CN110470929A - 一种便携式铁路信号监测诊断装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种便携式铁路信号监测诊断装置，包括电源模块、交流电流互感器、直流电流互感器，该监测诊断装置还包括模拟量和开关量采集板、通信转换控制模块、和装有监测站机模块的控制器；所述的交流电流互感器和直流电流互感器与模拟量和开关量采集板的输入端相连；所述的模拟量和开关量采集板与通信转换控制模块相连；所述的通信转换控制模块与控制器相连。与现有技术相比，本发明具有处理时间短、集成度高和效率高等优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种铁路信号的检测装置，尤其是涉及一种便携式铁路信号监测诊断装置。
背景技术
目前，铁路信号微机监测系统已经得到了广泛的应用，这种微机系统可采集轨道电路的各种模拟量信号和开关量信号，并对采集到的数据进行分析，为电务维修人员掌握设备运行状态以及设备的故障分析和处理提供了重要的支撑。然后，现有的微机监测系统主要是对电压或电流的模拟量以及开关量进行采集，无法对有绝缘移频信号和无绝缘移频信号进行采集。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种便携式铁路信号监测诊断装置。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种便携式铁路信号监测诊断装置，包括电源模块、交流电流互感器、直流电流互感器、模拟量和开关量采集板、通信转换控制模块、和装有监测站机模块的控制器；所述的交流电流互感器和直流电流互感器与模拟量和开关量采集板的输入端相连；所述的模拟量和开关量采集板与通信转换控制模块相连；所述的通信转换控制模块与控制器相连。
优选地，所述的通信转换控制模块通过CAN总线与模拟量和开关量采集板相连；所述的通信转换控制模块通过RJ45接口和网线与控制器相连。
优选地，所述的模拟量和开关量采集板用于对电压模拟量、电流模拟量和开关量信号进行隔离采集，该模拟量和开关量采集板包括保险丝、前置衰减保护单元、缓冲放大单元、AD转换芯片、数字隔离器、防反限流电路、光耦隔离器、CPU处理器、CPLD逻辑控制器、电源稳压单元和用于存储主程序的外部FLASH芯片；所述的电压模拟量经过依次连接的前置衰减保护单元、缓冲放大单元、AD转换芯片和数字隔离器进行隔离采集；所述的开关量信号经过依次连接的防反限流电路和光耦隔离器进行隔离采集；所述的数字隔离器和光耦隔离器的输出端与CPLD逻辑控制器的输入端相连，该CPLD逻辑控制器的输出端与CPU处理器相连。
优选地，所述的AD转换芯片采用12位双通道逐次逼近型A/D转换器。
优选地，所述的CPU处理器设有外部SDRAM空间，用于提供移频信号的计算以及产品扩展升级所需的空间。
优选地，所述的电压模拟量的采集值精度为1％、电流模拟量的采集值精度为2％。
优选地，所述的通信转换控制模块设有RS232配置接口，用于配置网络IP地址、MAC地址、子网掩码、端口、网关和校正系数。
优选地，所述的监测站机模块具有实时值显示、实时曲线、数据保存、数据导出、自动校零、历史曲线、截图保存、值显示、缩放、滚动和程序升级的功能。
优选地，所述的实时值显示功能和实时曲线功能具体为：实时显示电压模拟量幅值、电流模拟量幅值、开关量电平、有绝缘移频电压或电流的主频设定、幅值、上边频、下边频、中心频率和低频以及绝缘移频电压或电流的主频设定、幅值、上边频、下边频、中心频率和低频，并生成曲线；
所述的数据保存功能具体为：测量数据保存48小时；
所述的数据导出功能具体为：测量数据可存储到自定义路径；
所述的自动校零功能具体为：通过输入用户名和密码对电压或电流采集通道的零值进行校准；
所述的历史曲线功能具体为：可导入历史数据并绘制成曲线或直接将测量数据绘制成曲线；
所述的截图保存功能具体为；将测试截面以截图的方式保存在自定义路径；
所述的值显示功能具体为：显示曲线采集的每个点的实际值；
所述的缩放功能具体为：曲线可进行放大和缩小；
