CN213458531U - 一种列车模拟主电路控制实验教学装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种列车模拟主电路控制实验教学装置，该装置包括：外部操作面板、主控制电路、内部检测点、LCD屏触摸与显示电路。外部操作面板上设有控制电路各分支实验电路的端子排；主控制电路包括：STC15W404AS单片机、三极管控制、继电器输入控制；LCD屏触摸与显示电路：STC15W404AS单片机、LCD屏触摸与显示接口；该实验教学装置可以实现列车紧急制动电路实验教学、实现列车牵引电路实验教学，工作人员在面板上用引线接通各个实验电路的段子，从而接通各个实验控制电路，通过LCD触摸屏实时显示各个电路当前工作状态、控制电路通断模拟设置故障点、LCD触摸屏操作简单、携带方便，具备培训、教学、考试等功能。

Description

一种列车模拟主电路控制实验教学装置

技术领域

本实用新型涉及地铁列车主要控制电路实验教学领域，具体是一种用于培训地铁列车紧急制动电路、牵引电路，具备实验、教学和考试的一种装置。

背景技术

随着各大城市地铁线路的持续开通、地铁列车运营数量不断增加，地铁列车上的电气设备种类繁多，电气设备数量大，地铁列车主要控制电路逻辑关系较多，主电路比较复杂，当前检修员在学习或培训列车主要控制时候，需要在地铁列车上进行实际测试和研究主电路的工作情况，当培训或实验在列车主电路上设置故障点时，操作繁琐，主电路故障点设置不方便。检修员需要在列车上排查故障点，但分析列车主电路故障点往往不够严谨，不能深入理解整个电路逻辑关系和结构。同时如果检修员操作不当，会直接或间接引起列车电气电路损坏。

实用新型内容

针对现有技术中的上述不足，针对电客车控制主电路没有专门的实验教学装置本实用新型提供一种列车主要控制电路实验教学装置，具有易操作、主电路结构直观、操作性强、实验种类齐全的特点，可以实现实验、教学、主电路研究等多功能用途，能够有效提高检修员电路方面的业务水平。

本实用新型采用的技术方案是：

一种列车模拟主电路控制实验教学装置，包括：面板、控制电路、显示屏，所述面板上设有若干组端子排，端子排后端引出导线连接控制电路输入端，控制电路输出端连接显示屏；

所述控制电路包括：控制器和与其分别电性连接的列车行驶方向电路、牵引级位控制电路、列车制动级位控制电路、手刹制动电路、信号检测电路。

所述列车行驶方向电路包括电源VCC经过3路选择开关分别连接发光二极管LED1、发光二极管LED2、发光二极管LED3后，依次连接至控制器。

所述牵引级位控制电路包括：电源VCC经过4路并联的分支电路后连接至紧急制动环路检测的继电器的5脚上，每路分支支路相同，包括：开关SW1、电阻R1、发光二极管LED4依次连接。

所述列车制动级位控制电路包括电源VCC经过8组并联的分支电路后连接至控制器，每路分支支路相同，包括：开关SW6、电阻R5、发光二极管LED8依次连接。

所述手刹制动电路包括电源VCC经过2组分支电路后分别连接至控制器上，每路分支支路相同，包括：开关SW14、电阻R13、发光二极管LED16依次连接。

所述信号检测电路包括8路支路：紧急制动环路检测电路、牵引环路检测电路、门全关信号检测电路、紧急制动检测电路、方向手柄中位检测电路、制动缸压力检测电路、停放制动检测电路、里程继电器检测电路，8路支路的连接关系相同，包括：端子排后端引出导线连接上述各支路的继电器，继电器连接三极管Q的集电极，三极管Q的发射极接地，三极管Q的基极经过电阻后连接至控制器输入端；

上述各支路中还连接有指示灯，显示信号接通状态。

所述控制电路的控制器为单片机，所述显示屏为LCD显示屏。

所述控制电路还包括与控制器连接的晶振电路。

所述控制电路还包括与控制器连接的通讯模块，通讯模块为有线或无线通讯模块。

所述面板上的端子两两一组，其中一个作为输入端口，另一个作为输出端口，用于通过连接导线将面板上的输入端口与输出端口接通，连通控制电路构成回路。

实用新型具有以下有益效果及优点：

目前该实用新型采用目前主流芯片STC15W404AS，此单片机内部集成了高精度的RC振荡电路和高可靠的复位电路，直接外部晶振和复位电路都可以，该芯片是在实验装置功能为数据采集、输出控制、LCD触摸显示通信和方便操作。

触摸屏显示模块模块：实现模拟列车检测信号状态显示，管理员故障点设置。

实验面板操作模块：实现工作人员通过接通端子排，使得各个实验电路接通、模拟故障电路的检测点。

该实用新型应用到一种地铁列车主要控制电路培训学习，该装置可以不断优化和改进可以多种实验培训功能，设备硬件设计成熟，可以应用到其他城市地铁行业。

附图说明

图1是本实用新型装置总体结构图；

图2是本实用新型的电路连接关系结构示意图；

图3是本实用新型操作面板结构图；

图4是本实用新型装置电气原理图；

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方法做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但本发明能够以很多不同于在此描述的其他方式来实施，本领域技术人员可以在不违背实用新型内涵的情况下做类似改进，因此本实用新型不受下面公开的具体实施的限制。

