一种铁路信号系统模拟试验用微机接口驱采试验装置的制作方法

1.本实用新型涉及铁路信号系统领域，具体的说是一种铁路信号系统模拟试验用微机接口驱采试验装置。


背景技术：

2.铁路信号系统通常包括控制台、联锁机、接口柜、继电器组合、室外分线盘和多个信号室外设备，在机械室各机柜配线完成后，需及时的进行模拟试验，以验证设备安装、配线是否正确及运行正常，特别是需要对结构复杂、安装过程繁琐的继电电路进行验证，但实际情况中，接口柜、继电器组合和室外分线盘的安装过程通常较快，控制台和联锁机等设备受到安装和软件编制进度等因素的影响，完工速度较慢，导致无法快速进行模拟试验，进而导致无法根据模拟试验结果快速对铁路信号系统进行纠错，延误了铁路信号系统投入使用的时间。并且，现有技术中对铁路信号进行模拟试验过程主要依赖于试验人员的人工操作，对试验人员的技术水平要求高，并且效率低。


技术实现要素：

3.为了解决现有技术中的不足，本实用新型提供一种铁路信号系统模拟试验用微机接口驱采试验装置，大幅提高了试验效率、缩短了试验时间。
4.为了实现上述目的，本实用新型采用的具体方案为：一种铁路信号系统模拟试验用微机接口驱采试验装置，所述铁路信号系统包括依次电性连接的控制台、联锁机、微机接口柜、继电器组合和室外分线盘，所述模拟试验装置包括上位计算机、微机接口驱采总控单元、多个驱动子单元和多个采集子单元，微机接口驱采总控单元与所述上位计算机通信连接，驱动子单元和采集子单元均与所述微机接口柜电性连接，所有驱动子单元并联并且与微机接口驱采总控单元电性连接，所有采集子单元串联后与微机接口驱采总控单元电性连接，所有驱动子单元和所有采集子单元均与微机接口驱采总控单元通信连接。
5.作为上述铁路信号系统模拟试验用微机接口驱采试验装置的进一步优化：所述微机接口驱采总控单元包括箱体，箱体中设置有后端控制器，箱体上设置有总电源输入接口、上位接口和下位接口，后端控制器通过上位接口与所述上位计算机通信连接，后端控制器通过下位接口与所述驱动子单元或者所述采集子单元电性连接。
6.作为上述铁路信号系统模拟试验用微机接口驱采试验装置的进一步优化：所述箱体上设置有若干个驱动电源输出接口，所述驱动子单元与驱动电源输出接口电性连接。
7.作为上述铁路信号系统模拟试验用微机接口驱采试验装置的进一步优化：所述驱动子单元和所述采集子单元均包括壳体，壳体中设置有前端控制板，驱动子单元的壳体中设置有与前端控制板电性连接的驱动板，采集子单元的壳体中设置有与前端控制板电性连接的采集板。
8.作为上述铁路信号系统模拟试验用微机接口驱采试验装置的进一步优化：所述前端控制板包括处理器、电源模块、上位通信模块、协同通信模块和显示驱动模块，处理器通
过上位通信模块与所述下位接口电性连接，处理器通过显示驱动模块电性连接有显示板。
9.作为上述铁路信号系统模拟试验用微机接口驱采试验装置的进一步优化：所述显示板包括多个指示灯。
10.作为上述铁路信号系统模拟试验用微机接口驱采试验装置的进一步优化：所述壳体上设置有两个通信接口，两个通信接口分别与所述上位通信模块和所述协同通信模块电性连接。
11.有益效果：本实用新型能够完成对室内各继电器的驱动和状态采集，并且根据试验需求完成驱动与采集信息的一致性核对，进而得出驱采试验结果，整个过程能够自动进行，大幅提升了试验效率，并且无需联锁、列控等现场设备完全就位，缩短试验时间；本实用新型能够将现有试验过程中数据的人工比对转换为上位计算机的自动比对，不依赖于试验人员的技术水平，保证了试验的完整性和准确性，同时简化了试验操作步骤，降低了试验对人员的技术水平要求，加快了试验进度。
附图说明
12.图1是本实用新型的整体结构示意图；
13.图2是微机接口驱采总控单元、驱动子单元和采集子单元的连接方式示意图；
14.图3是微机接口驱采总控单元的结构示意图；
15.图4驱动子单元和采集子单元的结构示意图；
16.图5是采集子单元的工作原理图；
17.图6是驱动子单元并联驱动的工作原理图；
18.图7是驱动子单元单独驱动的工作原理图；
19.图8是采集板的电路图；
20.图9是驱动板的电路图；
21.图10是前端控制板处理器的电路图。
22.附图说明：1
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总电源输入接口，2
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上位接口、3
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下位接口、4
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驱动电源输出接口，5
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壳体，6
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指示灯，7
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固定螺栓，8
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通信接口。
具体实施方式
23.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，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。
