CN206074681U - 一种zd6转辙机电流监测电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种ZD6转辙机电流监测电路，包括单片机主控电路、电流采样电路、AD转换电路、上位机接口电路、上位机和电源，所述单片机主控电路分别与AD转换电路和上位机接口电路连接，所述AD转换电路与电流采样电路连接，所述上位机接口电路与上位机连接，所述单片机主控电路、电流采样电路、AD转换电路、上位机接口电路和上位机分别与电源连接；本实用新型结构简单可靠，集成化程度高，能够完成对现场ZD6转辙机工作的电流的实时在线监测，且成品低。

Description

一种ZD6转辙机电流监测电路

技术领域

本实用新型涉及轨道交通领域，尤其涉及一种ZD6转辙机电流监测电路。

背景技术

道岔是轨道交通车辆段的重要信号设备之一，道岔与信号机、轨道电路构成信号室外三大件，其可靠性直接关系到运行效率和行车安全，同样，道岔作为重要的联锁条件之一，用于保证安全。在信号设备故障里，道岔故障占到相当大的比重，而转辙机是构成道岔的重要信号设备，监测转辙机动作、故障电流是监测道岔状态和性能的重要手段之一。ZD6转辙机是我国城市轨道交通常用的ZD6转辙机型号之一，采用直流电机驱动，电流监测的内容包括定反位的工作的电流、定反位的故障电流、定反位启动电流波动范围等，现有的一些ZD6转辙机电流监测电路结构复杂，集成化程度低，产品成本高，不具有对现场的ZD6转辙机的工作的电流进行实时在线检测的功能。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足提供一种ZD6转辙机电流监测电路，本ZD6转辙机电流监测电路结构简单可靠，集成化程度高，能够完成对现场ZD6转辙机工作的电流的实时在线监测，且成品低。

为实现上述技术目的，本实用新型采取的技术方案为：

一种ZD6转辙机电流监测电路，包括单片机主控电路、电流采样电路、AD转换电路、上位机接口电路、上位机和电源，所述单片机主控电路分别与AD转换电路和上位机接口电路连接，所述AD转换电路与电流采样电路连接，所述上位机接口电路与上位机连接，所述单片机主控电路、电流采样电路、AD转换电路、上位机接口电路和上位机分别与电源连接；

所述电流采样电路用于采集ZD6转辙机的工作的电流并输出模拟信号给所述AD转换电路，所述AD转换电路用于将所述电流采样电路输出的模拟信号转换为数字信号并发送数字信号给所述单片机主控电路，所述单片机主控电路用于处理所述AD转换电路发送的数字信号并通过所述上位机接口电路发送处理后的信息给所述上位机，所述上位机接口电路用于实现所述单片机主控电路与所述上位机的数据通信，所述上位机用于显示所述单片机主控电路发送的信息，所述电源用于提供电能。

作为本实用新型进一步改进的技术方案，所述单片机主控电路采用STC89C52RC单片机，所述电流采样电路采用芯片ACS712ELCTR-05B，所述AD转换电路采用芯片ADC0809，所述上位机接口电路采用RS232电平转换芯片。

作为本实用新型进一步改进的技术方案，所述RS232电平转换芯片为芯片MAX232。

作为本实用新型进一步改进的技术方案，所述电流采样电路包括芯片U1、接口J1、电容C1、电阻R1、电阻R2、电阻R4、电阻R5、电压跟随器U3和同相放大器U2，所述芯片U1为芯片ACS712ELCTR-05B，所述芯片U1的引脚1和引脚2短接后与所述接口J1连接，所述芯片U1的引脚3和引脚4短接后与所述接口J1连接，所述接口J1连接有ZD6转辙机，所述芯片U1的引脚6与电容C1的一端连接，所述芯片U1的引脚5与电容C1的另一端连接且所述芯片U1的引脚5连接有地线，所述芯片U1的引脚8与电源连接，所述芯片U1的引脚7与电阻R5的一端连接，所述电阻R5的另一端分别与电阻R4的一端和电压跟随器U3的输入脚连接，所述电阻R4的另一端连接有地线，所述电压跟随器U3的输出端与所述同相放大器U2的同相端连接，所述同相放大器U2的反相端分别与电阻R1的一端和电阻R2的一端连接，所述电阻R1的另一端连接有地线，所述电阻R2的另一端与同相放大器U2的输出端连接。

作为本实用新型进一步改进的技术方案，所述AD转换电路包括芯片U4，所述芯片U4为芯片ADC0809，所述芯片U4的引脚26与所述同相放大器U2的输出端连接，所述芯片U4的引脚12与引脚11短接后与电源连接，所述芯片U4的引脚16与引脚13短接后连接有地线。

