智能防護盒系統技術方案

本專利涉及一種鐵路軌道保護裝置，具體為一種智能防護盒系統。智能防護盒通過CAN總線連接到站間監測主機，智能防護盒由25Hz防護盒連接采集板卡，采集板卡上設置自動脫離模塊、隔離模塊、電源模塊、AD采集模塊、MCU主模塊、顯示模塊、CAN通信模塊，自動脫離模塊分別連接隔離模塊、AD采集模塊；AD采集模塊另連接MCU主模塊，MCU主模塊分別連接顯示模塊、CAN通信模塊、按鍵下載模塊。本專利實時對軌道電壓和相位差進行顯示、實時檢測防護盒品質因數、對工頻干擾及移頻信號的頻譜圖進行圖形、對軌道電壓設置門限值、對防護盒數據進行集中檢測，設備安全可靠、兼容性強。

【技術實現步驟摘要】

本專利涉及一種鐵路軌道保護裝置，具體為一種智能防護盒系統。
技術介紹
目前國內電氣化鐵路90%以上采用25Hz相敏軌道電路，防護盒是鐵路行車必不可少的設備，其主要作用是減少25Hz信號電流在軌道電路傳輸中的衰耗，以及50Hz牽引電流對JRJC型軌道斷電器和二元二位繼電器軌道線圈上產生的干擾電壓。目前采用的25Hz防護盒人機交互性差，必須使用采集繼電器與軌道測試盤組合工作，無法實現實時軌道電壓和相位差顯示，且兼容性差、功能單一，其技術局限性日益顯現，因此急需研發出一款新型的滿足現代化鐵路行車需要的智能型防護盒。本專利針對以上技術問題，提供一種智能防護盒系統，實現高精度磁隔離模塊進行隔離采集、高精度AD采樣芯片進行數據采樣、動態脫離電路進行安全保障、高亮LED及按鍵進行人機交互，新型的、安全可靠的、能夠完全兼容并替代現有防護盒。
技術實現思路
本專利正對以上技術問題，提供一種智能防護盒系統。目的在于實現磁隔離模塊進行隔離采集、AD采樣芯片進行數據采樣、動態脫離電路進行安全保障、高亮LED及按鍵進行人機交互，實現脫離原有的采集繼電器與軌道測試盤工作、實時對軌道電壓和相位差進行顯示、實時檢測防護盒品質因數、對工頻干擾及移頻信號的頻譜圖進行圖形、對軌道電壓設置門限值、對防護盒數據進行集中檢測。本專利的具體技術方案如下：智能防護盒系統，由智能防護盒、CAN總線、站間監測主機組成，智能防護盒通過CAN總線連接到站間監測主機，智能防護盒由25Hz防護盒連接采集板卡，采集板卡上設置自動脫離模塊、隔離模塊、電源模塊、AD采集模塊、MCU主模塊、顯示模塊、CAN通信模塊，自動脫離模塊分別連接隔離模塊、AD采集模塊；AD采集模塊另連接MCU主模塊，MCU主模塊分別連接顯示模塊、CAN通信模塊、按鍵下載模塊。本專利采用磁隔離模塊進行隔離采集、AD采樣芯片進行數據采樣、動態脫離電路進行安全保障、高亮LED及按鍵進行人機交互，實現脫離原有的采集繼電器與軌道測試盤工作、實時對軌道電壓和相位差進行顯示、實時檢測防護盒品質因數、對工頻干擾及移頻信號的頻譜圖進行圖形、對軌道電壓設置門限值、對防護盒數據進行集中檢測等功能，達到安全可靠、兼容并替代現有防護盒。防護盒實現數據采集并對軌道電壓、相位差進行顯示，通過CAN總線將數據上傳到站間監測主機上進行圖形顯示。防護合連接CAN總線，CAN總線與站間監測主機連接數據交換。本結構采用數據的隔離采集與“故障—安全”的設計原則，實現軌道電壓、相位差的實時顯示，實現品質因數、工頻干擾、移頻信號頻譜分量數據的實時傳輸。25Hz相敏軌道電路智能型防護盒通過高精度磁隔離模塊進行隔離，高速數字處理芯片實現對軌道電路輸入電壓和相位進行實時監測，軌道電路信息可通過自帶顯示屏進行顯示,并同時傳輸到監測主機通過液晶屏進行顯示，省去軌道測試盤、監測采集繼電器兩種設備，當發生工頻電流干擾、移頻信號竄頻的情況，上傳的防護盒各項數據在監控終端進行圖形顯示，供電務維護工作者快速有效地掌握發生信號干擾和竄頻的軌道區段，提高故障分析處理的效率，并能通過防護盒內部電感L，電容C的電壓，計算出品質因素，實時監測防護盒的工作狀態。動態脫離電路：動態脫離電路可實現“故障—安全”的設計原則，當采集板卡出現故障時，此電路可實現采集板卡與防護盒的物理脫離，不影響防護盒的正常工作。