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原文传递货车制动不缓解监测处置装置及其控制方法

专利名称：	货车制动不缓解监测处置装置及其控制方法
摘要：	本发明货车制动不缓解监测处置装置及其控制方法，涉及货车制动技术领域，尤其涉及一种货车制动不缓解监测处置装置及其控制方法。本发明车辆级主机系统的车辆级主机安装在主机控制柜内，通过外部电源与电路控制板电路相连接，外部电源提供DC24V通过双绞线进行485通讯；列车级主机系统安装在机车驾驶室，通过无线Wifi局域网与车辆级主机的控制模块对接，能够接收、存储、制动不缓解故障语音报警和显示来自车辆级主机的制动信息，与地面数据接收处理系统通讯，可以将制动信息发送给地面系统；采集和执行模块的作用是将采集到的模拟信号转换成为数字信号传送到车辆级主机系统，从车辆级主机系统传送到执行模块的信号转换为电信号控制电磁阀动作，达到制动不缓解故障后自动处置的目的。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	河南;41
申请人：	郑州铁路职业技术学院
发明人：	李西安;智雷勇;王洋;张明康;王欣;葛磊;张志辉
专利状态：	有效
申请日期：	2022-09-14T00:00:00+0800
发布日期：	2022-12-13T00:00:00+0800
申请号：	CN202211117907.7
公开号：	CN115465252A
代理机构：	大连东方专利代理有限责任公司
代理人：	高永德;李洪福
分类号：	B60T17/22;B;B60;B60T;B60T17;B60T17/22
申请人地址：	450000 河南省郑州市郑东新区鹏程大道56号
主权项：	1.一种货车制动不缓解监测处置装置，其特征在于：所述的货车制动不缓解监测处置装置包括：车辆级主机系统和列车级主机系统；所述的车辆级主机系统包括：采集和执行模块以及车辆级主机；所述的车辆级主机安装在主机控制柜内，通过外部电源与电路控制板电路相连接，外部电源提供DC24V通过双绞线进行485通讯；所述的列车级主机系统安装在机车驾驶室，通过无线Wifi局域网与车辆级主机的控制模块对接，能够接收、存储、制动不缓解故障语音报警和显示来自车辆级主机的制动信息，与地面数据接收处理系统通讯，可以将制动信息发送给地面系统；所述的采集和执行模块的作用是将采集到的模拟信号转换成为数字信号传送到车辆级主机系统，从车辆级主机系统传送到执行模块的信号转换为电信号控制电磁阀动作，达到制动不缓解故障后自动处置的目的。 2.根据权利要求1所述的货车制动不缓解监测处置装置，其特征在于：所述的车辆级主机包括：PLC控制模块、通讯接口板和电源；所述的PLC控制模块安装在主机控制柜内，基于ARMCortex-M3核心的NXPLPC1788高性能处理器设计，内存256M，并采用SST专有的高性能CMOs超闪存技术制造的64Mflash存储器，集硬件看门狗，多路串口调试等功能一体；所述的通讯接口板安装在主机控制柜内，在车辆级主机和列车级主机之间采用CAN总线通讯，接收、发送当前各压力传感器的采样值、实时计算的单车气管路工作状态、接收并执行列车主机的命令；在车辆级主机与底部采样板之间采用485通信；所述的电源安装在主机控制柜内，采用磷酸铁锂电池，为车辆及控制主机提供电能。 3.