CN213876428U - 用于列车空调控制系统的综合试验台 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及空调测试设备领域，公开了一种用于列车空调控制系统的综合试验台，以便于对空调控制器进行准确检测。本实用新型包括人机交互模块、空调控制器、电流模拟调节器、温度模拟调节器以及用于模拟被控元件的接口状态信号的PLC；所述PLC的通信接口和人机交互模块相连，所述PLC的输出接口和空调控制器的输入接口相连，所述PLC的输入接口和空调控制器的输出接口相连，空调控制器的电流接口和电流模拟调节器相连，空调控制器的温度接口和温度模拟调节器相连。本实用新型适用于列车空调控制系统检修测试。

Description

用于列车空调控制系统的综合试验台

技术领域

本实用新型涉及空调测试设备领域，特别涉及一种用于列车空调控制系统的综合试验台。

背景技术

列车空调工作状况直接影响到乘客的乘坐体验，空调系统在正线发生故障，但回库后故障无法重现，检修人员难以对故障进行分析和处理，造成故障原因查找异常艰难，故障率和乘客投诉居高不下的问题迟迟得不到有效解决，车辆维保工作面临很大的压力。

另外，诸如地铁运营公司这些列车使用单位通常不具备核心元件和重要部件的检测、分析、维修能力。如遇空调控制系统故障，主要采取相关部件全部换新的方式，在问题没有彻底解决的同时也增加了检修的成本。

目前，尚未发现和列车空调控制系统综合试验台雷同的产品。现有空调检测方式的主要缺点是：

1.现有空调检测设备不能模拟列车空调故障。列车回库后，故障通常会消失，也不能通过故障模拟的方式使故障重现，因此车辆检修人员不能对故障进行准确的分析和判断。一般采用加大设备检查频率的方式，期望达到降低故障率的目标，但实际效果甚微，空调控制系统故障长时间得不到有效解决。

2.现有空调检测设备不能对列车空调核心元件进行自主维修。空调控制器是列车空调系统里的核心部件，一般市场价约4万元/套。如果其出现故障，只能换新，致使空调控制系统维修成本高。

3.现有空调检测设备功能单一，实用性较差。市面上的空调检测设备，一般只能检测通风机、冷凝风机、压缩机等部件的工况，且通常也仅测试其工作电压、电流等参数，不能对空调控制器或部分空调控制系统元件进行测试，更不能模拟各种故障、对故障或技改方案进行验证，局限性大，实用性不高。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是：提供一种用于列车空调控制系统的综合试验台，以便于对空调控制器进行准确检测。

为解决上述问题，本实用新型采用的技术方案是：用于列车空调控制系统的综合试验台，包括人机交互模块、空调控制器、电流模拟调节器、温度模拟调节器以及用于模拟被控元件的接口状态信号的PLC；所述PLC的通信接口和人机交互模块相连，所述PLC的输出接口和空调控制器的输入接口相连，所述PLC的输入接口和空调控制器的输出接口相连，空调控制器的电流接口和电流模拟调节器相连，空调控制器的温度接口和温度模拟调节器相连。

本实用新型在使用时，电流模拟调节器可用于向空调控制器提供不同工况下的虚拟压缩机电流；温度模拟调节器可用于向空调控制器提供虚拟的空调的新风和回风温度数据；人机交互模块可用于实现用户与综合试验台之间的人机交互功能，包括用户指令下发和测试结果显示；当空调控制器作为被检设备时，PLC用于模拟被控元件的接口状态信号，并将模拟的信号提供给空调控制器，以及检测空调控制器的输出信号是否正常，并将检测结果输出到人机交互模块；其中所述被控元件指空调系统中受空调控制器控制的元件；当空调控制器以非被检设备身份参与空调系统中被控元件的测试时，PLC用于模拟空调系统中除待测元件以外其他元件的接口状态信号，并检测待测元件的接口状态信号是否正常，并将检测结果输出到人机交互模块。

