一种铁路继电器组合智能检测装置的制作方法

1.本发明涉及继电器组智能检测领域，特别是涉及一种铁路继电器组合智能 检测装置。


背景技术：

2.联锁系统是保证铁路运输安全重要的技术设备，无论在国有干线铁路、地 方铁路还是城市轨道交通都是必不可少的保证行车安全的技术装备，其中铁路 专用安全继电器组合又是联锁系统的重要组成部分，继电器组合可以将联锁主 机运算的结果通过继电器节点网络输出至属于轨旁的信号机、转辙机、轨道电 路等信号设备，实现弱电控制强电，室内控制室外。
3.在铁路信号组合的生产过程中，因组合内部焊接接点比较多，很容易造成 漏焊，虚焊或错焊，造成焊接组合的错误，最终影响信号组合功能的使用，而 且一旦接点线缆焊接错误，由于接点太多，传统的人工使用万用表的检测方式 也不容易查找到焊接错误点，严重影响信号组合产品的生产效率。同时传统的 生产方式是没有严格的出厂检测只能依靠现场联锁实验检测继电器组合是否 完整、正确，极大影响了现场车站联锁开通效率和增加不确定的安全隐患。


技术实现要素：

4.本发明的目的是提供一种铁路继电器组合智能检测装置，提高铁路定型继 电器组合产品的生产效率以及现场车站联锁开通效率。
5.为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
6.一种铁路继电器组合智能检测装置，包括：主控模块、上位机、检测分机、 组合功能验证模块和组合焊接检测模块，所述主控模块分别与所述上位机、所 述检测分机、所述组合功能验证模块和所述组合焊接检测模块连接，所述主控 模块用于接收所述上位机进行通信并接收上位机发送的操作指令，根据不同的 操作指令去控制所述组合功能验证模块、所述组合焊接检测模块和所述检测分 机。
7.可选地，所述检测分机的数量为12，各所述检测分机采用串行总线连接。
8.可选地，所述主控模块包括第一电源单元、第一主控芯片单元和第一测试 板卡单元；
9.当所述第一电源单元上电时，所述上位机与所述主控模块通信，所述第一 主控芯片单元和所述第一测试板卡单元分别读取自身的位置id；
10.所述第一主控芯片单元根据所述上位机发来的测试命令，拆分并处理测试 数据发送给所述第一测试板卡单元的相应板卡进行测试，根据各板卡返回的测 试数据加上通信协议帧头、数据包长度、校验码、帧尾通过相应接口方式发送 给所述上位机；
11.所述第一测试板卡单元用于根据所述第一主控芯片单元发送的测试命令 读取或写入数据到测试端口，并将所述数据发送给所述第一主控芯片单元。
12.可选地，所述组合焊接检测模块包括第二电源单元、第二主控芯片单元和 第二测试板卡单元；
13.所述第二电源单元用于将ac220v交流电转换成dc12v直流电提供给所 述第二主控芯片单元和所述第二测试板卡单元；
14.所述第二主控芯片单元用于下发测试命令至所述第二测试板卡单元中的 测试板卡，并将各所述测试板卡读取的测试数据收集整理通过通信协议重新组 成数据帧通过所述第二主控芯片的主板相应接口发送给所述上位机；
15.所述第二测试板卡用于根据所述第二主控芯片单元发送的主板命令读取 或写入数据到测试端口，并将所述数据发送给所述第二主控芯片单元。
16.可选地，所述第二主控芯片单元包括依次连接的通讯判断子单元、继电器 组合列表读取子单元、测试端子连接子单元、测试数据采集子单元和测试数据 判断子单元。
17.可选地，所述组合功能验证模块用于对信号机类组合功能以及道岔转辙机 类组合功能进行验证。
18.可选地，所述组合功能验证模块用于在通信连接正常时，采集继电器组合 状态信息，根据所述继电器组合状态信息判断是属于哪个组合继电器，对于相 应的继电器状态信息在所述上位机的软件页面进行显示；
19.发送驱动数据后，执行采集继电器状态信息命令，对于采集数据重新对页 面进行渲染，判断继电器组合焊接检测是否成功；
20.点击相对应的测试按钮能检测出来组合架采集端子是否成功，从而能判断 充电器状态，当采集到相应的继电器点位时，组合功能验证成功。
21.可选地，还包括数据分析模块，所述数据分析模块与所述上位机连接，所 述数据分析模块用于将所述上位机得到的测试结果智能化分析成报表文件。
22.根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：
23.本发明提供一种铁路继电器组合智能检测装置，该装置包括：主控模块、 上位机、检测分机、组合功能验证模块和组合焊接检测模块，通过上述组成能 够实现继电器组合电路控制功能智能化测试并记录数据以及实现继电器组合 焊接工艺质量智能化测试并记录数据；此外，该装置还包括数据分析模块，能 够对记录数据实现智能化分析生成生产质量管理报表的设计。
附图说明
24.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施 例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是 本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的 前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
25.图1为本发明铁路继电器组合智能检测装置组成结构图。
具体实施方式
