CN106515786A - 一种智能铁路客车上水器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能铁路客车上水器，所述上水器由上水栓箱、内部上水设备和电气控制单元三部分组成，所述内部上水设备包括安装在所述上水栓箱内的收管器、给水控制阀、回管电机、缠绕在所述收管器上的水管、套在所述水管出口处的第一定位块、第二定位块和紧贴所述上水栓箱内侧顶部两直角位置的加热器。采用该智能铁路客车上水器的有益效果在于：所述内部上水设备及所述电气控制单元采用分离式构造，使上水作业安全可靠，地面客车所述上水栓箱内温度和地下上水井内温度检测，低温条件下所述加热器可以自动电加热，保证冬天所述上水栓箱内温度10度左右，客车栓上水正常运行。

Description

一种智能铁路客车上水器

技术领域

本发明涉及铁路客车上水作业领域，特别是涉及一种智能铁路客车上水器。

背景技术

现有铁路客车上水装置普遍存在的问题是：电气主控制箱设置在客车上水栓箱内，这会使电路与水管在同一箱体但没有很好的隔离防水措施。由于客车上水栓一般设置在露天室外，受北方冰冻、南方潮湿等自然环境影响，设备工作当中会容易受潮漏电造成线路短路，且可能会危害上水作业人员人身安全；虽然，有的铁路客车上水装置安装在井下，但是也不能从根本上解决严寒地区车站客车上水栓防冻、防潮湿问题，且维护相当不方便；上水作业流程需要作业人员频繁往返列车与各上水栓之间，不能够在一定距离内手持遥控器控制或者远程上位机控制，导致上水人工劳动强度很大，自动化率低，降低工作效率。针对上述情况，可以设计一种智能铁路客车上水器来解决上述问题。

发明内容

本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种智能铁路客车上水器。

本发明通过以下技术方案来实现上述目的：

一种智能铁路客车上水器，所述上水器由上水栓箱、内部上水设备和电气控制单元三部分组成，所述内部上水设备包括安装在所述上水栓箱内的收管器、给水控制阀、回管电机、缠绕在所述收管器上的水管、套在所述水管出口处的第一定位块、第二定位块和紧贴所述上水栓箱内侧顶部两直角位置的加热器，所述电气控制单元包括安装在所述上水栓箱内的控制箱、遥控接收器、安装在所述第二定位块正上方的第二定位传感器、安装在所述上水栓箱和井室内的温度传感器、安装在所述上水栓箱内所述控制箱正下方的第一定位传感器和安装在所述上水栓箱外表面的指示灯和操作按钮；

所述控制箱内部安装有PLC、继电器、空气开关、温度采集模块、电机控制器、航空插件、开关电源、加热直流电源，所述控制箱正面镶嵌有用于连接外部电源的电源接口、用于连接所述加热器的加热器接口、用于连接所述给水控制阀的给水控制阀接口、用于连接所述温度传感器的温度传感器接口、用于连接数据电台的通讯接口、用于连接所述第一定位传感器和所述第二定位传感器的定位传感器接口、用于连接所述回管电机的回管电机接口、用于连接所述操作按钮的操作按钮接口、用于连接所述指示灯的指示灯接口和用于连接所述遥控接收器的遥控接收器接口。

