一种交流灯丝转换继电器在线检测系统及方法技术方案

一种交流灯丝转换继电器在线检测系统由MCU、通断执行单元、采集单元、无线远程数据传输单元、云服务器和监控平台构成，该系统结构简单、直接安装到交流灯丝转换继电器电路中，抗干扰性强、传送距离远、传输的速率快、即时性好、运行协调精确，能够在不影响交流灯丝转换继电器正常工作的前提下，实现交流灯丝转换继电器的远程故障诊断和故障监测，保证系统的正常运行。

【技术实现步骤摘要】
一种交流灯丝转换继电器在线检测系统及方法
本专利技术涉及继电器检测
，尤其涉及一种交流灯丝转换继电器在线检测系统及方法。
技术介绍
交流灯丝转换继电器的正常工作为铁路色灯信号机系统的正常运行提供了保障。按照国家标准要求，为了保障铁路色灯信号机的稳定性，要定期对交流灯丝转换继电器进行检修。传统的交流灯丝转换继电器检测方法大多是将交流灯丝转换继电器拆卸之后，安装备用的合格交流灯丝转换继电器，将待测交流灯丝转换继电器带回生产车间使用专用交流灯丝转换继电器检测设备进行检测，检测合格后再安装回原位。对于使用交流灯丝转换继电器数量较少的场合，人工拆卸检测的方法具有一定的可行性，但对于广泛应用交流灯丝转换继电器的场合，频繁大量的进行交流灯丝转换继电器的拆卸检修，会对系统工作造成很大的影响，极大的耗费了人力物力，且检测周期长，过程繁琐。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种交流灯丝转换继电器在线检测系统及方法，它可以克服现有交流灯丝转换继电器检测存在的不足，是一种结构简单的在线检测系统，且能在不拆卸交流灯丝转换继电器的情况下对交流灯丝转换继电器的参数进行在线检测，该方法容易实现。本专利技术的技术方案：一种交流灯丝转换继电器在线检测系统，其特征在于它包括MCU（MicrocontrollerUnit，微控制单元）、通断执行单元、采集单元、无线远程数据传输单元、云服务器和监控平台；其中，所述采集单元的输入端接收现场的采集信号，其输出端连接MCU；所述MCU的输入端接收采集单元的输出信号，其输出端连接通断执行单元，此外，所述MCU还与无线远程数据传输单元呈双向数据连接；所述云服务器与监控平台及无线远程数据传输单元分别呈双向数据连接。所述采集单元由线圈电流采集模块、线圈电压采集模块、触点电流采集模块、触点电压采集模块和环境参数采集模块中的一种或多种组合构成；所述线圈电流采集模块、线圈电压采集模块、触点电流采集模块、触点电压采集模块和环境参数采集模块能够对交流灯丝转换继电器的线圈电流信号、线圈电压信号、触点电流信号、触点电压信号及环境参数信号中的一种多种的组合进行一一对应采集，并将采集后的数据通过高速DMA（DirectMemoryAccess，直接内存存取）方式传输到MCU。所述线圈电流信号是由线圈电流采集模块与待测交流灯丝转换继电器线圈串联获取；所述线圈电压信号由线圈电压采集模块与待测交流灯丝转换继电器线圈并联获取；所述触点电流信号由触点电流采集模块与待测交流灯丝转换继电器动断触点串联获取；所述触点电压信号由触点电压采集模块与待测交流灯丝转换继电器动触点和动断触点并联获取；所述环境参数信号是由温湿度传感器和气压传感器获取。所述线圈电流、线圈电压、触点电流、触点电压统称为交流灯丝转换继电器电参数。所述通断执行单元是由交流灯丝转换继电器线圈通断模块和恒流源模块构成，如图1所示；所述线圈通断模块输入端连接MCU的输出端，用于实现交流灯丝转换继电器线圈的通断；所述恒流源模块输入端连接MCU输出端，用于实现恒流源与交流灯丝转换继电器触点的通断。