CN112782570A - 一种用于监测继电器的系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于监测继电器的系统，包括：信号转换模块，其用于生成表示线圈两端是否有电压的第一模拟信号、和/或表示流过接触点的电流是否过流的第二模拟信号，分别将模拟信号转换为与继电器隔离的相应的数字信号；数据采集模块，其与信号转换模块连接，用于接收第一数字信号和第二数字信号，将数字信号进行采集点位置标记处理后，将得到的相应的继电器状态信息通过车辆总线传输至数据处理模块；数据处理模块，其用于接收并解析继电器状态信息，基于此，记录待采集继电器的动作频次和触点过流情况。本发明直接采集继电器线圈及接触点的动作状态，成本低、电路设计简单、占用PCB面积小。

Description

一种用于监测继电器的系统及方法

技术领域

本发明涉及电子控制器件监测技术领域，尤其是涉及一种用于监测继电器的系统及方法。

背景技术

随着车辆智能化信息化以及智能运维的要求，继电器、接触器等基础器件的工作状态成为车辆监测系统必不可少的一部分。在现有技术中，针对监测继电器的状态，目前主要有两种方案：

第一种方案，通过ADC模块来直接采集继电器线圈两端的电压、和/或继电器触点两端上的电压及电流，基于这些电流及电压值，从而判断继电器得电或失电状态、触点动作状态及触点负载电流。这种方案可以详细分析继电器工作参数，但具有成本高、电路设计复杂的问题。另外，这种方案更是增加了承载继电器的电路板的PCB设计难度，降低可靠性。

第二种方案是，通过车辆网络系统，来采集继电器辅助触点状态，记录继电器工作状态和动作次数。这种方法由于是通过辅助触点来反馈继电器状态，而并非是直接检测的，因而具有接线复杂、且所有继电器均需要预留辅助触点、以及成本较高的技术问题。另外，继电器逻辑机箱内承载继电器的电路板由于部分回路没有引线到机箱外部，使得车辆网络系统无法采集。

因而，针对继电器监测领域中的现有两种技术方案来看，需要解决上述两种技术方案中的一种或两种方案对应的技术问题。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种用于监测继电器的系统，包括：信号转换模块，其用于生成表示待采集继电器线圈两端是否有电压的第一模拟信号、和/或表示流过当前继电器接触点的电流是否过流的第二模拟信号，分别将所述第一模拟信号和/或所述第二模拟信号转换为与所述待采集继电器隔离的相应的数字信号；数据采集模块，其与所述信号转换模块连接，用于接收第一数字信号和第二数字信号，将所述数字信号进行采集点位置标记处理后，得到相应的继电器状态信息并将该信息通过车辆总线传输至数据处理模块；所述数据处理模块，其用于接收并解析所述继电器状态信息，基于此，记录当前待采集继电器的动作频次和触点过流情况。

优选地，所述信号转换模块，包括：第一转换子模块，其与所述待采集继电器的线圈两端连接，用于对线圈两端电压进行采样生成所述第一模拟信号，并采用光电耦合原理将所述第一模拟信号转换为所述第一数字信号后输出；第二转换子模块，其串接于所述待采集继电器接触点所在回路，用于对流过接触点的电流进行采样生成所述第二模拟信号，并利用光电耦合原理，将所述第二模拟信号转换为所述第二数字信号后输出。

优选地，所述第一转换子模块，包括：得电状态采样单元，其具备第一采样电阻，所述第一采样电阻的第一端与所述待采集继电器线圈的电流流入端连接，用于对线圈两端电压进行采样，生成所述第一模拟信号；第一模数转换单元，其具备第一光电耦合元件、第一上拉电阻和第一滤波电容，所述第一光电耦合元件的阳极输入端与所述第一采样电阻的第二端连接，阴极输入端与所述待采集继电器线圈的电流流出端连接，所述第一上拉电阻位于所述第一转换子模块的正电源和所述第一光电耦合元件的集电极输出端之间，所述第一滤波电容位于所述第一光电耦合元件的两个输出端之间，所述第一模数转换单元用于根据所述第一模拟信号生成相应的与后端隔离的数字信号。

优选地，所述第二转换子模块，包括：过流状态采样单元，其串接于所述待采集继电器接触点所在回路，用于利用预设的过电流阈值，生成表示流过接触点的电流与所述过电流阈值比较结果的所述第二模拟信号；第二模数转换单元，其与所述过流状态采样单元连接，用于根据所述第二模拟信号生成相应的与后端隔离的数字信号。