根据权利要求1所述的货车制动不缓解监测处置装置，其特征在于：所述的采集和执行模块包括：夹片(1)、传感器、单向阀、电磁阀、通断阀、采集执行电路板、航空插头(7)和图像采集模块；所述的夹片(1)为超硬铝材质制成的厚度为14mm的薄板，安装在控制阀(5)与中间体(6)之间；所述的防尘盒(2)采用3mm的不锈钢板折弯焊接而成，防尘盒(2)内部空间厚度为100mm，焊接有4个螺柱，用于安装采集执行电路板；防尘盒(2)与夹片(1)正面底部用合页连接，可以实现180°旋转；防尘盒(2)闭合时采用螺钉拧紧并通过橡胶垫(4)进行防尘防水；在合页安装位置设置有通气孔，用于电磁阀排气时，风压由通气孔排出；所述的防尘罩(3)扣装在夹片(1)的背面；所述的传感器安装于防尘盒(2)内，采用供电电压为DC24v，量程0～1000kpa，信号输出4mA～20mA，精度≤0.3％(25℃)，采用三芯双绞屏蔽线连接，能在-40℃～+70℃的温度范围内正常工作，功能采集制动相关数据；所述的单向阀安装于传感器的通路上，用于控制同路的开闭；所述的电磁阀为制动缸排气电磁阀，采用供电电压为DC24v，常闭型号，得电相通，失电断开，在-40℃～70℃温度范围内正常工作，失电断开时不得漏泄；电磁阀安装于制动缸管系上，电缆端接入采集执行电路板接线槽，在发生制动不缓解故障时，执行主机指令，排除压力空气，消除制动不缓解故障；所述的通断阀采用两位两通阀，安装在夹片(1)背面防尘罩(3)内位于电磁阀与制动缸之间的管系上，正常情况下，手柄在“ON”，当制动缸排气电磁阀出现故障时，手并放置于“OFF”位，切断制动缸电磁阀气路；所述的采集执行电路板通过螺母安装于夹片(1)背面的防尘盒(2)内的螺柱上，采用24V/5VDC-DC变换供电，基于STC新一代单片机设计，将空气压力传感器输出的4mA-20mA电流信号经隔离输入后转换为0-5V电压信号；通过单片机自带的A/D转换电路转换为数字信号供单片机读取、控制；所述的航空插头(7)为5芯航插，安装于防尘盒(2)的侧面；所述的图像采集模块采用工业摄像机，安装于控制柜内，摄像头安装在车辆边梁上，镜头直对制动缸活塞杆。 4.根据权利要求3所述的货车制动不缓解监测处置装置，其特征在于：所述的所述的夹片(1)的内部设置有3条通道，分别为列车管传感器安装通道(11)、副风缸传感器通道(12)和制动缸传感器通道(13)；所述的列车管传感器安装通道(11)、副风缸传感器通道(12)和制动缸传感器通道(13)的底部开口端位于夹片(1)安装防尘盒(2)的一侧，顶部开口端位于夹片(1)上部双向开通孔。 5.根据权利要求3所述的货车制动不缓解监测处置装置，其特征在于：所述的传感器包括：列车管传感器、副风缸传感器和制动缸传感器；所述的列车管传感器安装于夹片(1)正面的列车管传感器安装通道(11)底部开口端处；列车管传感器由列车管传感器安装通道(11)经中间体与列车管相连通，由防尘盒(2)进行防尘密封保护，电缆端接入采集执行电路板列车管接线槽，用于监测列车管压力；所述的副风缸传感器安装于夹片(1)正面的副风缸传感器通道(12)底部开口端处；副风缸传感器由副风缸传感器通道(12)经中间体与副风缸相连通，由防尘盒(2)进行防尘密封保护，其电缆端接入采集执行电路板副风缸接线槽，用于监测副风缸压力；所述的制动缸传感器安装在夹片(1)正面的制动缸传感器通道(13)底部开口端处；制动缸传感器由制动缸传感器通道(13)经中间体与制动缸相连通，由防尘盒(2)进行防尘密封保护，其电缆端接入采集执行电路板制动缸接线槽，用于监测制动缸压力；所述的列车管传感器、制动缸传感器和副风缸传感器与PLC控制模块相连接，由防尘罩(3)进行防尘密封保护。 6.