CN102085870B - 高速列车座椅自动转向控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种高速列车座椅自动转向控制系统。本系统由检测模块、控制模块和执行模块组成，控制模块由编程器计算机，主控制器PAC和从控制器PACMotion组成，检测模块由光电接近开关构成，执行模块由电机联接座椅构成。本控制方法实现了座椅转动的自动化和精确化控制。本发明可大为节约人力资源成本、延长零件的使用寿命，降低了维修成本，是一个高速列车自动化的很好的解决方案。

Description

高速列车座椅自动转向控制系统

技术领域

本发明涉及的是一种高速列车座椅自动转向控制系统，该系统能精确控制电动机转速及时间间隔，从而实现用一键控制整节车厢中所有座椅的连续转动。

背景技术

目前，动车到站后座椅都是依靠人力手动实现单排旋转调头，此种人工方式有以下不足：

    1、效率比较低，延长了动车停站时间；

    2、每节车厢都需配备一个乘务人员完成动车座椅转向工作，耗费了大量的人力资源； 

    3、人工方式造成了座位定位销的损坏，降低了使用寿命，增加了维护成本；

    以上不足之处的存在，大大降低了客运高速铁路现代化程度，亟待改善。

发明内容

本发明的目的在于克服手动实现单排座椅旋转调头的各种弊端，提供一种高速列车座椅自动转向控制系统，本系统基于控制器与伺服电机和电磁铁匹配的自动控制技术。该技术把伺服电机作为回转驱动单元，电磁铁作为定位销插拔驱动单元，形成闭环控制，实现对执行机构的精确控制，同时考虑运动的平稳性。该技术的实施极大地提高工作效率，降低劳动强度，减少保养成本。

本发明的构思是：

    在现有手动旋转座椅的结构基础上，增加一伺服电机，利用伺服电机作为旋转动作的驱动装置，并用一电磁铁作为定位销的驱动装置，配以一控制系统，对伺服电机和电磁铁的动作进行精确控制，形成一闭环控制系统，实时监测伺服电机回转角度和定位销行程，从而达到对座椅回转的控制以及多排座椅联动控制。

系统包含检测模块、处理器模块和执行模块。处理器模块负责监控多排座椅的旋转过程，通过用脉冲数对旋转角度的自动精确控制，包含PAC和PACMotion控制器；检测模块负责座椅锁紧装置电磁铁通断状态的采集，使座椅旋转到位后自动锁紧；执行模块负责根据处理器模块的控制信号进行旋转动作，包含电磁铁、减速器、电机。处理器模块和执行模块共同实现多排座椅有序的自动旋转。

根据上述发明构思，本发明采用下述技术方案：

    一种高速列车座椅自动转向控制系统，由一个控制器模块、一个检测模块和一个执行模块组成，所述控制器模块依次连接所述检测模块和执行模块，其特征在于：所述控制器模块由一个主控制器联接一个从控制器和编程计算机构成；所述检测模块由光电接近开关构成；所述执行模块是由一个伺服放大器联接一个伺服电机以及一个继电器联接一个电磁铁构成；

    所述控制器模块中，主控制器为可编程自动化控制器，从控制器为运动控制器；所述可编程自动化控制器通过PCI局部总线形式连接所述运动控制器，可编程自动化控制器通过网络与所述编程计算机连接；

    所述检测模块中的光电接近开关经所述主控制器联接所述电磁铁，来控制电磁铁的通断，从而控制座椅锁紧装置的启闭；

    所述运动控制器通过光纤与所述执行模块中的伺服放大器连接，该伺服放大器通过反馈电缆与伺服电机的编码器相连；所述执行模块中的继电器和电磁铁的信号线连接于所述可编程自动化控制器的输出端，而伺服电机通过机械连接与座椅转向机构连接。

所述控制器模块中的主控制器即可编程自动化控制器的数字量输入通道读入启动信号与所述光电接近开关的检测信号，其数字量输出通道将信号输出给所述执行模块中的继电器，以控制相应的电磁铁通断。

所述运动控制器读取伺服电机编码器脉冲计数信号，控制执行模块中的伺服电机旋转相应的角度。

所述编程计算机通过专用PAC编程软件编写自动控制程序并通过编程电缆下载到可编程自动化控制器中，通过指令实现座椅转动180°的运动控制与电磁铁的逻辑控制锁紧装置。

本发明与现有技术相比较，具有如下显而易见的突出实质性特点和显著优点：

    （一）可有效地利用运动控制器的JerkFree技术，避免在转动过程中对定位锁钉的冲击，对销钉有很好的保护作用，延长销钉的使用寿命，提高耐用性，减小维修成本。因此这套系统是一个很好的工程解决方案。

（二）可充分地利用GE的PACSystem RX3i模块的可扩展功能，因为我们制作的实例是三排座椅自动转向，但是由于GE的PACSystem RX3i可以扩充到四十个轴，所以这套系统能够控制每节车厢的座椅自动转向，并且能够高效的利用这套PACSystem RX3i。

（三）可灵活的运用PACMotion模块，并且很好的与PACSystem RX3i结合，最大程度的发挥了这两个模块之间的逻辑解决和通信功能，结合了运动控制和机械逻辑控制的优势，有高性能、灵活性和延展性，满足设备自动化的需求。

（四）可将PMM335和PACSystems RX3i CPU结合在一起构成运动控制套件，RX3i CPU和PMM335的通信架构构建了一个紧耦合的系统，满足了用户对灵活性的需求。

