专利名称：冶金企业铁路厂门红绿灯信号隔离和采集电路的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种冶金企业铁路厂门红绿灯信号隔离和采集电路。
背景技术：
冶金企业铁路厂门红绿灯信号控制厂区内列车通行，其与整个生产工艺控制系统联通运行；通常厂门的红绿灯信号自信号操作控制箱发出至信号隔离盒，经电缆汇集传输至信号采集箱，信号采集箱的红绿灯信号经MODEM调制变成串行信号，可由一对电缆芯线传送多个厂门信号状态，各厂门信号状态传输至生产工艺控制系统计算机并在大屏幕上显示。上述厂门信号由于经过环节较多，所以故障率一直很高，其中信号隔离、信号采集的故障率占其中绝大部分；如
图1所示，信号隔离电路由红灯和绿灯信号隔离电路组成，第一微型变压器BYl 和第二微型变压器BY2分别连接第一桥式整流器ZLl和第二桥式整流器ZL2，信号操作控制箱发出的红绿灯信号分别输入第一微型变压器BYl和第二微型变压器BY2输入端，第一桥式整流器ZLl和第二桥式整流器ZL2的输出端分别连接第一直流继电器Jl和第二直流继电器J2，直流继电器带有两组单头双掷触点，第一直流继电器Jl的两组单头双掷触点 Jl 1、J12分别连接绿灯信号指示灯DL和绿灯信号采集电路的输入端LS，第二直流继电器J2 的两组单头双掷触点J21、J22分别连接红灯信号指示灯DH和红灯信号采集电路的输入端 HS ；如图2所示，信号采集电路由绿灯、红灯和黄灯信号采集电路组成，其分别由第三直流继电器J3、第四直流继电器J4和第五直流继电器J5、第六直流继电器J6及相应阻容元件构成，通过各直流继电器触点分别驱动绿灯指示灯L、红灯指示灯H和黄灯指示灯Y点亮并将绿灯和红灯信号输出至MODEM进行信号调制。结合生产现场及上述电路分析可知，由于上述电路中采用了较多的直流继电器， 在高金属粉尘污染恶劣的现场工作环境下，经常造成各继电器吸合不可靠，触点接触不良， 导致信号控制错误，另外上述电路的电路板无有效的电极防护措施，使电路板容易损伤，导致电路工作故障。
发明内容本实用新型所要解决的技术问题是提供一种冶金企业铁路厂门红绿灯信号隔离和采集电路，本隔离和采集电路克服了传统信号隔离和采集电路的缺陷，提高了厂门红绿灯信号控制的可靠准确性，保证了厂区列车的正常运行。为解决上述技术问题，本实用新型冶金企业铁路厂门红绿灯信号隔离和采集电路，所述信号隔离电路包括第一变压器、第二变压器、第一桥式整流器、第二桥式整流器、 第一二极管、第一绿灯指示灯和第一红灯指示灯，所述信号隔离电路还包括电流方向控制模块、第一光电耦合器、第一电阻和第二电阻，所述采集电路包括第二光电耦合器、第七继电器、第八继电器、第三电阻、第四电阻、第一电容、第二电容、第二二极管、第三二极管、第四二极管、第二绿灯指示灯和第二红灯指示灯，所述第七继电器带有联动的第一单头双掷触点和第二单头双掷触点，所述第八继电器带有联动的第三单头双掷触点和第四单头双掷触点，所述第一电阻和第二电阻分别串联于所述第一变压器和第二变压器的输入端，所述第一变压器和第二变压器的输出端分别连接所述第一桥式整流器和第二桥式整流器的输入端，所述第一绿灯指示灯与第一光电耦合器的输入端串联后连接所述第一桥式整流器的输出端，所述第一二极管并联于所述第一光电耦合器的输入端并阳极端连接所述第一桥式整流器的输出负端，所述第一光电耦合器输出端连接所述电流方向控制模块输入端，所述电流方向控制模块的输出端连接所述采集电路的输入端，所述第一红灯指示灯连接所述第二桥式整流器的输出端，所述第三电阻和第四电阻一端分别连接电源正端，所述第二光电耦合器输入端分别连接所述第三电阻另一端和第二二极管阴极，所述第二光电耦合器输出端分别连接电源正端和第三二极管阴极，所述第七继电器线圈与所述第三二极管并联， 