作为本实用新型进一步改进的技术方案，所述单片机主控电路包括单片机U5、时钟电路和复位电路，所述单片机U5为STC89C52RC单片机，所述单片机U5与所述芯片U4连接，所述单片机U5分别与所述时钟电路和复位电路连接。

作为本实用新型进一步改进的技术方案，所述上位机接口电路包括芯片U6、接口J2、电容C3、电容C4、电容C5和电容C6，所述芯片U6为芯片MAX232，所述芯片U6的引脚1与电容C3的一端连接，所述所述芯片U6的引脚3与电容C3的另一端连接，所述芯片U6的引脚5与电容C4的一端连接，所述芯片U6的引脚4与电容C4的另一端连接，所述芯片U6的引脚7和引脚8均与所述接口J2连接，所述接口J2与上位机连接，所述芯片U6的引脚16与电容C6的一端连接，所述芯片U6的引脚2分别与电容C6的另一端和电源连接，所述芯片U6的引脚6与电容C5的一端连接，所述芯片U6的引脚15与电容C5的另一端连接且芯片U6的引脚15连接有地线，所述芯片U6的引脚9与单片机U5的引脚10连接，所述芯片U6的引脚10与单片机U5的引脚11连接。

作为本实用新型进一步改进的技术方案，所述电源为+5V的直流电源。

本实用新型的电流采样电路采集ZD6转辙机的工作的电流并输出模拟信号给AD转换电路，AD转换电路将电流采样电路输出的模拟信号转换为数字信号并发送数字信号给单片机主控电路，单片机主控电路处理AD转换电路发送的数字信号并通过上位机接口电路发送处理后的信息给上位机，上位机显示单片机主控电路发送的信息，工作人员可以通过上位机实时的监测ZD6转辙机的工作的电流，可以通过上位机显示的信息及时对ZD6转辙机进行保养和维修，因此本实用新型的电路结构简单可靠，集成化程度高，能够完成对现场ZD6转辙机的电流的实时在线监测，从而有效的对采集的ZD6转辙机的工作的电流实时的通过单片机主控电路和上位机进行监测，有效的监测道岔状态和性能，减少了ZD6转辙机发生故障的危险。

附图说明

图1为本实用新型的电路原理示意图。

图2为本实用新型的电路原理示意图。

具体实施方式

下面根据图1和图2对本实用新型的具体实施方式作出进一步说明：

参见图1，一种ZD6转辙机电流监测电路，包括单片机主控电路、电流采样电路、AD转换电路、上位机接口电路、上位机和电源，所述单片机主控电路分别与AD转换电路和上位机接口电路连接，所述AD转换电路与电流采样电路连接，所述上位机接口电路与上位机连接，所述单片机主控电路、电流采样电路、AD转换电路、上位机接口电路和上位机分别与电源连接；

电流采样电路采集ZD6转辙机的工作的电流并输出模拟信号给AD转换电路，AD转换电路将电流采样电路输出的模拟信号转换为数字信号并发送数字信号给单片机主控电路，单片机主控电路处理AD转换电路发送的数字信号并通过上位机接口电路发送处理后的信息给上位机，上位机接口电路用于实现单片机主控电路与上位机的数据通信，上位机用于显示所述单片机主控电路发送的信息，电源用于提供电能。

本实施例中，参见图2，所述单片机主控电路采用STC89C52RC单片机，所述电流采样电路采用芯片ACS712ELCTR-05B，所述AD转换电路采用芯片ADC0809，所述上位机接口电路采用RS232电平转换芯片。

本实施例中，参见图2，所述RS232电平转换芯片为芯片MAX232。

本实施例中，参见图2，所述电流采样电路包括芯片U1、接口J1、电容C1、电阻R1、电阻R2、电阻R4、电阻R5、电压跟随器U3和同相放大器U2，所述芯片U1为芯片ACS712ELCTR-05B，芯片ACS712ELCTR-05B基于霍尔原理对ZD6转辙机的工作的电流进行采集，所述芯片U1的引脚1和引脚2为电流的输入脚，所述芯片U1的引脚3和引脚4为电流输出脚，所述芯片U1的引脚1和引脚2短接后与所述接口J1连接，所述芯片U1的引脚3和引脚4短接后与所述接口J1连接，所述接口J1连接有ZD6转辙机，接口J1用于和外部的转辙机的动作回线相连，芯片U1的引脚6是滤波器引脚，需要外接电容C1到地，芯片U1的引脚6与电容C1的一端连接，芯片U1的引脚5与电容C1的另一端连接且芯片U1的引脚5连接有地线，芯片U1的引脚8与电源连接，芯片U1的引脚7与电阻R5的一端连接，电阻R5的另一端分别与电阻R4的一端和电压跟随器U3的输入脚连接，电阻R4的另一端连接有地线，电压跟随器U3的输出端与同相放大器U2的同相端连接，同相放大器U2的反相端分别与电阻R1的一端和电阻R2的一端连接，电阻R1的另一端连接有地线，电阻R2的另一端与同相放大器U2的输出端连接；芯片U1的引脚7为信号输出脚，用于输出采样结果，采样电压经过电阻R4和电阻R5分压后，输出给电压跟随器U3进行处理，目的是为了匹配前后级的阻抗，提高信号传输质量，U2为后级的同相放大器，同相放大器U2的反相端通过电阻R1接地，同相放大器U2的同相端连接前级的输入信号，同相放大器U2运放的放大倍数为2倍。