优选地，所述过流状态采样单元，包括：第二采样电阻，其串接于所述待采集继电器接触点所在回路；第三采样电阻，其第一端与所述第二采样电阻的第一端连接，第二端与所述第二模数转换单元内光电耦合元件的阳极输入端连接。

优选地，所述第二模数转换单元，包括：第二光电耦合元件，其阳极输入端与所述第三采样电阻的第二端连接，阴极输入端与所述第二采样电阻的第二端连接；第二上拉电阻，其位于所述第二转换子模块的正电源和所述第二光电耦合元件的集电极输出端之间；和第二滤波电容，其位于所述第二光电耦合元件的两个输出端之间。

优选地，所述信号转换模块和所述数据采集模块集成于动车组逻辑控制机箱内的继电器控制板上，其中，所述数据采集模块输出的所有所述数字信号独立于所述继电器控制板的布线层进行独立分层布线。

优选地，所述数据处理模块包括外部电源转换单元，用于将外部DC110V电源转换成DC24V电源，以为所述数据采集模块供电，进一步，所述数据采集模块包括内部电源转换单元，用于将所述DC24V电源转换为DC3.3V电源以为所述数据采集模块的外围电路和所述信号转换模块供电。

优选地，所述数据处理模块，其与动车组内实时在线的车辆诊断系统通信，用于将接收到的所述继电器状态信息转发至所述车辆诊断系统，使得所述车辆诊断系统实时获取动车组内所有继电器的运行状态。

另一方面，本发明还提供了一种用于监测继电器的方法，所述方法利用如上述所述的系统监测动车组内继电器的运行状态，所述方法包括：步骤一、信号转换模块生成表示待采集继电器线圈两端是否有电压的第一模拟信号、和/或表示流过当前继电器接触点的电流是否过流的第二模拟信号，分别将所述第一模拟信号和/或所述第二模拟信号转换为与所述待采集继电器隔离的相应的数字信号；步骤二、数据采集模块接收第一数字信号和第二数字信号，将所述数字信号进行采集点位置标记处理后，得到相应的继电器状态信息并将该信息通过车辆总线传输至数据处理模块；步骤三、所述数据处理模块接收并解析所述继电器状态信息，基于此，记录当前待采集继电器的动作频次和接触点过流情况。

与现有技术相比，上述方案中的一个或多个实施例可以具有如下优点或有益效果：

本发明公开了一种用于监测继电器的系统及方法。该系统及方法，一方面采用继电器线圈并联光耦的方式，直接采集表示继电器线圈是否有电压的继电器动作状态；还采用在接触点所在回路内串接采样电阻进行分压的方式，直接识别继电器触点是否过流的现象，并把模拟电流信号转化成一定门槛值的数字信号。本发明的信号采集方式为直接采集、成本低、电路设计简单、占用PCB面积小，且不影响原有继电器板布局布线。另外，本发明将整个系统集成到原有继电器控制板上，不额外增加逻辑控制机箱的空间，电路简易，性价比高。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例共同用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是本申请实施例的用于监测继电器的系统的应用环境示意图。

图2是本申请实施例的用于监测继电器的系统的整体结构示意图。

图3是本申请实施例的用于监测继电器的系统中的信号转换模块的电路拓扑图。

图4是本申请实施例的用于监测继电器的方法的步骤图。

具体实施方式

以下将结合附图及实施例来详细说明本发明的实施方式，借此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。需要说明的是，只要不构成冲突，本发明中的各个实施例以及各实施例中的各个特征可以相互结合，所形成的技术方案均在本发明的保护范围之内。

随着车辆智能化信息化以及智能运维的要求，继电器、接触器等基础器件的工作状态成为车辆监测系统必不可少的一部分。在现有技术中，针对监测继电器的状态，目前主要有两种方案：第一种方案，通过ADC模块来直接采集继电器线圈两端的电压、和/或继电器触点两端上的电压及电流，基于这些电流及电压值，从而判断继电器得电或失电状态、触点动作状态及触点负载电流。这种方案可以详细分析继电器工作参数，但具有成本高、电路设计复杂的问题。另外，这种方案更是增加了承载继电器的电路板的PCB设计难度，降低可靠性。第二种方案是，通过车辆网络系统，来采集继电器辅助触点状态，记录继电器工作状态和动作次数。这种方法由于是通过辅助触点来反馈继电器状态，而并非是直接检测的，因而具有接线复杂、且所有继电器均需要预留辅助触点、以及成本较高的技术问题。另外，继电器逻辑机箱内承载继电器的电路板由于部分回路没有引线到机箱外部，使得车辆网络系统无法采集。