其中，所述第一定位传感器数量有两个，均位于所述第一定位块上方，且两个所述第一定位传感器分别放置在正方形对角线两端。

其中，所述加热器数量有两对，另一对安装在所述井室内。

其中，所述加热器接口有四个，其中两个连接所述上水栓箱内的所述加热器，另外两个连接所述井室内的所述加热器。

其中，所述温度传感器接口有两个，分别连接所述上水栓箱和所述井室内的所述温度传感器。

其中，所述定位传感器接口有三个，其中两个连接所述第一定位传感器，另一个连接所述第二定位传感器。

其中，所述指示灯接口也有两个。

其中，所述遥控接收器用于接收遥控器发送的控制指令，所述遥控器包括红外遥控器。

采用该智能铁路客车上水器的有益效果有以下四点：

1.所述内部上水设备及所述电气控制单元采用分离式构造，使上水作业安全可靠；

2.地面客车所述上水栓箱内温度和地下上水井内温度检测，低温条件下所述加热器可以自动电加热，保证冬天所述上水栓箱内温度10度左右，客车栓上水正常运行；

3. 在所述水管出口处安装检测回管定位传感器，滑块上安定位检测传感器，保证回管到位后自动停止收管；

4.既可以远程集控又可以现场红外遥控器点对点控制上水器上水、停水、收管功能。

附图说明

图1是本发明所述一种智能铁路客车上水器的电气配件设计总图；

图2是本发明所述一种智能铁路客车上水器的控制箱的正面图；

图3是本发明所述一种智能铁路客车上水器的整体系统的互联框图；

图4是本发明所述一种智能铁路客车上水器的整体控制系统流程图；

图5是本发明所述一种智能铁路客车上水器的定位块的侧视图；

图6是本发明所述一种智能铁路客车上水器的第一定位块的俯视图；

图7是本发明所述一种智能铁路客车上水器的无线电台方式控制系统联接图。

附图标记说明如下：

1、上水栓箱；2、收管器；3、回管电机；4、水管；5、第一定位块；6、第二定位块；7、第二定位传感器；8、温度传感器；9、加热器；10、天线；11、第一定位传感器；12、遥控器；13、控制箱；14、指示灯；15、操作按钮；16、遥控接收器；17、电源接口；18、加热器接口；19、数据电台；20、给水控制阀接口；21、温度传感器接口；22、监控计算机；23、通讯接口；24、定位传感器接口；25、回管电机接口；26、操作按钮接口；27、指示灯接口；28、遥控接收器接口。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明：

如图1-图7所示，一种智能铁路客车上水器，所述上水器由上水栓箱1、内部上水设备和电气控制单元三部分组成，所述内部上水设备与所述电气控制单元采用水电分离式构造，使上水作业安全可靠，保证控制电路不受所述上水设备可能产生的溢出水侵蚀，同时由于客车上水器所述上水栓箱1封闭性很好，可以抵御室外降雨降雪的影响，很大程度上降低了线路短路的风险，所述电气控制单元为独立控制箱13，是整个智能客车上水器控制核心和电源输出，上水器上水、停水、回管、自动电加热、水管定位检测、远程通讯、红外遥控器遥控等所有功能均由控制箱13实现，所述内部上水设备包括安装在所述上水栓箱1内的收管器2、给水控制阀、回管电机3、缠绕在所述收管器2上的水管4、套在所述水管4出口处的第一定位块5、第二定位块6和紧贴所述上水栓箱1内侧顶部两直角位置的加热器9，所述加热器9分为所述上水栓箱1内L型加热电缆和地下井室内加热电缆，与温度传感器8共同工作组成温控系统，受PLC控制可实现自动电加热，所述电气控制单元包括安装在所述上水栓箱1内的所述控制箱13、遥控接收器16、安装在所述第二定位块6正上方的第二定位传感器7、安装在所述上水栓箱1和井室内的所述温度传感器8、安装在所述上水栓箱1内所述控制箱13正下方的第一定位传感器11和安装在所述上水栓箱1外表面的指示灯14和操作按钮15，所述电气控制单元的电气控制方式为上位机集中数据采集及SPC管理控制，下位机PLC用于客车栓控制启动、阀门开关控制、温度控制和上水管回管系统控制，下位机电气控制系统由CP1E系列PLC和温度采集模块构成中心处理器，所述温度传感器8用于检测所述上水栓箱1和所述井室内的温度，所述第一定位传感器11采用检测回管定位传感器，所述第二定位传感器7采用定位检测传感器，所述第一定位传感器11和所述第二定位传感器7用于检测所述水管4管头位置；

