一种用于动车给水卫生系统的集中控制装置的制作方法

本发明属于铁路运输领域，具体涉及一种用于动车组的给水卫生系统集中控制器。

背景技术：

目前，动车车型多种多样，相应的给水卫生系统也大不相同，但几乎都包括净水箱、污物箱、座便器系统、蹲便器系统、废水收集系统、气动系统、液位显示装置等，其中残疾人卫生间包含门控系统。而座便器系统、蹲便器系统、废水收集系统都有各自独立的控制器，或者座便器系统和废水收集系统共用一个控制器，蹲便器系统和废水系统共用一个控制器，为便于故障检修，每个控制器还要配套一个故障代码显示装置。

由于整个给水卫生系统要由多个控制器控制，因此，各个控制器之间就存在信息传输，信息传输还会增加信号转接板或端子排，增加了现场布线的数量，这样存在以下问题：

1）布线数量增加，导致设备出现故障时不便于故障的排除；

2）多个控制器和显示装置增加了设备成本；

3）需要更多空间安装控制器和布线。

技术实现要素：

针对上述问题，本发明的目的是提供一种集中控制装置，实现座便器系统、蹲便器系统、蹲座灰水收集系统、门控系统、气动系统等的集中控制，且带有液位显示功能。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：

一种用于动车给水卫生系统的集中控制装置，其特征在于：包括32路隔离输入电路、32路隔离输出电路、电源、电机驱动、控制器、供电电路、液晶驱动、滤波器，控制器与所述的这些部件连接，电源与滤波器、供电电路、液晶驱动和电机驱动相连，所述的控制器包括：

检测模块，用于将水箱液位、加热信号，污物箱液位、加热信号和气源压力状态信号进行采集，经过处理后，输出给信息显示模块；

信息显示模块，用于接收检测模块和故障自检模块的输出信息，将各个信息以代码加文字的方式通过液晶屏显示给用户；

座便控制模块，用于将水箱液位、污物箱液位、气源压力状态信号进行采集，同时，当座便控制模块检测到座便冲洗按钮按下后，控制座冲水阀、座中间箱入口阀、座中间箱出口阀、座中间箱加压阀、座中间箱抽真空阀、座上水阀的工作，并将状态信息发送给监测模块；

座灰水控制模块，用于将污物箱液位、气源压力状态信号进行采集，同时，当座灰水控制模块检测到座灰水液位信号后，控制座中间箱灰水入口阀、座中间箱出口阀、座中间箱加压阀、座中间箱抽真空阀的工作，并将状态信息发送给监测模块；

蹲便控制模块，其作用、功能同座便控制模块；

蹲灰水控制模块，其作用、功能同座灰水控制模块；

门控模块，用于将开、关门信号输入和门限位信号输入进行采集，控制电机的正转、反转，高速、低速运转，并将状态信息发送给监测模块；

监测模块，用于收集座便控制模块、座灰水控制模块、蹲便控制模块、蹲灰水控制模块和门控模块在执行各种功能流程时出现的状态信号，若某个状态信号不正常，则将相应的故障信号发送给故障自检模块；

故障自检模块，用于收集监控模块发送的非正常状态信号，根据故障状态信号的类别，对相应的输出控制阀进行操作，同时再次检测各状态信号，若检测到的状态信号还处于不正常状态，则将故障信号发送至信息显示模块。