因而，为了解决上述两种技术方案对应的技术问题，本发明提出了一种用于监测继电器的系统及方法。该系统及方法利用信号转换模块直接通过对继电器线圈两端电压及流过接触点的电流进行采样，并将相应的采样结果利用光电耦合技术进行数字化转换及隔离输出，直接生成表示线圈两端是否有电压的第一数字信号、以及表示流过继电器接触点的电流是否发生过流现象的第二数字信号；而后，利用数据采集模块收集当前电路板内所有继电器对应的这两种数字信号，以将其进行采集点位置标记处理后，打包(打包后生成继电器状态信息)发送至数据处理模块；最后，数据处理模块接收并解析来自所有电路板对应的继电器状态信息，并针对每个继电器记录其动作频次和是否发生接触点过流情况。这样，本发明利用信号采样和光电耦合原理直接采集表示继电器动作和接触点过流的两种信号，无需通过ADC模块来直接采集继电器线圈两端的电压和/或继电器触点两端上的电压及电流、或者通过车辆网络系统来采集继电器辅助触点状态，以间接诊断出继电器的动作频次和接触点过流现象，电路设计简单、成本低，无需进行间接的动作频次和过流现象逻辑诊断，快速且有效的实现了监测继电器工作状态的技术效果。

在对本发明所述的系统进行详细说明之前，首先，需要对本发明的应用环境进行说明。本发明所述的用于监测继电器的系统(以下称为“继电器监测系统”)主要应用于多继电器场合，其中的信号转换模块和数据采集模块能够集成于用于对一个或多个继电器进行逻辑控制的继电器逻辑控制电路板上。

图1是本申请实施例的用于监测继电器的系统的应用环境示意图。如图1所示，本发明能够应用于动车组内，由于动车组内具有多种应用多个继电器实施的控制电路，因此，在列车电力车箱内常常设置有用于对继电器进行逻辑控制的继电器逻辑控制机箱，机箱内设置有多个继电器逻辑控制电路板，每个继电器逻辑控制电路板能够实时对不同的继电器进行逻辑控制，以辅助列车的正常运行。图1(a)为继电器逻辑控制机箱的立体示意图，展示了内部安装的多个继电器逻辑控制电路板，图1(b)为继电器逻辑控制电路板的结构示意图，其中的立体方块为由当前继电器逻辑控制电路板所控制的多个继电器器件，右下角布置有第一电路板，第一电路板中布置有本发明所述的继电器监测系统中的信号转换模块和数据采集模块，用于对当前继电器逻辑控制板内的所有继电器的工作状态进行实时监测。因此，本发明中的继电器监测系统中的信号转换模块和数据采集模块能够附加安装于原有的继电器逻辑控制电路板上，PCB面积小，且不影响原始电路板的布局布线，还能够将附加安装有第一电路板的继电器逻辑控制电路板以原有的安装方式安装在继电器逻辑控制机箱内，不改变原有继电器逻辑控制机箱的结构、尺寸和内部各部件的安装方式。

图2是本申请实施例的用于监测继电器的系统的整体结构示意图。如图2所示，本发明所述的继电器监测系统包括：至少一个信号转换模块10、数据采集模块20和数据处理模块30。该系统包括至少一个信号转换模块10，每个信号转换模块对应有一个(待采集的)继电器器件，进一步，信号转换模块10一方面与待采集继电器的线圈两端连接，还同时串联于待采集继电器接触点所在的电路回路中。信号转换模块10用于生成表示继电器线圈两端是否有电压的第一模拟(电流)信号、和/或表示流过继电器接触点的电流是否过流的第二模拟(电流)信号，分别将第一模拟信号和/或第二模拟信号转换为与待采集继电器隔离的相应的数字信号，生成并输出第一数字信号和/或第二数字信号。

