轨道交通系统双电机同步门控制器的制作方法

1.本实用新型涉及轨道交通领域，更具体地说，涉及轨道交通系统双电机同步门控制器。


背景技术：

2.轨道交通系统双电机同步门控制器安装在列车门机构的上方隔间内，每一个门机构处安装有本控制器。当列车司机在列车司机控制室按下某一侧的开门按钮后，整列车该侧的客室门同时打开，并且脚踏板伸出并跨接在列车与站台直接的缝隙，方便旅客上下车，而不需要乘务员机械打开车门，或铺放垫板。当列车司机在列车司机控制室按下某一侧的关门按钮后，整列车该侧的客室门同时关闭，并且脚踏板缩回到列车踏板架内，不需要乘务员手动收回垫板，也不需要机械关闭车门。作用是：按照从列车控制室接收到的指令，控制打开车门或伸出脚踏板；或控制关闭车门或缩回脚踏板，减轻乘务员的工作压力。
3.现有的电子门控制系统只能控制一台电机来驱动车门，假如需要驱动脚踏板，那么就需要安装另外一台控制器，不但成本增加，并且增加了列车电气连接工作量，现有的电子门控制器的数据总线接口一般固定，无法通用，如果不同厂家的轨道列车的数据总线不同，那么门控制器就需要从头设计和开发，故而提出了轨道交通系统双电机同步门控制器来解决上述问题。


