(nèi)音響提示信息。若系統(tǒng)因受到干擾或故障而出現(xiàn)運(yùn)行錯(cuò)誤，則進(jìn)行“運(yùn)行出錯(cuò)處理”系統(tǒng)進(jìn)行熱啟動(dòng)并進(jìn)行系統(tǒng)恢復(fù)。例如，PC指針進(jìn)入“出錯(cuò)陷井”或Watchdog電路發(fā)生復(fù)位脈沖。
權(quán)利要求
1.一種鐵路道口微機(jī)自動(dòng)控制設(shè)備，由傳感裝置、道口安全防護(hù)裝置、電源裝置和微機(jī)控制裝置構(gòu)成，所述道口安全防護(hù)裝置包括由音響器、閃光器和白燈構(gòu)成的道口信號(hào)機(jī)構(gòu)、道口控制盤和電動(dòng)欄木，其特征在于a、所述傳感裝置采用磁電式傳感器(K1、K11、D1、D2、K2、K21)，共設(shè)三組，一組(K1、K11)位于被控道口上行段(1)，另一組(K2、K21)位于被控道口下行段(3)，再一組(D1、D2)位于被控道口(2)處，每組至少兩只，各傳感器輸出(IN11、IN12-IN61、IN62)經(jīng)放大整形、光電耦合輸出至微機(jī)控制裝置；b、所述電源裝置由可充電電源AD330313、DC-DC變換器A Z256、及蓄電池組成；c、所述微機(jī)控制裝置采用八位單片機(jī)IC3(8031)作為中央處理器CPU，在其外圍配備程序存儲(chǔ)器IC5(2764)，由可編程并行IO擴(kuò)展接口IC7(8255)芯片為單片機(jī)IC3擴(kuò)展IO端口，由可編程中斷控制器IC6(8259)為單片機(jī)IC3擴(kuò)展外部中斷源，并采用專用鍵盤、顯示器控制芯片IC8(8279)；其中，傳感器感應(yīng)信號(hào)經(jīng)變換后送至中斷控制器IC6，作為中央處理器IC3的中斷源INT1；中央處理器IC3在端口P13、P14輸出音響及閃光器控制信號(hào)、在端口P11端出欄木落下控制信號(hào)、在端口P12輸出欄木抬起控制信號(hào)、在端口P14、P15輸出室內(nèi)音響、閃光器控制信號(hào)、在端口P16輸出傳感器自檢控制信號(hào)；同時(shí)，在所述擴(kuò)展接口IC7芯片之端口PA接受傳感器自檢控制信號(hào)，端口PC輸出至道口控制盤。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鐵路道口微機(jī)自動(dòng)控制設(shè)備，其特征在于，所述傳感裝置中，每組傳感器間距小于二分之一車輪輪距。
全文摘要
鐵路道口微機(jī)自動(dòng)控制設(shè)備,由傳感裝置、道口安全防護(hù)裝置、電源裝置和微機(jī)控制裝置構(gòu)成。其特征是采用磁電式傳感器,共設(shè)三組,分別位于被控道口上行段、下行段和道口處。由單片機(jī)及其外圍芯片構(gòu)成微機(jī)控制裝置。傳感器感應(yīng)信號(hào)經(jīng)整形光電隔離后作為中央處理器的中斷源;中央處理器端口輸出經(jīng)光電隔離后分別作為道口安全防護(hù)各裝置的控制信號(hào)。能夠使鐵路區(qū)間道口的整個(gè)管理過程全面實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。
文檔編號(hào)B61L29/00GK1203161SQ9710701
公開日1998年12月30日 申請(qǐng)日期1997年6月20日 優(yōu)先權(quán)日1997年6月20日
發(fā)明者徐昌友, 方紹武 申請(qǐng)人:徐昌友