数据采集模块20与信号转换模块10连接。数据采集模块20用于接收来自信号转换模块10的第一数字信号和第二数字信号(即器件状态信息)，将当前信号转换模块10对应的器件状态信息(包括当前信号转换模块10对应的继电器的第一数字信号和第二数字信号)根据信号转换模块10所属数据采集模块20输入端的通道位置进行采集点位置标记处理后，得到针对当前继电器逻辑控制电路板的相应的继电器状态信息并将该信息通过车辆总线传输至数据处理模块30。

更进一步地说，由于本发明中具有至少一个信号转换模块10，因而，数据采集模块20能够与这些信号转换模块10连接。具体地，数据采集模块20包括采集模块处理器MCU(未图示)、内部电源转换单元(未图示)、IO采集电路(未图示)、通讯接口电路(未图示)。内部电源转换单元用于将从数据处理模块30获得的DC24V电源转换为DC3.3V电源，从而为数据采集模块20的外围电路和信号转换模块10供电。IO采集电路用于采集信号转换电路传来的数字量输入信号，该电路能够接收来自所有信号转换模块10中每个信号转换模块10对应的第一数字信号和第二数字信号。采集模块处理器MCU采用32位ARM处理器，主要用于收集来自各个信号转换模块10的第一数字信号和第二数字信号，并将这些数字信号根据不同的信号转换模块10所属数据采集模块20输入端的通道位置进行采集点位置标记处理后按照当前车辆总线(优选为CAN总线传输协议或485总线传输协议)类型对应的传输协议进行整合，得到针对当前所有待采集继电器的继电器(组)状态信息。通讯接口电路主要包括CAN总线隔离收发器或485通信模块，用于实现CAN总线通讯功能或485总线通讯功能。其中，上述通讯接口电路的通信类型、采集模块处理器MCU的协议类型应与车辆总线的类型相匹配。

数据处理模块30与上述数据采集模块20连接，用于接收并解析继电器状态信息，基于此，记录当前所有待采集继电器的动作频次和触点过流情况。在实际应用过程中，本发明实施例中的数据处理模块30外置于上述继电器逻辑控制机箱，能够与继电器逻辑控制机箱内的所有继电器逻辑控制电路板通讯，并通过第一传输线缆与每个继电器逻辑控制电路板连接。数据处理模块30内部配有一定的存储空间和实时时钟功能。进一步，数据处理模块30主要用于接收上述所有继电器逻辑控制电路板中的数据采集模块20发送的用于记录当前时刻电路板内所有继电器运行状态的继电器(组)状态信息，并对各个继电器(组)状态信息进行解析，得到当前时刻下每个继电器的器件运行状态(第一数字信号和第二数字信号)，以对每个继电器的当前器件运行状态进行存储，并利用当前模块内部的实时时钟，记录下每个继电器的当前时刻下线圈两端是否有电压(继电器是否动作)、以及流过接触点的电流是否发生电流过高的现象(过流现象)，并将当前每个继电器的器件运行状态写入到相应继电器对应的存储区域内。

其中，数据处理模块30采用外部DC110V电源供电，为了不使上述信号转换模块10和数据采集模块20采用外部电源直接供电的方式占用继电器逻辑控制机箱的剩余空间。数据处理模块30进一步包括外部电源转换单元(未图示)，用于将外部DC110V电源转换成DC24V电源，从而为每个继电器逻辑控制电路板内的数据采集模块20供电。如图2所示，第一传输线缆包括电源线和车辆总线。电源线包括24V正电源线和电源地线。车辆总线为一对信号线，在当前车辆总线为CAN总线时，该对信号线为CANH、CANL；在当前车辆总线为485总线时，该对信号线为485+、485-。

另外，数据处理模块30与动车组内实时在线的车辆诊断系统通信，用于将接收到的每个继电器逻辑控制电路板对应的继电器状态信息转发至车辆诊断系统，使得车辆诊断系统实时获取动车组内每个继电器的器件运行状态，以利用这些运行状态信息对整个列车的状态诊断进行辅助。

图3是本申请实施例的用于监测继电器的系统中的信号转换模块的电路拓扑图。下面结合图2和图3对上述信号转换模块10的结构及功能进行说明。信号转换模块10包括：第一转换子模块11和第二转换子模块12。图3(a)为上述第一转换子模块11的电路结构图，图3(b)为上述第二转换子模块12的电路结构图。如图3(a)所示，第一转换子模块11与待采集继电器RZDR-E40D的线圈两端(9、10)连接，用于对线圈两端的电压进行采样，生成相应的第一模拟(电流)信号，并采用光电耦合原理将第一模拟信号转换为第一数字信号后输出。

