CN202066623U - 一种受电弓静态压力检测终端、控制器及检测系统 - Google Patents

一种受电弓静态压力检测终端、控制器及检测系统 Download PDF

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马君
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Abstract

本实用新型公开一种受电弓静态压力检测终端、控制器及检测系统，其具体结构包括终端、控制器及检测系统，相应的终端包括压力检测模块、可编程逻辑控制器、终端通信模块和升降弓执行模块；可编程逻辑控制器通过压力检测模块检测受电弓的静态压力参数，并进行处理后，通过终端通信模块传输给受电弓静态压力检测控制器；同时，可编程逻辑控制器接收受电弓静态压力检测控制器发送的指令数据，并根据该指令数据通过升降弓执行模块控制受电弓的升降。本实用新型实施例的实现能够准确、稳定、可靠地控制采样频率与升降弓速度相匹配，从而准确检测受电弓静态压力，以确保受电弓与接触网之间能够保持良好的受力关系。

Description

一种受电弓静态压力检测终端、控制器及检测系统
技术领域
本实用新型涉及压力检测领域，尤其涉及一种受电弓静态压力检测终端、控制器及检测系统。
背景技术
受电弓静态压力检测是检查受电弓性能参数的关键性检测项目之一，它是衡量受电弓性能的重要参考依据，能够直接反映出受电弓与接触网之间的受力关系。
目前，现有的受电弓静态压力检测方法是将受电弓滑板在受电弓升降弓过程中所受到的压力转换为拉力来进行间接测量。在这种检测方法中，受电弓必须尽量匀速升降弓，并保证检测装置的采样频率与升降弓速度相匹配，才能检测出一个比较准确的测量结果。现有的受电弓静态压力检测装置通过单片机对受电弓的静态压力进行采样。
在实现本实用新型过程中，发明人发现现有技术中至少存在如下问题：
第一、现有受电弓静态压力检测装置所采用的单片机为8位单片机，无法稳定准确地同时控制采样频率和升降弓速度，因此很难保证检测装置的采样频率与受电弓的升降速度相匹配；
第二、现有受电弓静态压力检测装置所采用的单片机，需要有大量外围电路的支持才能对受电弓静态压力进行采样，但这些外围电路的布图比较复杂，很难保证该外围电路安全性、准确性和稳定性，因此整体受电弓静态压力检测终端、控制器及检测系统准确性和可靠性也很不稳定。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种受电弓静态压力检测终端、控制器及检测系统，以便于准确、稳定、可靠地控制采样频率与升降弓速度相匹配，从而准确检测受电弓静态压力，以确保受电弓与接触网之间能够保持良好的受力关系。
本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：
一种受电弓静态压力检测终端，用于在受电弓静态压力检测控制器的控制下检测受电弓的静态压力，包括：压力检测模块、可编程逻辑控制器、终端通信模块、升降弓执行模块和终端电源模块；
可编程逻辑控制器通过压力检测模块检测受电弓的静态压力参数，并进行处理后，通过终端通信模块传输给受电弓静态压力检测控制器；同时，可编程逻辑控制器接收受电弓静态压力检测控制器发送的指令数据，并根据该指令数据通过升降弓执行模块控制受电弓的升降；
终端电源模块分别与压力检测模块、可编程逻辑控制器、终端通信模块和升降弓执行模块连接，并为压力检测模块、可编程逻辑控制器、终端通信模块和升降弓执行模块提供电能。
优选地，该终端还包括运行状态显示模块；
运行状态显示模块与可编程逻辑控制器连接，并在可编程逻辑控制器的控制下显示压力检测模块、终端通信模块和升降弓执行模块的运行状态。
优选地，相应的运行状态显示模块包括数码显示管、液晶显示屏或阴极射线管显示器中的至少一种。
