《《转辙机测力仪控制器硬件设计》-公开DOC·毕业论文》由会员分享，可在线阅读，更多相关《《转辙机测力仪控制器硬件设计》-公开DOC·毕业论文（37页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、 摘要 转辙机测力仪控制器 硬件设计摘要转辙机是铁路系统中常用的一种重要电气信号设备，是铁路上用来改变轨道在铁路道岔处的走向，控制列车的运行路线的重要设备。转辙机测力仪控制器是一种专门用来在现场对转辙机进行检测的测试设备，其测量对象为转辙机动作过程中的输出力和输出电流。本论文首先对转辙机测力仪控制器的各种设计要求进行了分析，包括了仪器的各种使用功能要求。然后提出了测力仪控制器的总体设计方案，主要是两方面的设计：硬件电路的设计和接口的设计。 关键词：转辙机测力仪，转辙机，转换力，指示灯 I Abstract The Electric Point Switch Tester HardwareAbs
2、tractThe electric point switch is an important electrical sigal equipment that is ofen used in train system，which is used to change the orbit to branch at the railroad way,and change movement route of the railroad.The portable electric point switch tester is one test equipment that is specially used
3、 to test the electric point switch on the spot,the measuring objects are the output power and electric machine current in the working process of the electric point switch.interface level and application level.This thesis firstly analyzes the design specification of the electric point switch，includin
4、g the various application functional purpose purpose .And then puts forward the overall design plan of the tester：the equipment is divided into two arrangements,including hardware circuit level .Key Words:electric point switch tester，electric point switch ,the output power ,indicator light II 1 绪论 1
5、 绪论1.1课题的研究背景转辙机是铁路系统中常用的一种重要电气信号设备，是铁路上用来改变轨道在铁路道岔处的走向，控制列车的运行路线的重要设备。它具有转换，锁闭和表示岔道位置的三种功能。转辙机对提高铁路运输效率、保证行车安全起着至关重要的作用。转辙机的各项指标，其中包括主副机定、反向的拉力、转换时间、工作电流、摩擦电流等是否正常是其安全工作的重要保证。我国铁路系统目前使用的多为电动转辙机。电动转辙机主要由电动机、减速器、自动开闭器、主轴、动作杆锁闭齿轮等部件构成。其中，自动开闭器是跟随转辙机一起工作的电器节点，它与岔道控制电路和表示电路直接发生联系，能够直接或间接的反映出道岔定位密贴和反位密贴。
6、根据电动转辙机中的电动机类型可将电动转辙机分为直流电动转辙机和交流电动转辙机两类。直流电动转辙机主要有ZD6,ZD7系列，交流电动转辙机主要由:S700系列。为了确保铁路交通的安全，需要对铁路上的转辙机进行定期的性能检测，但是由于受实际环境条件的限制，我们不可能亲临现场进行测试；同时，由于转辙机深出和缩回的速度很快，普通仪表难以计量；所以需要设计一种安全，可靠方便，快捷的智能测试仪表来实现转换力的测量；并且，对于检修人员来说，一种测量准确、可靠耐用的转辙机专用测力仪将会是他们的好帮手，将会极大的帮助他们提高工作效率。1.2转辙机测力仪的简介 目前，对转辙机的测试设备主要有两种：一种是电动转辙机
