CN104714194A - 一种智能电源屏模块测试平台及其运行方法 - Google Patents

Abstract

一种智能电源屏模块测试平台,包括测试柜和负载箱，测试柜包括主通路、辅助部分、控制部分，主通路包括断路器、调压系统、智能连接与输入输出监测系统、电连接器一及电连接器二，智能连接与输入输出监测系统包括智能连接系统及输入输出监测系统，智能连接系统包括若干交流接触器，控制部分包括管理系统及控制系统，断路器、调压系统、智能连接与输入输出监测系统、电连接器一及电连接器二依次连接，管理系统连接控制系统，控制系统分别连接调压系统、智能连接系统及负载箱。本发明采用嵌入式作为控制系统的核心，能够全自动检测不同型号的电源屏模块；具有简便、高效、安全及稳定等特点，适合铁路电务段以及电源屏模块生产厂家使用。

Description

一种智能电源屏模块测试平台及其运行方法

技术领域

本发明涉及一种智能电源屏模块测试平台及其运行方法，属于铁路信号设备技术领域。

背景技术

随着中国铁路尤其近些年来电气化高速铁路的快速发展，保证铁路运输过程中的安全现已成为铁路运输中的焦点。而电源屏作为电气化铁路的核心，保证电源屏模块的正常运行已成为电务工作的重中之重。铁路电源设备由电网供电，电网负载等变化引起的输入电压的不稳定都会引起设备的输出电压、电流和频率的改变。特别是，当这些指标的波动超出铁标规定的信号电源设备的许可范围时，会有设备完全停止工作的风险，给铁道运输带来不可估量的危险。铁路电源屏出现的目的和意义是，当电网供电引起的输入电压不稳定时，保证电源屏输出电压的稳定输出，从而保证电源屏后方的信号设备以及道岔设备正常工作，因此，在铁路电务工作中对铁路电源屏模块的定期检测就显得尤为重要。

第一套铁路信号智能化电源屏在21世纪第一年正式运行，至今，已有超过十家公司的不同品牌的智能化电源屏在铁路上运行。2002年虽然铁道部修订，编制并颁布了新的铁路信号电源屏的行业标准，但也只是规定了电源屏可执行的功能标准，并没有针对铁路信号智能化电源屏选用什么品牌的模块制定详细的技术标准，因此，目前智能化电源屏还没有一个统一的、确切的定义和可按照执行的、有针对性的设计规范和标准。所以，当前电源屏的检测面临的最大问题就是模块太多，并且每个厂家的接口方式都不一样，因此，我们检测这些不同厂家的电源屏就面临着不同型号测试柜无法测得的问题。未来电源屏测试平台的发展方向就是能兼容这些不同厂家电源模块的测试平台，提供一体化的检测平台。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明公开了一种智能电源屏模块测试平台；

本发明还公开了上述测试平台的运行方法；

本发明采用嵌入式作为控制系统的核心，构成由测试柜以及负载箱组成的智能电源屏模块测试平台，能够全自动检测不同型号的电源屏模块，本发明具有简便、高效、安全以及稳定等特点，适合在铁路电务段以及电源屏模块生产厂家使用。

本发明的技术方案如下：

一种智能电源屏模块测试平台,包括测试柜和负载箱，所述测试柜连接所述负载箱，所述测试柜包括主通路、辅助部分、控制部分，所述主通路包括断路器、调压系统、智能连接与输入输出监测系统、电连接器一及电连接器二，所述智能连接与输入输出监测系统包括智能连接系统及输入输出监测系统，所述智能连接系统包括若干交流接触器，所述辅助部分包括直流供电模块，所述控制部分包括管理系统及控制系统，所述断路器、所述调压系统、所述智能连接与输入输出监测系统、所述电连接器一及所述电连接器二依次连接，所述管理系统通过485通信接口连接所述控制系统，所述控制系统分别连接所述调压系统、所述智能连接系统及所述负载箱；所述管理系统通过485通信接口连接所述输入输出监测系统。

所述测试平台的工作流程为：用户通过所述管理系统选择电源屏模块的型号，所述管理系统根据被选择的电源屏模块的型号选择相应的测试策略，根据测试策略将命令通过485通信接口发送至所述控制系统，所述控制系统根据所述命令具体控制所述调压系统、所述智能连接系统及所述负载箱；具体控制过程为：三相交流输入经过断路器，进入调压系统，调压系统根据控制系统的命令调整输入电压，输入电压依次经过所述智能连接与输入输出监测系统、所述电连接器一、所述电连接器二进入电源屏模块；电源屏模块的输出电压依次经过所述电连接器二、所述电连接器一及所述智能连接与输入输出监测系统发送至负载箱，负载箱为电源屏模块提供带载测试功能；输入输出监测系统测试带载电源屏模块的输出电压。

