一种铁路信号安全型继电器电气特性测试系统技术方案

本发明专利技术公开了一种铁路信号安全型继电器电气特性测试系统，包括硬件系统，上位机软件系统，所述上位机软件系统通过通信总线连接硬件系统，所述上位机软件系统用于控制硬件系统；所述硬件系统连接铁路信号继电器，所述硬件系统设有下位机软件系统，所述硬件系统用于继电器电气特性测试系统控制及测试。本发明专利技术的电路结构相对简单、技术先进、可视化效果好、使用灵活、测量误差小。用灵活、测量误差小。用灵活、测量误差小。

【技术实现步骤摘要】
一种铁路信号安全型继电器电气特性测试系统


[0001]本专利技术涉及铁路信号技术，具体涉及一种铁路信号安全型继电器电气特性测试系统。

技术介绍

[0002]目前，铁路信号控制系统是实现铁路统一指挥调度，保障列车运行安全，提高铁路交通运输的效率和质量的关键技术设备，也是铁路信息化技术的重要

[0003]铁路信号安全型继电器是铁路信号设备以及铁路信号控制系统中重要的执行元件，其工作状态及性能直接关系到铁路行车的安全性和可靠性。因此，需要对铁路信号继电器的性能进行定期测试，而其电气特性测试是信号继电器非常重要的测试项目，可为信号继电器的可靠使用提供依据。安全型信号继电器的电气性能是指在输入激励达到一定值时，输出量发生的突然改变，以工作值、吸起值、释放值等参数性能指标表示。在铁路信号控制系统中，信号继电器的作用是以小的电信号控制执行电路的大功率对象以及多个对象或多个回路的控制，从而实现铁路信号系统的复杂逻辑控制。
[0004]国外从上世纪六十年代就已经研制简易的信号继电器的测试设备，发展至今已经设计成功了较为成熟的信号继电器的测试系统，例如日本松下公司研发的ARL
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0101型继电器测试仪，该测试仪是基于计算机控制的测试设备，可进行线圈电阻、接点电阻等多种参数测试，具有多功能、高精度等特点，但进口测试设备价格昂贵，维护成本高。国内上世纪九十年代开始研制相关的继电器的测试设备，虽然市场已有很多种类型的继电器测试仪，但实际上各大多测量方法还是使用人工手动操作，通过人工将不同型号的继电器插入相应插座，再通过控制开关切换完成继电器测试项目，测试过程中需要操作人员观察继电器接点通断、衔铁闭合，同时记录模拟测试仪表的读数，这种测量方法测试效率较低，容易产生人为误差，甚至损坏测试继电器。
[0005]目前虽然已有开发智能铁路信号继电器的测试设备，但很多由于技术复杂、功能不一、价格贵，在实际应用多数铁路部门使用继电器检测设备技术仍相对较为落后，很多还是人工手动操作，自动化较低，测试人员工作量大，易产生人为误差。综合已研发和实际应用的铁路信号继电器的测试设备情况，可归纳如下不足。
[0006]（1）传统信号继电器的测试技术的自动化程度低，设备体积笨重，人为操作方式复杂，工作模式会引入人为测量误差。
[0007]（2）已研发的智能型铁路信号继电器的结构相对复杂，显示方式不够灵活。

