门控单元供电电压检测电路、门控单元监控系统及方法与流程

1.本发明涉及自动化技术领域，特别是涉及一种门控单元供电电压检测电路、门控单元监控系统及方法。


背景技术：

2.目前，在轨道交通运营中因为地铁站台侧太长，对应门控单元的电源线路过长造成站台门控单元的供电电压有一定的降伏，从距供电电源较近的门控单元到较远的门控单元，相应的供电电压从高到低逐渐降低，在输入的供电电压降到一定幅值时，若门控单元继续保持全功率动作，可能会出现电机带动屏蔽门体吃力而出现门防夹误判断，进而影响地铁的运营。此情况在市电掉电采用电池供电时尤为明显。
3.因此，有必要对门控单元的供电电压进行检测并对电机输出功率进行适当调整，以保证门控单元的正常工作。


技术实现要素：

4.鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种针对门控单元供电电压的监控技术方案，用于解决上述技术问题。
5.为实现上述目的及其他相关目的，首先，本发明提供一种门控单元供电电压检测电路，包括：
6.分压单元，输入端接所述门控单元的供电电压，输出端输出分压采样电压；
7.信号调理单元，信号输入端接所述分压单元的输出端，信号输出端输出调理电压；
8.控制处理单元，其模数转换端口接所述信号调理单元的信号输出端，并根据所述调理电压的值计算得到所述门控单元的供电电压。
9.可选地，所述分压单元包括第一电阻及第二电阻，所述供电电压经依次串联的所述第一电阻及所述第二电阻后接地，所述第一电阻与所述第二电阻的公共端输出所述分压采样电压。
10.可选地，所述分压单元还包括第三电阻、第四电阻及第一单向瞬态抑制二极管，所述第三电阻和所述第四电阻分别与所述第一电阻并联，所述第一单向瞬态抑制二极管的阳极接地，所述第一单向瞬态抑制二极管的阴极接所述第一电阻与所述第二电阻的公共端。
11.可选地，所述信号调理单元包括信号调理模块、第一电容及第二电容，所述信号调理模块的电源输入端正极接工作电压，所述信号调理模块的电源输入端负极接地，所述信号调理模块的信号输入端正极接所述分压采样电压，所述信号调理模块的信号输入端负极接地，所述信号调理模块的信号输出端正极输出所述调理电压，所述信号调理模块的信号输出端负极接地，所述第一电容的一端接地，所述第一电容的另一端接所述信号调理模块的电源输入端正极，所述第二电容的一端接地，所述第二电容的另一端接所述信号调理模块的信号输入端正极。
12.可选地，所述信号调理单元还包括第二单向瞬态抑制二极管及第三单向瞬态抑制
二极管，所述第二单向瞬态抑制二极管的阳极接地，所述第二单向瞬态抑制二极管的阴极接所述信号调理模块的电源输入端正极，所述第三单向瞬态抑制二极管的阳极接地，所述第三单向瞬态抑制二极管的阴极接所述信号调理模块的信号输出端正极。
13.可选地，所述第一单向瞬态抑制二极管、所述第二单向瞬态抑制二极管及所述第三单向瞬态抑制二极管至少包括：smbj。
14.可选地，所述信号调理模块至少包括：temxxxxcn。
15.为实现上述目的及其他相关目的，其次，本发明还提供一种门控单元监控系统，包括上述任一项所述的门控单元供电电压检测电路，所述控制处理单元与所述门控单元的电机驱动器连接，所述控制处理单元根据所述门控单元的供电电压实时调整电机输出功率，所述门控单元监控系统还包括上位机，所述上位机与所述控制处理单元连接，所述控制处理单元向所述上位机反馈检测信号。
16.为实现上述目的及其他相关目的，最后，本发明还提供一种门控单元监控方法，包括步骤：
17.检测所述门控单元的供电电压；
18.根据所述供电电压调整所述门控单元的电机输出功率并反馈检测信号。
19.可选地，当所述供电电压小于第一阈值时，将所述门控单元的电机输出功率调为零，且反馈所述检测信号为第一电压故障信号；当所述供电电压大于等于第一阈值且小于第二阈值时，将所述门控单元的电机输出功率调低，且反馈所述检测信号为第二电压故障信号；当所述供电电压大于等于第二阈值且小于等于第三阈值时，所述门控单元的电机输出功率不做调整，但反馈所述检测信号为第三电压故障信号；当所述供电电压大于第三阈值时，将所述门控单元的电机输出功率调为零，且反馈所述检测信号为第四电压故障信号。
20.如上所述，本发明的门控单元供电电压检测电路，具有以下有益效果：
21.基于该门控单元供电电压检测电路，可实时检测门控单元的供电电压，便于根据实时供电电压相应地调整电机输出功率，尽可能地保障了门控单元的正常工作运营，并及时将故障信号反馈给外界，便于维修保护。
