CN210955564U - 一种用于zyj7电液转辙机控制电路焊接测试实训装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种用于ZYJ7电液转辙机控制电路焊接测试实训装置,包括上位机和下位机,上位机通过无线连接方式与下位机连接,所述上位机为工控机PC,所述下位机包括智能焊接导通测量模块、ZYJ7转辙机控制电路焊接模块和电源模块,所述智能焊接导通测量模块与ZYJ7转辙机控制电路焊接模块连接,电源模块分别与智能焊接导通测量模块和ZYJ7转辙机控制电路焊接模块连接,智能焊接导通测量模块通过无线通讯模块与上位机连接,所述ZYJ7转辙机控制电路焊接模块包括继电器底座和多个继电器,继电器底座上设有继电器配线焊接端子,该多个继电器分别设置于继电器底座上,该继电器分别与智能焊接导通测量模块连接。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种测量装置,特别是一种用于ZYJ7电液转辙机控制电路焊接测试实训装置。
背景技术
目前市面上针对轨道交通ZYJ7电液转辙机的控制电路配线焊接实训,没有相关的实训设备。学员学习ZYJ7电液转辙机的控制电路配线只能通过固定的架子进行训练,该方式有以下一些不足:1.学生只能简单练习焊接配线;2.对焊接的电路功能,是否有虚焊情况,需要使用万用表逐一检查,工作量大,而且不容易检查。3.没有计时功能,学生在考核时需要用查看焊接配线用时,需要手动用秒表进行计时,非常不方便。
目前我国城市轨道交通飞速发展,需要大量的设备维修维护技能型人才。转辙机是轨道交通道岔转换的重要设备。转辙机的日常维修维护是保证行车安全的关键环节。为了更好对转辙机配线焊接技能的训练,需要设计了一款具有针对ZYJ7转辙机控制电路配线焊接测量与导通装置。该装置可以解决ZYJ7转辙机的焊接配线问题、对学生焊接完成后能够自动检测焊接的电路是否能够正常导通,同时具有能够具有计时功能,能够计算学生从开始到完成焊接配线的用时。
发明内容
本实用新型要解决的技术问题是:提供一种用于ZYJ7电液转辙机控制电路焊接测试实训装置。
解决上述技术问题的技术方案是:一种用于ZYJ7电液转辙机控制电路焊接测试实训装置,包括上位机和下位机,上位机通过无线连接方式与下位机连接,所述上位机为工控机PC,所述下位机包括智能焊接导通测量模块、ZYJ7转辙机控制电路焊接模块和电源模块,所述智能焊接导通测量模块与ZYJ7转辙机控制电路焊接模块连接,电源模块分别与智能焊接导通测量模块和ZYJ7转辙机控制电路焊接模块连接,智能焊接导通测量模块通过无线通讯模块与上位机连接,所述ZYJ7转辙机控制电路焊接模块包括继电器底座和多个继电器,继电器底座上设有继电器配线焊接端子,该多个继电器分别设置于继电器底座上,该继电器分别与智能焊接导通测量模块连接。
本实用新型的进一步技术方案是:还包括架子,上位机和下位机分别安装于架子上。
上位机为电脑,电脑以嵌入的方式设置于架子上,与电脑连接的鼠标和键盘放置于架子的台面上,无线通信模块通过电脑的串口进行连接,下位机的智能焊接导通测量模块设置于架子的底部,架子上设有焊接配线面板,ZYJ7转辙机控制电路焊接模块设置于该焊接配线面板上。
所述焊接配线面板以可拆卸方式设置于架子上,继电器底座以可拆卸方式设置于焊接配线面板上。
所述继电器为铁路专用继电器,继电器底座安装在实训装置的架子上。