具体的，所述PLC的型号可为S7-1200。

具体的，电流模拟调节器通过多档位主令开关对4个串联的锗二极管进行切换，形成0V、0.2V、0.4V、0.8V、1.2V共5个档位，5个档位分别对应压缩机0A、4A、8A、12A、16A的工作电流。

本实用新型的有益效果是：为了便于对空调控制器进行准确检测，本实用新型提供了一套硬件系统，即一种用于列车空调控制系统的综合试验台，在向该综合试验台加载已知的或者定制的软件之后，本实用新型一方面可以通过PLC全面模拟空调控制系统接口各种运行状态，便于快速确认故障点，解决空调疑难故障。另一方面还可进行实物测试和功能验证，为核心部件的维修提供了方便，有效解决了当前存在的问题。

附图说明

图1为本实用新型的结构框图。

图2为实施例的结构框图。

图3为实施例提供的一种电流模拟调节器结构图。

具体实施方式

为了能够对空调控制器进行准确检测，本实用新型公开了一种可用于列车空调控制系统的综合试验台，将PLC和空调控制器相融合，搭建成具有故障模拟、元器件检测、深度维修功能的综合试验台。如图1所示，包括PLC、人机交互模块、空调控制器、电流模拟调节器以及温度模拟调节器；其中的PLC即可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller，PLC)，是一种具有微处理器的用于自动化控制的数字运算控制器，可以将控制指令随时载入内存进行储存与执行，可编程控制器由CPU、指令及数据内存、输入/输出接口、电源、数字模拟转换等功能单元组成。本实用新型中，PLC的通信接口和人机交互模块相连，PLC的输出接口和空调控制器的输入接口相连，PLC的输入接口和空调控制器的输出接口相连，空调控制器的电流接口和电流模拟调节器相连，空调控制器的温度接口和温度模拟调节器相连。

综合试验台进行检测时，电流模拟调节器用于向空调控制器提供不同工况下的虚拟压缩机电流，例如压缩机在断路、轻载、中载及过载重载状态下的虚拟压缩机电流；温度模拟调节器用于向空调控制器提供虚拟的空调的新风和回风温度数据；人机交互模块用于实现用户与综合试验台之间的人机交互功能，包括用户指令下发和测试结果显示等；

当空调控制器作为被检设备时，PLC用于模拟被控元件的接口状态信号，并将模拟的信号提供给空调控制器，以及检测空调控制器的输出信号是否正常，并将检测结果输出到人机交互模块；其中所述被控元件指空调系统中受空调控制器控制的元件；

当空调控制器以非被检设备身份参与空调系统中被控元件的测试时，PLC用于模拟空调系统中除待测元件以外其他元件的接口状态信号，并检测待测元件的接口状态信号是否正常，并将检测结果输出到人机交互模块。

下面通过实施例和附图对本实用新型做进一步说明。

实施例

实施例提供了一种用于列车空调控制系统的综合试验台，如图2所示，主要由PLC、人机交互模块HMI、空调控制器、电流模拟调节器、温度模拟调节器及电脑，其中PLC的通信接口和人机交互模块相连，PLC的输出接口和空调控制器的输入接口相连，PLC的输入接口和空调控制器的输出接口相连，空调控制器的电流接口和电流模拟调节器相连，空调控制器的温度接口和温度模拟调节器相连，电脑与空调控制器的通讯接口连接。各部分的功能如下：

1、人机交互模块HMI

人机交互模块HMI作为人机交互接口，用于实现用户与综合试验台之间的人机交互功能，包括接收用户的测试指令，显示测试结果以及显示空调控制系统接口的工作状态等。实施例中人机交互模块能在其首页能显示空调系统中压缩机、通风机、冷凝风机等元件的工作状态，并实时滚动显示主要接口元件故障；在第二页和第三页能显示主要接口元件的工作状态，并能对输入信号进行人工控制；第三页是报警信息页面，可自动生成报警时的具体信息和时间，便于检修人员对故障进行分析处理。