具体地，第一转换子模块11包括：得电状态采样单元111和第一模数转换单元112。得电状态采样单元111用于对继电器线圈两端电压进行采样，生成相应的第一模拟信号。得电状态采样单元111采用第一采样电阻R2，第一采样电阻R2的第一端与待采集继电器线圈的电流流入端9连接。在待采集继电器线圈两端有电压时，将线圈两端的端电压转换成相应的第一模拟电流信号，并输入至下述第一模数转换单元112。第一模数转换单元112用于根据接收到的第一模拟(电流)信号生成相应的与后端隔离的数字信号(第一数字电流信号)。第一模数转换单元112包括第一光电耦合元件U1、第一上拉电阻R1和第一滤波电容C1。第一模数转换单元112采用光耦信号输出结构，第一光电耦合元件U1的阳极输入端与第一采样电阻R2的第二端连接，阴极输入端与待采集继电器线圈的电流流出端10连接。第一上拉电阻R1位于第一转换子模块111的正电源和第一光电耦合元件U1的集电极输出端之间。第一滤波电容C1位于第一光电耦合元件U1的两个输出端(集电极输出端、发射极输出端)之间。在继电器线圈得电(有电流通过继电器线圈)后，光耦U1中的发光二极管得电后发光，此时，光耦U1中的OC门导通，将表示线圈两端有电压的第一数字信号的低电平输出并传递到电路后端的数据采集模块20。另外，在继电器线圈未得电(无电流通过继电器线圈)时，光耦U2中的发光二极管不导通，此时，光耦U1中的OC门不导通，将表示继电器线圈两端无电压产生的第一数字信号的高电平信号输出，并传递到电路后端的数据采集模块20。

此外，第一转换子模块11还包括：保护单元113。其中，保护单元113并接于继电器线圈两端，采用保护二极管V30，保护二极管V30反接在继电器线圈两端，其阳极与线圈的电流输出端连接，阴极与电流输入端连接。保护单元113用于对后端得电状态采样单元111和第一模数转换单元112进行保护。

这样，本发明通过采用继电器线圈两端直接并联光耦元件的方式，直接采集继电器线圈是否有电压的状态，成本低、电路设计简单、占用PCB面积小、且不影响原有继电器板布局布线。

如图3(b)所示，第二转换子模块12串接于待采集继电器RZDR-E40D的接触点所在的电路回路中，用于对流过接触点的电流进行采样，生成相应的第二模拟(电流)信号，并利用光电耦合原理，将第二模拟信号转换为第二数字信号后输出。

具体地，第二转换子模块12包括：过流状态采样单元121和第二模数转换单元122。过流状态采样单元121串接于待采集继电器RZDR-E40D接触点所在回路，用于利用预设的过电流阈值，生成表示流过接触点的电流与过电流阈值比较结果的第二模拟信号。过流状态采样单元121包括：第二采样电阻R3和第三采样电阻R5。第二采样电阻R3串接于待采集继电器接触点所在电路回路。第三采样电阻R5的第一端与第二采样电阻R3的第一端连接，第三采样电阻R5的第二端与第二模数转换单元122内光电耦合元件的阳极输入端连接。第二采样电阻R3和第三采样电阻R5的中点作为当前第二模拟信号的采样点，过电流阈值的大小通过第二采样电阻R3的阻值来调整。也就是说，利用第二采样电阻R3和第三采样电阻R5的阻值比进行分压，用流过第三采样电阻R5来模拟流过接触点的电流，生成相应的第二模拟(电流)信号，并将该信号输入至下述第二模数转换单元122。

