[发明专利]分布式信号系统室内综合试验装置

权利要求书

1.一种分布式信号系统室内综合试验装置，其特征在于，包括工装主机，工装主机连接有HMI人机界面、信号机模块、轨道电路模块、道岔模块、接口柜模块以及综合模块；

信号机模块针对国铁/地铁线路中信号机各灯位显示状态进行实时采集，并将采集数据传递给工装主机；

轨道电路模块接收工装主机的指令，针对国铁/地铁线路中各种制式的轨道电路，能够完成占用/出清状态实时驱动控制；

道岔模块能接收道岔回路位置表示信息，将位置表示信息转换为MCU可接受的数字信号，经处理后回传工装主机；

接口柜模块能够模拟联锁计算机实现对接口柜连接的继电器进行状态驱动和状态采集功能，并能够采集相关继电器的状态回传工装主机；

综合模块接收工装主机的指令，针对国铁/地铁线路中站台门、紧急关闭、扣车的继电器进行实时驱动控制；

HMI人机界面向工装主机发出相关的指令并获取工装主机的相关数据进行显示；

所述信号机模块包括第一MCU数据处理单元、第一信号采集单元、第一电源转换单元以及第一网络单元，第一MCU数据处理单元通过其单片机群组的I/O口进行信号机各点位的信号采集；第一MCU数据处理单元连接第一信号采集单元以及第一网络单元；

第一信号采集单元兼容地铁110V/国铁220V信号机电压，采集信号机灯位点灯模拟信号，转换为单片机可接受的I/O信号；

第一电源转换单元获取外部输入的直流24V电源，提供给第一MCU数据处理单元、第一信号采集单元以及第一网络单元工作电源；

第一网络单元使用Wi-Fi/网线进行数据通讯，保证信号机模块与工装主机能够正常无线/有线网络连接；

所述第一信号采集单元采用如下采集电路兼容地铁110V/国铁220V信号机采集电压信号；所述采集电路包括采样电路与识别电路，识别电路获取地铁110V/国铁220V信号机电压并转换成相应的控制信号，采样电路连接识别电路获取其控制信号，采样电路获取地铁110V/国铁220V信号机电压进行相应的采样，转换为单片机可接受的I/O信号；

所述识别电路包括电压检测端子A和电压检测端子B，电压检测端子A和电压检测端子B分别与地铁110V/国铁220V信号机电源的火线L和零线N相连，电压检测端子A与和电压检测端子B连接桥式整流电路的两个输入端，桥式整流电路的正输出端连接有极电容C14的正极，有极电容C14的负极连接桥式整流电路的负输出端；有极电容C14并接有电阻R20，有极电容C14的正极还经电阻R27连接二极管D3的正极，二极管D3的负极连接二极管D4的正极，二极管D4的负极连接二极管D6的正极，二极管D6的负极连接光耦U8的发光二极管的正极，光耦U8的发光二极管的负极连接有极电容C14的负极；光耦U8的接收三极管的集电极连接24V直流电源，光耦U8的接收三极管的发射极连接PNP三极管Q2的基极，PNP三极管Q2的基极经电阻R30接地，PNP三极管Q2的集电极接地，PNP三极管Q2的发射极依次经过电阻R26和电阻R25连接24V直流电源；

还包括P沟道场效应管Q1，P沟道场效应管Q1的S极连接24V直流电源，P沟道场效应管Q1的G极连接电阻R26和电阻R25的公共端，P沟道场效应管Q1的S极连接稳压管ZD1的负极，稳压管ZD1的正极连接P沟道场效应管Q1的G极，稳压管ZD1并联有电容C13，P沟道场效应管Q1的S极经电阻R24连接电容C12的一端，电容C12的另一端连接P沟道场效应管Q1的D极，P沟道场效应管Q1的D极连接二极管D5的负极，二极管D5的正极接地，P沟道场效应管Q1的D极输出控制信号给采样电路；

上述的识别电路通过桥式整流电路及后续的有极电容C14组成滤波电路，将地铁110V/国铁220V信号机的交流信号转换成直流电压，当为地铁110v电压信号时，输出的直流电压不足以点亮光耦U8的发光二极管，光耦U8的接收三极管关断，PNP三极管Q2导通，P沟道场效应管Q1导通，P沟道场效应管Q1的D极输出24V高电平控制信号给继电器K1的线圈，继电器K1的线圈通电，电容C10和电阻R21导通工作，电容C11和电阻R22工作；当为国铁信号机220v电压信号时，输出的直流电压点亮光耦U8的发光二极管，光耦U8的接收三极管导通，PNP三极管Q2截止，P沟道场效应管Q1关断，P沟道场效应管Q1的D极输出低电平控制信号给继电器K1的线圈，继电器K1的线圈断电，电容C10和电阻R21截止，电容C11和电阻R22工作；

所述采样电路包括采样端子L和采样端子N，采样端子L和采样端子N分别与地铁110V/国铁220V信号机电源的火线L和零线N相连，采样端子L连接二极管D2的正极，二极管D2的负极连接电阻R19的一端，电阻R19的另一端连接光耦U5的发光二极管的正极，采样端子L还连接电阻R20的一端，电阻R20的另一端经电容C8连接二极管D2的负极，电阻R20的另一端还连接光耦U5的发光二极管的负极，光耦U5的接收三极管的集电极经电阻R18连接3V直流电源，光耦U5的接收三极管的集电极作为采样电路的输出端输出采样信号给第一MCU数据处理单元的相应管脚；光耦U5的接收三极管的集电极经电容C7连接光耦U5的接收三极管的发射极，光耦U5的接收三极管的发射极接地；

光耦U5的发光二极管的负极经电容C10连接继电器K1的常开开关的一端，继电器K1的常开开关的另一端连接采样端子N，电容C10并联有电阻R21，继电器K1的线圈与识别电路连接获取其控制信号；光耦U5的发光二极管的负极还经电容C11连接采样端子N，电容C11并联有电阻R22；

当采样端子L和采样端子N无电压信号输入时，光耦U5的发光二极管不亮，光耦U5的接收三极管关断，其集电极输出高电平信号给第一MCU数据处理单元的相应管脚；当采样端子L和采样端子N输入地铁110V/国铁220V信号机的电压信号时，光耦U5的发光二极管点亮，光耦U5的接收三极管导通，其集电极输出低电平信号给第一MCU数据处理单元的相应管脚；其中，当采样端子L和采样端子N输入地铁110v电压信号时，继电器K1的线圈通电，继电器K1的常开开关接通，电容C10和电容C11同时工作，容抗减小，分得的电压减小，当采样端子L和采样端子N输入国铁信号机220v电压信号时，继电器K1的线圈断电，继电器K1的常开开关断开，电容C11工作，容抗增加，分得的电压增加，从而使采集电路自适应地铁110V/国铁220V信号机的电压信号。