2、PLC

PLC用于根据测试指令，向空调控制器模拟产生列车空调控制系统接口的运行状态，以及检测空调控制器向被控元件输出的指令信号。实施例中，PLC选用SIEMENS S7-1200组件。

3、电流模拟调节器

电流模拟调节器用于向空调控制器模拟产生不同工况下的虚拟压缩机电流。如图3所示，实施例中的电流模拟调节器可利用锗二极管压D1-D4降为0.2V的特性，通过多档位主令开关对4个串联的二极管进行切换，形成0V、0.2V、0.4V、0.8V、1.2V共5个档位，5个档位对应压缩机0A、4A、8A、12A、16A的工作电流，以满足实验台对压缩机工作电流的要求。

4、温度模拟调节器

温度模拟调节器用于向空调控制器提供虚拟的空调的新风和回风温度数据。地铁列车空调工作温度范围是-35℃～45℃，空调控制系统可识别的极限温度是-50℃～100℃，温度模拟调节器能实现此极限温度范围内的连续调节，满足试验台对正常温度环境和极限温度环境测试的要求。在气温高时，利用温度模拟调节器调低空调控制器识别温度，实现空调制热；在气温低时，利用温度模拟调节器调高空调控制器识别温度，实现空调制冷，以满足故障模拟、测试和维修的需要。

5、空调控制器

空调控制器用于按照PLC输出的测试指令信号，向空调中的被控元件生成相应控制指令信号。空调控制器既可以作为被检测设备，由列车空调控制系统综合试验台来检测其设备状态；也可以作为列车空调控制系统综合试验台的一部分来模拟其接口元件的运行状态。同时，列车空调控制系统的其它实物元件也可方便接入试验台中，参与故障模拟或进行性能测试。具体的，当空调控制器作为被检设备时，PLC用于模拟被控元件的接口状态信号，并将模拟的信号提供给空调控制器，以及检测空调控制器的输出信号是否正常，并将检测结果输出到人机交互模块；其中所述被控元件指空调系统中受空调控制器控制的元件；当空调控制器以非被检设备身份参与空调系统中被控元件的测试时，PLC用于模拟空调系统中除待测元件以外其他元件的接口状态信号，并检测待测元件的接口状态信号是否正常，并将检测结果输出到人机交互模块。

6、电脑

电脑作为参与实验装置，可对空调控制器中的数据进行收集，以便后续分析测试结果时调用。

实施例通过以上模块组成的综合试验台，可实现实物与虚拟单独测试或综合测试，并能直接观察到空调系统的响应情况；可模拟所有输入信号和输出负载故障，并能对空调控制器进行测试和维修；既能进行软件模拟测试，也可接入实物测试，进行相互验证，提高检测准确率；工作过程动态化显示，可直接观察各开关、传感器、电机、阀等状态和工作情况。

Claims (3)

1.用于列车空调控制系统的综合试验台，其特征在于，包括人机交互模块、空调控制器、电流模拟调节器、温度模拟调节器以及用于模拟被控元件的接口状态信号的PLC；所述PLC的通信接口和人机交互模块相连，所述PLC的输出接口和空调控制器的输入接口相连，所述PLC的输入接口和空调控制器的输出接口相连，空调控制器的电流接口和电流模拟调节器相连，空调控制器的温度接口和温度模拟调节器相连。

2.如权利要求1所述的用于列车空调控制系统的综合试验台，其特征在于，所述PLC的型号为S7-1200。

3.如权利要求1所述的用于列车空调控制系统的综合试验台，其特征在于，电流模拟调节器通过多档位主令开关对4个串联的锗二极管进行切换，形成0V、0.2V、0.4V、0.8V、1.2V共5个档位，5个档位分别对应压缩机0A、4A、8A、12A、16A的工作电流。

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