所述的滚动功能具体为：实时曲线随时间的变化而变化；
所述的程序升级功能具体为：监测诊断装置在线更新程序。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
一、处理时间短：本发明中的监测诊断装置采用了高性能CPU处理器和CPLD逻辑控制器，有效的加快了数据的处理速度，大大缩短了处理时间。
二、集成度高：本发明中的监测诊断装置可以采集电压或电力模拟量、开关量信号以及绝缘移频信号，装置体积轻巧，携带方便，集成度高。
三、效率高：本发明中的监测诊断装置可以存储测量数据，测试点的覆盖率更高，大大提高了测试效率。
附图说明
图1为本发明中监测诊断装置的结构示意图；
图2为本发明中模拟量和开关量采集板的示意图；
图3为本发明实施例中监测站机模块的一个界面图；
图4为本发明实施例中监测站机模块的另一个界面图。
具体实施方式
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，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。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的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本发明保护的范围。
实施例：
本发明诊断仪对4路50Hz交流电压/电流、4路直流电压/电流、4路移频发送450-950Hz有绝缘移频(载波)信号和4路移频发送1700-2600Hz无绝缘移频(载波)信号进行采集计算,并可采集8路开关量信号。诊断仪包括模拟量/开关量采集板、通信转换控制模块、电源模块、交流电流互感器、直流电流互感器、监测站机软件。
如图1所示，模拟量和开关量采集板可对输入的4路0～300V/50Hz交流电压模拟量、4路0～30V直流电压模拟量、4路0～100A交流电流模拟量、4路0～50A直流电流模拟量、4路移频发送450-950Hz/电压0～300V/电流0～5A有绝缘移频(载波)信号、4路移频发送1700-2600Hz/电压0～300V/电流0～5A无绝缘移频(载波)信号、8路开关量信号进行隔离采集(可以输出12VDC电压到开关量采集端，也可以直接采集外部的12/24V开关量电压)，并通过CAN总线输出测量信号给通信转换控制模块。
通信转换控制模块负责通过CAN总线接收模拟量和开关量采集板的信号，并将其转换为网络信号，传输给控制器上的监测站机模块，该模块具备一个RS232配置接口，用于配置诊断仪/上位机的网络IP地址、MAC地址、子网掩码、端口、网关、校正系数等。
电源稳压模块将输入的交流220VAC/50HZ市电转换为12V直流电压输出，提供各电路模块的工作电源。
电流输入需采用两种附件输入，一种是交流电流互感器，规格为100A/50mA，将输入的100A大电流转换为小电流信号并隔离，另外一种为直流电流采集附件，规格为50A/20mA，额定输入电流为50A。两种附件都是与模拟量和开关量采集板的4路电流采集端子连接。
监测站机模块在控制器上运行，通过RJ45的10M/100Mbps自适应网口与通信转换控制模块连接，可以查看模拟量和开关量的实时值、实时曲线和历史曲线、以及进行数据保存、数据导出、在线升级等。
如图2所示，模拟量和开关量采集板采用DSP+CPLD结构，采用高性能DSP处理器(数字信号处理器)，具有148KBytes片内存储器，并且存储器控制器可与SDRAM、SRAM、Flash和ROM无缝连接灵活的存储器引导模式，可以选择从SPI口或外部存储器导入，最大达到16Mbyte的程序存储空间，以及8Mbyte的外部SDRAM空间,可提供8路移频信号等复杂信号的有效快速计算，并给监测产品的扩展升级提供足够的余量。
输出采用CAN总线，CAN地址可通过拨码设置，地址和功能设置信息可通过LED数码管显示。
电压输入加保险丝满足安全性要求，限流电阻采用指定金属膜电阻，可保证过载失效时阻值增大，导向安全侧；输入、输出、不同的输入之间采用磁隔离技术的数字隔离器，具有优于光耦合器等替代器件的出色性能特征，可提供较高耐压要求。