技术实现要素：

4.针对现有技术中存在的问题，本实用新型的目的在于提供轨道交通系统双电机同步门控制器，以解决需要驱动脚踏板，那么就需要安装另外一台控制器，不但成本增加，并且增加了列车电气连接工作量，电子门控制器的数据总线接口一般固定，无法通用的问题。
5.为解决上述问题，本实用新型采用如下的技术方案。
6.轨道交通系统双电机同步门控制器，包括安全通道、应用层、门驱动电机与踏板驱动电机；
7.所述安全通道包含有安全通道电源、互锁环路继电器链路与安全继电器链路；
8.所述安全通道电源用于为安全通道内电器元件进行电源供给；
9.所述互锁环路继电器链路用于提供列车安全互锁环路的开启和闭合；
10.所述安全继电器链路用于在安全条件下启动电机开关门和启动安全输出；
11.所述应用层包含有辅助电源、应用电源、第一输入电路、可编程逻辑芯片、微处理器控制核心芯片、电机输出、电机编码输入与安全输出；
12.所述辅助电源用于供给应用电源、安全通道电源与输出通道的电源需求；
13.所述应用电源用于对微处理器控制核心芯片、可编程逻辑芯片与其他输入电路供给；
14.所述第一输入电路用于接收硬线输入信号、敏感边缘输入信号、数字量输入信号、门编码输入信号；
15.所述可编程逻辑芯片用于扩展第一输入电路，使门控制器能够接收较多的输入信号；
16.所述微处理器控制核心芯片用于根据各个输入信号和开关门逻辑对门机构和脚踏板，以及蜂鸣器和指示灯进行驱动管理，同时处理各种通讯数据，判断数据的有效性，并将采集到的各种门机构和脚踏板的状态信息转发给数据网络接口，传输给列车司机控制室，并且芯片实时处理记录故障状态信息以及处理人机交互的管理；
17.所述电机输出用于管理和控制门驱动电机与踏板驱动电机的转动和停止；
18.所述电机编码输入用于接收门驱动电机与踏板驱动电机的编码信息，并通过处理器控制核心芯片判断门机构和脚踏板的部分状态信息；
19.所述安全输出用于控制门机构的制动电磁阀和解锁电磁阀涉及开关门安全特征功能的器件的驱动，安全输出会在安全继电器链路的控制下，对这些器件冗余驱动。
20.作为上述技术方案的进一步描述：
21.所述互锁环路继电器链路包含有第二输入电路、第一安全控制与互锁环路继电器，所述第二输入电路用于接收激活互锁安全输入信号，所述第一安全控制为信号的表决电路，是由与门非门组成，来判断输入信号是否都满足，或者任何之一满足；所述互锁环路继电器用于控制外部安全连锁。
22.作为上述技术方案的进一步描述：
23.所述安全继电器链路包含有第三输入电路、第二安全控制与安全继电器，所述第三输入电路用于接收激活安全通道输入信号，所述第二安全控制为信号的表决电路，是由与门非门组成，来判断输入信号是否都满足，或者任何之一满足；所述安全继电器用于控制电机输出。
24.作为上述技术方案的进一步描述：
25.所述应用层还包含有标准输出、can总线接口与总线扩展接口，所述标准输出用于驱动门机构上的附属器件，包括指示灯、蜂鸣器及其他不涉及安全功能的器件；所述can总线接口用于传递和收集从列车司机控制室发出的命令以及传递和收集同一车厢内其他非主要门控制器的信息；所述总线扩展接口用于适应不同厂家的数据总线接口。
26.作为上述技术方案的进一步描述：
27.所述应用层还包含有usb接口，所述usb接口包含有a型usb接口与b 型usb接口，所述a型usb接口用于维护人员更新系统软件的目的；所述b 型usb接口用于有选择数量的下载故障存储信息，维护时实时显示电机电流和其他信息。
28.作为上述技术方案的进一步描述：
29.所述应用层还包含有人机交互接口，所述人机交互接口用于连接外部led 灯与数码管。
30.相比于现有技术，本实用新型的优点在于：
31.本方案，轨道交通系统双电机同步门控制器安装在列车门机构的上方隔间内，每一个门机构处安装有本控制器，当列车司机在列车司机控制室按下某一侧的开门按钮后，整列车该侧的客室门同时打开，并且脚踏板伸出并跨接在列车与站台直接的缝隙，方便旅客上下车，而不需要乘务员机械打开车门，或铺放垫板，当列车司机在列车司机控制室按下某一侧的关门按钮后，整列车该侧的客室门同时关闭，并且脚踏板缩回到列车踏板架内，不
需要乘务员手动收回垫板，也不需要机械关闭车门，按照从列车控制室接收到的指令，控制打开车门或伸出脚踏板；或控制关闭车门或缩回脚踏板，减轻乘务员的工作压力，通过双电机分时同步方式控制列车车门和脚踏板，数据总线扩展方式，以适应不同的链路传输，安全架构的内部设计，usb更新系统软件，可以通过更换内部总线接插板来自由扩展不同的数据总线接口，除了集成的 can总线外，可以扩充多功能车辆总线(mvb总线)或者以太网总线(trdp eth)，而不需要更改任何内部的设计就能适应不同厂家的轨道列车，该装置在轨道交通系统的电子控制方面具有较强的适应性和通用性。
附图说明
32.图1为本实用新型的功能示意图。
33.图中标号说明：
34.1、门驱动电机；2、踏板驱动电机；3、安全通道电源；4、辅助电源；5、应用电源；6、第一输入电路；7、可编程逻辑芯片；8、微处理器控制核心芯片；9、电机输出；10、电机编码输入；11、安全输出；12、第二输入电路；13、第一安全控制；14、互锁环路继电器；15、第三输入电路；16、第二安全控制；17、安全继电器；18、标准输出；19、can总线接口；20、总线扩展接口；21、usb接口；22、人机交互接口。
具体实施方式
35.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；
36.请参阅图1，本实用新型中，轨道交通系统双电机同步门控制器，包括安全通道、应用层、门驱动电机1与踏板驱动电机2，门控制器的电源接口从外部取得电源，经过emc处理，进入内部的辅助电源4转换电路；
37.安全通道包含有安全通道电源3、互锁环路继电器链路与安全继电器链路；
38.安全通道电源3用于为安全通道内电器元件进行电源供给；
39.互锁环路继电器链路用于提供列车安全互锁环路的开启和闭合，当门控制器检测到涉及互锁安全输入信号后，闭合互锁环路继电器14，以告知列车司机控制室，该门控制器负责的车门或踏板已达到安全状态，可以行驶运营，如果门控制器未检测到其中之一的安全输入信号，那么互锁环路继电器都无法闭合，最终列车在未达到安全状态下门未关闭或者脚踏板未收起时都无法启动行驶；