所述控制箱13内部安装有所述PLC、继电器、空气开关、温度采集模块、电机控制器、航空插件、开关电源、加热直流电源，所述控制箱13外观为正方体，材质为不锈钢，单独放置在客车上水器内特定空间，封闭性较好，与所述内部上水设备完全隔离，控制箱13与其他部件全部采用所述航空插头方式连接，快速插拔式航空插头具有快速连接和分离，耐环境好，可靠性高等特点。这样可以保证在维修时快速更换配件，所述航空插头内部各端子代表不同的功能属性，需要将导线对应各端子以锡焊的方式焊接在一起，每部分接头按不同针数设定，防止插错，输入采用公头，输出采用母头防止漏电发生，所述控制箱13正面镶嵌有用于连接外部电源的电源接口17、用于连接所述加热器9的加热器接口18、用于连接所述给水控制阀的给水控制阀接口20、用于连接所述温度传感器8的温度传感器接口21、用于连接所述电台19和所述天线10的通讯接口23、用于连接所述第一定位传感器11和所述第二定位传感器7的定位传感器接口24、用于连接所述回管电机3的回管电机接口25、用于连接所述操作按钮15的操作按钮接口26、用于连接所述指示灯14的指示灯接口27和用于连接所述遥控接收器16的遥控接收器接口28，当监控计算机22或红外遥控器12向所述PLC发出回管指令后，所述PLC能控制所述回管电机3动作将拉出的所述水管4自动收回，所述给水控制阀采用直流24V三通电动阀门，发出上水指令后，所述PLC控制其上水阀门打开，发出停水指令后，所述PLC控制其上水阀门关闭，同时回流阀门打开，使上水管4中残留水排出，防止回流水在水管4中结冰堵塞水管4，所述指示灯14采用防水白钢材质制作，所述PLC控制其他系统的一切动作状态均通过所述指示灯14亮灭状态来显示。

在本实施例中，所述天线10和所述数据电台19数量均为两个，其中一套所述天线10和所述数据电台19连接于所述控制箱13的通讯接口，另一套所述所述天线10和所述数据电台19位于所述监控计算机22上并与所述监控计算机22电连接。

在本实施例中，所述第一定位传感器11数量有两个，均位于所述第一定位块5上方，且两个所述第一定位传感器11分别放置在正方形对角线两端，这样能尽可能的避免由于振动而造成前后2个所述第一定位传感器11无法同时定位到所述水管4管头位置的情况。

在本实施例中，所述加热器9数量有两对，另一对安装在所述井室内。

在本实施例中，所述加热器接口18有四个，其中两个连接所述上水栓箱1内的所述加热器9，另外两个连接所述井室内的所述加热器9。

在本实施例中，所述温度传感器接口21有两个，分别连接所述上水栓箱1和所述井室内的所述温度传感器8。

在本实施例中，所述定位传感器接口24有三个，其中两个连接所述第一定位传感器11，另一个连接所述第二定位传感器7，所述第一定位传感器11和所述第二定位传感器7均采用非接触式定位器。

在本实施例中，所述指示灯接口27也有两个。

在本实施例中，所述遥控接收器16用于接收遥控器12发送的控制指令，所述遥控器12包括红外遥控器。

在本实施例中，编写好程序灌入所述PLC，通过所述PLC控制以自动电加热方式产生热源，一套安装在室外智能客车的所述上水栓箱1内，另一套安装在地下给水井室内，当所述温度传感器8所监测温度降到设定的低温限值时，所述加热器9会自动启动加温，温度到达设定的高温限值时，所述加热器9会自动停止加温，从而可保证在冬季使用时，不结冰、不冻管、保证正常工作。

在本实施例中，所述上水栓箱1内所述加热器9根据箱体尺寸设计成L型，两个L型加热电缆设计充分利用上水器内部有限空间，且加热后热源可充分在空间内部流动，保证上水设备所处空间内温度在正常工作温度条件范围内，通过所述PLC对井室、箱内温度进行有效调节，同时箱内、井盖做保温处理降低加热功率真正节能降耗，保证冬天箱内温度10度左右，客车栓上水正常运行。

在本实施例中，所述监控计算机22可以与客车上水器通过数据电台19无线通讯，数据采集系统由所述PLC、开关量接口、RS-485通讯模块组成，将所述监控计算机22端的所述数据电台19与客车上水器端的所述数据电台19调成相同频道，设置好传输波特率，所述PLC通过开关量接口与所述给水控制阀内的电动阀门、所述收管器2、所述温度传感器8、所述第一定位传感器11、所述第二定位传感器7、所述加热器9内的加热电缆、所述操作按钮15和所述指示灯14等设备连接，可在所述监控计算机22远程控制所述电动阀门和所述收管器2动作，实时监测所述上水栓箱1箱体内及井室温度，所述水管4位置和阀门开关行程等信息，并把数据信息传送到所述控制箱13内的主控计算机，现场上水作业人员则可以使用手持红外遥控器在一定距离范围内来点对点控制客车上水器上水及收管操作，节省了作业人员在列车线路与客车上水器之间来回走动的体力和时间。