8路输入端口由8个小模块完成电压信号的隔离调理、滤波、比例放大等功能。输入和输出、不同的输入之间采用磁隔离技术的多通道数字隔离器。输入信号经由前置衰减放大后，再经缓冲放大进入AD转换。A/D转换芯片采用12位双通道逐次逼近型A/D转换器以保证电压全量程自动切换时的采集精度和采集速度。CPU对A/D转换输入的各种类型信号进行计算转换后通过CAN总线输出给通信转换模块，并且通信转换模块也可通过CAN总线对采集板进行设置和控制。
设计8路开关量输入，开关量可实现12V和24V电压通用，开关量经防反限流后进入光耦隔离器再到CPLD逻辑芯片；CPLD通过DSP的外部总线将开关量信号送入DSP处理。主程序保存在外部FLASH芯片中，采集板可通过CAN通信口实现在线升级，并通过通信转换模块实现网络在线升级。
如图3和图4所示，监测站机模块具有“实时值显示”功能，实时显示4路的交流/直流电压幅值、4路的交流/直流电流幅值、8路开关量电平、4路有绝缘移频电压的主频设定/幅值大小/上边频/下边频/中心频率/低频、4路有绝缘移频电流的主频设定/幅值大小/上边频/下边频/中心频率/低频、4路无绝缘移频电压的主频设定/幅值大小/上边频/下边频/中心频率/低频、4路无绝缘移频电流的主频设定/幅值大小/上边频/下边频/中心频率/低频。
监测站机模块具有“实时曲线”功能，实时显示4路的交流/直流电压幅值、4路的交流/直流电流幅值、8路开关量电平、4路有绝缘移频电压的主频设定/幅值大小/上边频/下边频/中心频率/低频、4路有绝缘移频电流的主频设定/幅值大小/上边频/下边频/中心频率/低频、4路无绝缘移频电压的主频设定/幅值大小/上边频/下边频/中心频率/低频、4路无绝缘移频电流的主频设定/幅值大小/上边频/下边频/中心频率/低频。
监测站机模块测试有绝缘移频信号，可以配置8路分别采集550/650/750/850Hz四种不同的主频信号。
监测站机模块测试无绝缘移频信号，可以配置8路分别采集1700/2000/2300/2600Hz四种不同的主频信号。
监测站机模块具备“数据保存”功能，可以自动持续保存48小时的测量数据，同时具备数据清空功能。
监测站机模块具备“数据导出”功能，可以实现测量数据另存到自定义的路径。
监测站机模块具备“自动校零”功能，该操作需要输入用户名密码才可以操作，可以实现对电压/电流采集通道的零值校准。
监测站机模块具备“历史曲线”功能，可以导入历史数据并绘制曲线，也可以直接绘制历史曲线。
监测站机模块具备“截图保存”功能，可以将测试界面以截图的方式保存下来，保存路径可设置。
监测站机模块具备“值显示”功能，可以显示曲线采集的每个点的实际值，
监测站机模块具备“缩放”功能，鼠标左键按住拖动为放大曲线某一段，右键按住左右拖动为查看左右的曲线，还可以通过“取消缩放”按键，取消放大状态。
监测站机模块具备“滚动”功能，实时曲线随时间的变化而变化。
监测站机模块具备“程序升级”功能，方便在线更新诊断仪的程序。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
Claims (9)
1.一种便携式铁路信号监测诊断装置，包括电源模块、交流电流互感器、直流电流互感器，其特征在于，该监测诊断装置还包括模拟量和开关量采集板、通信转换控制模块、和装有监测站机模块的控制器；所述的交流电流互感器和直流电流互感器与模拟量和开关量采集板的输入端相连；所述的模拟量和开关量采集板与通信转换控制模块相连；所述的通信转换控制模块与控制器相连。
2.根据权利要求1所述的一种便携式铁路信号监测诊断装置，其特征在于，所述的通信转换控制模块通过CAN总线与模拟量和开关量采集板相连；所述的通信转换控制模块通过RJ45接口和网线与控制器相连。