根据本发明优选的，所述断路器用于提供所述测试平台的过载保护和漏电保护；所述调压系统用于根据管理系统的命令调整电压高低；所述智能连接系统为电源屏模块接入输入电压以及将电源屏模块的输出电压加载到所述负载箱；所述电连接器一及所述电连接器二用于连接所述智能连接与输入输出监测系统与电源屏模块；所述直流供电模块为所述测试平台提供直流电压；所述管理系统根据测试策略将命令通过485通信接口发送至所述控制系统，其中，所述测试策略是指：根据铁道部《铁路信号智能电源屏技术条件》规定的测试指标以及不同电源屏模块的说明书，针对不同的电源屏模块设计的测试方法；所述命令是指用于实现不同的电源屏模块的测试方法的操作指令；所述管理系统还用于读取所述输入输出监测系统的检测数据；所述控制系统根据所述命令具体控制所述调压系统、所述智能连接系统及所述负载箱。

所述铁道部《铁路信号智能电源屏技术条件》规定的电源屏模块测试指标包括输入电压范围、输出电压范围、故障状态，具体不同电源屏模块的测试指标见《铁路信号智能电源屏技术条件》以及电源屏模块说明书。

根据本发明优选的，所述智能连接系统包括16个交流接触器，所述16个交流接触器包括4个型号为CJX2-3210的交流接触器、9个型号为CJX2-0910的交流接触器及3个型号为CJX2-6511的交流接触器。

根据本发明优选的，所述输入输出监测系统包括两块数字表头及继电器，两块数字表头通过管理系统对继电器控制，监测直流或交流电压与电流。

根据本发明优选的，所述调压系统包括三相调压器及电机；所述电连接器一及所述电连接器二的型号均为JMD-37。

根据本发明优选的，所述管理系统包括型号为SAMSUNG S5PV210的芯片的嵌入式开发板。

根据本发明优选的，所述控制系统的型号为STC12C5A60S2。

根据本发明优选的，所述直流供电模块包括两块开关电源，所述开关电源的型号为伊莱科D-60B。

根据本发明优选的，所述负载箱为限流20A的由直流电机带动的滑线变阻器。

滑线变阻器用于提供不同负载。

上述测试平台的运行方法，其中，所述测试平台中的电源屏模块的技术参数包括：输入电压范围、输出电压范围、故障状态，具体步骤包括：

(1)将电源屏模块连接所述电连接器二，测试平台进行自检；复位所述智能连接系统与所述负载箱，即：断开所述智能连接系统中的交流接触器，断开所述输入输出监测系统中的继电器，并将所述负载箱的负载值调整到最大；

(2)读取电源屏模块的故障状态是否为断开，如果是，进入步骤(3)，否则，返回测试结果“故障状态不符合标准范围”；

(3)通过所述调压系统将电源屏模块的输入电压调整到所述输入电压范围最小值；执行步骤(4)-步骤(9)；

(4)闭合所述智能连接系统中相应的交流接触器，通过所述智能连接系统、所述电连接器一、所述电连接器二将调整后的输入电压加载到电源屏模块，通过所述电连接器二、所述电连接器一、所述智能连接系统将电源屏模块的输出电压加载到所述负载箱；

(5)闭合所述输入输出监测系统中的继电器，通过所述输入输出监测系统对步骤(4)所述电源屏模块的输出电压进行测试，判断电源屏模块的输出电压是否在输出电压范围内，如果是，进入步骤(6)，否则，返回测试结果“输出电压不符合标准范围”；

(6)将所述负载箱的负载值调整到最小；

(7)通过所述智能连接系统、所述电连接器一、所述电连接器二将调整后的输入电压加载到电源屏模块，通过所述电连接器二、所述电连接器一、所述智能连接系统将电源屏模块的输出电压加载到所述负载箱；

(8)通过所述输入输出监测系统对步骤(7)所述电源屏模块的输出电压进行测试，判断步骤(7)所述电源屏模块的输出电压是否在输出电压范围内，如果是，进入步骤(9)，否则，返回测试结果“输出电压不符合标准范围”；

(9)读取电源屏模块的故障状态是否为闭合，如果是，进入步骤(10)，否则，返回测试结果“故障状态不符合标准范围”；

(10)通过所述调压系统将电源屏模块的输入电压调整到所述输入电压范围最大值；执行步骤(4)-步骤(8)；判断电源屏模块的故障状态是否为闭合，如果是，进入步骤(11)，否则，返回测试结果“故障状态不符合标准范围”；