在本实施例中，自动化客车上水作业流程为:

（1）列车停稳后，上水作业人员将上水胶管管头从客车上水器出关口的卡座上拔出，拉倒旅客列车停靠位置后将上水胶管管头与客车车厢上的注水口连接；

（2）上水管与客车注水口连接完毕后，在远程PC机的客车上水集中控制软件界面上点击上水按钮，或者上水作业员手持红外遥控器对准客车上水器方向按动上水按钮，即可打开电动阀门，客车开始上水；

（3）当要停止上水时，在远程PC机的客车上水集中控制软件界面上点击停水按钮，或者上水作业员手持红外遥控器对准客车上水器方向按动停水按钮，即可关闭电动阀门，客车停止上水；

（4）接到关阀指令后三通电动阀门关闭上水管路，同时打开回水管路，将胶管内剰余存水回流到水栓井内排出；

（5）客车上水结束后操作人员拔下所述水管4，在远程PC机的客车上水集中控制软件界面上点击回管命令，或者上水作业员手持红外遥控器对准客车上水器方向按动回管按钮，所述收管器2即可转动将是水管4收回。若现场发生停电导致电机不能启动，此时可由人工利用摇把带动传动系统工作，从而实现收管。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其效物界定。

Claims (8)

1.一种智能铁路客车上水器，其特征在于：所述上水器由上水栓箱、内部上水设备和电气控制单元三部分组成，所述内部上水设备包括安装在所述上水栓箱内的收管器、给水控制阀、回管电机、缠绕在所述收管器上的水管、套在所述水管出口处的第一定位块、第二定位块和紧贴所述上水栓箱内侧顶部两直角位置的加热器，所述电气控制单元包括安装在所述上水栓箱内的控制箱、遥控接收器、安装在所述第二定位块正上方的第二定位传感器、安装在所述上水栓箱和井室内的温度传感器、安装在所述上水栓箱内所述控制箱正下方的第一定位传感器和安装在所述上水栓箱外表面的指示灯和操作按钮；

所述控制箱内部安装有PLC、继电器、空气开关、温度采集模块、电机控制器、航空插件、开关电源、加热直流电源，所述控制箱正面镶嵌有用于连接外部电源的电源接口、用于连接所述加热器的加热器接口、用于连接所述给水控制阀的给水控制阀接口、用于连接所述温度传感器的温度传感器接口、用于连接数据电台的通讯接口、用于连接所述第一定位传感器和所述第二定位传感器的定位传感器接口、用于连接所述回管电机的回管电机接口、用于连接所述操作按钮的操作按钮接口、用于连接所述指示灯的指示灯接口和用于连接所述遥控接收器的遥控接收器接口。

2.根据权利要求1所述的一种智能铁路客车上水器，其特征在于：所述第一定位传感器数量有两个，均位于所述第一定位块上方，且两个所述第一定位传感器分别放置在正方形对角线两端。

3.根据权利要求1所述的一种智能铁路客车上水器，其特征在于：所述加热器数量有两对，另一对安装在所述井室内。

4.根据权利要求1所述的一种智能铁路客车上水器，其特征在于：所述加热器接口有四个，其中两个连接所述上水栓箱内的所述加热器，另外两个连接所述井室内的所述加热器。

5.根据权利要求1所述的一种智能铁路客车上水器，其特征在于：所述温度传感器接口有两个，分别连接所述上水栓箱和所述井室内的所述温度传感器。

6.根据权利要求1所述的一种智能铁路客车上水器，其特征在于：所述定位传感器接口有三个，其中两个连接所述第一定位传感器，另一个连接所述第二定位传感器。

7.根据权利要求1所述的一种智能铁路客车上水器，其特征在于：所述指示灯接口也有两个。

8.根据权利要求1所述的一种智能铁路客车上水器，其特征在于：所述遥控接收器用于接收遥控器发送的控制指令，所述遥控器包括红外遥控器。