采用高速數字電路，數字濾波，抗干擾強，有效解決50HZ不平衡牽引電流以50HZ諧波及各種雜波對軌道電壓的干擾，并可有效濾除各種雜波，使測量軌道電壓的幅值和相位更加穩定準確。品質因數監測：通過對采集軌道電路的頻率、L、C兩端電壓、相位差等數據進行采集實時計算出防護盒的品質因數，從而對防護盒防護性能提供參考依據。工頻干擾：根據對50Hz頻譜分量幅度值實現工頻干擾報警，對工頻干擾導致的“閃紅”現象提供故障分析依據并縮小故障排查范圍。頻譜分析圖：對移頻信號頻譜分量進行實時監測，對移頻信號竄頻并導致故障時的故障分析提供依據并縮小排查范圍。軌道電壓門限值：根據不同的防護盒設置不同的門限電壓，可有效遏制因分路不良導致的故障。附圖說明圖1為本專利的結構示意圖；圖2為本專利中智能防護盒的結構示意圖；圖3為本專利中站間監測主機的結構示意圖。其中，11——智能防護盒、12——CAN總線、13——站間監測主機、1——25Hz防護盒，10——采集板卡、2——自動脫離模塊、3——隔離模塊、——電源模塊、9——AD采集模塊、5——MCU主模塊、6——顯示模塊、—7—CAN通信模塊、8——按鍵下載模塊。4電源模塊、14——CAN通信卡、15——工控主機、16——電源模塊、17——配套軟件。具體實施方式下面結合具體實施方式對本專利作進一步說明。智能防護盒系統，由智能防護盒、CAN總線、站間監測主機組成，其特征在于：智能防護盒通過CAN總線連接到站間監測主機，智能防護盒由25Hz防護盒連接采集板卡，采集板卡上設置自動脫離模塊、隔離模塊、電源模塊、AD采集模塊、MCU主模塊、顯示模塊、CAN通信模塊，自動脫離模塊分別連接隔離模塊、AD采集模塊；AD采集模塊另連接MCU主模塊，MCU主模塊分別連接顯示模塊、CAN通信模塊、按鍵下載模塊。電源模塊給各部件提供電源。防護盒、CAN通信總線、站間監測主機構成，防護盒實現數據采集并對軌道電壓、相位差進行顯示，通過CAN總線將數據上傳到站間監測主機上進行圖形顯示。實現數據的隔離采集與“故障—安全”的設計原則，實現軌道電壓、相位差的實時顯示，實現品質因數、工頻干擾、移頻信號頻譜分量數據的實時傳輸。站間監測主機由CAN通信卡、工控主機、電源模塊、控制軟件組成，實現對防護盒提供工作電壓通過與防護盒的通信實現相關設置及圖形顯示功能。其中，隔離模塊采用的是北京耀華德昌電子有限公司、北京世特美測控技術有限公司型號：DYHGQ1；電源轉換模塊采用的是，北京益宏泰科技發展有限責任公司、廣州金升陽科技有限公司，型號WD6-POW；AD采集模塊采用的是，德州儀器、亞諾德半導體，型號AD7606；MCU主模塊采用的是，microchip、意法半導體，型號STM32F103；CAN通訊模塊采用的是，廣州致遠電子股份有限公司、亞諾德半導體，型號CTM8251A；站間監測主機采用的是，成都研皓電子科技有限公司、成都研吉智能科技有限公司，型號，工控主機：ECC1606；工業顯示器：PPC-15-HVGA；工控鍵盤：YH-KMF；防護盒采用的是：西安嘉信鐵路器材有限公司、西安鐵路本文檔來自技高網...

【技術保護點】
智能防護盒系統，由智能防護盒、CAN總線、站間監測主機組成，其特征在于：智能防護盒通過CAN總線連接到站間監測主機，智能防護盒由25Hz防護盒連接采集板卡，采集板卡上設置自動脫離模塊、隔離模塊、電源模塊、AD采集模塊、MCU主模塊、顯示模塊、CAN通信模塊，自動脫離模塊分別連接隔離模塊、AD采集模塊；AD采集模塊另連接MCU主模塊，MCU主模塊分別連接顯示模塊、CAN通信模塊、按鍵下載模塊。

【技術特征摘要】
1.智能防護盒系統，由智能防護盒、CAN總線、站間監測主機組成，其特征在于：智能防
護盒通過CAN總線連接到站間監測主機，智能防護盒由25Hz防護盒連接采集板卡，采集板卡
上設置自動脫離模塊、隔離模塊、電源...

【專利技術屬性】
技術研發人員：鐘劍，吳勇，
申請(專利權)人：鐘劍，
類型：新型
國別省市：四川;51