CN113031504A - 一种列车牵引控制仿真系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种列车牵引控制仿真系统，包括：主机、实训单元和竞赛操作机；主机与实训单元和竞赛操作机通讯连接，实训单元与竞赛操作机之间用于由参赛人员进行连线；主机，用于根据竞赛题目确定对应的操作逻辑，并且将操作逻辑发送给实训单元；实训单元，包括实训控制器和接线端；实训控制器用于接收操作逻辑，根据操作逻辑，控制接线端上产生相应的开关量信号；竞赛操作机，采集接线端上的开关量信号，并发送给主机。本发明可以自动判断出参赛人员是否接线正确，避免了通过人工确认难度大的情况，提高了效率。

Description

一种列车牵引控制仿真系统
技术领域
本发明涉及一种列车牵引控制仿真系统，属于教学设备技术领域。
背景技术
列车牵引控制系统是指为实现列车牵引相关功能而设计的相关联控制电路系统，该系统控制着列车的启动，是列车各系统中的关键部件。目前，很多职业院校都开发有城市轨道交通这一课程，而列车牵引控制系统是该门课程的重要教学内容之一。
为了考察学员对列车牵引控制系统的掌握情况，可以通过竞赛的形式，考察学员在设备安装、布线及调试操作等多个方面的能力。但是，由于整个列车牵引控制系统中的开关及塞门、电磁阀等器件较多，接线过程比较复杂，对于现有的列车牵引控制仿真系统，在竞赛时，参赛人员在有限的时间内很难完成所有的接线部分，且由于接线多而复杂，在完成接线的情况下，也很难通过人工来确定是否接线正确。
发明内容
本发明的目的是提供一种列车牵引控制仿真系统，用于解决现有的列车牵引控制仿真系统难以判断接线是否正确的问题。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种列车牵引控制仿真系统，包括：主机、实训单元和竞赛操作机；主机与实训单元和竞赛操作机通讯连接，所述实训单元与竞赛操作机之间用于由参赛人员进行连线；
主机，用于根据竞赛题目确定对应的操作逻辑，并且将所述操作逻辑发送给实训单元；
实训单元，包括实训控制器和接线端；所述实训控制器用于接收所述操作逻辑，根据所述操作逻辑，控制接线端上产生相应的开关量信号；
竞赛操作机，采集所述接线端上的开关量信号，并发送给所述主机。
本发明的有益效果是：在竞赛时，主机根据该竞赛题目确定对应的操作逻辑并将操作逻辑发送给实训控制板，实训控制板根据操作逻辑，模拟出相应的开关量信号；参赛人员在接线端和竞赛操作机之间进行接线，当接线正确时，竞赛操作机就可以采集到这些开关量信号，否则就不能够采集到这些开关量信号，主机通过对竞赛操作机采集到的开关量信号进行判断，就可以知道参赛人员是否接线正确。本发明可以自动判断出参赛人员是否接线正确，避免了通过人工确认难度大的情况，提高了效率，便于推广应用。
进一步的，为了进一步反馈参赛人员是否接线正确，竞赛操作机连接有执行单元。
进一步的，为了进一步反馈参赛人员是否接线正确，所述接线端连接有执行单元。
进一步的，为了便于直观判断，所述执行单元包括继电器、二极管和状态指示灯。
进一步的，为了便于布置，所述实训控制器设于控制板上，接线端设于接线板上。
进一步的，所述主机为PC，所述竞赛操作机为PLC模组。
附图说明
图1是本发明的列车牵引控制仿真系统的结构图1；
图2是本发明的列车牵引控制仿真系统的结构图2；
图3是本发明的列车牵引控制仿真系统的结构图3。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施例对本发明进行进一步详细说明。
如图1所示，本实施例提供了一种列车牵引控制仿真系统，该仿真系统包括操纵台、计算机主机(PC)、PLC模组、实训单元和执行单元，该实训单元包括实训控制板和接线板。操纵台通过网络连接计算机主机，计算机主机通过COM接口连接实训控制板和PLC模组，PLC模组连接执行单元。
其中，实训控制板用于实现实训单元的主要功能(下文详细叙述)，实训控制板的各种(用于外接PLC模组的)外接信号连接到接线板上，接线板用于实现实训控制板与PLC模组之间信号的转换(例如，阻抗匹配、电平转换等)。本实施例之所以要将实训控制板与接线板分开，主要是由于：参赛人员需要在PLC模组和实训控制板之间进行连线，在接线时参赛人员只摆弄无关键功能的接线板，避免操作过程中误碰触实训控制板上的关键元件。当然，作为其他实施方式，接线板也可以与实训控制板集成一体。执行单元包括继电器、二极管和状态指示灯，用于模拟机车实际执行设备是否动作。
上述列车牵引控制仿真系统的工作原理如下：
首先，在操纵台输入竞赛题目，操纵台下发给计算机主机；计算机主机接收操控台下发的竞赛题目，根据存储的映射关系，确定对应的操作逻辑，以及对应该操作逻辑PLC模组应当采集到的信息，将该操作逻辑发送给实训控制板。实训控制板中设置有处理器，其接收到的操作逻辑后，便可以产生对应的开关量信号，这些开关量信号将反映到接线板上。
然后，由参赛人员在PLC模组和接线板之间的进行接线；若参赛人员接线正确，则PLC模组就可以正确地采集到这些开关量信号。
接着，PLC模组将采集到的开关量信号(不论正确与否)通过COM口传输到计算机主机。计算机主机不仅存储了竞赛题目、与操作逻辑之间的映射关系，还存储了相应的该操作逻辑下，正确的开关量信号(即正确的采集信息)。因此，计算机主机可以判断参赛人员接线是否正确。
最终，计算机将参赛人员接线是否正确的判断结果发送给操纵台，操纵台进行显示。
也就是说，在竞赛考试时，参赛人员可以在PLC模组上面操作，例如，根据竞赛题目，进行原理图设计，根据原理图确定对应的操作逻辑，并根据操作逻辑，在PLC模组和接线板之间进行接线。对于某个竞赛题目，当参赛人员设计的操作逻辑正确时，即设计的操作逻辑与计算机主机中存储的操作逻辑相同，且在PLC模组和接线板之间的接线也正确，此时，PLC模组就可以采集到实训控制板模拟产生的与操作逻辑对应的开关量信号。另外，PLC模组还连接有执行单元，执行单元包括继电器、二极管和状态指示灯，用于模拟机车实际执行设备是否动作。当参赛人员接线正确时，执行单元中相应的器件就会工作，例如继电器闭合，状态指示灯亮起。
PLC模组将采集到的开关量信号发送给计算机主机，计算机主机将接收到的开关量信号与自身存储的PLC模组应当采集到的信息相比较，就可以知道参赛人员操作逻辑设计以及接线是否正确，并将结果发送给操纵台。操纵台根据接线结果，进行相应的显示。
需要说明的是，在本实施例中，参赛人员只需要在PLC模组和接线板之间进行接线，其他线路均已预先接好。而作为其他的实施方式，为了进一步考察参赛人员的接线能力，也可以让参赛人员自己连接实训控制板与连接板之间的线路，以及PLC模组与执行单元之间的线路。
另外，作为其他实施方式，如图2和图3所示，还可以将执行单元连接到接线板或者实训控制板上；采用固定连接的方式，或者让参赛人员进行连接，以考验参赛人员的能力。
以下结合具体的例子，对该列车牵引控制仿真系统的工作原理进行具体说明：
在操纵台选择参赛题目为控制受电弓升弓，并将该参赛题目发送给计算机主机。计算机主机根据参赛题目，确定对应的操作逻辑为继电器K1和K2闭合、继电器K3断开。参赛人员通过在接线板和PLC模组之间进行接线，使PLC模组能够采集到上述操作逻辑，而能否采集到该操作逻辑，关键在于参赛人员可以正确设计原理图以及正确接线。
操作逻辑信息产生后，计算机主机将该操作逻辑发送给实训控制板。为了将继电器K1和K2闭合、继电器K3断开这一操作逻辑被PLC模组采集到，实训控制板需要进行模拟。模拟的方式是产生开关量信号，而由PLC模组采集开关量信号。对于继电器K1和K2闭合，继电器K3断开的操作逻辑，需要产生开关量A＝1，B＝1，C＝0。对应在接线板上，A端子上得到1，B端子上得到1，C端子上得到0。
如果参赛人员接线正确，那么PLC模组上的x，y，z端子，有x端子接A端子，y端子接B端子，z端子接C端子，此时x＝1，y＝1，z＝0，执行单元中用于显示受电弓升弓的状态指示灯亮。PLC模组将采集到的x＝1，y＝1，z＝0这一信息发送给计算机主机，计算机主机将接收到的信息与自身存储的信息进行比较，可以判断出参赛人员接线正确。其中，自身存储的信息是指对应继电器K1和K2闭合、继电器K3断开这一操作逻辑，PLC模组应当采集到信息。计算机主机将该接线正确的信息发送给操纵台，操纵台上会显示受电弓升弓成功的图标。
如果参赛人员接线错误，PLC模组就无法采集到x＝1，y＝1，z＝0这一信息，执行单元中用于显示受电弓升弓的状态指示灯不亮。计算机主机通过比较可以知道参赛人员接线错误，并将接线错误的信息发送给操纵台，操纵台上会显示受电弓升弓失败的图标。