26.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。
27.本发明的目的是提供一种铁路继电器组合智能检测装置，提高组合产品的 生产效率以及现场车站联锁开通效率。
28.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和 具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
29.通过背景技术可知，现有技术中存在没有专用设备测试继电器组合功能正 确与否；测试接线方法复杂、测试线束少；测试无法实现连接上位机，数据保 存处理不方便，无法实现智能化数据分析处理、记录等功能的诸多缺陷，针对 这一系列问题。本发明提供一种铁路继电器组合智能检测装置，图1为本发明 铁路继电器组合智能检测装置组成结构图。如图1所示，该装置包括：主控模 块1、上位机2、检测分机3、组合功能验证模块4和组合焊接检测模块5， 所述主控模块1分别与所述上位机2、所述检测分机3、所述组合功能验证模 块和所述组合焊接检测模块5连接，所述主控模块1用于接收所述上位机2 进行通信并接收上位机2发送的操作指令，根据不同的操作指令去控制所述组 合功能验证模块4、所述组合焊接检测模块5和所述检测分机3。铁路继电器 组合智能检测装置具备对定型组合电路施工结果检测、记录、分析；通过动设 置自动实现对继电器及定型组合功能测量和焊接测试判断继电器组合施工是 否正确及工艺水平评判。
30.所述检测分机3的数量为12，各所述检测分机3采用串行总线连接，上 位机2与检测分机3采用以太网连接，上位机2软件设计简洁易用的桌面版 软件，使用者通过编辑导入配置文件并点击对应的按钮向检测分机3下发检测 指令，检测指令将按照系统专门定义的通信协议进行实时网络通信。检测分机 3用于实现组合功能通断测试和功能测试，检测分机3的板卡分别对应信号组 合中1-10继电器槽位，11、12对应信号组合侧面配线端子，其中数字编号 与设计院出具的组合内部配线图设计图纸之编号对应，该图纸通常满足行业的 通用标准要求。
31.所述主控模块1：采用嵌入式arm芯片，运行实时操作系统，主要用来 与终端软件即上位机2中的软件进行通信，接收操作指令并执行相应的功能检 测。其余一体工控机采用lan总线方式。
32.所述组合功能验证模块4：通过上位机2软件配置生成的测试命令，驱动 并采集相关的继电器，实现针对焊接完成的组合进行最后的功能验证，确保组 合执行功能的正确性。
33.所述组合焊接检测模块5：在对焊接完的继电器组合进行功能验证前，对 找出的相应的继电器进行配线焊接检测，确保组合功能验证的正确性。组合焊 接完成后，针对焊接的正确性进行检查，通过该分机检测后，能分析出焊接错 误位置并将错误地方上传给上位机2终端软件。
34.所述主控模块1包括第一电源单元、第一主控芯片单元和第一测试板卡单 元；当所述第一电源单元上电时，所述上位机2与所述主控模块1通信，所 述第一主控芯片单元和所述第一测试板卡单元分别读取自身的位置id，以区 别于本系统其它板卡；所述第一主控芯片单元根据所述上位机2发来的测试命 令，拆分并处理测试数据发送给所述第一测试板卡单元的相应板卡进行测试， 根据各板卡返回的测试数据加上通信协议帧头、数据包长
度、校验码、帧尾通 过相应接口方式发送给所述上位机2；所述第一测试板卡单元处于被动模式， 用于随时根据所述第一主控芯片单元发送的测试命令读取或写入数据到测试 端口，并将所述数据发送给所述第一主控芯片单元。
35.具体的，第一电源单元将ac220v交流电转换成dc12v直流电提供给第 一主控芯片单元、第一测试板卡单元等使用。第一主控芯片单元使用但不限于 stm32f103rct6单片机作为主控芯片，采用但不限于rs485、rs232、iic 等方式与测试板3进行通讯；主要功能为下发测试命令给各第一测试板卡单元， 并将第一测试板卡单元读取的测试数据收集整理，根据系统通过协议，重新组 成数据帧通过系统主板相应接口发送给上位机2进行处理。第一测试板卡单元 使用但不限于stm32f103rct6单片机作为主控芯片，采用但不限于rs485、 rs232、iic等方式与第一主控芯片单元进行通讯；负责根据主板命令读取或 写入数据到测试端口io，并将数据发送给第一主控芯片单元。
36.主控模块1具有如下特点：
37.1、该模块中各组成单元均受上位机2软件控制，上位机2有完善的人机 交互界面实现组合功能测试和焊接工艺测试。
38.2、测试端口多达但不限于32x 16接口。
39.3、所有测试端口既可作为输入、也可作为输出使用，即无须区分输入输 出，任意端口连接均可通过线束连接进行通断测试。
40.4、该模块使用但不限于rj45网络接口、wifi无线接口、rs232接口、 rs485接口等与上位机2实现物理连接，以实时和上位机2交换数据。
41.5、该模块主板和各测试板卡(即第一主控芯片单元和第一测试板卡单元) 之间采用但不限于rs485、rs232、iic等方式进行通讯。
42.6、该模块可以以板卡组合方式任意扩展测试端口。
43.7、该模块板卡无需手动设置id，开机自动识别板卡数量及相应id。
44.所述主控模块1的硬件设计采用cost计算机(既有商用计算机，普通台 式机、笔记本型计算机、工业控制计算机均可，硬件配置不低于cpui3，内存 8g以上，500g以上硬盘，操作系统windows7.)
