校准模块、控制系统、校准方法及控制方法与流程

本发明属于轨道交通制动控制器
技术领域：
，尤其涉及一种校准模块、控制系统、校准方法及控制方法。
背景技术：
：机车制动控制器是机车制动系统中用于发出机车及列车的制动控制指令的重要部件，其安装于司机室，并且分为自动制动手柄及单独制动手柄，其中，自动制动手柄具有“运转位”、“初制动”、“常用制动区”、“全制动”、“抑制位”、“重联位”、“紧急制动”等闸位信息，用于控制机车列车管的压力，而单独制动手柄具有“运转位”、“全制动”、“制动区”、“单缓位”等闸位信息，可用于单独控制机车制动缸的压力。在机车制动控制器控制机车制动的过程中，必须对上述闸位信息进行实时监控，以实时获知制动手柄实际所处的位置。中国发明专利申请cn106627648a公开了一种机车制动控制器，其设置有可检测制动手柄所处角度角位移传感器，以此通过非接触式的检测方式，避免了操纵机车时制动手柄不断更换工作位所造成对机械及电气元件的磨损，与此同时，对应于制动手柄的运转位设置有当制动手柄工作位为运转位时输出信号的微控开关，微控开关连接有可接收并分析微控开关输出信号的控制单元，控制单元将角位移传感器发出的信号与微控开关发出的信号相比较，以判断角位移传感器输出信号的准确性。然而，上述对闸位信息检测的方式在当获知角位移传感器检测信号出现故障的情况下，需要人工对角位移传感器进行校准，以提高角位移传感器输出信号的准确性，由此导致对闸位信息检测的效率低下，同时对机车制动的正常进行造成了较大的影响。技术实现要素：本发明针对现有机车制动控制器对闸位信息检测的方式效率低下，并且影响机车制动的正常进行的技术问题，提出一种能够提高闸位信息检测的效率，并且保证机车制动正常进行的校准模块，包括该校准模块的控制系统，应用该校准模块的校准方法，以及包括该校准方法的控制方法。为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为：一种校准模块，用于轨道车辆制动控制器中，并对制动手柄闸位信息的检测进行校准，包括：信号接收单元，用于接收微动开关输出的第一开关信号和第二开关信号，以及用于接收角位移传感器发出的第一电压信号及第二电压信号，所述第一开关信号及所述第二开关信号为微动开关在两个不同闸位处分别输出的信号，所述第一电压信号与所述第一开关信号同步传送，所述第二电压信号与所述第二开关信号同步传送；信号提取单元，用于提取与所述第一开关信号对应的第一闸位信息，与所述第一闸位信息对应的第一角度值，与所述第二开关信号对应的第二闸位信息，以及与所述第二闸位信息对应的第二角度值；信号处理单元，用于获取所述第一电压信号、所述第二电压信号、所述第一角度值及所述第二角度值，并进行以下公式的计算：y＝kx+b，其中，y为与制动手柄所处位置所对应的角度值，x为角位移传感器发出的电压信号，k为斜率校准系数，b为基准校准系数。作为优选，所述第一开关信号为微动开关在制动手柄转动的起始闸位时输出的信号，所述第二开关信号为微动开关在制动手柄转动的终端闸位时输出的信号。一种控制系统，包括如上所述的校准模块，还包括存储模块，用于存储制动手柄的闸位信息，以及存储与各闸位信息相对应的角度值。作为优选，本发明控制系统还包括指令转换模块，用于根据与制动手柄所处位置所对应的角度值，提取与该角度值对应的闸位信息，同时将提取的闸位信息输出。作为优选，本发明控制系统还包括监控模块，用于根据微动开关输出的信号提取对应制动手柄闸位对应的角度值，同时将该角度值与角位移传感器检测的角度值进行比较，若不同，则发出报警信号。