（五）可有效地发挥了GE产品的柔性和便捷性，利用GE的集成模块，能够很方便的解决实际中需要并且是急需解决的问题。

（六）高速列车座椅转向装置的自动控制系统提高了座椅转向的效率，减少了高速列车停站时间，更有效地利用动车资源，提高了人力资源的管理效率，能够更好的保护旋转装置零件，延长零件的使用寿命，降低了维修成本，是一个高速列车自动化的很好的解决方案。

附图说明

图1是本发明的系统结构框图。

图2是三排座椅连续旋转控制逻辑框图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例作详细说明：

实施例1

    参见图1，本高速列车座椅自动转向控制系统，由一个控制器模块1、一个检测模块2和一个执行模块3组成，所述控制器模块1依次连接所述检测模块2和执行模块3，其特征在于：所述控制器模块1由一个主控制器6联接一个从控制器7和编程计算机5构成；所述检测模块2由光电接近开关4构成；所述执行模块3是由一个伺服放大器12联接一个伺服电机11以及一个继电器9联接一个电磁铁10构成；

    所述控制器模块1中，主控制器16为可编程自动化控制器，从控制器7为运动控制器；所述可编程自动化控制器通过PCI局部总线形式连接所述运动控制器7，可编程自动化控制器通过网络与所述编程计算机5连接；

    所述检测模块2中的光电接近开关4经所述主控制器6联接所述电磁铁10，来控制电磁铁10的通断，从而控制座椅锁紧装置的启闭；

    所述运动控制器7通过光纤与所述执行模块3中的伺服放大器12连接，该伺服放大器12通过反馈电缆与伺服电机11的编码器相连；所述执行模块中的继电器9和电磁铁10的信号线连接于所述可编程自动化控制器的输出端，而伺服电机11通过机械连接与座椅转向机构连接。

实施例2

    本实施例与实施例1基本相同，特别之处如下：

    所述控制器模块1中的主控制器6即可编程自动化控制器的数字量输入通道读入启动信号与所述光电接近开关4的检测信号，其数字量输出通道将信号输出给所述执行模块3中的继电器9，以控制相应的电磁铁10通断。

    所述运动控制器7读取伺服电机11编码器脉冲计数信号，控制执行模块3中的伺服电机11旋转相应的角度。

    所述编程计算机5通过专用PAC编程软件编写自动控制程序并通过编程电缆8下载到可编程自动化控制器中，通过指令实现座椅转动180°的运动控制与电磁铁10的逻辑控制锁紧装置。

实施例3

    本实施例基本上与实施例2相同，特别之处如下：

    高速列车座椅自动转向装置由定位锁紧装置、伺服电机、减速机构、本发明的座椅自动转向控制系统等组成，通过实现三排座椅的转向控制来模拟实际中高速列车整节车厢所有座椅的自动转向。

    其工作过程是：当按下开始按钮，三排座椅的电磁铁分别在继电器的控制下吸合，定位锁紧单元解除锁定，当三排座椅的定位销全部下降到位，三排座椅处于可旋转状态，此时，三个电机同时开始寻原点运动，结束后首先由第一排座椅在其电机驱动下开始旋转，当旋转到150°时，触发第二排座椅的电机，第二排座椅开始旋转；此时第一排座椅仍继续旋转，当旋转180°时即转向完成处于停止状态；同样，第二排座椅旋转到150°时触发第三排座椅的电机，第三排座椅开始旋转；此时第二排座椅仍继续旋转，当旋转180°时即转向完成处于停止状态；当第三排座椅旋转180°转向完成，即三排座椅全部完成转向，此时，三个电磁铁分别在继电器的控制下断开，定位销上升，三排座椅全部处于锁定状态。

Claims (3)

1.一种高速列车座椅自动转向控制系统，由一个控制器模块（1）、一个检测模块（2）和一个执行模块（3）组成，所述控制器模块（1）依次连接所述检测模块（2）和执行模块（3），其特征在于：所述控制器模块（1）由一个主控制器（6）联接一个从控制器（7）和编程计算机（5）构成；所述检测模块（2）由光电接近开关（4）构成；所述执行模块（3）是由一个伺服放大器（12）联接一个伺服电机（11）以及一个继电器（9）联接一个电磁铁（10）构成；

    所述控制器模块（1）中，主控制器（6）为可编程自动化控制器，从控制器（7）为运动控制器；所述可编程自动化控制器通过PCI局部总线形式连接所述运动控制器（7），可编程自动化控制器通过网络与所述编程计算机（5）连接；

    所述检测模块（2）中的光电接近开关（4）经所述主控制器（6）联接所述电磁铁（10），来控制电磁铁（10）的通断，从而控制座椅锁紧装置的启闭；

    所述运动控制器（7）通过光纤与所述执行模块（3）中的伺服放大器（12）连接，该伺服放大器（12）通过反馈电缆与伺服电机（11）的编码器相连；所述执行模块中的继电器（9）和电磁铁（10）的信号线连接于所述可编程自动化控制器的输出端，而伺服电机（11）通过机械连接与座椅转向机构连接。

2.根据权利要求1所述的高速列车座椅自动转向控制系统，其特征在于所述控制器模块（1）中的主控制器（6）即可编程自动化控制器的数字量输入通道读入启动信号与所述光电接近开关（4）的检测信号，其数字量输出通道将信号输出给所述执行模块（3）中的继电器（9），以控制相应的电磁铁（10）通断。

3.根据权利要求1所述的高速列车座椅自动转向控制系统，其特征在于所述运动控制器（7）读取伺服电机（11）编码器脉冲计数信号，控制执行模块（3）中的伺服电机（11）旋转相应的角度。

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