一种电加热道岔融雪系统的启动控制装置 |
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| 申请号 | CN202311501961.6 | 申请日 | 2023-11-13 | 公开(公告)号 | CN117364548A | 公开(公告)日 | 2024-01-09 |
| 申请人 | 天津铁路信号有限责任公司; | 发明人 | 杨怡; 陈新; 王颖; 李昊宇; 李嘉艺; | ||||
| 摘要 | 本 发明 公开了一种电加热 道岔 融 雪 系统的启动控制装置，包括 单片机 U1；单片机U1的PD4、PD5和PD7端分别与旋转 开关 S1的接点1、2和3对应相接；U1与看 门 狗芯片IC1相接；U1与晶振Y1相接；U1的PA0、PA1和PA2端，分别与 电阻 R2～R4的一端对应相接；电阻R2～R4的另一端，分别与光耦U4～U6对应相接；光耦U4～U6分别与继电器J1～J3对应相接；光耦U6，还与继电器J5相接；继电器J2和J3的输出端，用于与电加热道岔融雪系统上原有的多个电加热融雪 电路 中的多个回路 接触 器KM1～KM8的线圈对应相接。本发明能够安全、可靠地保证实时启动其上的电加热融雪电路，保障轨道交通的运行安全。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种电加热道岔融雪系统的启动控制装置，其特征在于，包括单片机U1、旋转开关S1、看门狗芯片IC1、晶振Y1、光耦U4～U6、继电器J1～J3和J5、电阻R2～R4以及继电器JA1～JA8； |
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| 说明书全文 | 一种电加热道岔融雪系统的启动控制装置技术领域[0001] 本发明涉及轨道交通技术领域，特别是涉及一种电加热道岔融雪系统的启动控制装置。 背景技术[0002] 电加热道岔融雪系统是道岔转换设备的重要组成部分之一，当发生降雪或温度变化时，该系统通过启动其上的电加热融雪电路(即加热回路)，来对道岔转换部位的积雪和冻冰进行融化，从而保证冬季道岔的正常转换。 [0003] 但是，现有的电加热道岔融雪系统，其运行可靠性差，无法安全、可靠地保证实时启动(例如通过手动或自动的方式实时启动)其上的电加热融雪电路(即加热回路)，从而影响到轨道交通的运行安全。 [0004] 因此，目前迫切需要开发出一种技术，其能够解决以上技术问题。 发明内容[0006] 为此，本发明提供了一种电加热道岔融雪系统的启动控制装置，包括单片机U1、旋转开关S1、看门狗芯片IC1、晶振Y1、光耦U4～U6、继电器J1～J3和J5、电阻R2～R4以及继电器JA1～JA8； [0007] 单片机U1的三个VCC端，与直流电源VCC1相接； [0008] 单片机U1的PD4、PD5和PD7端，分别与旋转开关S1的接点1、2和3对应相接； [0009] 单片机U1，与看门狗芯片IC1相接； [0010] 单片机U1，与晶振Y1相接； [0011] 单片机U1的PA0、PA1和PA2端，分别与电阻R2～R4的一端对应相接； [0012] 电阻R2～R4的另一端，分别与光耦U4～U6对应相接； [0013] 光耦U4～U6，分别与继电器J1～J3对应相接； [0014] 光耦U6，还与继电器J5相接； [0015] 继电器J2和J3的输出端，用于与电加热道岔融雪系统上原有的多个电加热融雪电路中的多个回路接触器KM1～KM8的线圈对应相接。 [0016] 由以上本发明提供的技术方案可见，与现有技术相比较，本发明提供了一种电加热道岔融雪系统的启动控制装置，其设计科学，能够安全、可靠地保证实时启动(例如通过手动或自动的方式实时启动)其上的电加热融雪电路(即加热回路)，从而保障轨道交通的运行安全，具有重大的实践意义。 [0017] 对于本发明，其采用模块化集成的方式，从而减少需要放置在融雪控制柜内的本发明装置的总体器件种类和数量，减少接配线，降低故障率，能够实现对电加热融雪电路(即加热回路)的启动操作进行手动和自动控制，更安全可靠，更高效，更适合现场应用的使用和维护。 [0019] 图1为本发明提供的一种电加热道岔融雪系统的启动控制装置的第一部分的电气原理图； [0020] 图2为本发明提供的一种电加热道岔融雪系统的启动控制装置的第二部分的电气原理图； [0021] 图3为本发明提供的一种电加热道岔融雪系统的启动控制装置的第三部分的电气原理图； [0022] 图4为本发明提供的一种电加热道岔融雪系统的启动控制装置的第四部分的电气原理图； [0023] 图5为本发明提供的一种电加热道岔融雪系统的启动控制装置的第五部分的电气原理图； [0024] 由上述图1至图5，组成本发明提供的一种电加热道岔融雪系统的启动控制装置的完整电气原理图。 具体实施方式[0025] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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。 [0026] 在本专利的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“设置”应做广义理解，例如，可以是固定相连、设置，也可以是可拆卸连接、设置，或一体地连接、设置。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本专利中的具体含义。 [0027] 此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。 [0028] 参见图1至图5，本发明提供了一种电加热道岔融雪系统的启动控制装置，应用于电加热道岔融雪系统中； [0029] 该启动控制装置，包括单片机U1、旋转开关S1、看门狗芯片(即微处理监控器)IC1、晶振Y1、光耦U4～U6、继电器J1～J3和J5、电阻R2～R4以及继电器JA1～JA8； [0030] 单片机U1的三个VCC端(即第5、17和38引脚)，与直流电源VCC1(+5V)相接； [0031] 单片机U1的PD4、PD5和PD7端(即第13、14和16引脚)，分别与旋转开关S1的接点1、2和3对应相接； [0032] 需要说明的是，单片机U1的PD4、PD5和PD7端，这三个端口分别表示系统的自动模式、手动模式和闭锁模式，分别对应旋转开关S1的接点1、2和3； [0033] 单片机U1，与看门狗芯片(即微处理监控器)IC1相接； [0034] 单片机U1，与晶振Y1相接； [0035] 单片机U1的PA0、PA1和PA2端(即第37、36和35引脚)，分别与电阻R2～R4(见图2所示)的一端对应相接； [0036] 电阻R2～R4的另一端，分别与光耦U4～U6对应相接； [0037] 光耦U4～U6，分别与继电器J1～J3对应相接； [0038] 光耦U6，还与继电器J5相接； [0039] 继电器J2和J3的输出端，用于与电加热道岔融雪系统上原有的多个(具体是8个)电加热融雪电路中的多个(具体是8个)回路接触器KM1～KM8的线圈对应相接。 [0040] 在本发明中，具体实现上，继电器J1，与接口JS3相接； [0041] 继电器J1，通过接口JS3，与位于外部的电加热道岔融雪系统原有的控制柜上的可编程控制器PLC相接。 [0042] 需要说明的是，在本发明中，继电器J1，通过接口JS3返回一个开关量给位于外部的电加热道岔融雪系统原有的控制柜上的可编程控制器PLC； [0043] 在本发明中，具体实现上，位于外部的电加热道岔融雪系统原有的控制柜上的可编程控制器PLC，与继电器JA1～JA8的信号控制端相连接； [0044] 继电器JA1～JA8的输出端，用于与位于外部的电加热道岔融雪系统原有的八个加热回路(即电加热道岔融雪系统上原有的8个电加热融雪电路)中的回路接触器KM1～KM8的线圈对应相接。 [0045] 需要说明的是，每个加热回路中，分别具有一个用于控制通电与否的回路接触器，目前位于外部的电加热道岔融雪系统原有的八个加热回路，分别具有回路接触器KM1～KM8。 [0046] 还需要说明的是，在本发明中，位于外部的电加热道岔融雪系统原有的控制柜上的可编程控制器PLC，通过8个继电器JA1～JA8来控制8个加热回路(即电加热道岔融雪系统上原有的8个电加热融雪电路)中的8个回路接触器KM1～KM8，进而控制这8个加热回路的使能(使能，即输入和输出，也即通电导通)； [0047] 继电器J2具有的四路输出，分别接四个回路接触器KM1～KM4的线圈的两端； [0048] 继电器J3具有的四路输出，分别接四个回路接触器KM5～KM8的线圈的两端； [0049] 需要说明的是，当继电器J2、J3陆续吸合后，8个回路接触器KM1～KM8由于线圈导电而陆续闭合，实现加热使能有效。 [0050] 在本发明中，具体实现上，单片机U1的三个GND端(即第6、18和39引脚)，与电源接地端GND相接。 [0051] 在本发明中，具体实现上，关于单片机U1与晶振Y1相接，具体的电路结构设计如下： [0052] 单片机U1的X1端(即第8引脚)，分别与晶振Y1的一端和电容C13的一端相接； [0053] 单片机U1的X2端(即第7引脚)，分别与晶振Y1的另一端和电容C12的一端相接； [0054] 电容C12和电容C13的另一端，与电源接地端GND相接。 [0057] 电阻R33的另一端，与直流电源VCC1(+5V)相接。 [0058] 在本发明中，具体实现上，关于单片机U1与看门狗芯片IC1(即微处理监控器)相接，具体的电路结构设计如下： [0059] 单片机U1的RESET端(即第4引脚)，分别与与看门狗芯片IC1的一个RESET端(即第7引脚)和电阻R37的一端相接； [0060] 电阻R37的另一端，与直流电源VCC1(+5V)相接； [0061] 看门狗芯片IC1的WDO端(即第8引脚)，还与看门狗芯片IC1自身的MR端(即第1引脚)相接； [0062] 看门狗芯片IC1的V端(即第2引脚)，与直流电源VCC1(+5V)相接； [0063] 看门狗芯片IC1的GND端(即第3引脚)和PEI(即第4引脚)端在汇流相交后，与电源接地端GND相接； [0064] 看门狗芯片IC1的WDI端(即第6引脚)，与单片机U1的PB0(即第40引脚)相接。 [0065] 在本发明中，看门狗芯片IC1是现有技术成熟的电子元件，例如可以采用MAXIM美信公司生产的MAX705ESA看门狗芯片IC。看门狗芯片IC组成监控电路，能够监控单片机U1的工作状态。 [0066] 对于看门狗芯片IC1，看门狗芯片IC的端口MR，用于作为手动复位端，当被拉低与0.8V以下时，输入触发一个复位信号，其输入为低电平有效，内部有70uA上拉电流，可被TTL/CMOS逻辑线驱动，或通过开关短接至地； [0067] 看门狗芯片IC的端口V，用于作为+5V电源输入端； [0068] 看门狗芯片IC的端口GND，用于作为信号参考地； [0070] 看门狗芯片IC的端口PFO，用于作为供电失败输出端，输出为高，直到PFI端低于1.25V； [0071] 看门狗芯片IC的端口WDI，用于作为看门狗输入端，如果WDI端输入保持HIGH或LOW达1.6s，内部看门狗定时器将被溢出，WDO端将为低；将WDI端浮空，或者将WDI端与高阻抗触发缓冲连接，以禁止看门狗功能。一旦设定复位，且WDI端为触发态，或WDI端遇到一个上升沿/下降沿，内部看门狗定时器都将清0； [0072] 看门狗芯片IC的端口RESET，用于作为低电平有效复位输出端，当Vcc低于复位阈值，将会产生一个200ms的低电平脉冲，并持续为低；在Vcc升高超过复位阈值，或MR端从LOW升为HIGH后，其将持续200ms的低电平；一个看门狗溢出不会触发RESET，除非WDO端与MR端连接； [0073] 看门狗芯片IC的端口WDO，用于作为看门狗输出端，当内部看门狗定时器完成1.6s的计时，其将被拉低；其不会升高，直到看门狗被清为0。 [0074] 在本发明中，具体实现上，单片机U1的AFEF端(即第29引脚)，通过电容C11与电源接地端GND相接； [0075] 单片机U1的AGND端(即第28引脚)，与电源接地端GND相接； [0076] 单片机U1的AVCC端(即第27引脚)，与直流电源VCC1(+5V)相接。 [0077] 在本发明中，需要说明的是，单片机U1是现有技术成熟的电子元件，例如可以采用MICROCHIP微芯科技公司生产的ATMEGA16型号的单片机； [0078] 对于本发明，单片机U1的端口(PA7～PA0)作为A/D转换器的模拟输入端，单片机U1的端口(PA7～PA0)为8位双向I/O口，具有可编程的内部上拉电阻，其输出缓冲器具有对称的驱动特性，可以输出和吸收大电流，在作为输入使用时，若内部上拉电阻使能，端口被外部电路拉低时将输出电流。