技术实现思路

[0008]本专利技术的主要目的在于提供一种铁路信号安全型继电器电气特性测试系统。
[0009]本专利技术采用的技术方案是：一种铁路信号安全型继电器电气特性测试系统，包括硬件系统，上位机软件系统，所述上位机软件系统通过通信总线连接硬件系统，所述上位机软件系统用于控制硬件系统；所述硬件系统连接铁路信号继电器，所述硬件系统设有下位
机软件系统，所述硬件系统用于继电器电气特性测试系统控制及测试。
[0010]进一步地，所述硬件系统主要包括单片机最小系统电路、USB串口通信电路、系统运行状态显示电路、电压源控制电路及信号采集电路，所述单片机最小系统电路分别连接USB串口通信电路、系统运行状态显示电路、电压源控制电路及信号采集电路。
[0011]更进一步地，所述单片机最小系统电路包括STM32单片机、晶振电路及复位电路，STM32单片机分别连接晶振电路及复位电路。
[0012]更进一步地，所述USB串口通信电路包括USB转UART的单芯片桥接器U7和USB芯片U8，USB芯片U8连接USB转UART的单芯片桥接器U7。
[0013]更进一步地，所述系统运行状态显示电路包括第一显示电路、第二显示电路及第三显示电路；所述第一显示电路包括电阻R5、发光二极管D2,发光二极管D2正极连接3.3V电源，其负极连接电阻R5；所述第二显示电路包括电阻R4、发光二极管D3,发光二极管D3正极连接3.3V电源，其负极连接电阻R4；电阻R4的另一端连接单片机；所述第三显示电路包括电阻R2、发光二极管D4,发光二极管D4正极连接3.3V电源，其负极连接电阻R2；电阻R2的另一端连接单片机。
[0014]更进一步地，所述电压源控制电路包括同步降压转换器功率电路和MOSFET驱动电路，MOSFET驱动电路连接同步降压转换器功率电路；所述同步降压转换器功率电路包括保险管FU，电容C1、C2、C3、C4、C5、C6、C7、C8、C9、C10、C11、C12，二极管D1、D2，MOS管Q1、Q2，电感L1；所述MOS管Q1的源极连接MOS管Q2的漏极，MOS管Q1的栅极、MOS管Q1的源极、MOS管Q2的栅极及MOS管Q2的栅极分别连接MOSFET驱动电路；电容C1、C2、C3、C4及C5并联后，跨接于MOS管Q1的漏极和MOS管Q2的源极之间，并通过保险管FU连接到接口JP3；二极管D2与电容C6、C7、C8、C9、C10、C11、C12分别并联后，并与电感L1串联后，再与二极管D1并联后，跨接于MOS管Q2的漏极和源极之间；所述MOSFET驱动电路包括高频双MOSFET驱动器U1电路。
[0015]更进一步地，所述信号采集电路包括电压源的电压采集电路和电压源的输出电流采集电路，所述电压源的电压采集电路包括输入电压采集电路和输出电压采集电路；所述输入电压采集电路包括电阻R16、R17，电容C21；电阻R16一端连接电源输入端，另一端连接ADI端口，电阻R17和电容C21并联后，一端连接ADI端口，一端连接地；所述输出电压采集电路包括电阻R3、R6、R7、R9、R14，电容C14，运放IC1B；运放IC1B的同相端分别连接电阻R3、R6，运放IC1B的反相端连接电阻R9，电阻R14跨接于运放IC1B的反相端和运放IC1B的输出端之间，电阻R3的另一端连接地，电阻R6的另一端连接输出电压采集端正极AV+，电阻R9的另一端连接输出电压采集端负极AV
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，电阻R7一端连接运放IC1B的输出端，另一端连接ADV端，电容C14一端连接ADV端，另一端连接地；所述电压源的输出电流采集电路包括电阻R19、R5、R12、R13、R15、R8，电容C15，运放IC1A；所述运放IC1A的同相端分别连接电阻R19、R5，运放IC1A的反相端连接电阻R12,电阻R13、R15串联后跨接于运放IC1A的反相端和输出端之间，电阻R19的另一端连接地，电阻R5的另一端连接地，电阻R12的另一端连接AE端，电阻R8一端连接运放IC1A的输出端，另一端连接ADE端，电容C15一端连接ADE端，另一端连接地。