优选地，相应的压力检测模块包括压力传感器、应变放大电路和模数转换单元；
压力传感器检测受电弓的静态压力参数，该静态压力参数依次经过应变放大电路的放大和模数转换单元的模数转换后，传送给可编程逻辑控制器进行处理。
优选地，相应的终端通信模块包括串口、并口、以太网接口、通用串行总线USB接口、微波传输接口、蓝牙接口、红外接口或无线网络接口中的至少一种。
优选地，相应的升降弓执行模块包括步进电机驱动器、步进电机和拉力执行机构；
可编程逻辑控制器与步进电机驱动器连接，并通过步进电机驱动器控制步进电机工作，从而使受电弓在拉力执行机构带动下升降弓。
优选地，相应的可编程逻辑控制器采用日本三菱公司生产的FX2N系列可编程逻辑控制器。
一种受电弓静态压力检测控制器，用于控制受电弓静态压力检测终端检测受电弓的静态压力，包括：控制器通信模块、控制器主控模块、控制器显示模块、控制信息获取模块和控制器电源模块；
控制器主控模块通过控制器通信模块接收受电弓静态压力检测终端发送的受电弓的静态压力参数，并进行处理后，发送给控制器显示模块进行显示；同时，控制器主控模块通过控制信息获取模块获取操作者的控制信息，并处理成相应的指令数据后，通过控制器通信模块发送给受电弓静态压力检测终端，以控制受电弓的升降；
控制器电源模块分别与控制器通信模块、控制器主控模块、控制器显示模块和控制信息获取模块连接，并为控制器通信模块、控制器主控模块、控制器显示模块和控制信息获取模块提供电能。
优选地，相应的控制器通信模块包括串口、并口、以太网接口、通用串行总线USB接口、微波传输接口、蓝牙接口、红外接口或无线网络接口中的至少一种。
一种受电弓静态压力检测系统，用于检测受电弓的静态压力，包括：上述技术方案中所述的受电弓静态压力检测终端，以及上述技术方案中所述的受电弓静态压力检测控制器；
所述的受电弓静态压力检测控制器包括控制器通信模块；受电弓静态压力检测控制器通过控制器通信模块向受电弓静态压力检测终端发送指令数据；
所述受电弓静态压力检测终端包括终端通信模块；受电弓静态压力检测终端通过终端通信模块接收控制器通信模块发送的指令数据。
由上述本实用新型提供的技术方案可以看出，本实用新型实施例提供的受电弓静态压力检测终端、控制器及检测系统通过受电弓静态压力检测终端的压力检测模块检测受电弓的静态压力参数，并进行处理后，通过终端通信模块传输给控制器；同时，受电弓静态压力检测终端的可编程逻辑控制器接收受电弓静态压力检测控制器发送的指令数据，并根据该指令数据通过升降弓执行模块控制受电弓的升降，从而使采样频率与升降弓速度准确、稳定、可靠地相互匹配，不仅能够准确检测受电弓静态压力，而且能够确保受电弓与接触网之间能够保持良好的受力关系。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动行的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。
图1为本实用新型实施例提供的受电弓静态压力检测系统的结构示意图。
具体实施方式
下面结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型的保护范围。
首先，需要说明的是，本实用新型实施例包括受电弓静态压力检测终端、受电弓静态压力检测控制器和受电弓静态压力检测系统，为便于理解，下面将结合附图分别对三者进行详细描述。
(一)受电弓静态压力检测终端
如图1所示，本实用新型实施例提供的受电弓静态压力检测终端，用于在受电弓静态压力检测控制器的控制下检测受电弓的静态压力，其具体结构可以包括：压力检测模块、可编程逻辑控制器、终端通信模块、升降弓执行模块和终端电源模块；