本实用新型的进一步技术方案是:一种用于ZYJ7电液转辙机控制电路焊接测量与导通的考核方法,包括上位机和下位机,上位机通过无线连接方式与下位机连接,所述上位机为工控机PC,所述下位机包括智能焊接导通测量模块、ZYJ7转辙机控制电路焊接模块和电源模块,所述智能焊接导通测量模块与ZYJ7转辙机控制电路焊接模块连接,电源模块分别与智能焊接导通测量模块和ZYJ7转辙机控制电路焊接模块连接,智能焊接导通测量模块通过无线通讯模块与上位机连接,所述ZYJ7转辙机控制电路焊接模块包括继电器底座和多个继电器,继电器底座上设有继电器配线焊接端子,该多个继电器分别设置于继电器底座上,该继电器分别与智能焊接导通测量模块连接;
试验者对继电器配线焊接端子进行焊接操作,焊接完成后,通过智能焊接导通测量模块控制继电器的通断电来进行检查焊接是否成功,当继电器处于接合状态上,智能焊接导通测量模块监测有电流时,就是焊接成功,当继电器处于接合状态上,智能焊接导通测量模块监测不到有电流时,就是焊接不成功,通过对不同的继电器进行检查,以发现哪个继电器对应的继电器配线焊接端子没有焊接成功。
还包括架子,上位机为电脑,电脑以嵌入的方式设置于架子上,与电脑连接的鼠标和键盘放置于架子的台面上,无线通信模块通过电脑的串口进行连接,下位机的智能焊接导通测量模块设置于架子的底部,架子上设有焊接配线面板,ZYJ7转辙机控制电路焊接模块设置于该焊接配线面板上。
一种用于ZYJ7电液转辙机控制电路焊接测量与导通的考核方法,包括以下步骤:
(1)初始化:上位机的电脑系统应用程序启动后开始初始化,初始化主要执行的步骤包括系统上位机和下位机软件初始化、通信是否正常检测;
(2)上位机实训考核参数设置:在开始焊接实训考核时对上位机应用程序的一些参数进行配置设置,然后开始考核;该参数包括焊接配线开始时间、结束时间、允许测量导通次数、测量导通考核分值;
(3)学生实训焊接操作:在设置完成相关的考核参数后,学生点击开始焊接按键,上位机应用程序开始记录学生的焊接考核开始时间,系统开始计算学生的焊接考核时长,规定学生只能在设定的考核时间内进行焊接并提交测量导通结果;
(4)学生完成焊接后,在上位机应用程序上点击“开始导通测量”按钮,上位机向下位机发送导通测量指令,下位机控制转辙机定位状态向反位状态转动,反位向定位转动,并采集转辙机的表示信息,完成转动控制后,下位机向上位机返回转辙机控制电路的焊接结果信息;
(5)上位机接收到下位返回的导通测量信息后,判断是否完成焊接导通测量考核,如果未完成则继续让学生完善焊接,再次进行测量导通,直到在设定的允许测量导通的范围内;
(6)显示导通测量结果:上位机应用程序根据学生的测量导通次数和是否能够正常导通给出实训考核成绩。
所述继电器采用铁路专用继电器,该继电器与铁路现场设备一致,该继电器底座安装在实训装置的架子上。
由于采用上述技术方案,本实用新型之一种用于ZYJ7电液转辙机控制电路焊接测试实训装置,具有以下有益效果:
1. 本实用新型是一种用于ZYJ7电液转辙机控制电路焊接测试实训装置能有效解决ZYJ7电液转辙机的配线焊接技术实训难题。学员使用本装置能够根据ZYJ7电液转辙机的控制电路进行配线焊接,让学员能够按照施工现场的电路进行焊接训练,增加学员对ZYJ7电液转辙机的电路原理和功能的认识。通过上位机控制下位机智能检测模块对学员的配线焊接结果进行导通测量。上位机根据下位机的检测结果进行判断是否正确配线焊接,能够快速检测焊接结果,并能提示相应的焊接错误电路。本装置能够有效提高转辙机控制电路配线焊接实训的效率,学员根据提示的电路能够快速查找焊接错误地方,让学员配线焊接训练更能深刻理解电路原理。本装置具有焊接计时功能,能够记录学员焊接时长,提高配线焊接速度。本实用新型是一种用于ZYJ7电液转辙机控制电路焊接测试实训装置具有测量焊接结果智能化有效提高实训效率、配线焊接时间记录能帮助训练学员提高焊接速度的特点。