第二模数转换单元122与过电流状态采样单元121连接，用于根据第二模拟(电流)信号生成相应的与后端隔离的数字信号(第二数字电流信号)。第二模数转换单元122包括第二光电耦合元件U2、第二上拉电阻R4和第二滤波电容C2。第二模数转换单元122采用光耦信号输出结构，第二光电耦合元件U2的阳极输入端与第三采样电阻R5的第二端连接，第二光电耦合元件U2的阴极输入端与第二采样电阻R3的第二端连接。第二上拉电阻R4位于第二转换子模块122的正电源和第二光电耦合元件U2的集电极输出端之间。第二滤波电容C2位于第二光电耦合元件U2的两个输出端(集电极输出端、发射极输出端)之间。在流过继电器接触点的电流超过过电流阈值(接触点发生过电流现象)时，光耦U2中的发光二极管得电后发光，此时，光耦U2中的OC门导通，将表示继电器接触点发生过流现象的第二数字信号的低电平输出并传递到电路后端的数据采集模块20。另外，在流过接触点两端的电流未超过过电流阈值(接触点并未发生过电流现象)时，光耦U2中的发光二极管不导通，此时，光耦U2中的OC门不导通，将表示继电器接触点未发生过流现象的第二数字信号的高电平信号输出，并传递到电路后端的数据采集模块20。

需要说明的是，由于本发明所布置的第二采样电阻R3是需要对接触点过流时的电流信号进行采样的，且异常的过流现象产生的电流信号的功率较大。因此，在本发明实施例中，第二采样电阻R3需要采用大功率低阻值电阻，进一步，第二采样电阻R3的耐流值至少为10A。这样，防止继电器触点上产生大电流烧损后端采样电阻，引起线路开路。

综上所述，本发明通过采用串联电阻分压的方式，来对流过接触点的电流进行采样，从而利用电路直接识别继电器触点是否发生过流现象，把模拟电流信号转化成一定门槛值的数字信号，易于采集和处理。

另外，由于本发明实施例中的信号转换模块10和数据采集模块20集成于动车组逻辑控制机箱内的继电器逻辑控制电路板上。在集成过程中，数据采集模块20输出的所有继电器对应的第一数字信号和第二数字信号，需要独立于原有继电器逻辑控制板的布线层，进行独立分层布线，构成数字隔离信号输出层，以将后端输出的数字信号与位于电路前端的继电器器件进行隔离，从而防止控制继电器的原有继电器逻辑控制板的强电部分引起对隔离信号输出过程的干扰。

另一方面，本发明基于上述用于监测继电器的系统，还提出了一种用于监测继电器的方法(也称“继电器监测方法”)，该方法利用上述继电器监测系统实时监测动车组内继电器的运行状态。图4是本申请实施例的用于监测继电器的方法的步骤图。如图4所示，步骤S410信号转换模块10生成表示待采集继电器线圈两端是否有电压的第一模拟信号、和/或表示流过当前继电器接触点的电流是否过流的第二模拟信号，分别将第一模拟信号和/或第二模拟信号转换为与待采集继电器隔离的相应的数字信号。步骤S420数据采集模块20接收第一数字信号和第二数字信号，将当前数字信号进行采集点位置标记处理后，得到相应的继电器状态信息并将该信息通过车辆总线传输至数据处理模块30。步骤S430数据处理模块30接收并解析继电器状态信息，基于此，记录当前待采集继电器的动作频次和接触点过流情况。

本发明提出了一种用于监测继电器的系统及方法。本发明一方面采用继电器线圈并联光耦的方式，直接采集表示继电器线圈是否有电压的继电器动作状态；还采用在接触点所在回路内串接采样电阻进行分压的方式，直接识别继电器触点是否过流的现象，并把模拟电流信号转化成一定门槛值的数字信号。本发明的信号采集方式为直接采集、成本低、电路设计简单、占用PCB面积小，且不影响原有继电器板布局布线。另外，本发明将整个系统集成到原有继电器控制板上，不额外增加逻辑控制机箱的空间，电路简易，性价比高。

虽然本发明所披露的实施方式如上，但所述的内容只是为了便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明。任何本发明所属技术领域内的技术人员，在不脱离本发明所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式上及细节上作任何的修改与变化，但本发明的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (10)

1.一种用于监测继电器的系统，其特征在于，包括：

信号转换模块，其用于生成表示待采集继电器线圈两端是否有电压的第一模拟信号、和/或表示流过当前继电器接触点的电流是否过流的第二模拟信号，分别将所述第一模拟信号和/或所述第二模拟信号转换为与所述待采集继电器隔离的相应的数字信号；

数据采集模块，其与所述信号转换模块连接，用于接收第一数字信号和第二数字信号，将所述数字信号进行采集点位置标记处理后，得到相应的继电器状态信息并将该信息通过车辆总线传输至数据处理模块；

