专利名称：机车轮缘喷油控制器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种自动与智能相结合的控制装置，特别是一种能减少机车轮缘磨损，提高机车运行安全的机车轮缘喷油控制器。
技术背景随着机车的自动化、智能化程度越来越高。采用全数字控制系统已是必然趋势。加之，机车上现有模拟控制装置准确性较差，功能单一性，它不能按照机车运行的实际情况和根据轨道状况适时针对需要部位的轮对有选择地喷施适量的油脂，其油脂只能定时盲目喷施，存在浪费现象；同时，脱离监控系统，其信号获取的稳定性与智能化的控制程度必然会受到影响。
发明内容
本实用新型的目的旨在顺应机车安全高速远行的要求，提供一种能够有针对性地适时适量喷施油脂，能有效的最大程度地减少机车轮缘损耗，并且具有安全、准确、智能、自动相结合的节能型机车轮缘喷油控制器，达到节约油脂，提高系统安全性能的目的。具备高可靠的通讯、高准确的数字控制系统，安全的强弱电隔离系统，智能化与自动化的上下位机编程与数据分析功能、多功能扩展系统。
本方案利用现有机车监控装置提供的各种机车数字信号及固化的弯道数据很好地解决了这个自动与智能相结合的问题。
它包括微处理器电路1、RS485通讯电路2、RS232通讯电路3、光电隔离电路4、电子开关电路5、数据存储器电路7、电子开关驱动电路8、总线驱动分配电路6和为各部分电路提供直流工作电源的电源电路9；其中所述微处理器电路1由一个单片机及其外围元器件构成，数据存储器电路7通过数据线和地址线与单片机的对应数据端口和地址端口相连，其单片机的数据通信端口通过所述总线驱动分配电路6与所述RS232通讯电路3相连，完成与外部数据转储设备的数据交换；微处理器电路1的单片机的数据通信端口通过所述总线驱动分配电路6与所述RS485通讯电路2相连，通过RS485总线与机车监控装置获取控制信息；所述微处理器电路1单片机的控制信号输出端口与电子开关驱动电路8的控制信号输入端相连，电子开关驱动电路8的驱动信号输出端与所述光电隔离电路4的对应光电隔离器的信号输入端相连，该光电隔离电路4的各光电隔离器的信号输出端分别与所述电子开关电路5的控制端相连，电子开关的信号输出端与各个喷油控制电控阀相连。
该方案采用基于TAX2机箱的标准4U插件的型式，可以较好地解决用自动控制信号的取得问题，具有响应时间短、控制准确的优点。它采用全数字信号获取和全数字信号控制以实现准确控制，直道喷油和弯道喷油相结合的工作方式辅以内外环喷油(左右喷油)的工作模式实现智能控制，以节约油脂。基于稳定的监控系统的基础上，采用工业级的、具有强抗干扰能力的通讯控制电路与之相结合。同时备有数据开发软件能直接让客户调整和修改控制参数以达到适合不同铁路环境要求的需要。
图1为本实用新型原理框图；图2为本实用新型电路原理图。
具体实施方式
如图1、2所示，它包括微处理器电路1、RS485通讯电路2、RS232通讯电路3、光电隔离电路4、电子开关电路5、数据存储器电路7、电子开关驱动电路8、总线驱动分配电路6和为各部分电路提供直流工作电源的电源电路9；其中所述微处理器电路1由一个单片机及其外围元器件构成，数据存储器电路7通过数据线和地址线与单片机的对应数据端口和地址端口相连，其单片机的数据通信端口通过所述总线驱动分配电路6与所述RS232通讯电路3相连，完成与外部数据转储设备的数据交换；微处理器电路1的单片机的数据通信端口通过所述总线驱动分配电路6与所述RS485通讯电路2相连，通过RS485总线与机车监控装置获取控制信息；所述微处理器电路1单片机的控制信号输出端口与电子开关驱动电路8的控制信号输入端相连，电子开关驱动电路8的驱动信号输出端与所述光电隔离电路4的对应光电隔离器的信号输入端相连，该光电隔离电路4的各光电隔离器的信号输出端分别与所述电子开关电路5的控制端相连，电子开关的信号输出端与各个喷油控制电控阀相连。