在复位过程中，即使系统时钟还未起振，端口(PA7～PA0)处于高阻状态； [0079] 单片机U1的端口(PB7～PB0)为8位双向I/O口，具有可编程的内部上拉电阻，其输出缓冲器具有对称的驱动特性，可以输出和吸收大电流。作为输入使用时，若内部上拉电阻使能，端口被外部电路拉低时将输出电流。在复位过程中，即使系统时钟还未起振，端口(PB7～PB0)处于高阻状态； [0080] 单片机U1的端口(PD7～PD0)为8位双向I/O口，具有可编程的内部上拉电阻，其输出缓冲器具有对称的驱动特性，可以输出和吸收大电流。作为输入使用时，若内部上拉电阻使能，则端口被外部电路拉低时将输出电流。在复位过程中，即使系统时钟还未起振，端口(PD7～PD0)处于高阻状态； [0081] 单片机U1的端口RESET为复位输入引脚，当输入持续时间超过最小门限时间的低电平，将引起系统复位； [0082] 单片机U1的端口XTAL1(即X1端)为反向振荡放大器与片内时钟操作电路的输入端； [0083] 单片机U1的端口XTAL2(即X2端)为反向振荡放大器的输出端； [0084] 单片机U1的端口AVCC，是单片机U1内的A/D转换器的电源输入端口； [0085] 单片机U1的端口AFEF，为单片机U1内的A/D转换器的模拟基准输入引脚。 [0086] 在本发明中，具体实现上，参见图2，电阻R2～R4的另一端，分别与光耦U4～U6的第2引脚相连接； [0087] 光耦U4～U6的第1引脚，分别与直流电源VCC1(+5V)相接； [0088] 光耦U4～U6的第4引脚，分别与直流电源VCC2(+24V)相接； [0089] 其中，光耦U4的第3引脚，分别与二极管D1的阴极和继电器J1的线圈接点1相接； [0090] 二极管D1的阳极在与继电器J1的线圈接点2汇流相交后，与电源接地端GNDA相接； [0091] 其中，光耦U5的第3引脚，分别与二极管D2的阴极和继电器J2的线圈接点1相接； [0092] 二极管D2的阳极在与继电器J2的线圈接点12汇流相交后，与电源接地端GNDA相接； [0093] 其中，光耦U6的第3引脚，分别与二极管D3的阴极和继电器J3的线圈接点1相接； [0094] 二极管D3的阳极在与继电器J3的线圈接点12汇流相交后，与电源接地端GNDA相接； [0095] 具体实现上，对于继电器J1，继电器J1的接点6，与直流电源VCC2(+24V)相接； [0096] 继电器J1的接点7，与接线端CON(具体是24V CON)相接； [0097] 继电器J1的接点5，与接口JS3上的第3引脚相接； [0098] 继电器J1的接点8，与电源接地端GNDA相接； [0099] 具体实现上，对于继电器J2，继电器J2的接点2、5、8和11，在汇流相交后与接线端220VL‑IN(同时参见图4所示)相接； [0100] 继电器J2的接点10、9、3和4，分别与接线端220VL4、220VL3、220VL2和220VL1(同时参见图4所示)相接； [0101] 具体实现上，对于继电器J3，继电器J3的接点2、5、8和11，在汇流相交后与接线端220VL‑IN(同时参见图4所示)相接； [0102] 继电器J3的接点10、9、3和4，分别与接线端220VL8、220VL7、220VL6和220VL5(同时参见图4所示)相接； [0103] 需要说明的是，接线端CON为24V电的GND；接线端220VL‑IN为220V电的火线端；接线端220VL8～220VL1，为220V电的火线端； [0104] 具体实现上，接线端CON(即24V_CON)还与继电器JA1～JA8的线圈相接； [0105] 接线端220VL‑IN，还与继电器JA1～JA8的常开接点相接； [0106] 接线端220VL1～220VL8，分别与继电器JA1～JA8的常开接点相接； [0107] 接线端220VL1～220VL8，还分别与接口JS6相接； [0108] 需要说明的是，对于本发明，当旋转开关S1转至自动模式时，通过单片机控制继电器J1吸合，由于继电器J1的接点5与接口JS3上的第3引脚(即自动模式反馈端口)，继电器J1返回一个开关量(即自动模式反馈)给电加热道岔融雪系统原有的控制柜上的可编程控制器PLC，PLC控制各个回路使能，使继电器JA1～JA8的线圈得电，进而使继电器JA1～JA8接点(即前面所述的常开接点)闭合，输出220V电，从而使8个回路接触器KM1～KM8的线圈得电，从而接通电加热道岔融雪系统原有的8个加热回路。 [0109] 当旋转开关S1转至手动模式时，通过单片机控制的继电器J2、J3陆续吸合，继电器J2、J3的4组接点闭合，输出220V电，分别使4个回路接触器的线圈得电(共计8个回路接触器KM1～KM8得电)，从而接通电加热道岔融雪系统原有的8个加热回路。 [0110] 其中还需要说明的是，当旋转开关S1转至自动模式时，通过单片机控制继电器J1吸合，J1继电器返回一个开关量(即自动模式反馈)给电加热道岔融雪系统原有的控制柜上的可编程控制器PLC，PLC控制各个回路使能，使继电器JA1～JA8线圈得电，使继电器JA1～JA8常开接点闭合，输出220V电，从而使8个回路接触器KM1～KM8的线圈得电，接通电加热道岔融雪系统原有的8个加热回路。同时，继电器J5线圈得电，使继电器J5接点3和4闭合，输出24V电，继电器J5的接点4与接口JS3的手动模式反馈端口(即第4引脚)相接，J5继电器返回一个开关量(即手动模式反馈)给PLC。 [0111] 具体实现上，光耦U6的第3引脚，还与继电器J5的线圈接点1相接； [0112] 继电器J5的线圈接点2，与电源接地端GNDA相接； [0113] 继电器J5的接点3，与直流电源VCC2(+24V)相接； [0114] 继电器J5的接点4，与接口JS3上的第4引脚(即MANUAL_MODE端)相接。 [0115] 需要说明的是，对于光电耦合器U4～U6，其第1引脚为一次侧的阳极，第2阴脚为一次侧的阴极，当作为阳极的第1脚与作为阴极的第2引脚之间有电流流过时，光电耦合器的一次侧发光二极管导通；第3引脚为二次侧的发射极，第4引脚为二次侧的集电极，当光电耦合器的一次侧发光二极管导通时，第3引脚与第4引脚导通。 [0116] 在本发明中，具体实现上，参见图3，旋转开关S1的接点A，分别与直流电源VCC1(+5V)和电源接地端GND相接； [0117] 需要说明的是，在本发明中，旋转开关S1是现有技术成熟的电子元件，例如可以采用阿尔法公司生产的SR2611F‑0403‑38R08‑D8型号的旋转开关；旋转开关S1可实现三个位置的可靠切换，旋转开关S1的接点1、2、3分别表示自动位置、手动位置、闭锁位置，与单片机U1的PD4、PD5、PD7相接，用于为单片机U1输入控制信号； [0118] 需要说明的是，对于本发明的装置，其需要控制启动的加热回路所在的电加热道岔融雪系统，是现有技术成熟的融雪系统，例如是天津铁路信号有限责任公司生产的RD1型电加热道岔融雪系统。 [0119] 在本发明中，具体实现上，参见图4，对于继电器JA1～JA8，继电器JA1～JA8分别具有的一个常开触点，与接线端220VL‑IN(同时参见图2所示)相接； [0120] 继电器JA1～JA8分别具有的另外一个常开触点，分别与接线端220VL1～220VL8(同时参见图2所示)相接； [0121] 继电器JA1～JA8的线圈的两端，分别与二极管D5～D12的两端对应相接； [0122] 继电器JA1～JA8的线圈一端接点，分别与接线端CON(具体是24V CON，参见图2所示)相接； [0123] 继电器JA1～JA8的线圈的另一端接点，分别与接线端CRT_K1～CRT_K8对应相接； [0124] 需要说明的是，在本发明中，接线端CRT_K1～CRT_K8，分别与JS5端口相接，同时与继电器JA1～JA8的线圈一端相接。电加热道岔融雪系统原有的控制柜上的可编程控制器PLC根据预设的信号发送规则，实时发送控制信号至接线端CRT_K1～CRT_K8(即继电器JA1～JA8的信号控制端)，使得继电器JA1～JA8的线圈得电，而让继电器JA1～JA8的动作输出端(即常开接点)执行闭合动作，进而输出220V电，使得回路接触器KM1～KM8的线圈得电，回路接触器KM1～KM8在线圈得电后闭合(具体是其具有的两个常开触点闭合)，从而使得电加热融雪电路启动运行。 [0125] 需要说明的是，对于本发明，参见图4、图5所示，继电器JA1～JA8的常开接点220VL1～220VL8分别接至接口JS6的端口1～8，接口JS6的端口1～8分别接至接触器KM1～KM8的线圈一端JS6‑1～JS6‑8，KM1～KM8的线圈另一端接220VN(即220V交流电源的零线端N)。当继电器JA1～JA8接点闭合，接线端220VL1～220VL8输出220V的电压至JS6的端口1～ 8，从而使接触器KM1～KM8的线圈得电，进而使得接触器KM1～KM8的常开接点闭合，即可接通220V电，最终使得电加热融雪电路(共计8个加热回路)启动运行。 [0126] 对于本发明，参见图2、图5所示，继电器J2、J3的常开接点220VL1～220VL8分别接至接口JS6的端口1～8，接口JS6的端口1～8分别接至接触器KM1～KM8的线圈一端JS6‑1～JS6‑8，KM1～KM8的线圈另一端接220VN(即220V交流电源的零线端N)。 [0127] 当继电器J2、J3的常开接点闭合，接线端220VL1～220VL8输出220V的电压至JS6的端口1～8，从而使接触器KM1～KM8的线圈得电，进而使得接触器KM1～KM8的常开接点闭合，即可接通220V电，最终使得电加热融雪电路(共计8个加热回路)启动运行。 [0128] 具体实现上，继电器JA1的线圈的两端，还与由电阻R20和发光二极管LED1组成的串联支路两端相接； [0129] 继电器JA2的线圈的两端，还与由电阻R21和发光二极管LED2组成的串联支路两端相接； [0130] 继电器JA3的线圈的两端，还与由电阻R22和发光二极管LED3组成的串联支路两端相接； [0131] 继电器JA4的线圈的两端，还与由电阻R23和发光二极管LED4组成的串联支路两端相接； [0132] 继电器JA5的线圈的两端，还与由电阻R24和发光二极管LED5组成的串联支路两端相接； [0133] 继电器JA6的线圈的两端，还与由电阻R25和发光二极管LED6组成的串联支路两端相接； [0134] 继电器JA7的线圈的两端，还与由电阻R26和发光二极管LED7组成的串联支路两端相接； [0135] 继电器JA8的线圈的两端，还与由电阻R27和发光二极管LED8组成的串联支路两端相接。 [0136] 为了更加清楚地理解本发明，下面对继电器J1的技术原理以及工作机制进行解释说明。 [0137] 在本发明中，具体实现上，继电器J1是现有技术成熟的、公知的电气元件，例如可以是松下公司生产的，型号为ST2‑DC24V的功率继电器，可以实现电路的自动控制。 [0138] 对于继电器J1，其有两组常开接点；其中，常开接点5、6闭合后可接通+24V，返回一个开关量给PLC，代表自动模式反馈；常开接点7、8闭合后可接通24V_CON(即24V地)。 [0139] 继电器J1的作用是返回一个开关量给PLC，通过PLC控制各个回路使能，使继电器JA1～JA8动作。 [0140] 为了更加清楚地理解本发明，下面对继电器J2的技术原理以及工作机制进行解释说明。 [0141] 在本发明中，具体实现上，继电器J2是现有技术成熟的、公知的电气元件，例如可以是松下公司生产的，型号为S4EB‑24V的功率继电器，可以实现电路的自动控制； [0142] 对于继电器J2，其有四组常开接点；其中，继电器J2的接点2、5、8和11，在汇流相交后与接线端220VL‑IN(同时参见图4所示)相接；继电器J2的接点10、9、3和4，分别与接线端220VL4、220VL3、220VL2和220VL1(同时参见图4所示)相接；当旋转开关S1转至手动模式时，通过单片机U1控制继电器J2的线圈得电吸合，继电器J2的四组常开接点闭合，接通四组 220V电，使对应的4个回路接触器的线圈得电，回路接触器陆续吸合，实现加热使能有效。 [0143] 为了更加清楚地理解本发明，下面对继电器J3的技术原理以及工作机制进行解释说明。 [0144] 在本发明中，具体实现上，继电器J3是现有技术成熟的、公知的电气元件，例如可以是松下公司生产的，型号为S4EB‑24V的功率继电器，可以实现电路的自动控制； [0145] 对于继电器J3，其有四组常开接点；继电器J3的接点2、5、8和11，在汇流相交后与接线端220VL‑IN(同时参见图4所示)相接；继电器J3的接点10、9、3和4，分别与接线端220VL4、220VL3、220VL2和220VL1(同时参见图4所示)相接；当旋转开关S1转至手动模式时，通过单片机U1控制的继电器J3线圈得电吸合，继电器J3的四组常开接点闭合，接通四组 220V电，使对应的4个回路接触器的线圈得电，回路接触器陆续吸合，实现加热使能有效。 [0146] 为了更加清楚地理解本发明，下面对继电器JA1～JA8的技术原理以及工作机制进行解释说明。 [0147] 在本发明中，具体实现上，继电器JA1～JA8是现有技术成熟的、公知的电气元件，例如可以是松下公司生产的，型号为APAN3124的功率继电器，可以实现电路的自动控制； [0148] 继电器JA1～JA8线圈的一端接24V_CON，另一端是接线端CRT_K1～CRT_K8(即继电器JA1～JA8的信号控制端)，用于连接接口JS5，PLC通过接口JS5向接线端CRT_K1～CRT_K8(即继电器JA1～JA8的信号控制端)发送自动控制命令； [0149] 为了更加清楚地理解本发明，下面对继电器J5的技术原理以及工作机制进行解释说明。 [0150] 在本发明中，具体实现上，继电器J5是现有技术成熟的、公知的电气元件，例如可以是松下公司生产的，型号为APAN3124的功率继电器，可以实现电路的自动控制；继电器J5的接点4，与接口JS3的手动模式反馈端口(即第4引脚)相接，在手动模式时，继电器J5返回一个开关量(即自动模式反馈)给PLC。 [0151] 为了更加清楚地理解本发明的技术方案，下面说明本发明的工作原理。 [0152] 本发明采用以单片机U1为核心的控制元件，用来控制三路脉冲，分别输出至继电器J1、J2以及包括J3和J5的继电器组合。 [0153] 一、当通过自动的方式，控制实时启动电加热道岔融雪系统上的电加热融雪电路(即加热回路)时，具体过程说明如下： [0154] 在本发明中，单片机U1，用于根据旋转开关S1输入的自动模式开启触发信号，用于根据旋转开关S1输入的手动模式开启触发信号，控制继电器J1吸合，从而继电器J1通过接口JS3返回一个预设的自动状态开关量信号(例如二进制1)至位于外部的电加热道岔融雪系统原有的控制柜上的可编程控制器PLC； [0155] 可编程控制器PLC，用于收到预设的自动状态开关量信号后，根据预设的信号发送规则(例如每隔半小时，发送一次控制信号)，实时发送控制信号至电加热道岔融雪系统上原有的电加热融雪电路中的继电器JA1～JA8的信号控制端，使得继电器JA1～JA8得电而让动作输出端执行闭合动作，进而使得回路接触器KM1～KM8的线圈得电，回路接触器KM1～KM8在线圈得电后闭合(具体是其具有的两个常开触点闭合)，从而使得电加热融雪电路启动运行； [0156] 其中，可编程控制器PLC，与继电器JA1～JA8的信号控制端相连接； [0157] 其中，继电器JA1～JA8分别具有的动作输出端(包括两端)，分别接八个电加热融雪电路(即加热回路)中的回路接触器KM1～KM8的线圈两端； [0158] 其中，回路接触器KM1～KM8上的两个常开触点，分别串接在八个加电加热融雪电路(即加热回路)中，用于控制电加热融雪电路(即加热回路)的导通或者断开。 [0159] 此外，可编程控制器PLC，还用于相应记录电加热道岔融雪系统的工作状态为自动状态。 [0160] 具体工作过程为：将旋转开关S1转至自动模式(即将旋转开关S1转至接点1的位置)，通过单片机U1控制继电器J1吸合，同时通过继电器J1返回一个开关量给可编程控制器PLC，可编程控制器PLC在收到继电器J1返回的开关量后，可编程控制器PLC控制继电器JA1～JA8得电而让动作输出端执行闭合动作，鉴于继电器JA1～JA8上的8个输出端用于接8个加热回路(即电加热道岔融雪系统上原有的8个电加热融雪电路)中的回路接触器KM1～KM8的线圈，当可编程控制器PLC控制继电器JA1～JA8得电后，8个加热回路中的回路接触器KM1～KM8陆续闭合，最终实现加热使能有效。 [0161] 二、当通过手动的方式，控制实时启动电加热道岔融雪系统上的电加热融雪电路(即加热回路)时，具体过程说明如下： [0162] 在本发明中，单片机U1，用于根据旋转开关S1输入的手动模式开启触发信号，实时发送控制信号至继电器J2和J3的信号控制端，使得继电器J2和J3在得电后陆续吸合，继电器J2和J3因得电而让动作输出端执行闭合动作，进而使得电加热道岔融雪系统上原有的电加热融雪电路中的回路接触器KM1～KM8的线圈得电，回路接触器KM1～KM8在线圈得电后其具有的两个常开触点闭合，从而使得电加热融雪电路启动运行； [0163] 其中，单片机U1，与继电器J2和J3的信号控制端相连接； [0164] 其中，继电器J2和J3上共有的八组输出端，分别与回路接触器KM1～KM8上的线圈对应连接； [0165] 其中，回路接触器KM1～KM8上的两个常开触点，分别串接在八个电加热融雪电路(即加热回路)中，用于控制电加热融雪电路(即加热回路)的导通或者断开。 [0166] 此外，单片机U1，还用于根据旋转开关S1输入的手动模式开启触发信号，控制继电器J1吸合，从而继电器J1通过接口JS3返回一个预设的手动状态开关量信号(例如二进制1)至位于外部的电加热道岔融雪系统原有的控制柜上的可编程控制器PLC，可编程控制器PLC用于相应记录电加热道岔融雪系统的工作状态(即手动状态)。 [0167] 具体工作过程为：当旋转开关S1转至手动模式时，通过单片机U1控制的继电器J2、J3陆续吸合，鉴于继电器J2、J3的8路输出端用于接8个加热回路(即电加热道岔融雪系统上原有的8个电加热融雪电路)中的回路接触器KM1～KM8的线圈，从而当J2、J3继电器陆续吸合后，使得回路接触器KM1～KM8的线圈得电，8个加热回路中的回路接触器KM1～KM8陆续闭合，实现加热使能有效。 [0168] 在本发明中，接口JS3为电加热道岔融雪系统原有的控制柜上的手/自动状态反馈接口，此接口将反馈信息送至控制柜上的可编程控制器PLC，达到监视控制柜工作模式的目的。 [0169] 接口JS5与PLC的数字量控制输出端相连，当PLC数字量输出变化时，使得继电器JA1～JA8吸合，此时8个回路中的回路继电器线圈都吸合，则8个加热回路都导通。 [0170] 需要说明的是，如前所述，接口JS6的一端(具体包括端口1～8)，连接继电器JA1～JA8的常开接点220VL1～220VL8，另一端(具体包括端口1～8)接至接触器KM1～KM8的线圈一端JS6‑1～JS6‑8，KM1～KM8的线圈另一端接220VN(即220V交流电源的零线端N)。当接线端220VL1～220VL8输出220V的电压至JS6的端口1～8后，接触器KM1～KM8的线圈得电，使得接触器KM1～KM8的常开接点闭合即可接通220V电，从而使得电加热融雪电路启动运行。 [0171] 在本发明中，具体实现上，接口JS5、JS6是现有技术成熟的、公知的电气元件，接口型号为734‑268，中文名为针型插座，品牌不限，它是一种电连接器，用于电气元件之间的连接，起到了信号传送的作用。 [0172] 在本发明中，具体实现上，接口JS3是现有技术成熟的、公知的电气元件，接口JS3的型号为734‑264，中文名为针型插座，品牌不限，它是一种电连接器，用于电气元件之间的连接，起到了信号传送的作用。 [0173] 此外，需要说明的是，对于本发明提供的装置，其实现的功能，包括：三位开关状态采集(对应旋转开关S1的接点1、2和3)、继电器控制，以及为PLC反馈状态信息等。 [0174] 此外，对于本发明的装置，电源供电为DC 24V，本发明根据三位开关状态，输出相应的动作执行。 [0175] 本发明的装置对单片机的采集速率要求不高，而且应用到的IO端口不多，因此，单片机可以采用ATEMGA16控制器，此控制器价格低廉，有32个IO口、4个定时器，完全能够满足此方案的需求。 [0176] 具体实现上，对于本发明，通过单片机U1，可以动态循环扫描旋转开关S1输出的三位开关状态信息，按钮(即旋转开关S1)的操作。不影响其他相应动作的正常工作。 [0177] 以上所述仅是本发明的优选实施方式，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，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。 |
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