一种便于维护的集便系统控制器的制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种便于维护的集便系统控制器，包括底板和与底板固定的外壳，在所述底板上固定电路板，所述电路板包括信号接口电路板和CPU电路板，所述信号接口电路板和CPU电路板之间通过连接器连接，在所述信号接口电路板上设置有用于信号输入输出的端子台，在所述CPU电路板上设置有用于控制集便系统各部件的单片机。本实用新型具有维护费用低、时间短，适用性好的特点。
【专利说明】一种便于维护的集便系统控制器
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种控制器，特别涉及一种便于维护的集便系统控制器。
【背景技术】
[0002]集便系统是轨道车辆重要的组成部分，各型号轨道车辆中的集便系统配置各有不同，集便系统中各便器均设置有控制器用于控制便器进行冲水等操作，现有的集便系统控制器存在检修维护成本高，维修时间长，适用性差等缺点。
实用新型内容
[0003]本实用新型主要目的在于解决上述问题和不足，提供一种维护费用低，增加适用性的便于维护的集便系统控制器。
[0004]为实现上述目的，本实用新型的技术方案是:
[0005]—种便于维护的集便系统控制器，包括底板和与底板固定的外壳，在所述底板上固定电路板，所述电路板包括信号接口电路板和CPU电路板，所述信号接口电路板和CPU电路板之间通过连接器连接，在所述信号接口电路板上设置有用于信号输入输出的端子台，在所述CPU电路板上设置有用于控制集便系统各部件的单片机。
[0006]进一步，在所述外壳上固定有显示装置，所述显示装置与所述CPU电路板电路连接，所述单片机为采集数据判断故障并向所述显示装置传输故障信息的单片机。
[0007]进一步，在所述CPU电路板上还设置有用于存储故障信息的存储器。
[0008]进一步，在所述CPU电路板上设置有第一 USART电路模块，所述第一 USART电路模块输出端连接所述显示装置。
[0009]进一步，在所述CPU电路板上设置有SPI通信模块，所述SPI通信模块的输出端连接所述存储器。
[0010]进一步，所述存储器为EEPR0M。
[0011 ] 进一步，所述显示装置为触摸屏。
[0012]进一步，在所述外壳上设置有用于与上位机通信的通信接口，在所述CPU电路板上设置有第二 USART电路模块，所述第二 USART电路模块输出端连接所述通信接口。
[0013]进一步，在所述CPU电路板上设置有第三USART电路模块，所述第三USART电路模块输出端连接所述端子台。
[0014]进一步，在所述外壳上设置有用于配置单片机的编程接口，在所述CPU电路板上设置有JTAG接口，所述JTAG接口通过连接线与所述编程接口连接。
[0015]综上内容，本实用新型所述的一种便于维护的集便系统控制器，通过设置信号接口电路板和CPU电路板，在维护时只需更换其中一块电路板，并且在后续开发维护中只修改替换线路相对简单且成本较低的信号接口电路板，降低了控制器维护成本，提高了适用性。通过在显示屏显示故障代码和文字提示，为检修人员维护系统提供了依据，故障历史记录存储在存储器中，以便检修人员维护系统和开发人员完善后续开发。通过编程接口，在不拆卸外壳的情况下可对单片机进行配置，方便维护。本实用新型具有维护费用低、时间短，适用性好的特点。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1是本实用新型控制器的正面结构示意图；
[0017]图2是本实用新型控制器的结构布置示意图；
[0018]图3是本实用新型集便系统的结构示意图；
[0019]图4是本实用新型继电器输出电路图。