2.本实用新型的装置的配线焊接根据转辙机的真实线路来训练来焊接,学员能够锻炼施工现场的配线的电路原理,提高动手能力。本实用新型装置可以用于配线考核比赛,自动测评。自动测量焊接结果和比赛耗时评分,根据铁路的要求提高学员的焊接速度。
下面,结合说明书附图和具体实施例对本实用新型之一种用于ZYJ7电液转辙机控制电路焊接测试实训装置的技术特征作进一步的说明。
附图说明
图1:本实施方式中一种用于ZYJ7电液转辙机控制电路焊接测试实训装置的模块功能连接框图。
图2:本实施方式中一种用于ZYJ7电液转辙机控制电路焊接测量与导通的考核方法流程图。
图3:本实施方式中一种用于ZYJ7电液转辙机控制电路焊接测试实训装置的结构示意图。
图4:本实施方式中焊接配线面板的结构示意图。
图5:本实施方式中焊接配线面板的结构示意图。
图6:本实施方式中下位机控制核心模块与表示继电器连接框图。
图7:本实施方式中转辙机控制电路状态表示模块连接框图。
图8:本实施方式中控制转辙机定位、反位转动部分驱动电路图。
图9、图10、图11,图12分别为表示电路采集模块电平转换部分电路图。
在上述附图中,各标号说明如下:
1-焊接装置的继电器座,2-焊接配线面板,3-装置架子底部,4-漏电保护开关,5-上位机一体机电脑,6-输入设备键盘,7-输入设备鼠标,8-继电器配线焊接端子,9-继电器。
具体实施方式
一种用于ZYJ7电液转辙机控制电路焊接测试实训装置,包括上位机、下位机和架子,上位机通过无线连接方式与下位机连接,所述上位机为工控机PC,所述下位机包括智能焊接导通测量模块、ZYJ7转辙机控制电路焊接模块和电源模块,所述智能焊接导通测量模块与ZYJ7转辙机控制电路焊接模块连接,电源模块分别与智能焊接导通测量模块和ZYJ7转辙机控制电路焊接模块连接,智能焊接导通测量模块通过无线通讯模块与上位机连接,所述ZYJ7转辙机控制电路焊接模块包括继电器底座和多个继电器,继电器底座上设有继电器配线焊接端子,该多个继电器分别设置于继电器底座上,该继电器分别与智能焊接导通测量模块连接。上位机和下位机分别安装于架子上。上位机为电脑,电脑以嵌入的方式设置于架子上,与电脑连接的鼠标和键盘放置于架子的台面上,无线通信模块通过电脑的串口进行连接,下位机的智能焊接导通测量模块设置于架子的底部,架子上设有焊接配线面板,ZYJ7转辙机控制电路焊接模块设置于该焊接配线面板上。所述继电器为铁路专用继电器,继电器底座安装在实训装置的架子上。上位机与下位机智能焊接导通测量模块通信,通过无线通信模块进行通信。上位机向下位机发送控制指令和读取ZYJ7转辙机控制电路焊接模块的状态信息数据,判断是否正确配线焊接。电源模块通过智能焊接导通测量模块接口分别为下位机的各个模块提供电源。所述焊接配线面板以可拆卸方式设置于架子上,继电器底座以可拆卸方式设置于焊接配线面板上。
