一種便于維護的集便系統(tǒng)控制器的制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種便于維護的集便系統(tǒng)控制器，包括底板和與底板固定的外殼，在所述底板上固定電路板，所述電路板包括信號接口電路板和CPU電路板，所述信號接口電路板和CPU電路板之間通過連接器連接，在所述信號接口電路板上設置有用于信號輸入輸出的端子臺，在所述CPU電路板上設置有用于控制集便系統(tǒng)各部件的單片機。本實用新型具有維護費用低、時間短，適用性好的特點。
【專利說明】一種便于維護的集便系統(tǒng)控制器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種控制器，特別涉及一種便于維護的集便系統(tǒng)控制器。
【背景技術(shù)】
[0002]集便系統(tǒng)是軌道車輛重要的組成部分，各型號軌道車輛中的集便系統(tǒng)配置各有不同，集便系統(tǒng)中各便器均設置有控制器用于控制便器進行沖水等操作，現(xiàn)有的集便系統(tǒng)控制器存在檢修維護成本高，維修時間長，適用性差等缺點。
實用新型內(nèi)容
[0003]本實用新型主要目的在于解決上述問題和不足，提供一種維護費用低，增加適用性的便于維護的集便系統(tǒng)控制器。
[0004]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型的技術(shù)方案是:
[0005]—種便于維護的集便系統(tǒng)控制器，包括底板和與底板固定的外殼，在所述底板上固定電路板，所述電路板包括信號接口電路板和CPU電路板，所述信號接口電路板和CPU電路板之間通過連接器連接，在所述信號接口電路板上設置有用于信號輸入輸出的端子臺，在所述CPU電路板上設置有用于控制集便系統(tǒng)各部件的單片機。
[0006]進一步，在所述外殼上固定有顯示裝置，所述顯示裝置與所述CPU電路板電路連接，所述單片機為采集數(shù)據(jù)判斷故障并向所述顯示裝置傳輸故障信息的單片機。
[0007]進一步，在所述CPU電路板上還設置有用于存儲故障信息的存儲器。
[0008]進一步，在所述CPU電路板上設置有第一 USART電路模塊，所述第一 USART電路模塊輸出端連接所述顯示裝置。
[0009]進一步，在所述CPU電路板上設置有SPI通信模塊，所述SPI通信模塊的輸出端連接所述存儲器。
[0010]進一步，所述存儲器為EEPR0M。
[0011 ] 進一步，所述顯示裝置為觸摸屏。
[0012]進一步，在所述外殼上設置有用于與上位機通信的通信接口，在所述CPU電路板上設置有第二 USART電路模塊，所述第二 USART電路模塊輸出端連接所述通信接口。
[0013]進一步，在所述CPU電路板上設置有第三USART電路模塊，所述第三USART電路模塊輸出端連接所述端子臺。
[0014]進一步，在所述外殼上設置有用于配置單片機的編程接口，在所述CPU電路板上設置有JTAG接口，所述JTAG接口通過連接線與所述編程接口連接。
[0015]綜上內(nèi)容，本實用新型所述的一種便于維護的集便系統(tǒng)控制器，通過設置信號接口電路板和CPU電路板，在維護時只需更換其中一塊電路板，并且在后續(xù)開發(fā)維護中只修改替換線路相對簡單且成本較低的信號接口電路板，降低了控制器維護成本，提高了適用性。通過在顯示屏顯示故障代碼和文字提示，為檢修人員維護系統(tǒng)提供了依據(jù)，故障歷史記錄存儲在存儲器中，以便檢修人員維護系統(tǒng)和開發(fā)人員完善后續(xù)開發(fā)。通過編程接口，在不拆卸外殼的情況下可對單片機進行配置，方便維護。本實用新型具有維護費用低、時間短，適用性好的特點。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0016]圖1是本實用新型控制器的正面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖2是本實用新型控制器的結(jié)構(gòu)布置示意圖；
[0018]圖3是本實用新型集便系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖4是本實用新型繼電器輸出電路圖。
[0020]如圖1至圖4所示，底板1，外殼2，信號接口電路板3，CPU電路板4，觸摸屏5，端子臺6，通信接口 7，編程接口 8，控制器復位按鈕9，通信模式切換按鈕10，連接器11，電源模塊12，水系統(tǒng)復位按鈕13，防凍排空按鈕14，氣控單元15，水增壓單元16-1，水增壓單元16-2，水增壓單元16-3，便器17-1，便器17_2，便器17_3，污物箱18，中轉(zhuǎn)箱19，排污閥20，真空發(fā)生單元21，沖洗按鈕22-1，沖洗按鈕22-2，沖洗按鈕22_3，水箱23，繼電器線圈24，續(xù)流二極管25。