作为优选，所述存储模块还用于存储微动开关动作次数；本发明控制系统还包括维护模块，用于设定微动开关动作的最大次数，同时在当微动开关动作次数大于最大次数时，输出报警信号。一种校准方法，应用如上所述的校准模块，包括以下步骤：信号接收步骤，接收微动开关输出的第一开关信号和第二开关信号，以及接收角位移传感器发出的第一电压信号及第二电压信号，所述第一开关信号及所述第二开关信号为微动开关在两个不同闸位处分别输出的信号，所述第一电压信号与所述第一开关信号同步传送，所述第二电压信号与所述第二开关信号同步传送；信号提取步骤，提取与所述第一开关信号对应的第一闸位信息，与所述第一闸位信息对应的第一角度值，与所述第二开关信号对应的第二闸位信息，以及与所述第二闸位信息对应的第二角度值；信号处理步骤，获取所述第一电压信号、所述第二电压信号、所述第一角度值及所述第二角度值，并进行以下公式的计算：y＝kx+b，其中，y为与制动手柄所处位置所对应的角度值，x为角位移传感器发出的电压信号，k为斜率校准系数，b为基准校准系数。一种控制方法，应用如上所述的控制系统，包括以下步骤：存储步骤，存储制动手柄的闸位信息，以及存储与各闸位信息相对应的角度值；信号接收步骤，接收微动开关输出的第一开关信号和第二开关信号，以及接收角位移传感器发出的第一电压信号及第二电压信号，所述第一开关信号及所述第二开关信号为微动开关在两个不同闸位处分别输出的信号，所述第一电压信号与所述第一开关信号同步传送，所述第二电压信号与所述第二开关信号同步传送；信号提取步骤，提取与所述第一开关信号对应的第一闸位信息，与所述第一闸位信息对应的第一角度值，与所述第二开关信号对应的第二闸位信息，以及与所述第二闸位信息对应的第二角度值；信号处理步骤，获取所述第一电压信号、所述第二电压信号、所述第一角度值及所述第二角度值，并进行以下公式的计算：y＝kx+b，其中，y为与制动手柄所处位置所对应的角度值，x为角位移传感器发出的电压信号，k为斜率校准系数，b为基准校准系数。作为优选，本发明控制方法还包括监控步骤，根据微动开关输出的信号提取对应制动手柄闸位对应的角度值，同时将该角度值与角位移传感器检测的角度值进行比较，若不同，则发出报警信号。作为优选，所述存储步骤还包括：存储微动开关动作次数；本发明控制方法还包括维护步骤，设定微动开关动作的最大次数，同时在当微动开关动作次数大于最大次数时，输出报警信号。与现有技术相比，本发明的优点和积极效果在于：1、本发明校准模块通过设置所述信号接收单元、所述信号提取单元及所述信号处理单元，能够定期或在当发现角位移传感器检测信号出现故障的情况下，自动完成对角位移传感器的校准过程，从而相对人工校准的方式能够使角位移传感器始终保持较高的准确性，进而提高了对闸位信息检测的效率，并且保证了机车制动的正常进行。2、本发明控制系统通过设置所述存储模块，能够为所述校准模块提供制动手柄的闸位信息，以及存储与各闸位信息相对应的角度值等校准所需的信息，同时通过设置所述校准模块，能够定期或在当发现角位移传感器检测信号出现故障的情况下，自动完成对角位移传感器的校准过程，从而相对人工校准的方式能够使角位移传感器始终保持较高的准确性，进而提高了对闸位信息检测的效率，并且保证了机车制动的正常进行。3、本发明校准方法通过所述信号接收步骤、所述信号提取步骤及所述信号处理步骤，能够定期或在当发现角位移传感器检测信号出现故障的情况下，自动完成对角位移传感器的校准过程，从而相对人工校准的方式能够使角位移传感器始终保持较高的准确性，进而提高了对闸位信息检测的效率，并且保证了机车制动的正常进行。