Claims (6)

1.一种列车牵引控制仿真系统，其特征在于，包括：主机、实训单元和竞赛操作机；主机与实训单元和竞赛操作机通讯连接，所述实训单元与竞赛操作机之间用于由参赛人员进行连线；
主机，用于根据竞赛题目确定对应的操作逻辑，并且将所述操作逻辑发送给实训单元；
实训单元，包括实训控制器和接线端；所述实训控制器用于接收所述操作逻辑，根据所述操作逻辑，控制接线端上产生相应的开关量信号；
竞赛操作机，采集所述接线端上的开关量信号，并发送给所述主机。
2.根据权利要求1所述的列车牵引控制仿真系统，其特征在于，竞赛操作机连接有执行单元。
3.根据权利要求1所述的列车牵引控制仿真系统，其特征在于，所述接线端连接有执行单元。
4.根据权利要求2或3所述的列车牵引控制仿真系统，其特征在于，所述执行单元包括继电器、二极管和状态指示灯。
5.根据权利要求1-3中任一项所述的列车牵引控制仿真系统，其特征在于，所述实训控制器设于控制板上，接线端设于接线板上。
6.根据权利要求1-3中任一项所述的列车牵引控制仿真系统，其特征在于，所述主机为PC，所述竞赛操作机为PLC模组。
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