所述MCU采用基于ARM（AdvancedRISCMachines，RISC微处理器，RISC，即ReducedInstructionSetComputer精简指令集计算机）内核的微处理器；ARM微处理器具有性能高、体积小、功耗低、实时性好的特点。所述无线远程数据传输单元由4G传输模块以及4G天线构成；所述4G传输模块与MCU呈双向连接，用于实现与MCU间的交流灯丝转换继电器参数数据和环境参数数据的传输；所述4G天线用于实现与云服务器之间的交流灯丝转换继电器参数数据和环境参数数据的双向传输。所述监控平台由人机界面模块和远程管理模块构成；所述人机界面模块用于实现对交流灯丝转换继电器在线检测的操作参数的设置和检测状态及结果的显示，设置后的操作参数将传输到远程管理模块；所述远程管理模块用于实现监控平台和云服务器之间的双向数据传输，将人机界面模块设置的参数对应的检测操作信息传输给云服务器，并将云服务器返回的检测数据在人机界面模块进行显示。所述人机界面模块设置的操作参数是指对交流灯丝转换继电器的检测时间和检测次数的设置；所述人机界面模块检测状态及结果的显示：所述交流灯丝转换继电器的检测状态包括工作状态、在线检测状态和检测完成状态；所述交流灯丝转换继电器检测结果包括合格与失效。一种交流灯丝转换继电器在线检测方法，其特征在于包括以下步骤：（1）由监控平台发出色灯信号机工作状态查询指令，判断色灯信号机的工作状态；若色灯信号机处于工作状态，则监控平台显示交流灯丝转换继电器为工作状态；若色灯信号机处于空闲状态，则表明其触点可以进行切换，此时监控平台通过无线远程数据传输模块向MCU发出启动检测指令，监控平台的人机界面模块显示交流灯丝转换继电器为在线检测状态；所述步骤（1）中色灯信号机的工作状态随火车站行车调车时间变化不断更新，并实时反馈给监控平台；所述步骤（1）中监控平台通过无线远程数据传输模块向MCU发出的启动检测指令具体是指启动采集单元工作和启动通断执行单元工作；（2）启动采集单元，即：由监控平台的远程管理模块通过云服务器和无线远程数据传输模块向MCU发出参数采集指令，MCU实时接收参数采集指令，并驱动采集单元的线圈电流采集模块、线圈电压采集模块、触点电流采集模块、触点电压采集模块和环境参数采集模块工作，对交流灯丝转换继电器电参数和环境参数进行采集；（3）启动控制模块，即：由监控平台的人机界面模块设定交流灯丝转换继电器动作次数和通断总时间，然后由远程管理模块通过云服务器和无线远程数据传输模块向MCU发出交流灯丝转换继电器线圈通断检测指令，由MCU实时接收线圈通断检测指令，并驱动控制模块的线圈通断模块控制交流灯丝转换继电器动作；所述步骤（3）中交流灯丝转换继电器的动作次数为铁路标准规定，每分钟15~20次；单次检测通断总时间为1分钟；（4）采集单元将采集得到的电参数通过高速DMA（DirectMemoryAccess，直接内存存取）方式传输到MCU，由MCU通过无线远程数据传输模块，将交流灯丝转换继电器电参数和环境参数传输到监控平台；所述步骤（4）中的交流灯丝转换继电器电参数主要包括吸合电流、释放电流、触点电阻、触点转换时间；（5）MCU将采集到的电参数与交流灯丝转换继电器铁路标准值进行比较；若存在某一个或多个电参数超过铁路标准值，则判定交流灯丝转换继电器无法可靠实现色灯信号机中灯丝转换的作用，此时，将由MCU触发故障报警，并通过无线远程数据传输模块和云服务器向监控平台发出交流灯丝转换继电器失效的信号，同时监控平台能够根据交流灯丝转换继电器编号对故障继电器进行准确定位；若采集数据在铁路标准值范围内，则判定交流灯丝转换继电器合格；所述步骤（5）中的铁路标准值包括，吸合电流不大于交流1.5A,释放电流不小于交流0.35A，触点电阻不大于0.05Ω，触点转换时间不大于0.1s；...