24.请参阅图1至10，一种铁路信号系统模拟试验用微机接口驱采试验装置，铁路信号系统包括依次电性连接的控制台、联锁机、微机接口柜、继电器组合和室外分线盘，模拟试验装置包括上位计算机、微机接口驱采总控单元、多个驱动子单元和多个采集子单元，微机接口驱采总控单元与上位计算机通信连接，驱动子单元和采集子单元均与微机接口柜电性连接，所有驱动子单元并联并且与微机接口驱采总控单元电性连接，所有采集子单元串联后与微机接口驱采总控单元电性连接，所有驱动子单元和所有采集子单元均与微机接口驱采总控单元通信连接。
25.装置的模拟试验过程包括如下步骤。
26.s1、根据所述微机接口柜和设计电路图编制驱采信息关系表。
27.s2、将所述驱动子单元和所述采集子单元与微机接口柜电性连接。
28.s3、将驱动子单元与采集子单元所述微机接口驱采总控单元电性、通信连接，并且将微机接口驱采总控单元与所述上位计算机通信连接。
29.s4、根据驱采信息关系表通过上位计算机向微机接口驱采总控单元发送微机接口驱采试验指令。
30.s5、微机接口驱采总控单元根据微机接口驱采试验指令控制驱动子单元输出动作。
31.s6、驱动子单元动作驱动所述室内继电电路中的特定继电器励磁，进而使相关继电器的前接点闭合。
32.s7、采集子单元从继电器的接点获取到电信号后生成继电器状态信息并且上传至微机接口驱采总控单元。
33.s8、微机接口驱采总控单元将继电器状态信息上传至上位计算机进行显示。
34.s9、在s4至s8的试验过程中，所述上位计算机通过驱采信息关系表比对驱动输出与采集输入的各继电器状态，当与表中的关系不一致时，上位计算机给出错误提示，试验人员根据提示排处继电逻辑电路故障。
35.本实用新型能够完成对室内各继电器的驱动和状态采集，并且根据试验需求完成驱动与采集信息的一致性核对，进而得出驱采试验结果，整个过程能够自动进行，大幅提升了试验效率，并且无需联锁、列控等现场设备完全就位，缩短试验时间；本实用新型能够将现有试验过程中数据的人工比对转换为上位计算机的自动比对，不依赖于试验人员的技术水平，保证了试验的完整性和准确性，同时简化了试验操作步骤，降低了试验对人员的技术水平要求，加快了试验进度。
36.微机接口驱采总控单元的具体结构为：微机接口驱采总控单元包括箱体，箱体中设置有后端控制器，箱体上设置有总电源输入接口1、上位接口2和下位接口3，后端控制器通过上位接口2与上位计算机通信连接，后端控制器通过下位接口3与驱动子单元或者采集子单元电性连接。后端控制器采用32位嵌入式计算机，并且具有2路can总线接口、1路以太网接口、1路wifi接口、1路usb otg接口和1个sd卡接口，其中嵌入式计算机用于完成上位计算机与驱动子单元和采集子单元之间的信息汇总、转换过程，以太网接口和wifi接口用于与上位计算机进行通信，完成位计算机与驱动子单元和采集子单元之间的信号传输过程，can总线接口用于完成与驱动子单元和采集子单元之间的通信过程，sd卡接口用于连接sd卡，sd卡用于存储相关数据，例如从上位计算机接收到的指令、驱动子单元的驱动参数或者采集子单元采集到的数据等，usb otg接口用于将sd卡中的数据导出到移动存储设备中，以便于备份或者进行数据分析。此外，微机接口驱采总控单元内部集成三路dc24v直流供电电源，其中一路电源用于向微机接口驱采总控单元、驱动子单元和采集子单元电路板件供电，另外两路电源相互独立，用于向驱动子单元驱动的继电器线圈提供激励电源。上位计算机可以采用便携式计算机或者工控机，通过有线通信或者无线通信与微机接口驱采总控单元通信连接，例如wifi、rj45以太网等。
37.进一步的，箱体上设置有若干个驱动电源输出接口4，驱动子单元与驱动电源输出
接口4电性连接。驱动电源输出接口4与激励电源电性连接。
38.驱动子单元和采集子单元均采用铁路信号系统中信号联锁(列控)系统选用的标准接插件接口形式连接微机接口柜。驱动子单元和采集子单元均包括壳体5，壳体5中设置有前端控制板，驱动子单元的壳体5中设置有与前端控制板电性连接的驱动板，采集子单元的壳体5中设置有与前端控制板电性连接的采集板。前端控制板包括cpu、can通信电路、用于将微机接口驱采总控单元的24v供电转换为5v和3.3v的基础电源电路、led指示电路和总线接口，其中led指示电路电性连接有状态指示灯，状态指示灯用于实时展现驱动子单元或者采集子单元的运行状态、各驱动位输出状态和各采集位输入状态。在本实施例中，驱动板具有16路驱动信号输出，每路驱动能力为50ma和24vdc，采集子单元还包括与前端控制板电性连接的采集板，在本实施例中，采集板采集32路开关量信号，信号额定电压范围为0～24v，最大支持dc30v电压输入，驱动板和采集板均是成熟的现有技术加以适应变化，在此不再赘述，在本实用新型其它的实施方式中，可以根据实际的需求选择合适的驱动板和采集板。两个相邻的驱动采集子单元之间的通信采用标准type
‑
c电缆相连接。采集子单元的电路原理如图5和图8所示，驱动子单元的电路原理如图6、7和9所示，即驱动子单元可以采用两种设置方式，分别是图6中的并联设置方式和图7中的独立设置方式。
39.壳体5上设置有两个通信接口8，两个通信接口8分别与上位通信模块和协同通信模块电性连接。
40.在本实施例中，前端处理器可以采用stm32系列单片机。
41.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。