除非另有定义，本文所使用的所有技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。

下面结合附图及实施例对本实用新型做进一步的详细说明。

如图1所示，本实用新型一种地铁列车主要控制电路实验教学装置，外部操作面板、主控制电路、内部检测点、LCD屏触摸与显示电路。该实用新型紧急制动实验、牵引电路实验、牵引极位控制，所有控制信号和电压输入检测都由STC15W404AS单片机进行数据汇总、信号输入和输出控制、实现教学实验培训工作。工作人员在面板上用引线接通各个实验电路的段子，从而接通各个实验控制电路，通过LCD触摸屏实时显示各个电路当前工作状态、控制电路通断模拟设置故障点、LCD触摸屏操作简单、携带方便。

如图2所示，本实用新型装置连接关系包括：面板1、控制电路2、显示屏3，所述面板1上设有若干组端子排，端子排后端引出导线连接控制电路2输入端，控制电路输出端连接显示屏3；控制电路2包括：控制器21和与其分别电性连接的列车行驶方向电路22、牵引级位控制电路23、列车制动级位控制电路24、手刹制动电路25、信号检测电路26。

如图3所示，为本实用新型的一个面板端口实例，面板1上，紧急制动电路试验区包括：本车激活继电器输入输出端口、警惕装置时间继电器输入输出端口、快速制动继电器输入输出端口、5KM/h速度继电器输入输出端口、紧急制动继电器输入输出端口、方向手柄继电器输入输出端口、NRM模式继电器输入输出端口、总风压力继电器输入输出端口、紧急制动开关继电器输入输出端口、紧急制动短路开关继电器输入输出端口、紧急制动线圈输入输出端口、紧急制动旁路开关输入输出端口、总风压力继电器输入输出端口、他车激活继电器输入输出端口。牵引电路试验区包括：级位手柄输入输出端口、方向手柄输入输出端口、本车激活继电器输入输出端口、停放缓解检测辅助继电器输入输出端口、制动不缓解辅助继电器输入输出端口、紧急制动继电器线圈输入输出端口、NRM模式继电器输入输出端口、列车门全关门旁路开关输入输出端口、停放制动旁路开关输入输出端口、制动不缓解旁路开关输入输出端口。

如图4所示，控制电路2的电路连接关系包括：STC15W404AS单片机、继电器与三极管控制电路、LCD屏触摸屏显示电路、内部检测点电路、输入端控制电路。具体如下：

列车行驶方向电路22，包括电源VCC经过3路选择开关分别连接发光二极管(LED1、LED2、LED3)后连接至单片机3脚P1.2、2脚P1.1、1脚P1.0上。3路选择开关分别表示列车行驶方向开关的中位端脚、前进端脚、倒退的端脚。单片机型号为STC15W404AS。

列车牵引级位控制电路23，包括电源VCC经过4路并联的分支电路后连接至单片机的5脚P1.4，每路分支支路相同，包括：开关(SW1、SW3-SW5)、电阻(R1-R4)、发光二极管(LED4-LED7)依次连接。

列车制动级位电路(速度档位)24，包括电源VCC经过8组并联的分支电路后连接至单片机的15脚P3.5上，每路分支支路相同，包括：开关(SW6-SW13)、电阻(R5-R12)、发光二极管(LED8-LED15)依次连接。

手刹制动电路25，包括电源VCC经过2组分支电路后分别连接至单片机的16脚P3.6、17脚P3.7上，每路分支支路相同，包括：开关(SW14、SW15)、电阻(R13、R14)、发光二极管(LED16、LED17)依次连接。