根据权利要求3所述的货车制动不缓解监测处置装置，其特征在于：所述的单向阀为三个，分别安装于夹片(1)正面的列车管传感器安装通道(11)、副风缸传感器通道(12)和制动缸传感器通道(13)底部开口端处；当传感器拧紧时，沟通传感器与列车管、副风缸、制动缸通路；传感器卸掉时，自动关闭传感器与列车管、副风缸、制动缸通路，方便传感器的拆装。 7.根据权利要求1所述的货车制动不缓解监测处置装置，其特征在于：所述的列车级主机还设置有声光报警和显示终端；所述的声光报警安装于司机室内，与PLC控制系统相连接，在缓解状态下如果列车控制阀处于充气缓解位，判定列车无故障绿色预警，如果列车中某车处于制动不缓解状态，闪烁红色预警，启动制动不缓解故障处置装置所述的显示终端安装于司机室内，与PLC控制系统相连接，用于查询车辆顺位、制动不缓解故障级别。 8.一种货车制动不缓解监测处置装置的控制方法，其特征在于：所述的货车制动不缓解监测处置装置的控制方法包括如下步骤： 81、参数赋初始值：缓解位时：制动缸气压为0kPa，列车管气压大于480kPa，副风缸气压为定压，制动缸活塞杆的伸缩值处于制动缓解标准位；制动位时：列车管气压低于450kPa，制动缸气压大于35kPa，制动缸活塞杆的伸缩值处于制动行程范围内；电磁阀常闭连锁； 82、读取列车管、制动缸压力值：通过列车管压力传感器和制动缸压力传感器读取列车管压力值和制动缸压力值判定列车的工作状态；一种工作状态充气缓解位，另一种工作状态减压制动位； 83、判断是否传感器故障：列车管传感器、副风缸传感器、制动缸传感器短路或开路，无电流信号判定传感器故障；正常情况下，采集列车管、制动缸、副风缸压力值输送给PLC控制模块； 84、判断列车管是否下降：根据列车管压力值判定是否下降，当列车管压力值大于480kPa或者持续一定时间列车管压力值大于副风缸压力值20kPa，判定列车管保压或上升； 85、判断是否达到缓解条件并缓解：列车管压力在一段时间内持续上升，且一段时间内上升≥20kPa或列车管达到定压(≥480kPa)，认为车辆应开始缓解，制动缸排风经过一定时间，压力值降为0kPa，且制动缸活塞杆伸出量处于缓解标准位，由PLC控制模块判定列车处于缓解位； 86、判断是否抱闸：列车达到缓解条件后，制动缸压力值大于35kPa或者制动缸活塞杆伸出量处于制动行程范围内，由PLC控制模块判定列车制动不缓解； 87、判断是否45s内达到定压或压差达到缓解条件且制动缸压力>50kPa：列车达到缓解位后，此后45s内列车管压力持续上升或保压，且在这45s后，制动缸压力值依然≥50kPa，判定列车严重制动不缓解； 88、判断电磁阀排风进行自动处置，显示抱闸处置：PLC控制模块根据严重制动不缓解控制逻辑，启动制动不缓解故障处置装置，向制动缸排风电磁阀发出排风信号，制动缸压力快速降为0kPa，制动缸活塞杆伸出量处于缓解标准位，制动不缓解故障解除； 89、恢复初始状态：制动不缓解故障解除后，系统恢复到初始状态，重新由步骤82进行新一轮控制流程。 9.根据权利要求8所述的货车制动不缓解监测处置装置的控制方法，其特征在于：所述的步骤84判断列车管是否下降中，列车管压力值小于450kPa或者持续一定副风缸压力值大于列车管压力值20kPa，判定列车管下降；进入到下一步841；所述的步骤841为判断是否制动：制动缸压力值大于35kPa且制动缸活塞杆伸出制动位行程范围内，判定列车制动；制动缸压力值大于35kPa，但是制动缸活塞杆伸出量处于缓解标准位，判定列车缓解；进入到下一步842；所述的步骤842为是否达到制动条件不制动：列车管压力值低于450kPa即可达到制动条件，制动缸压力值低于35kPa或者制动缸活塞杆伸出量处于缓解标准位，判定列车达到制动条件不制动；列车管压力值大于480kPa时，列车达不到制动条件。