便携式直流四六线制转辙机智能测试仪的研究与设计

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1、便携式直流四/六线制转辙机智能测试仪的研究与设计海宁张彩珍孙鸣蔚兰州交通大学电子与信息工程学院北京全路通信信摘要：根据6502电气集中原理，结合嵌入式技术、传感器技术、电力电子技术、通信技术和图形界面开发技术等，针对我国普速铁路线上的直流转辙机，设计开发一套与之相适应的转辙机智能测试仪。关键词：转辙机;智能测试仪;道岔控制电路;道岔故障诊断;收稿日期：2017-07-06ResearchandDesignofPortableIntelligentTesterfor4/6LineTypeSwitchHaiNingZhangCaizhenSunMingweiAbstract：Accordingt

2、otheprincipleof6502electriccircuitandbasedonembeddedtechnology,sensortechnology,powerelectronictechnology,communicationtechnologyandgraphicinterfacedevelopmenttechnology,aswitchintelligenttesterforDCswitchmachineusedingeneralspeedrailwayinChinaisdesignedanddeveloped.Keyword：Switchmachine;Intelligen

3、ttester;Switchcontrolcircuit;Switchfaultdiagnosis;Received：2017-07-06在列车运行过程中，道岔用于转换列车运行方向，其可靠、安全工作是保证铁路运输安全的关键。道岔控制电路由室内逻辑电路和室外转辙电路组成。A前，我国采用2种转辙机测试仪，一种在每次测量后都需耍拆装，不适于现场实时测量；另一种则需要人工安装夹钳式传感器，人为干扰因素大。为此，以直流四/六线制转辙机控制电路为基础，设计出一种适用于我国普速铁路道岔故障测试的便携式转辙机智能测试仪，协助铁路人贝排除故障，提高工作效率。1测试仪结构设计转辙机智能测试仪由道岔模拟驱动采集模

4、块和PS-LCD构成，如图1所示。道岔模拟驱动采集模块主要完成对四/六线制转辙机的动作和表示，同时采集转辙机的动作吋间、动作电流、动作方向等信息;PS-LCD采用集成的可编程LCD屏，通过javascript语言完成系统界面和道岔故障智能诊断系统的设计。图1转辙机智能测试仪结构图下载原图2硬件设计测试仪的硬件电路采用各功能互相配合的模块化电路，可以避免因部分电路修改而影响其他电路的功能;对应的软件设计也采用模块化程序，便于查找故障和修改程序。测试仪的硬件整体架构如图2所示，主要包括微处理器电路、操作按钮模块电路、电源转换电路、继电器控制电路、道岔模拟驱动采集电路、电压转换电路、运算放大电路和

5、通信电路等。2.1道岔模拟驱动采集电路在6502电气集中的基础上，根据四/六线制道岔启动电路和表示电路的工作要求，针对直流转辙机，设计了道岔模拟驱动采集电路，如图3所示。该采集电路采用的ATmegal6是高性能、低功耗的8位AVR微处理器（M⑶），拥有先进的RISC结构，快速的单个时钟周期指令系统，数据处理能力强；自带10位逐次比较的A/D转换器，只有较高的转换精确度，可以对端口的输入电压进行采样。2.2道岔动作工作原理当MCU检测到操作按钮的动作命令后，通过光电隔离电路控制逻辑动作开关，控制电路的开、闭状态。图2测试仪硬件架构下载原图当MCU检测到定操按钮按下时，单片机通过光耦开关控制K1

6、继电器线圈励磁，此时其触点开关K1A、K1B、K1C闭合;XI与X4、X5与X4分别输出DC220V工作电压，供转辙机驱动所用。同理，当MCU检测到反操按钮按下吋，单片机通过光耦开关控制K2继电器线圈励磁，此时其触点开关K2A、K2B、K2C闭合，此时X2与X4、X6与X4分别输出DC220V工作电压，供转辙机驱动所用。驱动六线制转辙机时，四线制可作为六线制的副机，将定、反位动作线悬空即可。在转动过程中，MCU根据传感器H1釆集到的动作电流大小，判断转辙机是否转动停止。若动作冋路的电流信号为正常波形，说明转动过程正常;若在连续的采样周期N，没有采集到数据，说明转辙机转动停止；当转辙机转动到位

7、后，由于转辙机内部表示密贴检査器的作用，自动断开动作回路。此时传感器H1采集到的动作电流为0，M⑶控制继电器K1与K2线圈失磁，转辙机完成动作。图3道岔驱动采集电路下载原图2.3道岔动作时间检测原理采用中断定时的方法采集道岔动作时间。当动作电流超过L。后，定时器开始计时，直至动作电流低于后停止计时。由于在道岔动作时只有动作电流，因此，将其持续的时间作为动作时间来处理。为了在显示模块中准确反映道岔转动吋间,在上