4、本发明控制方法通过所述存储步骤，能够为所述校准模块提供制动手柄的闸位信息，以及存储与各闸位信息相对应的角度值等校准所需的信息，同时通过所述校准方法，能够定期或在当发现角位移传感器检测信号出现故障的情况下，自动完成对角位移传感器的校准过程，从而相对人工校准的方式能够使角位移传感器始终保持较高的准确性，进而提高了对闸位信息检测的效率，并且保证了机车制动的正常进行。附图说明图1为本发明校准模块的结构示意图；图2为本发明控制系统的结构示意图；图3为本发明控制系统工作过程示意图；以上各图中：1、信号接收单元；2、信号提取单元；3、信号处理单元；4、校准模块；5、存储模块；6、指令转换模块；7、监控模块；8、维护模块。具体实施方式下面，通过示例性的实施方式对本发明进行具体描述。然而应当理解，在没有进一步叙述的情况下，一个实施方式中的元件、结构和特征也可以有益地结合到其他实施方式中。在本发明的描述中，需要说明的是，本发明所提到的微动开关仅是作为接触式开关的代表部件，是为了便于对本发明技术方案做清楚的说明，因此不能理解为是对本发明技术方案的限定；同理，本发明所提到的角位移传感器仅是作为非接触式传感器的代表部件，也是为了便于对本发明技术方案做清楚的说明，因此也不能理解为是对本发明技术方案的限定。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。参见图1，一种校准模块，用于轨道车辆制动控制器中，并对制动手柄闸位信息的检测进行校准，包括：信号接收单元1，用于接收微动开关输出的第一开关信号和第二开关信号，以及用于接收角位移传感器发出的第一电压信号(设其数值为x1)及第二电压信号(设其数值为x2)，所述第一开关信号及所述第二开关信号为微动开关在两个不同闸位处分别输出的信号，所述第一电压信号与所述第一开关信号同步传送，所述第二电压信号与所述第二开关信号同步传送；信号提取单元2，用于提取与所述第一开关信号对应的第一闸位信息，与所述第一闸位信息对应的第一角度值(设其数值为y1)，与所述第二开关信号对应的第二闸位信息，以及与所述第二闸位信息对应的第二角度值(设其数值为y2)；信号处理单元3，用于获取所述第一电压信号、所述第二电压信号、所述第一角度值及所述第二角度值，并进行以下公式的计算：y＝kx+b，其中，y为与制动手柄所处位置所对应的角度值，x为角位移传感器发出的电压信号，k为斜率校准系数，b为基准校准系数。上述同时基于上述，本发明校准模块通过设置所述信号接收单元1、所述信号提取单元2及所述信号处理单元3，能够定期或在当发现角位移传感器检测信号出现故障的情况下，自动完成对角位移传感器的校准过程，从而相对人工校准的方式能够使角位移传感器始终保持较高的准确性，进而提高了对闸位信息检测的效率，并且保证了机车制动的正常进行。作为优选的，可以设自动制动手柄的运转位为自动制动手柄转动的起始闸位，此时自动手柄的紧急制动位为制动手柄转动的终端闸位，同时还可以设单独制动手柄的运转位为单独制动手柄转动的起始闸位，此时单独制动手柄的全制位为单独制动手柄转动的终端闸位，所述第一开关信号为微动开关在制动手柄转动的起始闸位时输出的信号，所述第二开关信号为微动开关在制动手柄转动的终端闸位时输出的信号，以此能够使制动手柄快速且准确地转动至所需位置，并触发微动开关，进而能够高效获知制动手柄所处的闸位，以及对应该闸位信息的角度值；所述第一开关信号及所述第二开关信号均为数字信号，其能够传递微控开关的开关状态。