上位机是一款通用型工控机PC,主要负责应用程序软件的设置和控制下位机功能,上位机与无线通信模块通过UART串口进行通信。下位机智能导通测量模块与无线模块通过UART串口进行连接。上位机与下位通过无线通信方式进行数据通信。上位机控制下位机时,向下位机发送命令帧,下位机接收到命令开始执行,对配线焊接电路进行测量,并反馈对应的配线焊接是否正确结果到上位机。上位机根据测量反馈的数据在操作界面上显示。
上位机,采用通用型工控机PC,工控机包含UART串口。上位机通过UART串口与无线通信模块连接。上位机主要负责显示配线焊接的电路图、对转辙机配线焊接结果电路进行测量评分并显示焊接正确和错误的电路、学员配线焊接计时可以用于提高学员的焊接配线速度和比赛竞速。上位机应用程序在Windows系统平台运行,对下位机进行控制和获取。
无线通信模块,采用NRF24L01无线通信芯片作为通信核心,采用FSK调制方式。无线通信模块采用全双工通信方式,实时接收上位机数据,将数据发送到连接下位机的无线通信模块,同时实时接收下位机发送的数据通过串口传输到上位机。本装置的无线通信由两个通信模块组成,分别与上位机的串口和下位机的串口连接。
智能焊接导通测量模块,采用STM32F407 ARM单片机处理器作为控制核心,该处理器通过I/O口方式连接到继电器,为ZYJ7转辙机控制电路提供电源,同时通过I/O口连接到光耦进行电平转换。智能焊接导通测量模块通过UART串口与无线通信模块连接。无线通信模块接收到上位机无线模块发送过来的数据,通过串口发送到智能焊接导通测量模块上。
ZYJ7控制电路焊接模块,由继电器底座和继电器组成,继电器采用铁路专用继电器与铁路现场设备一致。继电器底座安装在实训装置的架子上。
电源模块,该模块主要为下位机各个模块提供电源。电源模块与智能焊接导通测量模块连接,分别为无线通信模块和智能焊接导通测量模块提供提供3.3V电源;为ZYJ7控制电路焊接模块提供24V电源。
一种用于ZYJ7电液转辙机控制电路焊接测量与导通考核方法:包括上位机、下位机和架子,上位机通过无线连接方式与下位机连接,所述上位机为工控机PC,所述下位机包括智能焊接导通测量模块、ZYJ7转辙机控制电路焊接模块和电源模块,所述智能焊接导通测量模块与ZYJ7转辙机控制电路焊接模块连接,电源模块分别与智能焊接导通测量模块和ZYJ7转辙机控制电路焊接模块连接,智能焊接导通测量模块通过无线通讯模块与上位机连接,所述ZYJ7转辙机控制电路焊接模块包括继电器底座和多个继电器,继电器底座上设有继电器配线焊接端子,该多个继电器分别设置于继电器底座上,该继电器分别与智能焊接导通测量模块连接。上位机为电脑,电脑以嵌入的方式设置于架子上,与电脑连接的鼠标和键盘放置于架子的台面上,无线通信模块通过电脑的串口进行连接,下位机的智能焊接导通测量模块设置于架子的底部,架子上设有焊接配线面板,ZYJ7转辙机控制电路焊接模块设置于该焊接配线面板上。
试验者对继电器配线焊接端子进行焊接操作,焊接完成后,通过智能焊接导通测量模块控制继电器的通断电来进行检查焊接是否成功,当继电器处于接合状态上,智能焊接导通测量模块监测有电流时,就是焊接成功,当继电器处于接合状态上,智能焊接导通测量模块监测不到有电流时,就是焊接不成功,通过对不同的继电器进行检查,以发现哪个继电器对应的继电器配线焊接端子没有焊接成功。所述继电器采用铁路专用继电器,该继电器与铁路现场设备一致,该继电器底座安装在实训装置的架子上。
一种ZYJ7转辙机控制电路焊接测量与导通考核方法,具体步骤包括以下步骤:
(1)初始化:上位机的电脑系统应用程序启动后开始初始化,初始化主要执行的步骤包括系统上位机和下位机软件初始化、通信是否正常检测;