可编程逻辑控制器通过压力检测模块检测受电弓的静态压力参数，并进行处理后，通过终端通信模块传输给控制器；同时，可编程逻辑控制器接收控制器发送的指令数据，并根据该指令数据通过升降弓执行模块控制受电弓的升降；
终端电源模块分别与压力检测模块、可编程逻辑控制器、终端通信模块和升降弓执行模块连接，并为压力检测模块、可编程逻辑控制器、终端通信模块和升降弓执行模块提供电能。
其中，上述方案中各部件的具体信息包括：
(1)运行状态显示模块：相应的运行状态显示模块与可编程逻辑控制器连接，并在可编程逻辑控制器的控制下显示压力检测模块、终端通信模块和升降弓执行模块的运行状态；
具体地，相应的运行状态显示模块可以包括数码显示管、液晶显示屏或阴极射线管显示器中的至少一种；在实际应用中，为了节约该终端的制造成本，最好采用由数码显示管构成的数码显示管面板，其中的每个数码显示管均代表一种运行状态，从而既能使操作者能够直观地观察出该终端的运行状态，又能节约该终端的生产成本。
(2)压力检测模块：相应的压力检测模块可以包括压力传感器、应变放大电路和模数转换单元；压力传感器检测受电弓的静态压力参数，该静态压力参数依次经过应变放大电路的放大和模数转换单元的模数转换后，传送给可编程逻辑控制器进行处理；
具体地，相应的压力传感器检测到的受电弓的静态压力参数为一个模拟信号，经过应变放大电路的信号放大后，又经过模数转换单元将该模拟信号转换为可编程逻辑控制器可以识别的数字信号，然后传送给可编程逻辑控制器进行处理。
进一步地，相应的应变放大器最好采用现有技术中的SG-4016隔离应变片，其输入电压为最低为±10mV，输入电压为±5V，激励电压为1～10Vdc，相应的输入、输出以及供电电压之间可隔离1000Vdc电压；由于该模块输出阻抗较小，所以可很好的与模数转换单元进行阻抗匹配；
相应的模数转换单元可以采用日本三菱公司生产的16位高速模数转换模块，其内部自带了低通滤波模块，既能提高系统的采集精度，又能有效地保证系统的稳定性能。
(3)终端通信模块：相应的终端通信模块可以包括：串口(相应的串口可以包括传输率为9600-921.6kps的RS-485串行接口或传输率为9600-57.6kps的RS-232串行接口)、并口、以太网接口(所述以太网接口可以包括RJ-45以太网接口)、USB(英文全称：Universal Serial BUS，译为：通用串行总线)接口、微波传输接口、蓝牙接口、红外接口或无线网络接口(相应的无线网络接口可以包括GPRS(英文全称：GeneralPacket Radio Service，译为：通用分组无线服务技术)接口或CDMA 1X(CDMA英文全称为Code-Division Multipie Access，译为码分多址；CDMA 1X是指CDMA2000的第一阶段)接口)中的至少一种；相应的终端通信模块用于将受电弓的静态压力参数发送给受电弓静态压力检测控制器，并接收受电弓静态压力检测控制器发送的指令数据。
具体地，由于无线数据传输具有更高的灵活性，因此在实际应用中，相应的终端通信模块最好采用蓝牙蓝牙接口进行无线数据传输，例如，可以采用现有技术中的CSRBlueCore 02芯片，该芯片的通信频段采用2.4-2.4835GHz公共ISM频段，有效传输距离约100米，内建与外置天线增强了信号传输的稳定性和传输距离，最高数据传输速度可达723Kbps，完全可以满足采集受电弓所受静态压力的需求。
(4)升降弓执行模块：相应的升降弓执行模块可以包括步进电机驱动器、步进电机和拉力执行机构；可编程逻辑控制器与步进电机驱动器连接，并通过步进电机驱动器控制步进电机工作，从而使受电弓在拉力执行机构带动下升降弓。
(5)可编程逻辑控制器：相应的可编程逻辑控制器可以采用日本三菱公司生产的FX2N系列可编程逻辑控制器；该系列的可编程逻辑控制器采用交流220V供电，其内部包括8个输入端口、8个输出端口以及8K内置存储器；它的运算处理速度可以达到每条基本指令用时0.55～0.7微秒，最大存储器容量可以扩展到16K，输入/输出端口的电压可以达到24伏逻辑电平，并且内置有2轴独立最高100kHz定位功能；因此能够大大提高了整个终端的高效性和可靠性。
