城轨列车制动性能检测系统

摘要

城轨列车制动性能检测系统，包括数据采集系统、检测主机和上位机，数据采集系统包括多普勒雷达传感器，压力传感器和加速度传感器；检测主机包括开关量采集模块，模拟量采集模块，数据处理和通信模块，电源模块，开关量采集模块包括开关量输入通道和PWM信号输入通道，模拟量采集模块包括电流输入通道和电压输入通道，数据处理和通信模块包括RS485接口、USB接口、RS232接口和CPU。本发明设计了一套独立于列车系统的制动性能检测系统，实现列车制动参数的自动计算，还涉及了一套上位机监测软件，将计算得到的各种性能指标整合到一个时间轴，可同时实现制动性能的图形和文本显示，直观、便捷，试验数据可以存储并回放，便于分析。

主权项

城轨列车制动性能检测系统，其特征在于：包括数据采集设备、检测主机和上位机；所述数据采集设备包括多普勒雷达传感器，用于采集列车瞬时速度和里程数据；压力传感器，用于采集列车制动缸压力值；加速度传感器，用于采集车辆瞬时加速度值；所述检测主机包括开关量采集模块，与列车司控器指令线相连，采集司控器指令；模拟量采集模块，与压力传感器和加速度传感器相连，采集压力传感器和加速度传感器的模拟量信号；数据处理和通信模块，与多普勒雷达传感器和上位机相连；电源模块，通过背板分别为开关量采集模块、模拟量采集模块、数据处理和通信模块供电；所述数据处理和通信模块通过背板CAN总线分别与开关量采集模块和模拟量采集模块相连；所述开关量采集模块包括开关量输入通道、PWM信号输入通道、CPU和CAN通信接口，开关量输入通道、PWM信号输入通道分别设置有开关量采集电路和PWM信号采集电路；所述开关量采集电路和PWM信号采集电路的输出端均设置有逻辑自检电路；开关量采集电路的正负端之间连接有瞬态抑制二极管，瞬态抑制二极管并联连接有光耦单元，光耦单元由两个并联连接的光耦组成，其中一个光耦的输出端连接有一自检电路，另一光耦的输入端连接CPU，作为使能信号的输入端；与开关量采集电路相连的自检电路由两个串联的与非门单元组成，一个为输入与非门，一个为输出与非门；输入与非门的两个输入端均与CPU相连，作为自检信号的输入端；输入与非门的输出与输出与非门的一个输入端相连，输出与非门的另一个输入端与开关量采集电路的输出端相连，输出与非门的输出端与CPU相连，作为开关量采集电路的输出；CAN通信接口与CPU相连，将开关量和PWM信号采集的结果传输给数据处理和通信模块；所述模拟量采集模块包括电流输入通道和电压输入通道、CPU和CAN通信接口；电流输入通道的输入端与压力传感器相连，输出端依次与AD转换电路、隔离电路和CPU依次相连；电压输入通道的输入端与加速度传感器相连，输出端分别与AD转换电路、隔离电路和CPU依次相连；CAN通信接口与CPU相连，将模拟量信号采集的结果传输给数据处理和通信模块；所述数据处理和通信模块包括RS485接口、USB接口、RS232接口、CPU和CAN通信接口，多普勒雷达传感器经RS485接口与CPU相连，开关量采集模块和模拟量采集模块分别经CAN总线与CPU相连，CPU经USB接口与上位机相连；CAN通信接口与CPU相连，接收开关量信号和模拟量信号；所述数据处理和通信模块的CPU包括定时器，用于存储制动施加时间和制动缓解时间；还包括存储单元，用于存储开关量采集模块、模拟量采集模块采集的数据信息；计算单元，用于制动距离、平均减速度、制动响应时间和纵向冲击率的计算；所述电源模块包括依次相连的EMC保护电路、过压欠压保护电路、过温保护电路和电压转换电路，所述电压转换电路有两路，分别为DC24V电压转换电路和DC5V电压转换电路，DC24V电压转换电路的输出与模拟量采集模块相连，DC5V电压转换电路的输出分别与开关量采集模块、模拟量采集模块和数据处理和通信模块相连；所述上位机通过USB接口与检测主机相连，安装有监控软件。