【具體實施方式】
[0021]下面結(jié)合附圖與【具體實施方式】對本實用新型作進一步詳細描述:
[0022]如圖1和圖2所示，一種軌道車輛集便系統(tǒng)顯示屏控制器，包括底板I和外殼2，在底板I上設置多個螺柱，外殼2上預留多個通孔，外殼2的通孔穿過螺柱用螺母固定。在底板I上還設置多個螺套，電路板上設置多個通孔，用螺釘將電路板與底板I固定。在外殼2上設置有顯示屏，顯示屏與電路板電路連接，在電路板上設置有存儲器、單片機、端子臺6。
[0023]在本實施例中，電路板包括信號接口電路板3和CPU電路板4，信號接口電路板3和CPU電路板4之間通過連接器11連接，端子臺6設置在信號接口電路板3上，單片機設置在CPU電路板4上，外殼2固定在底板I上之后包裹CPU電路板4和部分信號接口電路板3，設置在信號接口電路板3上的端子臺6外露，端子臺6外露便于接線。將電路板分為兩塊板是為了更換兩塊中的一塊電路板，從而不需要將兩塊電路板全部更換，降低了維護費用，并且可以在后續(xù)開發(fā)維護中只修改替換線路相對簡單且成本較低的信號接口電路板3，使控制器具有更好的適用性。
[0024]端子臺6用于信號輸入輸出，輸入信號經(jīng)過端子臺6輸出至信號接口電路板3，再經(jīng)過連接器11轉(zhuǎn)接至CPU電路板4上的單片機。輸入信號主要包括傳感器信號和按鈕信號，例如光電傳感器信號、壓力傳感器信號、液位傳感器信號和真空傳感器信號等。輸出信號主要為控制信號，用于控制相關(guān)電磁閥的吸收和釋放。單片機采集輸入信號并進行邏輯運算，生成控制信號并通過采集的數(shù)據(jù)對便器是否故障進行判斷，控制信號控制氣路、水路通斷，完成系統(tǒng)正常動作，如判斷出有故障則傳輸故障代碼至顯示屏上顯示，并將故障信息傳輸至存儲器中記錄。通過在顯示屏顯示故障代碼和文字提示，為檢修人員維護系統(tǒng)提供了依據(jù)，故障歷史記錄存儲在存儲器中，以便檢修人員維護系統(tǒng)和開發(fā)人員完善后續(xù)開發(fā)。
[0025]在本實施例中，存儲器為EEPROM(ElectricalIy Erasable ProgrammableRead-Only Memory,帶電可擦可編程只讀存儲器)，顯示器為帶有操作功能的觸摸屏5,觸摸屏5除了顯示故障信息還可對集便系統(tǒng)或控制器自身進行操作，例如控制器復位、通信模式切換等，觸摸屏5還可對集便系統(tǒng)運行狀態(tài)進行監(jiān)控，提高了控制器的智能化程度。
[0026]在外殼2上設置有通信接口 7，編程接口 8，控制器復位按鈕9，通信模式切換按鈕10和電源模塊12，均與電路板電路連接。通信接口 7為RS232接口，用于與上位機通信，在不拆卸外殼2的情況下，可通過上位機實時監(jiān)控集便系統(tǒng)的運行狀態(tài)，并且可以通過上位機導出故障記錄。編程接口 8用于配置單片機，通過編程接口 8可在不拆卸外殼2的情況下，更新升級單片機程序，使維護更加便捷，并且對于不同集便系統(tǒng)可對單片機進行不同配置，提高了控制器的通用性?？刂破鲝臀话粹o9用于對控制器進行復位，通信模式切換按鈕10用于通信模式和使用模式之間的切換，節(jié)省了維護系統(tǒng)所用時間。電源模塊12將DCllOV轉(zhuǎn)換為24V電源，為信號接口電路板3和CPU電路板4提供電源，電源模塊12具有輸入過欠壓保護功能。
[0027]在CPU電路板4上設置有:兩路電源轉(zhuǎn)換模塊，一路電源轉(zhuǎn)換模塊將DC24V轉(zhuǎn)換為DC12V，用于為觸摸屏5和輸出驅(qū)動芯片供電，另一路電源轉(zhuǎn)換模塊將DC24V轉(zhuǎn)換為DC5V，為單片機、TTL/CM0S電平轉(zhuǎn)換芯片供電。
[0028]三路 USART (Universal Synchronous/Asynchronous Receiver/Transmitter,通用同步/異步串行接收/發(fā)送器)電路，第一 USART電路模塊輸出端連接觸摸屏5，用于與觸摸屏5通信；第二 USART電路模塊輸出端連接通信接口 7 ;第三USART電路模塊輸出端連接端子臺6。
[0029]在CPU電路板4上還設置有SPI (Serial Peripheral Interface,串行外設接口 )通信模塊，JTAG (Joint Test Act1n Group，聯(lián)合測試工作組)接口。SPI通信模塊的輸出端連接EEPR0M，JTAG接口通過連接線與編程接口 8連接。