所述数据处理模块，其用于接收并解析所述继电器状态信息，基于此，记录当前待采集继电器的动作频次和触点过流情况。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述信号转换模块，包括：

第一转换子模块，其与所述待采集继电器的线圈两端连接，用于对线圈两端电压进行采样生成所述第一模拟信号，并采用光电耦合原理将所述第一模拟信号转换为所述第一数字信号后输出；

第二转换子模块，其串接于所述待采集继电器接触点所在回路，用于对流过接触点的电流进行采样生成所述第二模拟信号，并利用光电耦合原理，将所述第二模拟信号转换为所述第二数字信号后输出。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述第一转换子模块，包括：

得电状态采样单元，其具备第一采样电阻，所述第一采样电阻的第一端与所述待采集继电器线圈的电流流入端连接，用于对线圈两端电压进行采样，生成所述第一模拟信号；

第一模数转换单元，其具备第一光电耦合元件、第一上拉电阻和第一滤波电容，所述第一光电耦合元件的阳极输入端与所述第一采样电阻的第二端连接，阴极输入端与所述待采集继电器线圈的电流流出端连接，所述第一上拉电阻位于所述第一转换子模块的正电源和所述第一光电耦合元件的集电极输出端之间，所述第一滤波电容位于所述第一光电耦合元件的两个输出端之间，所述第一模数转换单元用于根据所述第一模拟信号生成相应的与后端隔离的数字信号。

4.根据权利要求2或3所述的系统，其特征在于，所述第二转换子模块，包括：

过流状态采样单元，其串接于所述待采集继电器接触点所在回路，用于利用预设的过电流阈值，生成表示流过接触点的电流与所述过电流阈值比较结果的所述第二模拟信号；

第二模数转换单元，其与所述过流状态采样单元连接，用于根据所述第二模拟信号生成相应的与后端隔离的数字信号。

5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述过流状态采样单元，包括：

第二采样电阻，其串接于所述待采集继电器接触点所在回路；

第三采样电阻，其第一端与所述第二采样电阻的第一端连接，第二端与所述第二模数转换单元内光电耦合元件的阳极输入端连接。

6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述第二模数转换单元，包括：

第二光电耦合元件，其阳极输入端与所述第三采样电阻的第二端连接，阴极输入端与所述第二采样电阻的第二端连接；

第二上拉电阻，其位于所述第二转换子模块的正电源和所述第二光电耦合元件的集电极输出端之间；和

第二滤波电容，其位于所述第二光电耦合元件的两个输出端之间。

7.根据权利要求1～6中任一项所述的系统，其特征在于，所述信号转换模块和所述数据采集模块集成于动车组逻辑控制机箱内的继电器控制板上，其中，所述数据采集模块输出的所有所述数字信号独立于所述继电器控制板的布线层进行独立分层布线。

8.根据权利要求1～7中任一项所述的系统，其特征在于，所述数据处理模块包括外部电源转换单元，用于将外部DC110V电源转换成DC24V电源，以为所述数据采集模块供电，进一步，

所述数据采集模块包括内部电源转换单元，用于将所述DC24V电源转换为DC3.3V电源以为所述数据采集模块的外围电路和所述信号转换模块供电。

9.根据权利要求1～8中任一项所述的系统，其特征在于，

所述数据处理模块，其与动车组内实时在线的车辆诊断系统通信，用于将接收到的所述继电器状态信息转发至所述车辆诊断系统，使得所述车辆诊断系统实时获取动车组内所有继电器的运行状态。

10.一种用于监测继电器的方法，其特征在于，所述方法利用如权利要求1～9中任一项所述的系统监测动车组内继电器的运行状态，所述方法包括：

步骤一、信号转换模块生成表示待采集继电器线圈两端是否有电压的第一模拟信号、和/或表示流过当前继电器接触点的电流是否过流的第二模拟信号，分别将所述第一模拟信号和/或所述第二模拟信号转换为与所述待采集继电器隔离的相应的数字信号；

步骤二、数据采集模块接收第一数字信号和第二数字信号，将所述数字信号进行采集点位置标记处理后，得到相应的继电器状态信息并将该信息通过车辆总线传输至数据处理模块；

步骤三、所述数据处理模块接收并解析所述继电器状态信息，基于此，记录当前待采集继电器的动作频次和接触点过流情况。

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