[0020]如图1至图4所示，底板1，外壳2，信号接口电路板3，CPU电路板4，触摸屏5，端子台6，通信接口 7，编程接口 8，控制器复位按钮9，通信模式切换按钮10，连接器11，电源模块12，水系统复位按钮13，防冻排空按钮14，气控单元15，水增压单元16-1，水增压单元16-2，水增压单元16-3，便器17-1，便器17_2，便器17_3，污物箱18，中转箱19，排污阀20，真空发生单元21，冲洗按钮22-1，冲洗按钮22-2，冲洗按钮22_3，水箱23，继电器线圈24，续流二极管25。
【具体实施方式】
[0021]下面结合附图与【具体实施方式】对本实用新型作进一步详细描述:
[0022]如图1和图2所示，一种轨道车辆集便系统显示屏控制器，包括底板I和外壳2，在底板I上设置多个螺柱，外壳2上预留多个通孔，外壳2的通孔穿过螺柱用螺母固定。在底板I上还设置多个螺套，电路板上设置多个通孔，用螺钉将电路板与底板I固定。在外壳2上设置有显示屏，显示屏与电路板电路连接，在电路板上设置有存储器、单片机、端子台6。
[0023]在本实施例中，电路板包括信号接口电路板3和CPU电路板4，信号接口电路板3和CPU电路板4之间通过连接器11连接，端子台6设置在信号接口电路板3上，单片机设置在CPU电路板4上，外壳2固定在底板I上之后包裹CPU电路板4和部分信号接口电路板3，设置在信号接口电路板3上的端子台6外露，端子台6外露便于接线。将电路板分为两块板是为了更换两块中的一块电路板，从而不需要将两块电路板全部更换，降低了维护费用，并且可以在后续开发维护中只修改替换线路相对简单且成本较低的信号接口电路板3，使控制器具有更好的适用性。
[0024]端子台6用于信号输入输出，输入信号经过端子台6输出至信号接口电路板3，再经过连接器11转接至CPU电路板4上的单片机。输入信号主要包括传感器信号和按钮信号，例如光电传感器信号、压力传感器信号、液位传感器信号和真空传感器信号等。输出信号主要为控制信号，用于控制相关电磁阀的吸收和释放。单片机采集输入信号并进行逻辑运算，生成控制信号并通过采集的数据对便器是否故障进行判断，控制信号控制气路、水路通断，完成系统正常动作，如判断出有故障则传输故障代码至显示屏上显示，并将故障信息传输至存储器中记录。通过在显示屏显示故障代码和文字提示，为检修人员维护系统提供了依据，故障历史记录存储在存储器中，以便检修人员维护系统和开发人员完善后续开发。
[0025]在本实施例中，存储器为EEPROM(ElectricalIy Erasable ProgrammableRead-Only Memory,带电可擦可编程只读存储器)，显示器为带有操作功能的触摸屏5,触摸屏5除了显示故障信息还可对集便系统或控制器自身进行操作，例如控制器复位、通信模式切换等，触摸屏5还可对集便系统运行状态进行监控，提高了控制器的智能化程度。
[0026]在外壳2上设置有通信接口 7，编程接口 8，控制器复位按钮9，通信模式切换按钮10和电源模块12，均与电路板电路连接。通信接口 7为RS232接口，用于与上位机通信，在不拆卸外壳2的情况下，可通过上位机实时监控集便系统的运行状态，并且可以通过上位机导出故障记录。编程接口 8用于配置单片机，通过编程接口 8可在不拆卸外壳2的情况下，更新升级单片机程序，使维护更加便捷，并且对于不同集便系统可对单片机进行不同配置，提高了控制器的通用性。控制器复位按钮9用于对控制器进行复位，通信模式切换按钮10用于通信模式和使用模式之间的切换，节省了维护系统所用时间。电源模块12将DCllOV转换为24V电源，为信号接口电路板3和CPU电路板4提供电源，电源模块12具有输入过欠压保护功能。