(2)上位机实训考核参数设置:在开始焊接实训考核时对上位机应用程序的一些参数进行配置设置,然后开始考核;该参数包括焊接配线开始时间、结束时间、允许测量导通次数、测量导通考核分值;
(3)学生实训焊接操作:在设置完成相关的考核参数后,学生点击开始焊接按键,上位机应用程序开始记录学生的焊接考核开始时间,系统开始计算学生的焊接考核时长,规定学生只能在设定的考核时间内进行焊接并提交测量导通结果;
(4)学生完成焊接后,在上位机应用程序上点击“开始导通测量”按钮,上位机向下位机发送导通测量指令,下位机控制转辙机定位状态向反位状态转动,反位向定位转动,并采集转辙机的表示信息,完成转动控制后,下位机向上位机返回转辙机控制电路的焊接结果信息;转辙机是一个电机正转和反转;
(5)上位机接收到下位返回的导通测量信息后,判断是否完成焊接导通测量考核,如果未完成则继续让学生完善焊接,再次进行测量导通,直到在设定的允许测量导通的范围内;
(6)显示导通测量结果:上位机应用程序根据学生的测量导通次数和是否能够正常导通给出实训考核成绩。
具体实施例:
上位机的应用程序可以在windows系统平台运行。上位机的硬件设备采用一体机电脑,嵌入在架子上,学生用户可以用通用鼠标和键盘进行操作。与上位机通信连接的无线通信模块通过一体机电脑的串口进行连接。下位机控制模块(智能焊接导通测量模块)安装装置的架子底部。架子上的焊接配线面板,主要安装有继电器底座,学生的实训焊接配线在焊接配线面板的背面进行焊接配线,焊接配线面板的前面在焊接完成后安装继电器进行导通测试。该焊接配线面板通过螺栓方式固定在架子上,故可以拆卸,到其他地方进行焊接实训。智能焊接导通测量模块、ZYJ7转辙机控制电路焊接模块和电源模块分别安装在架子下面的柜子里面。在焊接配线面板的背面上进行焊接,前面安装继电器,其实就是配线板上面安装有继电器底座,通过配线将继电器连接起来。利用导线将它们连接起来。留有接线端子的。智能焊接导通测量模块的IO口连接到转辙机的表示电路上面去。通过判断表示电路的电压就可以检测电路是否焊接正确。试验时,可根据电路图进行焊接,即通过电路图将需要连接的继电器连接,使得电源模块、智能焊接导通测量模块和ZYJ7转辙机控制电路焊接模块形成回路。连接好后打开电源模块进行通电,如果继电器都连接正确后,整个电路形成通电电路,连接在电路上的智能焊接导通测量模块就检测到电流。若智能焊接导通测量模块没有检测到电流,则表示继电器间没有连接正确,此时可以对单个继电器进行查看,方便找到问题。
上位机应用程序,应用程序包括ZYJ7转辙机配线焊接电路原理图、开始考核按键、开始测量导通按键、计时显示功能记录焊接配线开始时间、结束时间、配线焊接用时,设置配线焊接时长,根据学生的转辙机控制电路实训考核需要设计对应的应用程序。
下位机配线焊接测量。下位机由STM32F407 处理器作为控制核心,通过电平转换电路与配线焊接模块的转辙机表示继电器连接。单片机的I/O口读取转换电平后,通过设计的通信协议将测量结果发送到上位机。
设计专用的通信协议。上位机查询下位机,通过发送“0xaa 0xa7”查询指令。下位机与上位机返回的通信协议帧由:识别码+数据+校验,组成。其中返回转辙机状态的识别码为:0xa7,数据为:0X01、0x02、0x03其中的一个。0x01代表转辙机在定位状态、0x02代表转辙机在反位状态,0x03代表转辙机在四开状态(即电路有故障状态);数据帧的最后两位为校验位采用CRC16校验方式,前面所有数据的CRC16校验。上位机控制转辙机的转向通过帧指令,控制转辙机定位指令“0xa5、0xa9”,控制转辙机反位指令“0xa6、0xa3”。