40.安全继电器链路用于在安全条件下启动电机开关门和启动安全输出11，在安全输入条件满足时，安全继电器17开启，电机和安全输出11才能动作。否则，在安全条件未满足时，电机和安全输出11都无法动作；
41.应用层包含有辅助电源4、应用电源5、第一输入电路6、可编程逻辑芯片7、微处理器控制核心芯片8、电机输出9、电机编码输入10与安全输出 11；
42.辅助电源4用于供给应用电源5、安全通道电源3与输出通道的电源需求，辅助电源4电路输出三路以供给安全通道、应用层电源、驱动电源，安全通道电源3主要负责两路安全链路的供电，驱动电源电路，主要是供给输出通道，包括电机输出9、安全输出11通道、标准输出18，它使得这些输出通道不会对其他数字核心电路和其他电路的电源产生影响，应用
层电源主要是供给整个控制板上出安全通道之外的电源的统称，包括核心芯片，可编程逻辑以及其他输入电路、各种通讯接口、人机接口。其特点是稳定，功耗小，这些应用层电路的电源在供电时，门控制器的控制板都有相应的电气隔离，防止每个不同模块电路之间的电磁干扰，使每个模块都能在稳定的环境下工作，应用层电源应提供足够的功率使这些器件正常工作；
43.应用电源5用于对微处理器控制核心芯片8、可编程逻辑芯片7与其他输入电路供给；
44.第一输入电路6用于接收硬线输入信号、敏感边缘输入信号、数字量输入信号、门编码输入信号，第一输入电路6使用已有的公司输入电路平台，每一路的输入根据电流和电压的大小，配置有防反接保护，浪涌保护，以及过流保护，所有的输入电路都有光耦合隔离，避免外部的干扰；并且在软件处理上，都做了防抖动处理；以及硬件上的滤波，这些措施使输入信号经过输入电路后，正确的被门控制器的可编程器件检测到；
45.可编程逻辑芯片7用于扩展第一输入电路6，使门控制器能够接收较多的输入信号，可编程逻辑处理芯片作为第一输入电路6和微处理器控制核心芯片8之间的桥梁，当可编程逻辑处理芯片检测到输入端信号后，将这些信号存储在其内部的存储区内，之后按照一定的时间由微处理器控制核心芯片8 读取这些存储区内的数据，作为微处理器控制核心芯片8逻辑处理的依据；
46.微处理器控制核心芯片8用于根据各个输入信号和开关门逻辑对门机构和脚踏板，以及蜂鸣器和指示灯进行驱动管理，同时处理各种通讯数据，判断数据的有效性，并将采集到的各种门机构和脚踏板的状态信息转发给数据网络接口，传输给列车司机控制室，并且芯片实时处理记录故障状态信息以及处理人机交互的管理；
47.电机输出9用于管理和控制门驱动电机1与踏板驱动电机2的转动和停止，门机构电机和脚踏板电机属于分时驱动，使门机构和脚踏板在一段时间内同步完成正转开启/伸出或者反转关闭/缩回，其驱动波形为大功率的调制波形，可以自由控制电流的大小，来实现匀速转动以及到位前的缓冲功能；
48.电机编码输入10用于接收门驱动电机1与踏板驱动电机2的编码信息，并通过处理器控制核心芯片判断门机构和脚踏板的部分状态信息，两个电机可以为有刷电机或者无刷电机，电机内的编码装置提供电机转子的编码给门控制器，门控制器接收电机的编码信息，门控制器根据这些编码信息来判断门机构的位移和脚踏板的位移，按照规定的时间内门板打开的最大距离或者踏板伸出的最大距离形成时间位移函数，并将这段时间分成若干小的时间段，匹配相关的编码信息最终用来判断障碍判断的依据，包括关门障碍物判断，开门障碍物判断，以及踏板伸出障碍，踏板缩回障碍等逻辑的基础；
49.安全输出11用于控制门机构的制动电磁阀和解锁电磁阀涉及开关门安全特征功能的器件的驱动，安全输出11会在安全继电器链路的控制下，对这些器件冗余驱动。
50.其中：互锁环路继电器链路包含有第二输入电路12、第一安全控制13与互锁环路继电器14，第二输入电路12用于接收激活互锁安全输入信号，第一安全控制13为信号的表决电路，是由与门非门组成，来判断输入信号是否都满足，或者任何之一满足；互锁环路继电器14用于控制外部安全连锁，在主要电路外，门控制器都配置有冗余电路，冗余电路经过应用层的通道，以使用不同的电路在主要通道发生故障时的冗余操作。
51.其中：安全继电器链路包含有第三输入电路15、第二安全控制16与安全继电器17，第三输入电路15用于接收激活安全通道输入信号，第二安全控制16为信号的表决电路，是由与门非门组成，来判断输入信号是否都满足，或者任何之一满足；安全继电器17用于控制电机输出9，在主要电路外，门控制器都配置有冗余电路，冗余电路经过应用层的通道，以使用不同的电路在主要通道发生故障时的冗余操作。
52.其中：应用层还包含有标准输出18、can总线接口19与总线扩展接口20，标准输出18用于驱动门机构上的附属器件，包括指示灯、蜂鸣器及其他不涉及安全功能的器件；can总线接口19用于传递和收集从列车司机控制室发出的命令以及传递和收集同一车厢内其他非主要门控制器的信息；总线扩展接口20用于适应不同厂家的数据总线接口，总线扩展接口20可以匹配以太网 eth网卡，多功能车辆总线mvb网卡，485总线rs485网卡等，因不同厂家，不同轨道交通系统使用不同的数据总线传输方式，所以该接口是必须的，可以方便的进行扩展，提高了门控器的通用性和适用性。
53.其中：应用层还包含有usb接口21，usb接口21包含有a型usb接口21 与b型usb接口21，a型usb接口21用于维护人员更新系统软件的目的，当将存储有特定格式的更新文件的u盘连接上门控器后，系统柜自动更新门控器系统软件，它的目的是方便人员维护，而不需要复杂的便携式设备通过有线连接来更新；b型usb接口21用于有选择数量的下载故障存储信息，维护时实时显示电机电流和其他信息。
54.其中：应用层还包含有人机交互接口22，人机交互接口22用于连接外部 led灯与数码管，这些显示或指示都会方便维护人员判断故障。
55.以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式；但本实用新型的保护范围并不局限于此。任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围内。