参见图2和图3，本发明还涉及一种控制系统，用于轨道车辆制动控制器中，并对制动手柄闸位信息的检测进行校准及监控，其包括如上所述的校准模块4，还包括：存储模块5，用于存储制动手柄的闸位信息，以及存储与各闸位信息相对应的角度值。基于上述，本发明控制系统通过设置所述存储模块5，能够为所述校准模块4提供制动手柄的闸位信息，以及存储与各闸位信息相对应的角度值等校准所需的信息，同时通过设置所述校准模块4，能够定期或在当发现角位移传感器检测信号出现故障的情况下，自动完成对角位移传感器的校准过程，从而相对人工校准的方式能够使角位移传感器始终保持较高的准确性，进而提高了对闸位信息检测的效率，并且保证了机车制动的正常进行。作为本发明控制系统的一种实施方式，如图2所示，所述存储模块5用于存储自动制动手柄的闸位信息，与自动制动手柄各闸位信息相对应的角度值，单独制动手柄的闸位信息，以及与单独制动手柄各闸位信息相对应的角度值，例如表1和表2所示：表1自动制动手柄的位置信息表2单独制动手柄的位置信息闸位信息运转位全制位角度信息74°130°此外，可以设位于自动制动手柄运转位的微动开关为第一微动开关，设位于自动制动手柄紧急制动位的微动开关为第二微动开关，设位于单独制动手柄运转位的微动开关为第三微动开关，以及设位于单独制动手柄全制位的微动开关为第四微动开关；所述存储模块5还用于存储第一微动开关、第二微动开关、第三微动开关及第四微动开关输出的开关信号，以及与开关信号相对应的制动手柄闸位信息，例如表3和表4所示：表3单独制动手柄微动开关真值表表4自动制动手柄微动开关真值表闸位信息微动开关3微动开关4单独制动手柄运转位10单独制动手柄全制位01进一步如图2所示，为了能够自动输出制动手柄的闸位信息，本发明控制系统还包括指令转换模块6，用于根据与制动手柄所处位置所对应的角度值，提取与该角度值对应的闸位信息，同时将提取的闸位信息输出，进而能够使车辆操作人员能够清楚获地知制动手柄所处的闸位。为了实现对制动手柄工作状态的自动监控，如图2所示，本发明控制系统还包括监控模块7，用于根据微动开关输出的信号提取对应制动手柄闸位对应的角度值，同时将该角度值与角位移传感器检测的角度值进行比较，若不同，则发出报警信号，以此实现了对制动手柄工作状态的自动监控；例如，如表1和表3所示，当第一微动开关输出的开关信号值为1时，若角位移传感器检测的角度值不等于60°，则输出“自动制动手柄运转位故障”的信号，而当第二微动开关输出的开关信号值为1时，若角位移传感器检测的角度值不等于128°，则输出“自动制动手柄紧急制动位故障”的信号；再如，如表2和表4所示，当第三微动开关输出的开关信号值为1时，若角位移传感器检测的角度值不等于74°，则输出“单独制动手柄运转位故障”的信号，而当第四微动开关输出的开关信号值为1时，若角位移传感器检测的角度值不等于130°，则输出“单独制动手柄全制位故障”的信号。为了实现对轨道车辆制动控制器的使用寿命进行自动监控，如图2所示，所述存储模块5还用于存储微动开关动作次数，本发明控制系统还包括维护模块8，用于设定微动开关动作的最大次数，同时在当微动开关动作次数大于最大次数时，输出报警信号，以提醒维护人员对轨道车辆制动器关键机械部件进行更换，进而实现了对轨道车辆制动控制器的使用寿命进行自动监控。其中，所述微动开关动作的最大次数的设定应当与轨道车辆制动控制器关键机械部件的机械寿命门限值相关联，例如，所述微动开关动作的最大次数可以为等于机械寿命门限值的95％。