[0016]更进一步地，所述上位机软件系统主要包括：管理员登录模块：用于用户输入账户、密码，并判定账户、密码是否与预设一致，正确则可进入系统主页面，否则系统提示密码有误，无法进入系统主页面；接点显示模块：用于通过曲线和LED指示灯实时显示信号继电器触点状态，可用于观察8个信号继电器接点状
态最新的接点状态；特性曲线显示模块：用于监测信号继电器线圈电压和电流的变化，同时也可用于观察接点的抖本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种铁路信号安全型继电器电气特性测试系统，其特征在于，包括硬件系统，上位机软件系统，所述上位机软件系统通过通信总线连接硬件系统，所述上位机软件系统用于控制硬件系统；所述硬件系统连接铁路信号继电器，所述硬件系统设有下位机软件系统，所述硬件系统用于继电器电气特性测试系统控制及测试。2.根据权利要求1所述的铁路信号安全型继电器电气特性测试系统，其特征在于，所述硬件系统主要包括单片机最小系统电路、USB串口通信电路、系统运行状态显示电路、电压源控制电路及信号采集电路，所述单片机最小系统电路分别连接USB串口通信电路、系统运行状态显示电路、电压源控制电路及信号采集电路。3.根据权利要求2所述的铁路信号安全型继电器电气特性测试系统，其特征在于，所述单片机最小系统电路包括STM32单片机、晶振电路及复位电路，STM32单片机分别连接晶振电路及复位电路。4.根据权利要求2所述的铁路信号安全型继电器电气特性测试系统，其特征在于，所述USB串口通信电路包括USB转UART的单芯片桥接器U7和USB芯片U8，USB芯片U8连接USB转UART的单芯片桥接器U7。5.根据权利要求2所述的铁路信号安全型继电器电气特性测试系统，其特征在于，所述系统运行状态显示电路包括第一显示电路、第二显示电路及第三显示电路；所述第一显示电路包括电阻R5、发光二极管D2,发光二极管D2正极连接3.3V电源，其负极连接电阻R5；所述第二显示电路包括电阻R4、发光二极管D3,发光二极管D3正极连接3.3V电源，其负极连接电阻R4；电阻R4的另一端连接单片机；所述第三显示电路包括电阻R2、发光二极管D4,发光二极管D4正极连接3.3V电源，其负极连接电阻R2；电阻R2的另一端连接单片机。6.根据权利要求2所述的铁路信号安全型继电器电气特性测试系统，其特征在于，所述电压源控制电路包括同步降压转换器功率电路和MOSFET驱动电路，MOSFET驱动电路连接同步降压转换器功率电路；所述同步降压转换器功率电路包括保险管FU，电容C1、C2、C3、C4、C5、C6、C7、C8、C9、C10、C11、C12，二极管D1、D2，MOS管Q1、Q2，电感L1；所述MOS管Q1的源极连接MOS管Q2的漏极，MOS管Q1的栅极、MOS管Q1的源极、MOS管Q2的栅极及MOS管Q2的栅极分别连接MOSFET驱动电路；电容C1、C2、C3、C4及C5并联后，跨接于MOS管Q1的漏极和MOS管Q2的源极之间，并通过保险管FU连接到接口JP3；二极管D2与电容C6、C7、C8、C9、C10、C11、C12分别并联后，并与电感L1串联后，再与二极管D1并联后，跨接于MOS管Q2的漏极和源极之间；所述MOSFET驱动电路包括高频双MOSFET驱动器U1电路。7.根据权利要求2所述的铁路信号安全型继电器电气特性测试系统，其特征在于，所述信号采集电路包括电压源的电压采集电路和电压源的输出电流采集电路，所述电压源的电压采集电路包括输入电压采集电路和输出电压采集电路；所述输入电压采集电路包括电阻R16、R17，电容C21；电阻R16一端连接电源输入端，另一端连接ADI端口，电阻R17和电容C21并联后，一端连接ADI端口，一端连接地；所述输出电压采集电路包括电阻R3、R6、...

【专利技术属性】
技术研发人员：董红生，齐雁，张项飞，
申请(专利权)人：兰州工业学院，
类型：发明
国别省市：