CN203528481U - 一种用于自动过分相装置的语音及数显提示盒 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种用于自动过分相装置的语音及数显提示盒，其特征在于，包括电源转换模块、处理器、语音模块、数码管显示模块、LED指示灯、通讯接口；处理器、语音模块、数码管显示模块、LED指示灯、通讯接口均与电源转换模块连接；处理器的输入端通过通讯接口与自动过分相装置连接；语音模块、数码管显示模块、LED指示灯均与处理器输出端相连。本实用新型和自动过分相装置配套使用，提供自动过分相装置在过分相区时分相动作的语音提醒、分相距离显示及状态提示，乘务员可以在机车即将通过分相区时，根据语音和显示信息，判断自动过分相装置工作是否正常，必要时切换至手动过分相操作，确保机车安全可靠的通过分相区。
Description
技术领域
本实用新型属于铁路电力机车车辆用控制设备领域，具体涉及一种和非微机控制电力机车加装的自动过分相装置配套使用的用于自动过分相装置的语音及数显提示盒。
背景技术
我国电力系统供电网络采用三相交流方式供电，而在铁道电气化牵引区段，电气机车的供电方式采用单相工频交流方式。为使电力系统三相供电网络的负荷平衡以及提高电网利用率，电气化铁路接触网采用分段分相供电方式。为防止相间短路，各相间用空气或绝缘物分割，称为电分相。铁路供电网络的换相间隔为20km-30km，不同相位之间存在个长约30m的电分相区。为保证机车受电弓与铁路接触网的电寿命，必须保证车受电弓在无电流情况下进出分相区。传统的电力机车过分相技术采用车上手动切换方法，即电力机车通过分相区时，司机按照操作规范，进行人为过分相操作。接近分相区时，司机先将机车调速手轮回零(也称降流过程)，再断开主断路器、辅断路器等器件，保证受电弓无电进入分相区，机车利用惯性作用通过分相区后，再以相反的顺序操作，恢复机车电力供应。
长期以来由乘务员手工完成过分相区操作中，提前断电和滞后合闸的操纵现象屡见不鲜，列车无电运行时间较长，影响列车速度。同时，随着列车运行速度的提高，特别是在准高速、高速线路上，每小时通过多个分相区，手动操纵过于频繁，对运行安全极为不利，乘务员稍有疏忽就会产生拉电弧、烧分相绝缘器等现象，由此引起变电所跳闸，中断供电，造成行车事故。这种手动切换方式己无法适应我国电气化铁路重载和高速发展的需要，所以针对非微机控制电力机车加装自动过分相装置就十分必要。
自动过分相装置主要功能是当电力机车通过分相区时，根据当时机车速度、位置自动平滑降牵引电流、断辅助机组和分断主断路器，通过分相区后，自动闭合主断路器、闭合辅助机组和控制牵引电流平滑上升，从而实现电力机车通过分相区时操作的自动化，大大的减轻了乘务员的工作强度。
但是现有的自动过分相装置不具有分相动作的语音提醒、分相距离显示功能，乘务员无法及时了解自动过分相装置工作状态，以在自动过分相装置故障时，及 时切换至手动过分相操作，确保机车安全。
实用新型内容
本实用新型解决的技术问题是，和自动过分相装置配套使用，提供自动过分相装置在过分相区时分相动作的语音提醒、分相距离显示提示及状态提示功能。乘务员可以在机车即将通过分相区时，根据语音和显示信息，判断自动过分相装置工作是否正常，必要时切换至手动过分相操作，确保机车安全可靠的通过分相区。
本实用新型的技术方案如下：
一种用于自动过分相装置的语音及数显提示盒，包括电源转换模块、处理器、语音模块、数码管显示模块、LED指示灯、通讯接口；
处理器、语音模块、数码管显示模块、LED指示灯、通讯接口均与电源转换模块连接；
处理器的输入端通过通讯接口与自动过分相装置连接；
语音模块、数码管显示模块、LED指示灯均与处理器输出端相连。
所述数码管显示模块为4位高亮红色数码管。
所述LED指示灯为6个发光二极管指示灯。
所述通讯接口为RS485接口。