所述微处理器电路1由单片机U1及外围电路构成；单片机U1采用P89C5 1RC(RD2)或采用相同容量其它型号的单片机集成电路如AT89C51RC(RD2)；所述数据存储电路7由型号为74HC573的集成电路U2和型号为DSI230的集成电路U3构成，其地址端与单片机U1分别对应相连；所述总线驱动分配电路6由总线分配集成电路U7和与非电路U8D构成，U7的接收端、发射端与所述微处理器电路1的单片机U1的接收端、发射端分别对应相连；所述RS485通讯电路2由RS485通讯集成电路U5及其外围电路构成，其接收端和发射端分别与所述总线驱动分配电路6的总线分配集成电路U7的对应接收端和发射端相连；所述RS232通讯电路3由RS232通讯集成电路U6构成，其接收端和发射端分别与所述所述总线驱动分配电路6的总线分配集成电路U7的对应接收端和发射端相连；所述电子开关驱动电路8由驱动集成电路U4和两个与非电路U8A、U8B构成，其地址端与所述微处理器电路1的单片机U1的对应地址端相连；所述光电隔离电路4由多个光电耦合器U10构成，各光电耦合器的输入端分别与所述电子开关驱动电路8的驱动集成电路U4的一个输出端相连；所述电子开关电路5由多个效应开关电路构成，每一个场效应开关电路由一个场效应开关管K1及其外围元器件构成，所述光电隔离电路4的控制信号输出端通过一个电阻器与该场效应开关管K1的控制端相连；所述场效应开关管K1的受控端、RS485通讯电路2的接收端和发射端分别通过接口与外部机箱相连。
微处理器电路1是整个控制系统的核心部分，RS232与RS485电路为微处理器电路的外围通讯扩展电路，光电隔离电路、中功率场效应电子开关电路为其外围的控制电路。
RS485通讯电路2是控制系统获取控制信息的主要通道，MAX1480为RS485通讯电路的核心控制芯片，三根通讯线通过FM-48芯接口联接在监控TAX机箱的通讯总线上，获取必要的机车控制信息传到微处理器电路，这些必要的机车信息包括机车的发出的地址信号、公里标、速度、工况、车站号、区段号、车次、时间、日期。这些信号源自于TAX机箱40字节的。
RS232通讯电路3为地面数据转储装置提供下载接口，此数据再上传到地面微机。数据分析软件可进行数据分析。
光电隔离电路4是由TLP521-4的光电隔离芯片构成，此电路是一种提高系统安全性能的中间电路，通过此电路可以实现强弱电电路的安全隔离。
电子开关电路5采用场效应电子开关，为110V电控阀控制电路，也就是电控阀的驱动电路。
整个控制系统也就在微处理器电路的协调控制下，通过RS485电路从监控系统中获取本TTA3轮缘喷油控制板的地址，建立起与机车TAX2机箱的通讯，控制板从TAX2机箱中获得实时的公里标信号、区段号、车站号、车次信号，与固化在程序存贮器中的弯道数据、区段号、车站号车次信号进行比较，判断当前机车行走在这条交路上的具体位置以及当前交路所处的状态是直道还是弯道作为直道喷油还是作为弯道喷油的选择判断依据。与此同时，结合工况信号及弯道的方向(左弯还是右弯)实行左右喷油。喷油的同时从TAX2机箱获取实时的速度信号，经过定时器的定时处理，得到实时的喷油时间及喷油距离。从而实施相应的控制，通过这样处理之后，我们就能够实现弯道多喷油直道少喷油，以达到节约油脂的目的，通过左右喷油实现轮轨润滑的自动化与智能化的相结合。另外，通过检测外部转储设备的中断信号，从RS232电路下载记录的数据到转储装置，供地面软件分析。