晶振电路27，单片机18脚XTAL2经过电容C1接地，单片机19脚XTAL1经过电容C2接地,单片机18脚、19脚之间连接有晶振X1，单片机20脚GND接地。

信号检测电路26包括：紧急制动环路检测电路、牵引环路检测电路、门全关信号检测电路、紧急制动检测电路、方向手柄中位检测电路、制动缸压力检测电路、停放制动检测电路、5公里继电器检测电路，连接关系如下：STC15W404AS单片机39脚P0.0；38脚P0.1；37脚P0.2；36脚P0.3；25脚P2.4；26脚P2.5；27脚P2.6；23脚P2.2，分别与R15、R16、R17、R18、R19、R20、R21、R22端脚相连，其次R15、R16、R17、R18、R19、R20、R21、R22的另一端分别与三极管Q2、Q3、Q1、Q4、Q6、Q5、Q7、Q8的基极的管脚相连，Q2、Q3、Q1、Q4、Q6、Q5、Q7、Q8的发射极的管脚分别接地，Q2、Q3、Q1、Q4、Q6、Q5、Q7、Q8的集电极分别与紧急制动环路检测继电器4脚、牵引环路检测继电器4脚、门全关信号检测继电器4脚、紧急制动检测继电器4脚、方向手柄中位继电器4脚、制动缸压力继电器4脚、停放制动检测继电器4脚、5公里继电器4脚相连，以上继电器的1脚分别与VCC相连，VCC是提供DC110V电压高电平作用，以上继电器的2脚分别与内部检测板上的紧急制动环路检测、牵引环路检测、紧急制动检测、门全关信号检测、方向手柄中位测试点、制动缸压力检测、停放制动检测、5公里继电器检测的检测孔相连。STC15W404AS单片机上的7脚P1.6连接至紧急制动环路检测的继电器的5脚上，35脚P0.4连接至门全关信号检测电路的5脚上，24脚P2.3引出导线经过作为方向状态灯的发光二极管LED21后连接至方向手柄中位检测电路的3引脚，紧急制动环路检测电路的5脚与牵引环路检测电路的5脚相连接，方向手柄中位检测电路的5脚、制动缸压力检测电路的3脚相连。STC15W404AS单片机上22脚P2.1、23脚P2.2与端子排CN1的4、6脚相连，再与LCD屏触摸屏的3、4脚相连，LCD屏触摸屏的1、2脚再与VCC电压12V、GND相连，通过LCD触摸屏进行实时显示。结合可视化LCD屏还可以模拟电路方便设置电路故障点。通过模拟列车主电路故障点，检修人员可进一步深入学习列车主电路逻辑电路关系，从而实现地铁列车精检细修、保障优质供车目的。

本实用新型的装置的控制电路2还可进一步包括与控制器连接的通讯模块，通讯模块为有线或无线通讯模块，向上位机发送信号数据。

以上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰应视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种列车模拟主电路控制实验教学装置，其特征在于，包括：面板(1)、控制电路(2)、显示屏(3)，所述面板(1)上设有若干组端子排，端子排后端引出导线连接控制电路(2)输入端，控制电路输出端连接显示屏(3)；

所述控制电路(2)包括：控制器(21)和与其分别电性连接的列车行驶方向电路(22)、牵引级位控制电路(23)、列车制动级位控制电路(24)、手刹制动电路(25)、信号检测电路(26)。

2.根据权利要求1所述的一种列车模拟主电路控制实验教学装置，其特征在于，所述列车行驶方向电路(22)包括电源VCC经过3路选择开关分别连接发光二极管LED1、发光二极管LED2、发光二极管LED3后，依次连接至控制器。

3.根据权利要求1所述的一种列车模拟主电路控制实验教学装置，其特征在于，所述牵引级位控制电路(23)包括：电源VCC经过4路并联的分支电路后连接至紧急制动环路检测的继电器的5脚上，每路分支支路相同，包括：开关SW1、电阻R1、发光二极管LED4依次连接。

4.根据权利要求1所述的一种列车模拟主电路控制实验教学装置，其特征在于，所述列车制动级位控制电路(24)包括电源VCC经过8组并联的分支电路后连接至控制器，每路分支支路相同，包括：开关SW6、电阻R5、发光二极管LED8依次连接。

5.根据权利要求1所述的一种列车模拟主电路控制实验教学装置，其特征在于，所述手刹制动电路(25)包括电源VCC经过2组分支电路后分别连接至控制器上，每路分支支路相同，包括：开关SW14、电阻R13、发光二极管LED16依次连接。

6.根据权利要求1所述的一种列车模拟主电路控制实验教学装置，其特征在于，所述信号检测电路(26)包括8路支路：紧急制动环路检测电路、牵引环路检测电路、门全关信号检测电路、紧急制动检测电路、方向手柄中位检测电路、制动缸压力检测电路、停放制动检测电路、里程继电器检测电路，8路支路的连接关系相同，包括：端子排后端引出导线连接上述各支路的继电器，继电器连接三极管Q的集电极，三极管Q的发射极接地，三极管Q的基极经过电阻后连接至控制器输入端；

上述各支路中还连接有指示灯，显示信号接通状态。

7.根据权利要求1-6任意一项所述的一种列车模拟主电路控制实验教学装置，其特征在于，所述控制电路(2)的控制器(21)为单片机，所述显示屏(3)为LCD显示屏。

8.根据权利要求1-6任意一项所述的一种列车模拟主电路控制实验教学装置，其特征在于，所述控制电路(2)还包括与控制器连接的晶振电路(27)。

9.根据权利要求1-6任意一项所述的一种列车模拟主电路控制实验教学装置，其特征在于，所述控制电路(2)还包括与控制器连接的通讯模块(28)，通讯模块(28)为有线或无线通讯模块。

10.根据权利要求1-6任意一项所述的一种列车模拟主电路控制实验教学装置，其特征在于，所述面板(1)上的端子两两一组，其中一个作为输入端口，另一个作为输出端口，用于通过连接导线将面板上的输入端口与输出端口接通，连通控制电路构成回路。

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