还包括一个测试按键。
本实用新型工作原理简介：1、电源转换模块完成输入24V电压到语音、处理器、通讯接口等模块所需工作电压的转换功能；2、通讯接口完成与语音盒与自动过分相装置的通讯，实现语音盒与自动过分相装置的信息交换；3、处理器根据接收到的信号，控制语音、显示、指示灯，响应指令操作。4、测试按键，用于对自动过分相装置及本实用新型的工作正常与否进行检测。
有益效果
本实用新型和自动过分相装置配套使用，能提供自动过分相装置在过分相区时分相动作的语音提醒、分相距离显示提示及状态提示功能。乘务员可以在机车即将通过分相区时，根据语音和显示信息，判断自动过分相装置工作是否正常，必要时切换至手动过分相操作，确保机车安全可靠的通过分相区。
附图说明
图1为本实用新型原理框图；
图2为本实用新型主视图；
图3为本实用新型的侧视剖面图。
其中：1-盖体，2-安装孔，3-底板，4-语言模块的散音孔，5-测试按键，6-通讯接口，7-电源接口，8-LED指示灯，9-数码管显示模块，10-电路板，11-扬声器。
具体实施方式：
参见图1-3，以下介绍用于自动过分相装置的语音及数显提示盒的各个具体模块：
1.电源转换模块
电源转换模块功能为将电源接口5输入的机车24V电源转换成语音电路所需的12V、显示及指示灯所需的5V和处理器等其他电路所需的3.3V和1.8V。电源处理是语音盒的难点之一，由于机车过分相区时，弓网升降和机车负载的切除和加载，造成机车电源波动大，电磁使用环境复杂，考验语音盒的抗电源波动及电磁干扰的能力。电源输入前级采用二极管防止电源反相，并联高压高频滤波电容过虑高频干扰信号，通过工字共模电感过滤共模干扰信号，再通过大容量电容过滤低频干扰信号。处理干净后的24V电源通过隔离电源模块转为12V，供语音模块使用，再将12V通过非隔离电源模块装换成5V、3.3V、1.8V供其他电路使用。
2.通讯接口
语音盒与自动过分相装置通过通讯接口(RS485接口)进行信息交换。语音盒采用485专用的集成电路，此集成电路具有优良的性能：输入与输出电气隔离；能接256个节点；支持最大500kbps波特率；总线端口能承受15KV的ESD【ElectroStatic Discharge，即″静电放电″】。在对外总线上，并入TVS管，防止线路耦合干扰对电路的损害。实时和自动过分相装置进行通讯，接收自动过分相装置的信号。
3.处理器
处理器是语音盒的核心，完成语音盒的控制功能。语音盒采用工业级的具有256K字节的Flash、16K字节的RAM、工作频率范围1-30MHz的高性能处理器。具有运行速度快，容量大的优点。
4.数码管显示模块
数码管显示模块采用4位高亮红数码管，采用专用数码管驱动芯片，控制简单可靠。当机车未处于分相区和预备分相区(分相区前380米)时，数码管显示“on”；当机车距离分相区380米时，数码管实时显示机车与分相区的距离，提示机车即将进入分相区。
5.语音模块
语音模块由语音文件处理及语音播报两部分组成。语音文件处理部分通过采用CMOS技术，内含振荡器、防混淆滤波器、平滑滤波器、音频放大器、自动静噪及高密度多电平闪烁存贮陈列的语音录放集成电路，预先将要播报的内容分段录制到集成电路，播报时，根据要求从集成电路中选择对应段的内容。语音播报部分采用最高30V、最大3A的专用功放集成电路和8Ω、0.5W高音质喇叭实现。
1)当机车距离分相区256米时，播报“分相预备”，提示自动分相装置即将进行分相操作；当机车距离分相区100米时，语音盒播报“分相强迫”，提示自动过分相装置无条件进行过分相操作；当机车进入分相区时，语音盒播报“分相区”，提示机车正运行在分相区内；当机车通过分相区之后，自动过分相装置完成过分相恢复操作后，语音盒播报“分相完成”，提示机车过分相操作全部完成；
2)根据信号，提示机车车轴的运行异常状态，具体内容如下。