所述第一单头双掷触点的公共端连接所述第四电阻的另一端，所述第一单头双掷触点的第一和第二双掷端分别连接所述第二红灯指示灯一端和第二绿灯指示灯一端，所述第二红灯指示灯另一端和第二绿灯指示灯另一端连接所述第三二极管的阳极，所述第二二极管的阳极连接所述第三二极管的阳极，所述第二单头双掷触点的公共端连接所述第三二极管的阴极，所述第四二极管与所述第八继电器线圈并联，所述第四二极管的阳极连接所述第三二极管的阳极，所述第四二极管的阴极连接所述第二单头双掷触点的第二双掷端，所述第二二极管两端为采集电路输入端，所述第三单头双掷触点的公共端和第二双掷端连接所述第一电容两端，所述第一电容两端为绿灯信号输出端，所述第四单头双掷触点的公共端和第一双掷端连接所述第二电容两端，所述第二电容两端为红灯信号输出端。上述第一绿灯指示灯和第二绿灯指示灯可以采用绿色发光二极管，上述第一红灯指示灯和第二红灯指示灯可以采用红色发光二极管。由于本实用新型冶金企业铁路厂门红绿灯信号隔离和采集电路采用了上述技术方案，即两个电阻分别串接于隔离电路的变压器输入端，桥式整流器连接变压器输出端，绿灯指示灯和第一光电耦合器输入端串联后连接绿灯隔离电路的桥式整流器输出端，电流方向控制模块连接第一光电耦合器输出端，红灯指示灯连接红灯隔离电路的桥式整流器输出端，信号采集电路采用第二光电耦合器、两个继电器、三个二极管和阻容元件构成，各继电器分别带有二个单头双掷触点，第二光电耦合器接收绿灯隔离电路信号并控制两个继电器动作，继电器的单头双掷触点分别点亮信号采集电路的红绿灯指示灯并将红灯和绿灯信号输出至MODEM。本隔离和采集电路克服了传统信号隔离和采集电路的缺陷，提高了厂门红绿灯信号控制的可靠准确性，保证了厂区列车的正常运行。
以下结合附图和实施方式对本实用新型作进一步的详细说明图1为传统红灯和绿灯信号隔离电路示意图，图2为传统红绿灯信号采集电路示意图，图3为本实用新型红绿灯信号隔离电路示意图，图4为本实用新型红绿灯信号采集电路示意图。
具体实施方式
如图3和图4所示，本实用新型冶金企业铁路厂门红绿灯信号隔离和采集电路，所述信号隔离电路包括第一变压器BY1、第二变压器BY2、第一桥式整流器ZL1、第二桥式整流器ZL2、第一二极管D1、第一绿灯指示灯DL和第一红灯指示灯DH，所述信号隔离电路还包括电流方向控制模块DK、第一光电耦合器G1、第一电阻Rl和第二电阻R2，所述采集电路包括第二光电耦合器G2、第七继电器J7、第八继电器J8、第三电阻R3、第四电阻R4、第一电容 Cl、第二电容C2、第二二极管D2、第三二极管D3、第四二极管D4、第二绿灯指示灯L和第二红灯指示灯H，所述第七继电器J7带有联动的第一单头双掷触点J71和第二单头双掷触点 J72，所述第八继电器J8带有联动的第三单头双掷触点J81和第四单头双掷触点J82，所述第一电阻Rl和第二电阻R2分别串联于所述第一变压器BYl和第二变压器BY2的输入端， 所述第一变压器BYl和第二变压器BY2的输出端分别连接所述第一桥式整流器ZLl和第二桥式整流器ZL2的输入端，所述第一绿灯指示灯DLl与第一光电耦合器Gl的输入端串联后连接所述第一桥式整流器ZLl的输出端，所述第一二极管Dl并联于所述第一光电耦合器Gl 的输入端并阳极端连接所述第一桥式整流器ZLl的输出负端，所述第一光电耦合器Gl输出端连接所述电流方向控制模块DK输入端，所述电流方向控制模块DK的输出端连接所述采集电路的输入端，所述第一红灯指示灯DH连接所述第二桥式整流器ZL2的输出端，所述第三电阻R3和第四电阻R4 —端分别连接电源V正端，所述第二光电耦合器G2输入端分别连接所述第三电阻R3另一端和第二二极管D2阴极，所述第二光电耦合器G2输出端分别连接电源V正端和第三二极管D3阴极，所述第七继电器J7线圈与所述第三二极管D3并联，所述第一单头双掷触点J71的公共端连接所述第四电阻R4的另一端，所述第一单头双掷触点 J71的第一和第二双掷端分别连接所述第二红灯指示灯H—端和第二绿灯指示灯L 一端，所述第二红灯指示灯H另一端和第二绿灯指示灯L另一端连接所述第三二极管D3的阳极，所述第二二极管D2的阳极连接所述第三二极管D3的阳极，所述第二单头双掷触点J72的公共端连接所述第三二极管D3的阴极，所述第四二极管D4与所述第八继电器J8线圈并联， 所述第四二极管D4的阳极连接所述第三二极管D3的阳极，所述第四二极管D4的阴极连接所述第二单头双掷触点J72的第二双掷端，所述第二二极管D2两端为采集电路输入端，所述第三单头双掷触点J81的公共端和第二双掷端连接所述第一电容Cl两端，所述第一电容 Cl两端为绿灯信号输出端，所述第四单头双掷触点J82的公共端和第一双掷端连接所述第二电容C2两端，所述第二电容C2两端为红灯信号输出端。上述第一绿灯指示灯DL和第二绿灯指示灯L可以采用绿色发光二极管，上述第一红灯指示灯DH和第二红灯指示灯H可以采用红色发光二极管。在冶金企业铁路厂门红绿灯信号控制中，色灯的逻辑关系是非红即绿，即信号操作控制箱发出红灯信号时，红灯隔离电路中第一红灯指示灯点亮，而绿灯隔离电路中无信号，第一绿灯指示灯熄灭，第一光电耦合器无信号输出；当信号操作控制箱发出绿灯信号时，红灯隔离电路中第一红灯指示灯熄灭，而绿灯隔离电路中第一绿灯指示灯点亮，第一光电耦合器信号输出，第一电阻和第二电阻的设置起到了降压电阻的作用，第一二极管起到保护第一光电耦合器的作用；上述的绿灯和红灯隔离电路中不采用继电器，避免了继电器触点受金属粉尘污染而接触失灵的缺陷，同时隔离电路中电流方向控制模块的设置提供了有效的电极防护措施，起到了保护电路板的作用，该电路中电流方向控制模块可采用单头双掷固态继电器，绿灯信号开通状态下，固态继电器吸起，构成绿灯指示回路，红灯信号开通状态下，固态继电器自然落下，构成红灯指示回路。绿灯隔离电路中的电流方向控制模块输出绿灯信号至信号采集电路，当无绿灯信号时，采集电路的输入端无信号，第二光电耦合器输出端截止，第七和第八继电器不动作，此时第二红灯指示灯经第七继电器的第一单头双掷触点点亮，红灯信号经第八继电器的第四单头双掷触点传输至MODEM进行信号调制， 当有绿灯信号时，采集电路的输入端有信号，第二光电耦合器输出端导通，第七继电器线圈得电动作，第七继电器的第一和第二单头双掷触点切换，此时第二绿灯指示灯点亮，第二红灯指示灯熄灭，并第八继电器线圈得电动作，第八继电器的第三和第四单头双掷触点切换， 绿灯信号输出至MODEM进行信号调制，而红灯信号停止输出，从而实现了红绿灯信号的采集。采集电路中采用第二光电耦合器作为信号的采集元件，而信号的传输仅采用两个继电器，避免了传统信号采集电路中采用多个继电器的缺陷，保证了信号采集的可靠性。信号采集电路中，第三和第四二极管起到了保护继电器的作用，第三和第四电阻起到了降压电阻的作用，第一和第二电容起到了信号耦合的作用，第二二极管起到了信号采样的作用，第一和第二红灯指示灯以及第一和第二绿灯指示灯分别起到了在隔离电路面板和采集电路面板上作信号指示的作用。 本隔离电路和信号采集电路中采用光电耦合器替代继电器作为信号传输，使得信号传输更为可靠，光电耦合器可在较大范围的驱动电流下正常工作，经计算桥式整流后去带动的光电耦合器其工作范围为交流136V到250V之间，且传送距离得到大大的提升，原因在于光耦输入，输出的电流变化大，而这变化都能正常工作，所以能允许线路上存在有大的压降，经计算可知，两地用0. 4 mm线径的电缆来传送信号，距离可达12公里，使整套设备趋于简单、可靠、稳定、高效的运行。确保了厂门红绿灯信号控制准确和可靠性，保证了厂区列车的正常运行。