(11)复位所述智能连接系统与所述负载箱，是指：断开所述智能连接系统中的交流接触器，断开所述输入输出监测系统中的继电器，并将所述负载箱的负载值调整到最大；返回测试结果“电源屏模块测试通过”；测试结束。

所述测试平台中的电源屏模块的技术参数参见《铁路信号智能电源屏技术条件》及电源屏模块的使用说明书。

本发明的有益效果为：

1、本发明采用嵌入式作为控制系统的核心，构成由测试柜及负载箱组成的智能电源屏模块测试平台，能够全自动检测不同型号的电源屏模块；

2、本发明具有简便、高效、安全以及稳定等特点，适合在铁路电务段以及电源屏模块生产厂家使用。

附图说明

图1为测试柜逻辑结构示意图；

图2为针对型号为LYR-220/30S的电源屏模块的测试流程图。

具体实施方式

下面结合说明书附图和实施例对本发明作进一步限定，但不限于此。

实施例1

一种智能电源屏模块测试平台,包括测试柜和负载箱，所述测试柜连接所述负载箱，所述测试柜包括主通路、辅助部分、控制部分，所述主通路包括断路器、调压系统、智能连接与输入输出监测系统、电连接器一及电连接器二，所述智能连接与输入输出监测系统包括智能连接系统及输入输出监测系统，所述智能连接系统包括若干交流接触器，所述辅助部分包括直流供电模块，所述控制部分包括管理系统及控制系统，所述断路器、所述调压系统、所述智能连接与输入输出监测系统、所述电连接器一及所述电连接器二依次连接，所述管理系统通过485通信接口连接所述控制系统，所述控制系统分别连接所述调压系统、所述智能连接系统及所述负载箱；所述管理系统通过485通信接口连接所述输入输出监测系统。

所述测试平台的工作流程为：用户通过所述管理系统选择电源屏模块的型号，所述管理系统根据被选择的电源屏模块的型号选择相应的测试策略，根据测试策略将命令通过485通信接口发送至所述控制系统，所述控制系统根据所述命令具体控制所述调压系统、所述智能连接系统及所述负载箱；具体控制过程为：三相交流输入经过断路器，进入调压系统，调压系统根据控制系统的命令调整输入电压，输入电压依次经过所述智能连接与输入输出监测系统、所述电连接器一、所述电连接器二进入电源屏模块；电源屏模块的输出电压依次经过所述电连接器二、所述电连接器一及所述智能连接与输入输出监测系统发送至负载箱，负载箱为电源屏模块提供带载测试功能；输入输出监测系统测试带载电源屏模块的输出电压。

所述断路器用于提供所述测试平台的过载保护和漏电保护；所述调压系统用于根据管理系统的命令调整电压高低；所述智能连接系统为电源屏模块接入输入电压以及将电源屏模块的输出电压加载到所述负载箱；所述电连接器一及所述电连接器二用于连接所述智能连接与输入输出监测系统与电源屏模块；所述直流供电模块为所述测试平台提供直流电压；所述管理系统根据测试策略将命令通过485通信接口发送至所述控制系统，其中，所述测试策略是指：根据铁道部《铁路信号智能电源屏技术条件》规定的测试指标以及不同电源屏模块的说明书，针对不同的电源屏模块设计的测试方法；所述命令是指用于实现不同的电源屏模块的测试方法的操作指令；所述管理系统还用于读取所述输入输出监测系统的检测数据；所述控制系统根据所述命令具体控制所述调压系统、所述智能连接系统及所述负载箱。

所述铁道部《铁路信号智能电源屏技术条件》规定的电源屏模块测试指标包括输入电压范围、输出电压范围、故障状态，具体不同电源屏模块的测试指标见《铁路信号智能电源屏技术条件》以及电源屏模块说明书。

所述智能连接系统包括16个交流接触器，所述16个交流接触器包括4个型号为CJX2-3210的交流接触器、9个型号为CJX2-0910的交流接触器及3个型号为CJX2-6511的交流接触器。