3.根据权利要求1所述的一种便携式铁路信号监测诊断装置，其特征在于，所述的模拟量和开关量采集板用于对电压模拟量、电流模拟量和开关量信号进行隔离采集，该模拟量和开关量采集板包括保险丝、前置衰减保护单元、缓冲放大单元、AD转换芯片、数字隔离器、防反限流电路、光耦隔离器、CPU处理器、CPLD逻辑控制器、电源稳压单元和用于存储主程序的外部FLASH芯片；所述的电压模拟量经过依次连接的前置衰减保护单元、缓冲放大单元、AD转换芯片和数字隔离器进行隔离采集；所述的开关量信号经过依次连接的防反限流电路和光耦隔离器进行隔离采集；所述的数字隔离器和光耦隔离器的输出端与CPLD逻辑控制器的输入端相连，该CPLD逻辑控制器的输出端与CPU处理器相连。
4.根据权利要求3所述的一种便携式铁路信号监测诊断装置，其特征在于，所述的AD转换芯片采用12位双通道逐次逼近型A/D转换器。
5.根据权利要求3所述的一种便携式铁路信号监测诊断装置，其特征在于，所述的CPU处理器设有外部SDRAM空间，用于提供移频信号的计算以及产品扩展升级所需的空间。
6.根据权利要求3所述的一种便携式铁路信号监测诊断装置，其特征在于，所述的电压模拟量的采集值精度为1％、电流模拟量的采集值精度为2％。
7.根据权利要求1所述的一种便携式铁路信号监测诊断装置，其特征在于，所述的通信转换控制模块设有RS232配置接口，用于配置网络IP地址、MAC地址、子网掩码、端口、网关和校正系数。
8.根据权利要求1所述的一种便携式铁路信号监测诊断装置，其特征在于，所述的监测站机模块具有实时值显示、实时曲线、数据保存、数据导出、自动校零、历史曲线、截图保存、值显示、缩放、滚动和程序升级的功能。
9.根据权利要求8所述的一种便携式铁路信号监测诊断装置，其特征在于，所述的实时值显示功能和实时曲线功能具体为：实时显示电压模拟量幅值、电流模拟量幅值、开关量电平、有绝缘移频电压或电流的主频设定、幅值、上边频、下边频、中心频率和低频以及绝缘移频电压或电流的主频设定、幅值、上边频、下边频、中心频率和低频，并生成曲线；
所述的数据保存功能具体为：测量数据保存48小时；
所述的数据导出功能具体为：测量数据可存储到自定义路径；
所述的自动校零功能具体为：通过输入用户名和密码对电压或电流采集通道的零值进行校准；
所述的历史曲线功能具体为：可导入历史数据并绘制成曲线或直接将测量数据绘制成曲线；
所述的截图保存功能具体为；将测试截面以截图的方式保存在自定义路径；
所述的值显示功能具体为：显示曲线采集的每个点的实际值；
所述的缩放功能具体为：曲线可进行放大和缩小；
所述的滚动功能具体为：实时曲线随时间的变化而变化；
所述的程序升级功能具体为：监测诊断装置在线更新程序。
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| CN201910696754.8A CN110470929A (zh) | 2019-07-30 | 2019-07-30 | 一种便携式铁路信号监测诊断装置 |
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| CN (1) | CN110470929A (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112684245A (zh) * | 2020-12-29 | 2021-04-20 | 卡斯柯信号有限公司 | 一种多路直流电压、电流测量与显示装置 |
| CN114280466A (zh) * | 2021-12-04 | 2022-04-05 | 中国长江电力股份有限公司 | 一种便携式故障诊断装置 |
| CN115102985A (zh) * | 2022-06-14 | 2022-09-23 | 卡斯柯信号有限公司 | 铁路信号智能综合采集装置 |
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2019
- 2019-07-30 CN CN201910696754.8A patent/CN110470929A/zh active Pending
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