本实施例中，参见图2，所述AD转换电路包括芯片U4，芯片U4为芯片ADC0809，芯片U4的引脚26与同相放大器U2的输出端连接，芯片U4的参考电压的引脚12与引脚11短接后与电源连接，芯片U4的另一个参考电压的引脚16与引脚13短接后连接有地线。

本实施例中，参见图2，所述单片机主控电路包括单片机U5、时钟电路和复位电路，所述单片机U5为STC89C52RC单片机，单片机U5与芯片U4连接，单片机U5分别与时钟电路和复位电路连接；电阻R3和电容C2构成单片机主控电路的复位电路，晶振Y1、电容C7和电容C8构成单片机主控电路的时钟电路，单片机主控电路的作用是用于控制AD转换电路和上位机接口电路，单片机主控电路还处理芯片U4发送的数字信号并通过上位机接口电路发送处理后的信息给上位机；单片机U5的引脚28、引脚27和引脚26分别与芯片U4的地址控制线的引脚25、引脚24和引脚23连接，用于单片机U5选择AD转换的芯片U4的转换通道，芯片U4的引脚22为地址锁存控制脚，芯片U4的引脚9输出允许脚，芯片U4的引脚10为芯片时钟脚，芯片U4的引脚6为启动脉冲输入线，芯片U4的引脚7为转换结束输出线且用于向单片机U5输出终端信号，以上为芯片ADC0809的控制线，且芯片U4引脚22、引脚9、引脚10、引脚6和引脚7分别与单片机U5的引脚25、引脚24、引脚23、引脚22和引脚21相连，芯片U4的数据输出线D0~D7（即引脚17、引脚14、引脚15、引脚8、引脚18、引脚19、引脚20、引脚21）和单片机的P1.0-P1.7口（即引脚1、引脚2、引脚3、引脚4、引脚5、引脚6、引脚7、引脚8）相连，用于读出AD转换电路的8位数据。

本实施例中，参见图2，所述上位机接口电路包括芯片U6、接口J2、电容C3、电容C4、电容C5和电容C6，所述芯片U6为芯片MAX232，所述芯片U6的引脚1与电容C3的一端连接，所述所述芯片U6的引脚3与电容C3的另一端连接，所述芯片U6的引脚5与电容C4的一端连接，所述芯片U6的引脚4与电容C4的另一端连接，所述芯片U6的引脚7和引脚8均与所述接口J2连接，所述接口J2与上位机连接，所述芯片U6的引脚16与电容C6的一端连接，所述芯片U6的引脚2分别与电容C6的另一端和电源连接，所述芯片U6的引脚6与电容C5的一端连接，所述芯片U6的引脚15与电容C5的另一端连接且芯片U6的引脚15连接有地线，所述芯片U6的引脚9与单片机U5的引脚10连接，所述芯片U6的引脚10与单片机U5的引脚11连接，接口J2为DB9接口，接口J2的引脚5连接有地线。

本实施例中，参见图2，所述电源为+5V的直流电源。

本实施例中，参见图2，电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4和电阻R5均为10K,电容C1为 1nF,电容C2为10uF，电容C3、电容C4、电容C5和电容C6均为0.1uF，电容C7和电容C8均为30PF，晶振Y1为12M，接口J1为CON2接口，电压跟随器U3为OPO7，同相放大器U2为OPO7。

参见图1，本实用新型的电流采样电路采集ZD6转辙机的工作的电流并输出模拟信号给AD转换电路，AD转换电路将电流采样电路输出的模拟信号转换为数字信号并发送数字信号给单片机主控电路，单片机主控电路处理AD转换电路发送的数字信号并通过上位机接口电路发送处理后的信息给上位机，上位机显示单片机主控电路发送的信息，工作人员可以通过上位机实时的监测ZD6转辙机的工作的电流，可以通过上位机显示的信息及时对ZD6转辙机进行保养和维修，因此本实用新型的电路结构简单可靠，集成化程度高，能够完成对现场ZD6转辙机的电流的实时在线监测，从而有效的对采集的ZD6转辙机的工作的电流实时的通过单片机主控电路和上位机进行监测，有效的监测道岔状态和性能，减少了ZD6转辙机发生故障的危险。