附图说明
22.图1显示为本发明实施例中门控单元监控系统的结构示意图。
23.图2显示为本发明实施例中分压单元的电路图。
24.图3显示为本发明实施例中信号调理单元的电路图。
25.附图标记说明
26.r1—第一电阻，r2—第二电阻，r3—第三电阻，r4—第四电阻，c1—第一电容，c2—第二电容，d1—第一单向瞬态抑制二极管，d2—第二单向瞬态抑制二极管，d3—第三单向瞬态抑制二极管，gnd—地，v0—供电电压，v1—分压采样电压，v2—调理电压，vcc—工作电压，u1—信号调理模块，11—信号调理模块u1的电源输入端正极，12—信号调理模块u1的电源输入端负极，13—信号调理模块u1的信号输入端正极，14—信号调理模块u1的信号输入端负极，15—信号调理模块u1的信号输出端正极，11—信号调理模块u1的信号输出端负极。
具体实施方式
27.如前述在背景技术中所提及的，虽然轨道交通中由门控单元供电电压引起的问题越来越突出，但是目前还没有针对供电电压检测及对应电机输出功率调整的技术方案。
28.基于此，本发明提出一种针对门控单元的供电电压的监控技术方案：通过门控单元供电电压检测电路实时检测门控单元的供电电压，根据实时供电电压相应地调整电机输出功率以保障门控单元的正常工作运营，并及时将故障信号反馈给外界以便于维修保护。
29.以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
30.请参阅图1至图3。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。
31.如图1-图3所示，本发明提供一种门控单元供电电压检测电路，其包括：
32.分压单元，输入端接门控单元的供电电压v0，输出端输出分压采样电压v1；
33.信号调理单元，信号输入端接分压单元的输出端，信号输出端输出调理电压v2；
34.控制处理单元，其模数转换端口接信号调理单元的信号输出端，并根据调理电压v2的值计算得到门控单元的供电电压v0。
35.详细地，如图2所示，分压单元包括第一电阻r1及第二电阻r2，供电电压v0经依次串联的第一电阻r1及第二电阻r2后接地gnd，第一电阻r1与第二电阻r2的公共端输出分压采样电压v1。
36.可选地，如图2所示，分压单元还包括第三电阻r3、第四电阻r4及第一单向瞬态抑制二极管d1，第三电阻r3和第四电阻r4分别与第一电阻r1并联，第一单向瞬态抑制二极管d1的阳极接地gnd，第一单向瞬态抑制二极管d1的阴极接第一电阻r1与第二电阻r2的公共端。
37.更详细地，因地铁的供电电压v0多为110v，我们将110v分压为后续控制处理单元(如单片机)能检测的5v范围内，因为电压检测功率不高，可通过高精度的电阻直接分压到5v，控制处理单元主要检测得到分压采样电压v1，再结合第一电阻r1、第二电阻r2、第三电阻r3及第四电阻r4的阻值计算得到供电电压v0的具体值。
38.其中，第一电阻r1、第二电阻r2、第三电阻r3及第四电阻r4可采用yageo(国巨)提供的rc1206片式电阻器，具体阻值可根据分压设定灵活选择。
39.此外，因供电电压v0与后续控制处理单元(如单片机)的电源电压(即工作电压vcc)是相互隔离的，因此，在对供电电压v0分压后进行信号调理，相应地增加了信号调理单元，信号调理单元的信号输入、信号输出、电源输入相互隔离，信号调理单元可在分压采样
电压v1在0～5v波动时，输出也在0～5v线性变化，线性度很高(可达0.1％fs)。
40.详细地，如图3所示，信号调理单元包括信号调理模块u1、第一电容c1及第二电容c2，信号调理模块u1的电源输入端正极11接工作电压vcc，信号调理模块u1的电源输入端负极12接地gnd，信号调理模块u1的信号输入端正极13接分压采样电压v1，信号调理模块u1的信号输入端负极14接地gnd，信号调理模块u1的信号输出端正极15输出调理电压v2，信号调理模块u1的信号输出端负极16接地gnd，第一电容c1的一端接地gnd，第一电容c1的另一端接信号调理模块u1的电源输入端正极11，第二电容c2的一端接地gnd，第二电容c2的另一端接信号调理模块u1的信号输入端正极13。
41.可选地，如图3所示，信号调理单元还包括第二单向瞬态抑制二极管d2及第三单向瞬态抑制二极管d3，第二单向瞬态抑制二极管d2的阳极接地gnd，第二单向瞬态抑制二极管d2的阴极接信号调理模块u1的电源输入端正极11，第三单向瞬态抑制二极管d3的阳极接地gnd，第三单向瞬态抑制二极管d3的阴极接信号调理模块u1的信号输出端正极15。