当机车车轴1空转，语音盒播报“本车空转”，数码管提示“F.001”；
当机车车轴2空转，语音盒播报“本车空转”，数码管提示“F.002”；
当机车车轴3空转，语音盒播报“本车空转”，数码管提示“F.003”；
当机车车轴4空转，语音盒播报“本车空转”，数码管提示“F.004”；
当机车车轴1滑行，语音盒播报“本车滑行”，数码管提示“F.00A”；
当机车车轴2滑行，语音盒播报“本车滑行”，数码管提示“F.00b”；
当机车车轴3滑行，语音盒播报“本车滑行”，数码管提示“F.00C”；
当机车车轴4滑行，语音盒播报“本车滑行”，数码管提示“F.00d”；
6.LED指示灯
LED灯用于显示机车运行和接受指令的状态。图1中从左至右分别为D1-D6灯。
D6灯实时指示语音盒与自动过分相装置通讯状态。通讯成功，D6灯闪烁； 通讯失败，D6灯熄灭；
D5灯指示机车车轴的运行异常状态。机车车轴状态异常，D5灯长亮；机车车轴状态正常，D5灯熄灭；
D4灯指示机车TAXII运行状态。机车TAXII运行故障，D4灯长亮；机车TAXII运行正常，D4灯熄灭；
D3灯指示接收机车分相完成指令状态。接收到机车分相完成指令，D3灯闪烁；无机车分相完成指令，D3灯熄灭；
D2灯指示接收机车分相区指令状态。接收到机车分相区指令，D2灯长亮；无机车分相区指令，D2灯熄灭；
D1灯指示接收机车分相强迫指令状态。接收到机车分相强迫指令，D1灯长亮；无机车分相强迫指令，D1灯熄灭；
7.测试按键
按住测试按键(时间大于1秒)，自动过分相装置进入测试模式，模拟机车通过自动过分相装置分相过程，对自动过分相装置及语音及数显提示盒进行检测。
8主要技术指标
1)工作电压：24VDC±30％(16.8VDC～30VDC)；
2)电源输入具有反向保护功能；
3)功耗：小于10W；
4)工作温度：-40℃～+70℃。
Claims (6)
1.一种用于自动过分相装置的语音及数显提示盒，其特征在于，包括电源转换模块、处理器、语音模块、数码管显示模块、LED指示灯和通讯接口；
处理器、语音模块、数码管显示模块、LED指示灯、通讯接口均与电源转换模块连接；
处理器的输入端通过通讯接口与自动过分相装置连接；
语音模块、数码管显示模块、LED指示灯均与处理器输出端相连。
2.如权利要求1所述的用于自动过分相装置的语音及数显提示盒，其特征在于，所述数码管显示模块为4位高亮红色数码管。
3.如权利要求1所述的用于自动过分相装置的语音及数显提示盒，其特征在于，所述LED指示灯为6个。
4.如权利要求1所述的用于自动过分相装置的语音及数显提示盒，其特征在于，所述通讯接口为RS485接口。
5.如权利要求1-4任一项所述的用于自动过分相装置的语音及数显提示盒，其特征在于，还包括一个与处理器相连的测试按键。
6.如权利要求1所述的用于自动过分相装置的语音及数显提示盒，其特征在于，语音及数显提示盒的盒体由底板和盖体组成，盖体扣装在底板上，底板的宽度大于盖体的宽度；
语音模块及集成有电源转换模块和处理器的电路板设置在盒体内；
所述的数码管显示模块、LED指示灯、测试按键以及语言模块的散音孔均设置在盖体的上表面，底板沿宽度方向延伸形成的2条边沿上各设有2个安装孔，盖体上设有电源接口和通信接口。
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Cited By (2)
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| CN106864487A (zh) * | 2017-02-24 | 2017-06-20 | 北京交通大学 | 基于干线铁路牵引供电状态信息的列车辅助驾驶系统 |
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