(二)受电弓静态压力检测控制器
如图1所示，本实用新型实施例提供的受电弓静态压力检测控制器，用于控制受电弓静态压力检测终端检测受电弓的静态压力，其具体结构可以包括：控制器通信模块、控制器主控模块、控制器显示模块、控制信息获取模块和控制器电源模块；
控制器主控模块通过控制器通信模块接收受电弓静态压力检测终端发送的受电弓静态压力参数，并进行处理后，发送给控制器显示模块进行显示；同时，控制器主控模块通过控制信息获取模块获取操作者的控制信息，并处理成相应的指令数据后，通过控制器通信模块发送给受电弓静态压力检测终端，以控制受电弓的升降；
控制器电源模块分别与控制器通信模块、控制器主控模块、控制器显示模块和控制信息获取模块连接，并为控制器通信模块、控制器主控模块、控制器显示模块和控制信息获取模块提供电能。
其中，相应的控制器通信模块可以包括：串口(相应的串口可以包括传输率为9600-921.6kps的RS-485串行接口或传输率为9600-57.6kps的RS-232串行接口)、并口、以太网接口(所述以太网接口可以包括RJ-45以太网接口)、USB(英文全称：UniversalSerial BUS，译为：通用串行总线)接口、微波传输接口、蓝牙接口、红外接口或无线网络接口(相应的无线网络接口可以包括GPRS(英文全称：General Packet RadioService，译为：通用分组无线服务技术)接口或CDMA 1X(CDMA英文全称为Code-Division Multiple Access，译为码分多址；CDMA 1X是指CDMA2000的第一阶段)接口)中的至少一种；控制器通信模块可以接收受电弓静态压力检测终端发送的受电弓的静态压力参数，并将控制器主控模块的指令数据发送给受电弓静态压力检测终端。
具体地，该受电弓静态压力检测控制器可以根据受电弓静态压力参数进行统计处理分析，从而绘制出有效的受电弓静态压力特征曲线，并将该受电弓静态压力特征曲线，以及相应的升降弓时间、最大升降弓高度等信息一同展示给操作者，以方便操作者根据这些信息确定受电弓的平均静态压力或确定输入相应的控制信息；受电弓静态压力检测控制器获取操作者的控制信息，并转换为相应的指令参数发送给受电弓静态压力检测终端，以控制受电弓的升降，以及受电弓静态压力的检测。
需要说明的是，本实用新型实施例所提供的受电弓静态压力检测控制器在实际应用中可以包括安装有相应处理软件计算机，手机、触摸屏一体机等智能设备，也可以为专为受电弓静态压力检测而按照上面技术方案设置的智能设备，但不仅限于此。
(三)受电弓静态压力检测系统
如图1所示，本实用新型实施例提供的受电弓静态压力检测系统，用于检测受电弓的静态压力，其具体结构可以包括上述技术方案中所述的受电弓静态压力检测终端，以及上述技术方案中所述的受电弓静态压力检测控制器；
相应的受电弓静态压力检测控制器包括控制器通信模块；受电弓静态压力检测控制器通过控制器通信模块向受电弓静态压力检测终端发送指令数据；
相应受电弓静态压力检测终端包括终端通信模块；受电弓静态压力检测终端通过终端通信模块接收控制器通信模块发送的指令数据。
可见，本实用新型实施例的实现能够准确、稳定、可靠地控制采样频率与升降弓速度相匹配，从而准确检测受电弓静态压力，以确保受电弓与接触网之间能够保持良好的受力关系。
以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型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实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种受电弓静态压力检测终端，用于在受电弓静态压力检测控制器的控制下检测受电弓的静态压力，其特征在于，包括：压力检测模块、可编程逻辑控制器、终端通信模块、升降弓执行模块和终端电源模块；