45.所述组合焊接检测模块5包括第二电源单元、第二主控芯片单元和第二测 试板卡单元。所述第二电源单元用于将ac220v交流电转换成dc12v直流电 提供给所述第二主控芯片单元和所述第二测试板卡单元。所述第二主控芯片单 元使用但不限于stm32f103rct6单片机作为主控芯片，采用但不限于 rs485、rs232、iic等方式与第二测试板卡进行通讯，所述第二主控芯片单 元用于下发测试命令至所述第二测试板卡单元中的测试板卡，并将各所述测试 板卡读取的测试数据收集整理通过通信协议重新组成数据帧通过所述第二主 控芯片的主板相应接口发送给所述上位机2。所述第二测试板卡使用但不限于 stm32f103rct6单片机作为主控芯片，采用但不限于rs485、rs232、iic 等方式与第二主控芯片单元进行通讯，所述第二测试板卡用于根据所述第二主 控芯片单元发送的主板命令读取或写入数据到测试端口io，并将所述数据发 送给所述第二主控芯片单元。
46.所述组合焊接检测模块5针对焊接完的组合进行导通检测，检测有无漏焊、 错焊、虚焊的接电，确保组合焊接的正确性。
47.目前至少可以满足以下定型组合的智能化测试，同时组合测试脚本可以通
48.dd组合：四线制直流道岔转辙机控制组合；
49.td组合：五线制提速道岔转辙机控制组合；
50.tdf组合：五线制提速道岔转辙机控制辅助组合；
51.cz组合：出站信号机组合；
52.dx组合：调车信号机组合等。
53.所述第二主控芯片单元包括依次连接的通讯判断子单元、继电器组合列表 读取子单元、测试端子连接子单元、测试数据采集子单元和测试数据判断子单 元。在主控模块1的软件启动后测试与机笼连接是否正常，连接错误时提示， 所述第二主控芯片单元中通讯判断子单元判断通讯连接是否正确，继电器组合 列表读取子单元读取已有的继电器组合列表，测试端子连接子单元连接所需要 测试的端子，之后点击测试按钮发送测试数据至第二主控芯片单元的主板，主 板上的测试数据采集子单元采集测试数据，测试数据判断子单元对测试数据进 行判断，若显示绿色线条则表示焊接正确，若显示红色线条则表示焊接错误， 若显示黄色线条，则表示焊接测试进行中线路。无论显示何种颜色的线条，每 完成一次测试数据的判断均重新进入新的测试流程，即重新连接所需要测试的 端子。
54.所述组合焊接检测模块5的测试主机测试板软件采用嵌入式c语言设计 实现线束连接测试。测试主机主板软件采用c语言设计实现测试主机与上位 机2通信与数据处理。
55.所述组合功能验证模块4：寻找合格继电器后，将继电器插入相应组合位 置，接入相应线缆，进行功能验证，该模块可以根据设计图纸编制配文件后可 验证的功能包含信号机类组合功能，道岔转辙机类组合功能。且可以测试的顶 下组合可以通过修改配置文件脚本实现扩展。
56.主控模块1的软件开启之后发送连接命令，判断与硬件主板是否连接上， 通讯没有连接上时将一直重复的发送数据连接命令直到通信连接正常。
57.所述组合功能验证模块4用于在通信连接正常时，采集继电器组合状态信 息，根据所述继电器组合状态信息判断是属于哪个组合继电器，对于相应的继 电器状态信息在所述上位机2的软件页面进行显示；
58.发送驱动数据后，执行采集继电器状态信息命令，对于采集数据重新对页 面进行渲染，判断继电器组合焊接检测是否成功；
59.点击相对应的测试按钮能检测出来组合架采集端子是否成功，从而能判断 充电器状态，当采集到相应的继电器点位时，组合功能验证成功。
60.本发明的铁路继电器组合智能检测装置还包括数据分析模块，所述数据 分析模块与所述上位机2连接，所述数据分析模块用于将所述上位机2得到 的测试结果智能化分析成报表文件。
61.所述组合功能验证模块4包括主控芯片单元、io采集板卡和io驱动板卡， 其测试主机软件设计如下：
62.1、上电时，主控芯片单元、io采集板卡部分和io驱动板卡部分分别读 取自身的位置id，以区别于本系统其它板卡。
63.2、主控芯片单元的主板部分根据上位机2发来的命令帧，解析后将数据 发送给相应io采集板卡部分或者io驱动板卡部分板卡进行相应处理，根据各 板卡返回的测试数据加上通信协议帧头、数据包长度、校验码、帧尾等通过相 应接口方式发送给上位机2。
64.3、io采集板卡部分和io驱动板卡部分处于被动模式，随时执行主板发 来的请求命令，读取或写入数据到测试端口，并将此数据发送给主板部分。