权利要求1.一种冶金企业铁路厂门红绿灯信号隔离和采集电路，所述信号隔离电路包括第一变压器、第二变压器、第一桥式整流器、第二桥式整流器、第一二极管、第一绿灯指示灯和第一红灯指示灯，其特征在于所述信号隔离电路还包括电流方向控制模块、第一光电耦合器、第一电阻和第二电阻，所述采集电路包括第二光电耦合器、第七继电器、第八继电器、第三电阻、第四电阻、第一电容、第二电容、第二二极管、第三二极管、第四二极管、第二绿灯指示灯和第二红灯指示灯，所述第七继电器带有联动的第一单头双掷触点和第二单头双掷触点，所述第八继电器带有联动的第三单头双掷触点和第四单头双掷触点，所述第一电阻和第二电阻分别串联于所述第一变压器和第二变压器的输入端，所述第一变压器和第二变压器的输出端分别连接所述第一桥式整流器和第二桥式整流器的输入端，所述第一绿灯指示灯与第一光电耦合器的输入端串联后连接所述第一桥式整流器的输出端，所述第一二极管并联于所述第一光电耦合器的输入端并阳极端连接所述第一桥式整流器的输出负端，所述第一光电耦合器输出端连接所述电流方向控制模块输入端，所述电流方向控制模块的输出端连接所述采集电路的输入端，所述第一红灯指示灯连接所述第二桥式整流器的输出端， 所述第三电阻和第四电阻一端分别连接电源正端，所述第二光电耦合器输入端分别连接所述第三电阻另一端和第二二极管阴极，所述第二光电耦合器输出端分别连接电源正端和第三二极管阴极，所述第七继电器线圈与所述第三二极管并联，所述第一单头双掷触点的公共端连接所述第四电阻的另一端，所述第一单头双掷触点的第一和第二双掷端分别连接所述第二红灯指示灯一端和第二绿灯指示灯一端，所述第二红灯指示灯另一端和第二绿灯指示灯另一端连接所述第三二极管的阳极，所述第二二极管的阳极连接所述第三二极管的阳极，所述第二单头双掷触点的公共端连接所述第三二极管的阴极，所述第四二极管与所述第八继电器线圈并联，所述第四二极管的阳极连接所述第三二极管的阳极，所述第四二极管的阴极连接所述第二单头双掷触点的第二双掷端，所述第二二极管两端为采集电路输入端，所述第三单头双掷触点的公共端和第二双掷端连接所述第一电容两端，所述第一电容两端为绿灯信号输出端，所述第四单头双掷触点的公共端和第一双掷端连接所述第二电容两端，所述第二电容两端为红灯信号输出端。
2.根据权利要求1所述的冶金企业铁路厂门红绿灯信号隔离和采集电路，其特征在于所述第一绿灯指示灯和第二绿灯指示灯是绿色发光二极管，所述第一红灯指示灯和第二红灯指示灯是红色发光二极管。
专利摘要本实用新型公开了一种冶金企业铁路厂门红绿灯信号隔离和采集电路，两个电阻分别串接于隔离电路变压器输入端，整流器连接变压器输出端，绿灯指示灯和第一光电耦合器输入端串联后连接绿灯隔离电路的整流器输出端，电流方向控制模块连接第一光电耦合器输出端，红灯指示灯连接红灯隔离电路的整流器输出端，信号采集电路采用第二光电耦合器、两个继电器、三个二极管和阻容元件构成，各继电器带有二个单头双掷触点，第二光电耦合器接收隔离电路信号并控制两个继电器动作，继电器的单头双掷触点分别点亮信号采集电路的红绿灯指示灯并将信号输出。本电路克服了传统信号隔离和采集电路的缺陷，提高了厂门红绿灯信号的可靠准确性，保证了厂区列车正常运行。
文档编号H03K19/14GK202009379SQ20112007609
公开日2011年10月12日 申请日期2011年3月22日 优先权日2011年3月22日
发明者徐强, 顾剑青 申请人:上海宝钢设备检修有限公司