可编程逻辑控制器通过压力检测模块检测受电弓的静态压力参数，并进行处理后，通过终端通信模块传输给受电弓静态压力检测控制器；同时，可编程逻辑控制器接收受电弓静态压力检测控制器发送的指令数据，并根据该指令数据通过升降弓执行模块控制受电弓的升降；
终端电源模块分别与压力检测模块、可编程逻辑控制器、终端通信模块和升降弓执行模块连接，并为压力检测模块、可编程逻辑控制器、终端通信模块和升降弓执行模块提供电能。
2.根据权利要求1所述的受电弓静态压力检测终端，其特征在于，还包括运行状态显示模块；
运行状态显示模块与可编程逻辑控制器连接，并在可编程逻辑控制器的控制下显示压力检测模块、终端通信模块和升降弓执行模块的运行状态。
3.根据权利要求2所述的受电弓静态压力检测终端，其特征在于，所述的运行状态显示模块包括数码显示管、液晶显示屏或阴极射线管显示器中的至少一种。
4.根据权利要求1或2或3所述的受电弓静态压力检测终端，其特征在于，所述的压力检测模块包括压力传感器、应变放大电路和模数转换单元；
压力传感器检测受电弓的静态压力参数，该静态压力参数依次经过应变放大电路的放大和模数转换单元的模数转换后，传送给可编程逻辑控制器进行处理。
5.根据权利要求1或2或3所述的受电弓静态压力检测终端，其特征在于，所述的终端通信模块包括串口、并口、以太网接口、通用串行总线USB接口、微波传输接口、蓝牙接口、红外接口或无线网络接口中的至少一种。
6.根据权利要求1或2或3所述的受电弓静态压力检测终端，其特征在于，所述的升降弓执行模块包括步进电机驱动器、步进电机和拉力执行机构；
可编程逻辑控制器与步进电机驱动器连接，并通过步进电机驱动器控制步进电机工作，从而使受电弓在拉力执行机构带动下升降弓。
7.根据权利要求1或2或3所述的受电弓静态压力检测终端，其特征在于，所述的可编程逻辑控制器采用日本三菱公司生产的FX2N系列可编程逻辑控制器。
8.一种受电弓静态压力检测控制器，用于控制受电弓静态压力检测终端检测受电弓的静态压力，其特征在于，包括：控制器通信模块、控制器主控模块、控制器显示模块、控制信息获取模块和控制器电源模块；
控制器主控模块通过控制器通信模块接收受电弓静态压力检测终端发送的受电弓的静态压力参数，并进行处理后，发送给控制器显示模块进行显示；同时，控制器主控模块通过控制信息获取模块获取操作者的控制信息，并处理成相应的指令数据后，通过控制器通信模块发送给受电弓静态压力检测终端，以控制受电弓的升降；
控制器电源模块分别与控制器通信模块、控制器主控模块、控制器显示模块和控制信息获取模块连接，并为控制器通信模块、控制器主控模块、控制器显示模块和控制信息获取模块提供电能。
9.根据权利要求8所述的受电弓静态压力检测控制器，其特征在于，所述的控制器通信模块包括串口、并口、以太网接口、通用串行总线USB接口、微波传输接口、蓝牙接口、红外接口或无线网络接口中的至少一种。
10.一种受电弓静态压力检测系统，用于检测受电弓的静态压力，其特征在于，包括：上述权利要求1至7中任一项所述的受电弓静态压力检测终端，以及上述权利要求8至9中任一项所述的受电弓静态压力检测控制器；
所述的受电弓静态压力检测控制器包括控制器通信模块；受电弓静态压力检测控制器通过控制器通信模块向受电弓静态压力检测终端发送指令数据；
所述受电弓静态压力检测终端包括终端通信模块；受电弓静态压力检测终端通过终端通信模块接收控制器通信模块发送的指令数据。
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