42.更详细地，如图3所示，信号调理单元的对输入的分压采样电压v1进行调理，得到调理电压v2，v2＝v1；可选地，第一单向瞬态抑制二极管d1、第二单向瞬态抑制二极管d2及第三单向瞬态抑制二极管d3至少可以包括st(意法半导体)提供的smbj系列贴片式电容，smbj系列采用先进的gpp玻璃钝化工艺、峰值脉冲功率600w、封装形式smb/do-214aa、工作电压范围5.0-440v，广泛应用于消费类电子、汽车电子、工业控制、网络通讯以及新能源等领域的电源和信号接口保护；信号调理模块u1至少可以包括金升阳提供的temxxxxcn系列信号调理模块，temxxxxcn系列是一种毫伏级正负电压信号输入，后级正负电压信号输出的有源隔离模块，模块内部嵌入了一个高效微功率电源，对产品内部电路供电，由于内部采用电磁隔离技术，相比光耦隔离具有更好的温漂特性和线性度，且功耗低，纹波小。
43.将信号调理单元输出的调理电压v2传递到控制处理单元的模数转换端口，控制处理单元将得到的码值计算转换成电压值，并根据电压值计算得到供电电压v0。
44.基于上述门控单元供电电压检测电路，本发明还提供一种门控单元监控系统，如图1所示，其包括上述门控单元供电电压检测电路，控制处理单元与门控单元的电机驱动器连接，控制处理单元还根据门控单元的供电电压v0实时调整电机输出功率，门控单元监控系统还包括上位机，上位机与控制处理单元连接，控制处理单元还向上位机反馈检测信号。
45.其中，门控单元监控系统的工作原理如下：当检测到的实时供电电压v0小于第一阈值时，将门控单元的电机输出功率调为零，且反馈检测信号为第一电压故障信号，即供电电压v0太低而无法满足运营开关门时间，直接停止开门或关门；当检测到的实时供电电压v0大于等于第一阈值且小于第二阈值时，将门控单元的电机输出功率调低，且反馈检测信号为第二电压故障信号，即供电电压v0偏低但满足运营开关门时间，降低功率继续开门或关门；当检测到的实时供电电压v0大于等于第二阈值且小于等于第三阈值时，门控单元的电机输出功率不做调整，但反馈检测信号为第三电压故障信号，即供电电压v0偏高时不改变电机输出功率，继续开门或关门；当检测到的实时供电电压v0大于第三阈值时，将门控单元的电机输出功率调为零，且反馈检测信号为第四电压故障信号，即供电电压v0太高时影响损坏电机，直接停止开门或关门。
46.同时，如图1所示，与上述门控单元监控系统相对应地，本发明还提供一种门控单元监控方法，包括步骤：
47.s1、检测门控单元的供电电压v0；
48.s2、根据供电电压v0调整门控单元的电机输出功率并反馈检测信号。
49.详细地，在步骤s2中，当供电电压v0小于第一阈值时，将门控单元的电机输出功率调为零，且反馈检测信号为第一电压故障信号；当供电电压v0大于等于第一阈值且小于第二阈值时，将门控单元的电机输出功率调低，且反馈检测信号为第二电压故障信号；当供电电压v0大于等于第二阈值且小于等于第三阈值时，门控单元的电机输出功率不做调整，但反馈检测信号为第三电压故障信号；当供电电压v0大于第三阈值时，将门控单元的电机输出功率调为零，且反馈检测信号为第四电压故障信号。
50.通过上述门控单元监控系统及方法，能实时检测输入的供电电压v0，并根据采集到的值计算并调整电机的工作状态：在供电电压v0的降幅较小时，在满足运营开关门时间的前提条件下，适当降低电机输出功率和开关门速度，保障门控单元的正常工作；在供电电压v0的增幅较小时，不改变电机输出功率和开关门速度，使门控单元正常工作；在供电电压v0的降幅或增幅较大时，直接关停电机。同时，还反馈有检测信号，这大大减少了出现误判断的可能性，并能清楚地知道故障的信息(如供电电压v0的降幅超过限定值)，节约了大量的时间去查找故障原因。
51.综上所述，在本发明所提供的门控单元供电电压检测电路、门控单元监控系统及方法中，通过门控单元供电电压检测电路能实时检测门控单元的供电电压，再根据实时供电电压相应地调整电机输出功率，尤其是在供电电压偏低但满足运营开关门时间时适当降低电机输出功率，降低了误判概率，能有效保障门控单元的正常工作运营；同时，将故障信号反馈给外界，能清楚地查看具体的故障信息，节约了故障排查的时间成本和人力成本，便于维修保护。
52.上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。