【技术保护点】
1.一种交流灯丝转换继电器在线检测系统，其特征在于它包括MCU、通断执行单元、采集单元、无线远程数据传输单元、云服务器和监控平台；其中，所述采集单元的输入端接收现场的采集信号，其输出端连接MCU；所述MCU的输入端接收采集单元的输出信号，其输出端连接通断执行单元，此外，所述MCU还与无线远程数据传输单元呈双向数据连接；所述云服务器与监控平台及无线远程数据传输单元分别呈双向数据连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种交流灯丝转换继电器在线检测系统，其特征在于它包括MCU、通断执行单元、采集单元、无线远程数据传输单元、云服务器和监控平台；其中，所述采集单元的输入端接收现场的采集信号，其输出端连接MCU；所述MCU的输入端接收采集单元的输出信号，其输出端连接通断执行单元，此外，所述MCU还与无线远程数据传输单元呈双向数据连接；所述云服务器与监控平台及无线远程数据传输单元分别呈双向数据连接。


2.根据权利要求1所述一种交流灯丝转换继电器在线检测系统，其特征在于所述采集单元由线圈电流采集模块、线圈电压采集模块、触点电流采集模块、触点电压采集模块和环境参数采集模块中的一种或多种组合构成；所述线圈电流采集模块、线圈电压采集模块、触点电流采集模块、触点电压采集模块和环境参数采集模块能够对交流灯丝转换继电器的线圈电流信号、线圈电压信号、触点电流信号、触点电压信号及环境参数信号中的一种多种的组合进行一一对应采集，并将采集后的数据通过高速DMA方式传输到MCU。


3.根据权利要求2所述一种交流灯丝转换继电器在线检测系统，其特征在于所述线圈电流信号是由线圈电流采集模块与待测交流灯丝转换继电器线圈串联获取；所述线圈电压信号由线圈电压采集模块与待测交流灯丝转换继电器线圈并联获取；所述触点电流信号由触点电流采集模块与待测交流灯丝转换继电器动断触点串联获取；所述触点电压信号由触点电压采集模块与待测交流灯丝转换继电器动触点和动断触点并联获取；所述环境参数信号是由温湿度传感器和气压传感器获取；所述线圈电流、线圈电压、触点电流、触点电压统称为交流灯丝转换继电器电参数。


4.根据权利要求1所述一种交流灯丝转换继电器在线检测系统，其特征在于所述通断执行单元是由交流灯丝转换继电器线圈通断模块和恒流源模块构成，如图1所示；所述线圈通断模块输入端连接MCU的输出端，用于实现交流灯丝转换继电器线圈的通断；所述恒流源模块输入端连接MCU输出端，用于实现恒流源与交流灯丝转换继电器触点的通断。


5.根据权利要求1所述一种交流灯丝转换继电器在线检测系统，其特征在于所述MCU采用基于ARM内核的微处理器；所述无线远程数据传输单元由4G传输模块以及4G天线构成；所述4G传输模块与MCU呈双向连接，用于实现与MCU间的交流灯丝转换继电器参数数据和环境参数数据的传输；所述4G天线用于实现与云服务器之间的交流灯丝转换继电器参数数据和环境参数数据的双向传输。


6.根据权利要求1所述一种交流灯丝转换继电器在线检测系统，其特征在于所述监控平台由人机界面模块和远程管理模块构成；所述人机界面模块用于实现对交流灯丝转换继电器在线检测的操作参数的设置和检测状态及结果的显示，设置后的操作参数将传输到远程管理模块；所述远程管理模块用于实现监控平台和云服务器之间的双向数据传输，将人机界面模块设置的参数对应的检测操作信息传输给云服务器，并将云服务器返回的检测数据在人机界面模块进行显示；
所述人机界面模块设置的操作参数是指对交流灯丝转换继电器的检测时间和检测次数的设置；所述人机界面模块检测状态及结果的显示：所述交流灯丝转换继电器的检测状态包括工作状态、在线检测状态和检测完成状态；所述交流灯丝转换继电器检测结果包括合格与失效。


7.一种交流灯丝转换继电器在线检测方法，其特征在于包括以下步骤：
（1）由监控平台发出色灯信号机工作状态查询指令，判断色灯信号机的工作状态；若色灯信号机处于工作状态，则监控平台显示交...

【专利技术属性】
技术研发人员：李志伟，李聪，朱均超，张宝峰，高志华，
申请(专利权)人：天津理工大学，
类型：发明
国别省市：天津;12