7、综合参数测试台，另一种是便携式的电动转辙机测试仪。其中，电动转辙机综合参数测试台多用与对电动转辙机大修之后，用以对检修结果进行检测；而便携式电动转辙机测试仪多用于现场对转辙机的各种性能进行检测。转辙机测力仪主要由两部分组成：用于对转辙机性能指标参数进行测量的传感器（力传感器，电流传感器）和用于对测量结果进行显示、保存的二次仪表。转辙机测力仪具有体积小，重量轻，携带方便等优点，但其所能测量的参数类型有限。而且在安装传感器时，人为的影响因素较多，因此测量时的得到的结果会存在偏差。1.3本论文的主要工作本论文的主要工作内容包括以下两个方面：33 （1）提出测力仪的使用功能方面的要求，包括仪器的一些必
8、要辅助功能等。 西安工业大学学士学位论文 并提出了仪器的设计方案。（2）根据测力仪的各项技术要求和设计方案，完成对仪表的各个功能模块的设计。 2 仪器的设计要求与设计方案 2 仪器的设计要求与设计方案 测量仪器的基本功能是完成对被测物理量参数进行实时测量，通过信号变换将采样信号变换成标准信号，再将这一信号进行显示与记录。通常，一台测量仪器可分为三个部分：参数测量部分，信号调整部分，显示和记录部分。其中，测量部分由传感器来完成，它在测量仪器中被称为一次仪表；而信号调整部分，显示和记录部分被统称为测量仪器的二次仪表。对测量仪器的设计主要是对仪器的机械结构，电路结构进行设计或选配。传感器信号调整 电
9、 路显示记录设 备电源辅助功能电路 图2.1 测量仪器的组成框图2.1仪表的设计要求 仪表的设计要求是指根据一起的使用环境和使用方式的不同而提出的仪器所必须要满足的条件。仪器的设计要求通常是指仪器的测量精度，仪器的功能要求和仪器的操作方法等。测量仪器完成的基本功能是对被测物理参数进行测量，以及对测量结果的显示和保存。测量结果显示，保存应该方便，快捷和直观。在满足基本功能的基础上，测试仪器还应满足操作人员对其操作的具体要求，也就是对测试仪器的使用功能的要求。对仪器的使用功能要求包括：对测量仪器操作的使用功能要求和对仪器显示，保存测量结果方式的要求。本论文中所讨论的转辙机测力仪的使用功能要求：可以
10、启动和停止转辙机的正转和反转测试；可以显示测试结果，并可识别正转和反转；可以手动复位，以防止测试中的死机现象； 西安工业大学学士学位论文 可根据不同的主机号来切换测试的对象；可以在测试结束后将测试结果固定显示。2.2仪表的设计方案继电器2.2.1仪表的功能框图 光电耦合锁存器显示驱动电源稳压单片机调整电路及A/D转换传感器力传感器 显示手动复位主机型选择 图2.2 仪表的功能框图2.2.2仪表的结构分析a.输入部分本部分主要由力传感器，调整电路，A/D转换以及电源稳压这四大部分组成。 力传感器：将输入力信号转换为电压信号，输入的力大小范围是010.24KN,输出电压范围是05V。 调整电路：调
11、整电路在整个测力仪中起到从传感器到A/D转换器之间的桥梁作用。传感器信号调整电路用来对传感器的输出信号进行滤波，放大，将从传感器上的到模拟信号的值的范围转换到A/D转换器的输入范围之内，以供对数据进行模数转换。A/D转换：将传感器输出的电压信号转换为数字量，并通过数据总线与单片机相连。这部分采用MAXIM公司的MAX197芯片，它具有12位的分辨率，输入电压范围为05V，输出的数字量范围为02048。 电源稳压部分：由于A/D转换芯片对输入的模拟电压信号精度要求很高，故在力传感器上加入一个电源稳压部分，以滤除脉冲信号和高频分量。b.继电器控制部分 本部分由光电耦合和锁存器这两块组成。光电耦合：
12、输入端接继电器的两个输出触点，输出端接上拉电阻与锁存器相连。由继电器输出触点的断开与闭合来控制仪表的正转/反转测试的启动与停止。由于外接的触点信号我们无法对其评估，为确保安全，我们在此使用光电耦合器进行光电隔离。锁存器： 将光电耦合器输出的信号锁存。当单片机读信号有效时，将其读入单片机。c.手动按键部分该部分有RESET手动复位电路和主机型选择两部分组成。RESET复位电路： 输出端与单片机的RESET管脚相连，当有键按下时，输出高电平有效，单片机清零复位。ZD6/ZD7选择电路：输出端与单片机的INTO管脚相连，当有键按下时，输出一个下降沿，产生外部0中断，通过中断服务程序完成ZD6/ZD7的选择。d.显示输出部分该部分由显示驱动，LED显示，指示灯三部分组成。显示驱动部分：输入端与单片机的P1.0，P1.1,P1.2相连，输出端接四个LED和四个发光二极管。LED显示部分：由四个LED组成。分别表示符号位，个位，十分位，百分位。指示灯部分：由四个发光二极管组成。分别作为ZD6和ZD7的选择指示灯和测试，保持灯指示。 西安工业大学 3 仪表硬件电路的设计 3 仪表硬件电路的设计 上一章对仪表