65.本发明的铁路继电器组合智能检测装置还包括io采集驱动系统，即被测 试设备状态采集驱动的硬件，所述io采集驱动系统与所述主控模块1连接； 所述io采集驱动系统特点如下：
66.1、采集驱动io端口多达但不限于16x 16路输入输出接口。
67.2、使用但不限于rj45网络接口、wifi无线接口、rs232接口、rs485 接口等与上位机2实现物理连接，以实时和上位机2交换数据。
68.3、主板和各io采集驱动板卡之间采用但不限于rs485、rs232、spi、 iic等方式进行通讯。
69.4、可以以板卡组合方式任意扩展io采集驱动端口。
70.5、板卡无需手动设置id，开机自动识别板卡数量、类型及相应id。
71.io采集驱动系统由电源部分、主板部分、io采集板卡部分和io驱动板卡 部分4组成，各模块功能如下所述。
72.1、电源部分将ac220v交流电转换成dc24v和dc12v直流电提供给主 板部分、io采集板卡部分和io驱动板卡部分等使用。
73.2、主板部分使用但不限于stm32f103rct6单片机作为主控芯片，采用 但不限于rs485、rs232等方式与io采集板部分、io驱动板卡部分进行通 讯；将io采集板卡部分，读取的数据收集整理，根据系统通过协议，重新组 成数据帧通过系统主板相应接口发送给上位机2进行处理；同时根据上位机2 的指令发送驱动数据给io驱动板卡部分，执行驱动指令。
74.3、io采集板卡部分使用但不限于stm32f103rct6单片机作为主控芯 片，采用但不限于rs485、rs232等方式与主板进行通讯；io采集部分使用 但不限于pcf8575io扩展芯片、tcmt4100光耦等和外部电路隔离连接，负 责将读取的数据到发送给主板部分。
75.4、io驱动板卡部分使用但不限于stm32f103rct6单片机作为主控芯 片，采用但不限于rs485、rs232等方式与主板进行通讯；io采集部分使用 但不限于pcf8575io扩展芯片，负责将主板部分发送的数据通过但不限于继 电器等和外部电路隔离连接，执行相应端口驱动。
76.本发明与现有技术相比，具有如下优点：
77.1.本发明可以实现针对联锁工程设计各种组合接口电路正确性测试；
78.2.本发明可以检测已经完成焊接施工模块的正确率；
79.3.联锁工程设计检测自动检测并记录；
80.4.测试结果智能化分析形成各种报表文件；
81.5.现有技术没有专用设备测试继电器组合功能正确与否，为了优化这一缺 点，统计了铁路信号继电器功能组合，并将其全部融入铁路继电器组合智能检 测装置里面这样就可以做出测试继电器组合功能的专门设备；
82.6.现有技术测试无法实现连接上位机2，数据保存处理不方便。为了优化 这一缺点，设备使用了但不限于rj45网络接口、wifi无线接口、rs232接 口、rs485接口等与上位机2实现物理连接，以实时和上位机2交换数据；
83.7.现有技术测试接线方法复杂、测试线束少。为了优化这一缺点，设备的 端口多
达但不限于32x 16接口。所有测试端口既可作为输入、也可作为输出 使用，即无须区分输入输出，任意端口连接均可通过线束连接进行通断测试。 并且可以以板卡组合方式任意扩展测试端口。
84.通过前述内容可知，本发明具有如下特色：
85.1、功能强大，能够对多种组合进行通断、功能测试；
86.2、安全性高，组合供电为弱电，对学员的安全起到了保护作用；
87.3、拓展性强，可以根据用户需求定制功能模块；
88.4、智能性高，对学员组合练习、测试进行智能评定；
89.5、效率高，规避了传统的组合测试的繁琐步骤，使学员可以快速的进行 组合测试，提高教学效率；
90.6、多样性，可以测试多种、丰富的组合，丰富教学。
91.本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是 与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
92.本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施 例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的 一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变 之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。