[0027]在CPU电路板4上设置有:两路电源转换模块，一路电源转换模块将DC24V转换为DC12V，用于为触摸屏5和输出驱动芯片供电，另一路电源转换模块将DC24V转换为DC5V，为单片机、TTL/CM0S电平转换芯片供电。
[0028]三路 USART (Universal Synchronous/Asynchronous Receiver/Transmitter,通用同步/异步串行接收/发送器)电路，第一 USART电路模块输出端连接触摸屏5，用于与触摸屏5通信；第二 USART电路模块输出端连接通信接口 7 ;第三USART电路模块输出端连接端子台6。
[0029]在CPU电路板4上还设置有SPI (Serial Peripheral Interface,串行外设接口 )通信模块，JTAG (Joint Test Act1n Group，联合测试工作组)接口。SPI通信模块的输出端连接EEPR0M，JTAG接口通过连接线与编程接口 8连接。
[0030]在外壳2上还设置有两个船型按钮，分别是水系统复位按钮13和防冻排空按钮14，通过水系统复位按钮13和防冻排空按钮14方便对便器动作进行控制。
[0031]信号接口电路板3和CPU电路板4均使用螺丝安装在底板I上，在螺丝上涂抹螺丝胶，一方面防止螺丝锈蚀，另一方面防止螺丝在列车振荡的环境下松动甚至脱落。对于电路板上竖立的元器件采用周围涂抹硅胶的方式防止器件振荡脱落。
[0032]信号接口电路板3和CPU电路板4均做三防处理，涂抹三防漆，使电路板具有防水、防潮、耐震荡、耐腐蚀、耐老化的性能。
[0033]如图3所示，本实用新型所述的控制器共有26路输入信号，输入信号包括传感器信号和按钮信号，其中传感器信号包括便器17-1、便器17-2、便器17-3的蝶阀传感器信号，来自气控单元15的气源压力和中转箱19压力信号，来自真空发生单元21的真空开关信号，来自污物箱18、中转箱19的液位传感器信号；按钮信号包括冲洗按钮22-1、冲洗按钮22-2、冲洗按钮22-3的按钮信号，来自水系统复位按钮13和防冻排空按钮14的按钮信号，以及来自列车主控制室的信号。
[0034]输出信号包括MOSFET输出和继电器输出两种，16路MOSFET输出由单片机的SPI通信模块与两片输出驱动芯片共同完成，每路均有过压、过流、过温防护，输出口具有静电防护2KV，主要用于控制相关电磁阀的吸合与断开，以此驱动执行器件的动作。
[0035]如图4所示，继电器输出是通过单片机的10 口提供三极管基极开启电压，由三极管的发射极、集电极组成回路驱动继电器线圈24，实现继电器的吸合与断开。继电器线圈并联续流二极管25，可使继电器线圈24的反向电动势迅速泄放，保护继电器。
[0036]如图3所示，污物箱18包括中转箱19、排污阀20、真空发生单元21，控制器通过气控单元15控制着系统气路的通断，从而实现水增压单元16-1、水增压单元16-2、水增压单元16-3、便器17-1、便器17-2、便器17_3、排污阀20、真空发生单元21中执行器件的动作，从而实现系统功能。水增压单元16-1、水增压单元16-2、水增压单元16-3分别用来向便器17-1、便器17-2、便器17-3冲压力水并控制便器17_1、便器17_2、便器17_3上蝶阀的打开与关闭，水增压单元16-1、水增压单元16-2、水增压单元16-3由水箱23供水。
[0037]当用户按下冲洗按钮22-1，控制器采集到这一输入信号，开始执行便器17-1的正常冲洗程序。首先控制器输出三路信号，第一路使水增压单元16-1上的冲洗电磁阀得电，向便器17-1冲压力水，第二路使气控单元15上的抽真空电磁阀得电，真空发生单元21开始工作，对中转箱19抽真空，第三路使气控单元15上的排污电磁阀得电，使排污阀20关闭。
[0038]计时Is后，控制器输出信号使水增压单元16-1上的冲洗电磁阀失电，停止向便器17-1冲压力水。