所述输入输出监测系统包括两块数字表头及继电器，两块数字表头通过管理系统对继电器控制，监测直流或交流电压与电流。

所述调压系统包括三相调压器及电机；所述电连接器一及所述电连接器二的型号均为JMD-37。

所述管理系统包括型号为SAMSUNG S5PV210的芯片的嵌入式开发板。

所述控制系统的型号为STC12C5A60S2。

所述直流供电模块包括两块开关电源，所述开关电源的型号为伊莱科D-60B。

所述负载箱为限流20A的由直流电机带动的滑线变阻器。

滑线变阻器用于提供不同负载。

所述测试平台的逻辑结构图参见图1。

实施例2

实施例1所述测试平台的运行方法，其中，所述测试平台中的电源屏模块为北京国铁路阳公司的LYR-220/30S模块，LYR-220/30S模块是一个直流转辙机电源模块，用于铁路信号电源屏中，是为直流电动转辙机提供DC220V电源的配电单元。LYR-220/30S模块主要的技术参数如表1所示，LYR-220/30S模块无输入状态，正常工作状态下输入电压为三相交流99V，输出电压范围为直流210V-240V，故障状态为“故障时断开，正常工作闭合”，最大工作电流为30A；具体步骤包括：

(1)将LYR-220/30S模块连接所述电连接器二，测试平台进行自检；复位所述智能连接系统与所述负载箱，即：断开所述智能连接系统中的交流接触器，断开所述输入输出监测系统中的继电器，并将所述负载箱的负载值调整到最大；

(2)读取LYR-220/30S模块的故障状态是否为断开，如果是，进入步骤(3)，否则，返回测试结果“故障状态不符合标准范围”；

(3)通过所述调压系统将电源屏模块的输入电压调整到99V；

(4)闭合所述智能连接系统中的相应的交流接触器，通过所述智能连接系统、所述电连接器一、所述电连接器二将调整后的输入电压加载到电源屏模块，通过所述电连接器二、所述电连接器一、所述智能连接系统将电源屏模块的输出电压加载到所述负载箱；

(5)闭合所述输入输出监测系统中的继电器，通过所述输入输出监测系统对步骤(4)所述电源屏模块的输出电压进行测试，判断电源屏模块的输出电压是否在输出电压范围直流210V-240V内，如果是，进入步骤(6)，否则，返回测试结果“输出电压不符合标准范围”；

(6)将所述负载箱的负载值调整到最小；

(7)通过所述智能连接系统、所述电连接器一、所述电连接器二将调整后的输入电压加载到电源屏模块，通过所述电连接器二、所述电连接器一、所述智能连接系统将电源屏模块的输出电压加载到所述负载箱；

(8)通过所述输入输出监测系统对步骤(7)所述电源屏模块的输出电压进行测试，判断步骤(7)所述电源屏模块的输出电压是否在输出电压范围内，如果是，进入步骤(9)，否则，返回测试结果“输出电压不符合标准范围”；

(9)判断电源屏模块的故障状态是否为闭合，如果是，进入步骤(10)，否则，返回测试结果“故障状态不符合标准范围”；

(10)通过所述调压系统将电源屏模块的输入电压调整到所述输入电压范围最大值；执行步骤(4)-步骤(8)；判断电源屏模块的故障状态是否为闭合，如果是，进入步骤(11)，否则，返回测试结果“故障状态不符合标准范围”；

(11)复位所述智能连接系统与所述负载箱，是指：断开所述智能连接系统中的交流接触器，断开所述输入输出监测系统中的继电器，并将所述负载箱的负载值调整到最大；返回测试结果“电源屏模块测试通过”；测试结束。

根据《铁路信号智能电源屏技术条件》要求，需要检测的指标为LYR-220/30S模块在空载即负载最大时及满载即负载最小时的输出电压是否在直流210V-240V之间，并且故障状态正确。LYR-220/30S模块具体其他的技术指标参见《铁路信号智能电源屏技术条件》以及北京国铁路阳公司LYZ-220/30S直流转辙机电源模块使用说明书。

表1：LYR-220/30S模块的技术参数

Claims (10)

1.一种智能电源屏模块测试平台,其特征在于，包括测试柜和负载箱，所述测试柜连接所述负载箱，所述测试柜包括主通路、辅助部分、控制部分，所述主通路包括断路器、调压系统、智能连接与输入输出监测系统、电连接器一及电连接器二，所述智能连接与输入输出监测系统包括智能连接系统及输入输出监测系统，所述智能连接系统包括若干交流接触器，所述辅助部分包括直流供电模块，所述控制部分包括管理系统及控制系统，所述断路器、所述调压系统、所述智能连接与输入输出监测系统、所述电连接器一及所述电连接器二依次连接，所述管理系统通过485通信接口连接所述控制系统，所述控制系统分别连接所述调压系统、所述智能连接系统及所述负载箱；所述管理系统通过485通信接口连接所述输入输出监测系统。