权利要求1.一种机车轮缘喷油控制器，其特征在于它包括微处理器电路(1)、RS485通讯电路(2)、RS232通讯电路(3)、光电隔离电路(4)、电子开关电路(5)、数据存储器电路(7)、电子开关驱动电路(8)、总线驱动分配电路(6)和为各部分电路提供直流工作电源的电源电路(9)；所述微处理器电路(1)由一个单片机及其外围元器件构成，数据存储器电路(7)通过数据线和地址线与单片机的对应数据端口和地址端口相连，其单片机的数据通信端口通过所述总线驱动分配电路(6)与所述RS232通讯电路(3)相连，完成与外部数据转储设备的数据交换；微处理器电路(1)的单片机的数据通信端口通过所述总线驱动分配电路(6)与所述RS485通讯电路(2)相连，通过RS485总线与机车监控装置获取控制信息；所述微处理器电路(1)单片机的控制信号输出端口与电子开关驱动电路(8)的控制信号输入端相连，电子开关驱动电路(8)的驱动信号输出端与所述光电隔离电路(4)的对应光电隔离器的信号输入端相连，该光电隔离电路(4)的各光电隔离器的信号输出端分别与所述电子开关电路(5)的控制端相连，电子开关的信号输出端与各个喷油控制电控阀相连。
2.如权利要求1的一种机车轮缘喷油控制器，其特征在于所述微处理器电路(1)由单片机U1及外围电路构成；所述数据存储电路(7)由型号为74HC573的集成电路U2和型号为DSI230的集成电路U3构成，其地址端与单片机U1分别对应相连；所述总线驱动分配电路(6)由总线分配集成电路U7和与非电路U8D构成，总线分配集成电路U7的接收端、发射端与所述微处理器电路(1)的单片机U1的接收端、发射端分别对应相连；所述RS485通讯电路(2)由RS485通讯集成电路U5及其外围电路构成，其接收端和发射端分别与所述总线驱动分配电路(6)的总线分配集成电路U7的对应接收端和发射端相连；所述RS232通讯电路(3)由RS232通讯集成电路U6构成，其接收端和发射端分别与所述所述总线驱动分配电路(6)的总线分配集成电路U7的对应接收端和发射端相连；所述电子开关驱动电路(8)由驱动集成电路U4和两个与非电路U8A、U8B构成，其地址端与所述微处理器电路(1)的单片机U1的对应地址端相连；所述光电隔离电路(4)由多个光电耦合器U10构成，各光电耦合器的输入端分别与所述电子开关驱动电路(8)的驱动集成电路U4的一个输出端相连；所述电子开关电路(5)由多个效应开关电路构成，每一个场效应开关电路由一个场效应开关管K1及其外围元器件构成，所述光电隔离电路(4)的控制信号输出端通过一个电阻器与该场效应开关管K1的控制端相连；所述场效应开关管K1的受控端、RS485通讯电路(2)的接收端和发射端分别通过接口与外部机箱相连。
专利摘要机车轮缘喷油控制器，其微处理器电路的单片机数据通信端口通过总线驱动分配电路与RS232通讯电路、RS485通讯电路相连，完成与外部数据、转储设备的数据交换；单片机的控制信号输出端口与电子开关驱动电路的控制信号输入端相连，电子开关驱动电路的驱动信号输出端与光电隔离电路的对应光电隔离器的信号输入端相连，各光电隔离器的信号输出端分别与电子开关电路的控制端相连，从而控制各个喷油控制电控阀动作。它采用全数字信号获取与控制技术、直道喷油和弯道喷油相结合并辅以内外环喷油的工作模式实现智能控制，控制准确，节约油脂，系统安全性能好。同时备有数据开发软件能直接让客户调整和修改控制参数以达到适合不同铁路环境要求的需要。
文档编号B61K3/00GK2754955SQ20042006889
公开日2006年2月1日 申请日期2004年10月13日 优先权日2004年10月13日
发明者谭群林 申请人:株洲时代电子技术有限公司