[0039]计时3.6s后，若控制器采集到来自真空发生单元21的真空开关有输入信号，即中转箱19满足真空要求后，控制器输出信号使气控单元15上抽真空电磁阀失电，停止对中转箱19抽真空，同时控制器输出信号使水增压单元16-1上的便器17-1蝶阀电磁阀得电，从而打开便器17-1蝶阀，便器17-1中的污物就在真空的作用下被吸入中转箱19中。计时2.3s后，控制器输出信号使水增压单元16-1上的便器17-1蝶阀电磁阀失电，从而关闭便器17~1蝶阀。
[0040]计时0.8s后，控制器输出信号使水增压单元16-1上的冲洗电磁阀得电，向便器17-1冲压力水，0.5s后控制器输出信号使冲洗电磁阀失电停止冲压力水，使便器具有一定封水，防止内外压差以及异味外泄。控制器使气控单兀15上的排污电磁阀失电,打开排污阀20，便器17-1正常冲洗动作完成。
[0041]便器17-1、便器17-2、便器17_3的各器件均与本实用新型控制器的端子台6连接，控制器通过调整跳线连接分别完成对便器17-1、便器17-2、便器17-3的冲水控制，不需要修改硬件线路和程序，即可随车型和集便系统配置情况不同而进行灵活调整。
[0042]如上所述，结合附图所给出的方案内容，可以衍生出类似的技术方案。但凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。
【权利要求】
1.一种便于维护的集便系统控制器，其特征在于:包括底板和与底板固定的外壳，在所述底板上固定电路板，所述电路板包括信号接口电路板和CPU电路板，所述信号接口电路板和CPU电路板之间通过连接器连接，在所述信号接口电路板上设置有用于信号输入输出的端子台，在所述CPU电路板上设置有用于控制集便系统各部件的单片机。
2.根据权利要求1所述的一种便于维护的集便系统控制器，其特征在于:在所述外壳上固定有显示装置，所述显示装置与所述CPU电路板电路连接，所述单片机为采集数据判断故障并向所述显示装置传输故障信息的单片机。
3.根据权利要求1所述的一种便于维护的集便系统控制器，其特征在于:在所述CPU电路板上还设置有用于存储故障信息的存储器。
4.根据权利要求2所述的一种便于维护的集便系统控制器，其特征在于:在所述CPU电路板上设置有第一 USART电路模块，所述第一 USART电路模块输出端连接所述显示装置。
5.根据权利要求3所述的一种便于维护的集便系统控制器，其特征在于:在所述CPU电路板上设置有SPI通信模块，所述SPI通信模块的输出端连接所述存储器。
6.根据权利要求3所述的一种便于维护的集便系统控制器，其特征在于:所述存储器为 EEPROM。
7.根据权利要求2所述的一种便于维护的集便系统控制器，其特征在于:所述显示装置为触摸屏。
8.根据权利要求1所述的一种便于维护的集便系统控制器，其特征在于:在所述外壳上设置有用于与上位机通信的通信接口，在所述CPU电路板上设置有第二 USART电路模块，所述第二 USART电路模块输出端连接所述通信接口。
9.根据权利要求1所述的一种便于维护的集便系统控制器，其特征在于:在所述CPU电路板上设置有第三USART电路模块，所述第三USART电路模块输出端连接所述端子台。
10.根据权利要求1所述的一种便于维护的集便系统控制器，其特征在于:在所述外壳上设置有用于配置单片机的编程接口，在所述CPU电路板上设置有JTAG接口，所述JTAG接口通过连接线与所述编程接口连接。
【文档编号】G05B19/042GK204129482SQ201420640127
【公开日】2015年1月28日 申请日期:2014年10月29日 优先权日:2014年10月29日
【发明者】荆世玲, 李晓群, 陈睿, 白道旭 申请人:青岛亚通达铁路设备有限公司, 南车青岛四方机车车辆股份有限公司