2.根据权利要求1所述测试平台,其特征在于，所述断路器用于提供所述测试平台的过载保护和漏电保护；所述调压系统用于根据管理系统的命令调整电压高低；所述智能连接系统为电源屏模块接入输入电压以及将电源屏模块的输出电压加载到所述负载箱；所述电连接器一及所述电连接器二用于连接所述智能连接与输入输出监测系统与电源屏模块；所述直流供电模块为所述测试平台提供直流电压；所述管理系统根据测试策略将命令通过485通信接口发送至所述控制系统，其中，所述测试策略是指：根据铁道部《铁路信号智能电源屏技术条件》规定的测试指标以及不同电源屏模块的说明书，针对不同的电源屏模块设计的测试方法；所述命令是指用于实现不同的电源屏模块的测试方法的操作指令；所述管理系统还用于读取所述输入输出监测系统的检测数据；所述控制系统根据所述命令具体控制所述调压系统、所述智能连接系统及所述负载箱。

3.根据权利要求1所述测试平台,其特征在于，所述智能连接系统包括16个交流接触器，所述16个交流接触器包括4个型号为CJX2-3210的交流接触器、9个型号为CJX2-0910的交流接触器及3个型号为CJX2-6511的交流接触器。

4.根据权利要求3所述测试平台,其特征在于，所述输入输出监测系统包括两块数字表头及继电器，两块数字表头通过管理系统对继电器控制，监测直流或交流电压与电流。

5.根据权利要求4所述测试平台,其特征在于，所述调压系统包括三相调压器及电机；所述电连接器一及所述电连接器二的型号均为JMD-37。

6.根据权利要求4所述测试平台,其特征在于，所述管理系统包括型号为SAMSUNGS5PV210的芯片的嵌入式开发板。

7.根据权利要求4所述测试平台,其特征在于，所述控制系统的型号为STC12C5A60S2。

8.根据权利要求4所述测试平台,其特征在于，所述直流供电模块包括两块开关电源，所述开关电源的型号为伊莱科D-60B。

9.根据权利要求4所述测试平台,其特征在于，所述负载箱为限流20A的由直流电机带动的滑线变阻器。

10.根据权利要求4-9任一所述测试平台的运行方法，其特征在于，其中，所述测试平台中的电源屏模块的技术参数包括：输入电压范围、输出电压范围、故障状态，具体步骤包括：

(1)将电源屏模块连接所述电连接器二，测试平台进行自检；复位所述智能连接系统与所述负载箱，即：断开所述智能连接系统中的交流接触器，断开所述输入输出监测系统中的继电器，并将所述负载箱的负载值调整到最大；

(2)读取电源屏模块的故障状态是否为断开，如果是，进入步骤(3)，否则，返回测试结果“故障状态不符合标准范围”；

(3)通过所述调压系统将电源屏模块的输入电压调整到所述输入电压范围最小值；执行步骤(4)-步骤(9)；

(4)闭合所述智能连接系统中相应的交流接触器，通过所述智能连接系统、所述电连接器一、所述电连接器二将调整后的输入电压加载到电源屏模块，通过所述电连接器二、所述电连接器一、所述智能连接系统将电源屏模块的输出电压加载到所述负载箱；

(5)闭合所述输入输出监测系统中的继电器，通过所述输入输出监测系统对步骤(4)所述电源屏模块的输出电压进行测试，判断电源屏模块的输出电压是否在输出电压范围内，如果是，进入步骤(6)，否则，返回测试结果“输出电压不符合标准范围”；

(6)将所述负载箱的负载值调整到最小；

(7)通过所述智能连接系统、所述电连接器一、所述电连接器二将调整后的输入电压加载到电源屏模块，通过所述电连接器二、所述电连接器一、所述智能连接系统将电源屏模块的输出电压加载到所述负载箱；

(8)通过所述输入输出监测系统对步骤(7)所述电源屏模块的输出电压进行测试，判断步骤(7)所述电源屏模块的输出电压是否在输出电压范围内，如果是，进入步骤(9)，否则，返回测试结果“输出电压不符合标准范围”；

(9)读取电源屏模块的故障状态是否为闭合，如果是，进入步骤(10)，否则，返回测试结果“故障状态不符合标准范围”；

(10)通过所述调压系统将电源屏模块的输入电压调整到所述输入电压范围最大值；执行步骤(4)-步骤(8)；判断电源屏模块的故障状态是否为闭合，如果是，进入步骤(11)，否则，返回测试结果“故障状态不符合标准范围”；

(11)复位所述智能连接系统与所述负载箱，是指：断开所述智能连接系统中的交流接触器，断开所述输入输出监测系统中的继电器，并将所述负载箱的负载值调整到最大；返回测试结果“电源屏模块测试通过”；测试结束。