上位机与下位机通信通过无线方式进行通信,采用nRF24L01单片无线收发器芯片作为无线通信核心。采用该方式进行数据通信,有利于学生在焊接实训过程中焊接模块不受位置的影响,焊接电路模块方便按需求调整位置。
图6中,a连接到配线板的DBJ定位表示继电器,b连接到配线板的FBJ反位表示继电器。
图7中为另一种继电器的连接状态框图,表明本实施例可以更换其他继电器来进行试验。转辙机表示继电器电路就是专门用于检测转辙机是否在定位或反位的继电器。转辙机转换继电器控制电路是专门控制转辙机转动的模块电路。下位机控制核心模块其实就是一个单片机核心模块,分别通过电路模块控制转辙机定位或反位转动和读取转辙机的状态模块。
图8所示的电路的主要功能是控制转辙机的转动定位、反位转动。单片机接收到上位机的指令后通过I/O接口输出电平控制电动机转动。由于单片机是5V需要通过驱动电路控制380V交流电,本部分为驱动电路。上面部分是连接电动机定位控制转动、下面电路连接电动机反位控制转动。其中,U1为SM32单片机,控制处理器。U2为光耦隔离,避免对单片机干扰。D1为二极管防止电流反冲。K1为继电器连接到控制电路的定位继电器,K2为继电器连接到控制电路的反位继电器。Q1为驱动继电器的三极管。
图9、图10、图11,图12的电路分别是采集表示继电器的电平电路,由于继电器电压为24V,单片机电压为3.3v需要电平转换,利用光耦隔离。例如光耦的port21端连接到定位表示继电器,PB0连接到单片机的PB0接口。
Claims (5)
1.一种用于ZYJ7电液转辙机控制电路焊接测试实训装置,其特征在于:包括上位机和下位机,上位机通过无线连接方式与下位机连接,所述上位机为工控机PC,所述下位机包括智能焊接导通测量模块、ZYJ7转辙机控制电路焊接模块和电源模块,所述智能焊接导通测量模块与ZYJ7转辙机控制电路焊接模块连接,电源模块分别与智能焊接导通测量模块和ZYJ7转辙机控制电路焊接模块连接,智能焊接导通测量模块通过无线通讯模块与上位机连接,所述ZYJ7转辙机控制电路焊接模块包括继电器底座和多个继电器,继电器底座上设有继电器配线焊接端子,该多个继电器分别设置于继电器底座上,该继电器分别与智能焊接导通测量模块连接。
2.根据权利要求1所述的一种用于ZYJ7电液转辙机控制电路焊接测试实训装置,其特征在于:还包括架子,上位机和下位机分别安装于架子上。
3.根据权利要求2所述的一种用于ZYJ7电液转辙机控制电路焊接测试实训装置,其特征在于:上位机为电脑,电脑以嵌入的方式设置于架子上,与电脑连接的鼠标和键盘放置于架子的台面上,无线通信模块通过电脑的串口进行连接,下位机的智能焊接导通测量模块设置于架子的底部,架子上设有焊接配线面板,ZYJ7转辙机控制电路焊接模块设置于该焊接配线面板上。
4.根据权利要求3所述的一种用于ZYJ7电液转辙机控制电路焊接测试实训装置,其特征在于:所述焊接配线面板以可拆卸方式设置于架子上,继电器底座以可拆卸方式设置于焊接配线面板上。
5.根据权利要求3所述的一种用于ZYJ7电液转辙机控制电路焊接测试实训装置,其特征在于:所述继电器为铁路专用继电器,继电器底座安装在实训装置的架子上。
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