作为优选的，为了提高对制动手柄指令输送的可靠性，以及延长指令输送的距离，本发明控制系统还包括双路can网络冗余通讯模块，所述双路can网络冗余通讯模块用于输出指令信息，以及接收制动手柄的状态信息。本发明控制系统，通过设置所述双路can网络冗余通讯模块能够提高对制动手柄指令输送的可靠性，以及延长指令输送的距离。本发明还涉及一种校准方法，应用如上所述的校准模块，所述校准方法在当所述校准模块线路导通时使所述校准模块执行以下步骤：信号接收步骤，接收微动开关输出的第一开关信号和第二开关信号，以及接收角位移传感器发出的第一电压信号及第二电压信号，所述第一开关信号及所述第二开关信号为微动开关在两个不同闸位处分别输出的信号，所述第一电压信号与所述第一开关信号同步传送，所述第二电压信号与所述第二开关信号同步传送；信号提取步骤，提取与所述第一开关信号对应的第一闸位信息，与所述第一闸位信息对应的第一角度值，与所述第二开关信号对应的第二闸位信息，以及与所述第二闸位信息对应的第二角度值；信号处理步骤，获取所述第一电压信号、所述第二电压信号、所述第一角度值及所述第二角度值，并进行以下公式的计算：y＝kx+b，其中，y为与制动手柄所处位置所对应的角度值，x为角位移传感器发出的电压信号，k为斜率校准系数，b为基准校准系数。基于上述，本发明校准方法通过所述信号接收步骤、所述信号提取步骤及所述信号处理步骤，能够定期或在当发现角位移传感器检测信号出现故障的情况下，自动完成对角位移传感器的校准过程，从而相对人工校准的方式能够使角位移传感器始终保持较高的准确性，进而提高了对闸位信息检测的效率，并且保证了机车制动的正常进行。本发明还涉及一种控制方法，应用如上所述的控制系统，其包括如上所述的校准方法，在此不再细述，其还包括存储步骤：存储制动手柄的闸位信息，以及存储与各闸位信息相对应的角度值。基于上述，本发明控制方法通过所述存储步骤，能够为所述校准模块4提供制动手柄的闸位信息，以及存储与各闸位信息相对应的角度值等校准所需的信息，同时通过所述校准方法，能够定期或在当发现角位移传感器检测信号出现故障的情况下，自动完成对角位移传感器的校准过程，从而相对人工校准的方式能够使角位移传感器始终保持较高的准确性，进而提高了对闸位信息检测的效率，并且保证了机车制动的正常进行。作为本发明控制方法的一种实施方式，所述存储步骤还包括：存储自动制动手柄的闸位信息，与自动制动手柄各闸位信息相对应的角度值，单独制动手柄的闸位信息，以及与单独制动手柄各闸位信息相对应的角度值，例如表1和表2所示。此外，所述存储步骤还包括：存储第一微动开关、第二微动开关、第三微动开关及第四微动开关输出的开关信号，以及与开关信号相对应的制动手柄闸位信息，例如表3和表4所示。进一步，为了能够自动输出制动手柄的闸位信息，本发明控制方法还包括指令转换步骤，即根据与制动手柄所处位置所对应的角度值，提取与该角度值对应的闸位信息，同时将提取的闸位信息输出，进而能够使车辆操作人员能够清楚获地知制动手柄所处的闸位。为了实现对制动手柄工作状态的自动监控，本发明控制方法还包括监控步骤，即根据微动开关输出的信号提取对应制动手柄闸位对应的角度值，同时将该角度值与角位移传感器检测的角度值进行比较，若不同，则发出报警信号，以此实现了对制动手柄工作状态的自动监控。为了实现对轨道车辆制动控制器的使用寿命进行自动监控，所述存储步骤还包括：存储微动开关动作次数；本发明控制方法还包括维护步骤，即设定微动开关动作的最大次数，同时在当微动开关动作次数大于最大次数时，输出报警信号，以提醒维护人员对轨道车辆制动器关键机械部件进行更换，进而实现了对轨道车辆制动控制器的使用寿命进行自动监控。当前第1页12