本实用新型的保护范围包括但不限于以上实施方式，本实用新型的保护范围以权利要求书为准，任何对本技术做出的本领域的技术人员容易想到的替换、变形、改进均落入本实用新型的保护范围。

Claims (8)

1.一种ZD6转辙机电流监测电路，其特征在于：包括单片机主控电路、电流采样电路、AD转换电路、上位机接口电路、上位机和电源，所述单片机主控电路分别与AD转换电路和上位机接口电路连接，所述AD转换电路与电流采样电路连接，所述上位机接口电路与上位机连接，所述单片机主控电路、电流采样电路、AD转换电路、上位机接口电路和上位机分别与电源连接；

所述电流采样电路用于采集ZD6转辙机的工作的电流并输出模拟信号给所述AD转换电路，所述AD转换电路用于将所述电流采样电路输出的模拟信号转换为数字信号并发送数字信号给所述单片机主控电路，所述单片机主控电路用于处理所述AD转换电路发送的数字信号并通过所述上位机接口电路发送处理后的信息给所述上位机，所述上位机接口电路用于实现所述单片机主控电路与所述上位机的数据通信，所述上位机用于显示所述单片机主控电路发送的信息，所述电源用于提供电能。

2.根据权利要求1所述的ZD6转辙机电流监测电路，其特征在于：所述单片机主控电路采用STC89C52RC单片机，所述电流采样电路采用芯片ACS712ELCTR-05B，所述AD转换电路采用芯片ADC0809，所述上位机接口电路采用RS232电平转换芯片。

3.根据权利要求2所述的ZD6转辙机电流监测电路，其特征在于：所述RS232电平转换芯片为芯片MAX232。

4.根据权利要求3所述的ZD6转辙机电流监测电路，其特征在于：所述电流采样电路包括芯片U1、接口J1、电容C1、电阻R1、电阻R2、电阻R4、电阻R5、电压跟随器U3和同相放大器U2，所述芯片U1为芯片ACS712ELCTR-05B，所述芯片U1的引脚1和引脚2短接后与所述接口J1连接，所述芯片U1的引脚3和引脚4短接后与所述接口J1连接，所述接口J1连接有ZD6转辙机，所述芯片U1的引脚6与电容C1的一端连接，所述芯片U1的引脚5与电容C1的另一端连接且所述芯片U1的引脚5连接有地线，所述芯片U1的引脚8与电源连接，所述芯片U1的引脚7与电阻R5的一端连接，所述电阻R5的另一端分别与电阻R4的一端和电压跟随器U3的输入脚连接，所述电阻R4的另一端连接有地线，所述电压跟随器U3的输出端与所述同相放大器U2的同相端连接，所述同相放大器U2的反相端分别与电阻R1的一端和电阻R2的一端连接，所述电阻R1的另一端连接有地线，所述电阻R2的另一端与同相放大器U2的输出端连接。

5.根据权利要求4所述的ZD6转辙机电流监测电路，其特征在于：所述AD转换电路包括芯片U4，所述芯片U4为芯片ADC0809，所述芯片U4的引脚26与所述同相放大器U2的输出端连接，所述芯片U4的引脚12与引脚11短接后与电源连接，所述芯片U4的引脚16与引脚13短接后连接有地线。

6.根据权利要求5所述的ZD6转辙机电流监测电路，其特征在于：所述单片机主控电路包括单片机U5、时钟电路和复位电路，所述单片机U5为STC89C52RC单片机，所述单片机U5与所述芯片U4连接，所述单片机U5分别与所述时钟电路和复位电路连接。

7.根据权利要求6所述的ZD6转辙机电流监测电路，其特征在于：所述上位机接口电路包括芯片U6、接口J2、电容C3、电容C4、电容C5和电容C6，所述芯片U6为芯片MAX232，所述芯片U6的引脚1与电容C3的一端连接，所述所述芯片U6的引脚3与电容C3的另一端连接，所述芯片U6的引脚5与电容C4的一端连接，所述芯片U6的引脚4与电容C4的另一端连接，所述芯片U6的引脚7和引脚8均与所述接口J2连接，所述接口J2与上位机连接，所述芯片U6的引脚16与电容C6的一端连接，所述芯片U6的引脚2分别与电容C6的另一端和电源连接，所述芯片U6的引脚6与电容C5的一端连接，所述芯片U6的引脚15与电容C5的另一端连接且芯片U6的引脚15连接有地线，所述芯片U6的引脚9与单片机U5的引脚10连接，所述芯片U6的引脚10与单片机U5的引脚11连接。

8.根据权利要求1-7任一项所述的ZD6转辙机电流监测电路，其特征在于：所述电源为+5V的直流电源。