座便控制模块对座冲水阀、座中间箱入口阀、座中间箱出口阀、座中间箱加压阀、座中间箱抽真空阀、座上水阀的控制均通过时序进行控制。

座灰水控制模块对控制座中间箱灰水入口阀、座中间箱出口阀、座中间箱加压阀、座中间箱抽真空阀的控制均通过时序进行控制。

本发明的有益效果是：

1、对动车给水卫生系统中的所有传感器的信号进行集中监测；

2、对动车给水卫生系统中的所有驱动元件进行集中控制；

3、对动车给水卫生系统的运行状态进行集中显示；

4、控制器的集成化相对节省部件安装空间；

5、控制器的集成化减少车上布线。

附图说明

图1是本发明实施例的组成方框图；

图2是本发明的端子接口分布图；

图3是本发明控制器软模块架构框图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细说明。

如图1所示，车上通过接口端子1给控制装置供电，供电通过滤波器15进行滤波处理后再通过电源4的变压处理，将电能分配给液晶驱动器8，实现液晶屏的供电；将电能分配给供电电路7，实现控制器6的供电；将电能分配给液位显示板14，实现液位显示板14的供电；分配给电机驱动5，实现电机的供电。给水卫生系统中使用的各个传感器，如液位、压力开关、真空开关等，接入接口端子1，通过32路隔离输入电路2后将信号传入控制器6。给水卫生系统中使用的各个驱动元件，如电磁阀、指示灯、继电器等，接入接口端子1，控制器6通过32路隔离输出电路3实现对各个驱动元件的控制。净水箱、污物箱的液位信号一部分通过接口端子1接入液位显示板14，另一部分通过接口端子1接入控制器6，液位显示板14显示当前水箱、污物箱的当前液位状态。门控系统的电机通过接入接口端子1接入电机驱动5，通过控制器6实现对电机的控制；给水系统的部分功能，如防冻排空、便盆清空、系统复位等功能，通过功能按钮10实现；液晶屏9通过串口通信的方式与控制器6相连，可显示当前系统的运行状态，并可查询系统运行的历史信息；通过数据下载口11可对历史信息进行下载；程序下载口12实现控制程序的上传、下载，系统的控制程序经过编译后通过程序下载口12下载到控制器6中，实现整个给水卫生系统的控制；通讯接口13实现控制器与上位机的通讯，达到数据传输的目的。

如图2所示，接口端子1包括座便器系统接口16、蹲便器系统接口17、废水收集系统接口18、气动系统接口19、污物箱接口20、清水箱接口21、门控系统接口22、车上通信接口25、电源接口23、其他接口24。每个接口内的信号集中分布，接口间相互独立，互不干涉。上述各个系统的输入、输出信号连接至接口端子。

接口端子1采用多孔插拔式连接器，端子位数至少132位，用以保证32路输入、32路输出的128个对外接口和电源输入输出的4路接口需求。滤波器采用成品滤波产品或磁环的方式，用以消除电源的电磁干扰；电源4和供电电路7采用成品电源模块，用于将控制器外供电源转化为控制器6和液晶驱动8的电源。32路隔离输入2的电路采用32个一位隔离光耦芯片或8个四位隔离光耦芯片实现输入信号的隔离。32路隔离输出3的电路采用32个一位隔离光电芯片或8个四位隔离光耦芯片配合三极管驱动继电器的方式实现对外输出。液晶屏驱动8和液晶屏9可采用成品液晶屏配驱动的方式。控制器6的电路为成熟的单片机最小控制系统，采用的控制芯片满足控制器输入、输出及通讯接口的需求。门电机驱动5采用成熟的电机驱动电路或产品。液位显示板14采用多个led发光二极管配限流电阻的方式。

参照图3，控制器包括：

检测模块30，用于将水箱液位、加热信号，污物箱液位、加热信号和气源压力状态信号进行采集，经过处理后，输出给信息显示模块37；当清水箱水位空、污物箱液位满或者气源压力不足时，蹲、座便器及蹲、座灰水系统不可使用；

信息显示模块37，用于接收检测模块30和故障自检模块36的输出信息，将各个信息以代码加文字的方式通过液晶屏9显示给用户；

座便控制模块31，用于将水箱液位、污物箱液位、气源压力状态信号进行采集，同时，当座便控制模块31检测到座便冲洗按钮按下后，控制座冲水阀、座中间箱入口阀、座中间箱出口阀、座中间箱加压阀、座中间箱抽真空阀、座上水阀等的工作，并将状态信息发送给监测模块35，其中对上述各个阀的控制均通过时序进行控制；

座灰水控制模块32，用于将污物箱液位、气源压力状态信号进行采集，同时，当座灰水控制模块32检测到座灰水液位信号后，控制座中间箱灰水入口阀、座中间箱出口阀、座中间箱加压阀、座中间箱抽真空阀的工作，并将状态信息发送给监测模块35，其中对上述各个阀的控制均通过时序进行控制；

蹲便控制模块33，其作用、功能同座便控制模块31；

蹲灰水控制模块34，其作用、功能同座灰水控制模块32；

门控模块38，用于将开、关门信号输入和门限位信号输入进行采集，控制电机的正转、反转，高速、低速运转，并将状态信息发送给监测模块35；

监测模块35，用于收集座便控制模块31、座灰水控制模块32、蹲便控制模块33、蹲灰水控制模块34和门控模块38在执行各种功能流程时出现的状态信号，若某个状态信号不正常，则将相应的故障信号发送给故障自检模块36；

故障自检模块36，用于收集监控模块35发送的非正常状态信号，根据故障状态信号的类别，对相应的输出控制阀进行操作，同时再次检测各状态信号，若检测到的状态信号还处于不正常状态，则将故障信号发送至信息显示模块37。

综上所述，该控制器能够对给水卫生系统中所有传感器的信号进行集中监测和所有驱动元件的集中控制，并能显示系统水箱、污物箱当前液位，加热状态，对系统的运行的故障状态进行显示并存储数据，节省部件安装空间，减少车上布线。