[0030]在外殼2上還設置有兩個船型按鈕，分別是水系統(tǒng)復位按鈕13和防凍排空按鈕14，通過水系統(tǒng)復位按鈕13和防凍排空按鈕14方便對便器動作進行控制。
[0031]信號接口電路板3和CPU電路板4均使用螺絲安裝在底板I上，在螺絲上涂抹螺絲膠，一方面防止螺絲銹蝕，另一方面防止螺絲在列車振蕩的環(huán)境下松動甚至脫落。對于電路板上豎立的元器件采用周圍涂抹硅膠的方式防止器件振蕩脫落。
[0032]信號接口電路板3和CPU電路板4均做三防處理，涂抹三防漆，使電路板具有防水、防潮、耐震蕩、耐腐蝕、耐老化的性能。
[0033]如圖3所示，本實用新型所述的控制器共有26路輸入信號，輸入信號包括傳感器信號和按鈕信號，其中傳感器信號包括便器17-1、便器17-2、便器17-3的蝶閥傳感器信號，來自氣控單元15的氣源壓力和中轉(zhuǎn)箱19壓力信號，來自真空發(fā)生單元21的真空開關(guān)信號，來自污物箱18、中轉(zhuǎn)箱19的液位傳感器信號；按鈕信號包括沖洗按鈕22-1、沖洗按鈕22-2、沖洗按鈕22-3的按鈕信號，來自水系統(tǒng)復位按鈕13和防凍排空按鈕14的按鈕信號，以及來自列車主控制室的信號。
[0034]輸出信號包括MOSFET輸出和繼電器輸出兩種，16路MOSFET輸出由單片機的SPI通信模塊與兩片輸出驅(qū)動芯片共同完成，每路均有過壓、過流、過溫防護，輸出口具有靜電防護2KV，主要用于控制相關(guān)電磁閥的吸合與斷開，以此驅(qū)動執(zhí)行器件的動作。
[0035]如圖4所示，繼電器輸出是通過單片機的10 口提供三極管基極開啟電壓，由三極管的發(fā)射極、集電極組成回路驅(qū)動繼電器線圈24，實現(xiàn)繼電器的吸合與斷開。繼電器線圈并聯(lián)續(xù)流二極管25，可使繼電器線圈24的反向電動勢迅速泄放，保護繼電器。
[0036]如圖3所示，污物箱18包括中轉(zhuǎn)箱19、排污閥20、真空發(fā)生單元21，控制器通過氣控單元15控制著系統(tǒng)氣路的通斷，從而實現(xiàn)水增壓單元16-1、水增壓單元16-2、水增壓單元16-3、便器17-1、便器17-2、便器17_3、排污閥20、真空發(fā)生單元21中執(zhí)行器件的動作，從而實現(xiàn)系統(tǒng)功能。水增壓單元16-1、水增壓單元16-2、水增壓單元16-3分別用來向便器17-1、便器17-2、便器17-3沖壓力水并控制便器17_1、便器17_2、便器17_3上蝶閥的打開與關(guān)閉，水增壓單元16-1、水增壓單元16-2、水增壓單元16-3由水箱23供水。
[0037]當用戶按下沖洗按鈕22-1，控制器采集到這一輸入信號，開始執(zhí)行便器17-1的正常沖洗程序。首先控制器輸出三路信號，第一路使水增壓單元16-1上的沖洗電磁閥得電，向便器17-1沖壓力水，第二路使氣控單元15上的抽真空電磁閥得電，真空發(fā)生單元21開始工作，對中轉(zhuǎn)箱19抽真空，第三路使氣控單元15上的排污電磁閥得電，使排污閥20關(guān)閉。
[0038]計時Is后，控制器輸出信號使水增壓單元16-1上的沖洗電磁閥失電，停止向便器17-1沖壓力水。
[0039]計時3.6s后，若控制器采集到來自真空發(fā)生單元21的真空開關(guān)有輸入信號，即中轉(zhuǎn)箱19滿足真空要求后，控制器輸出信號使氣控單元15上抽真空電磁閥失電，停止對中轉(zhuǎn)箱19抽真空，同時控制器輸出信號使水增壓單元16-1上的便器17-1蝶閥電磁閥得電，從而打開便器17-1蝶閥，便器17-1中的污物就在真空的作用下被吸入中轉(zhuǎn)箱19中。計時2.3s后，控制器輸出信號使水增壓單元16-1上的便器17-1蝶閥電磁閥失電，從而關(guān)閉便器17~1蝶閥。
[0040]計時0.8s后，控制器輸出信號使水增壓單元16-1上的沖洗電磁閥得電，向便器17-1沖壓力水，0.5s后控制器輸出信號使沖洗電磁閥失電停止沖壓力水，使便器具有一定封水，防止內(nèi)外壓差以及異味外泄?？刂破魇箽饪貑呜?5上的排污電磁閥失電,打開排污閥20，便器17-1正常沖洗動作完成。
[0041]便器17-1、便器17-2、便器17_3的各器件均與本實用新型控制器的端子臺6連接，控制器通過調(diào)整跳線連接分別完成對便器17-1、便器17-2、便器17-3的沖水控制，不需要修改硬件線路和程序，即可隨車型和集便系統(tǒng)配置情況不同而進行靈活調(diào)整。
[0042]如上所述，結(jié)合附圖所給出的方案內(nèi)容，可以衍生出類似的技術(shù)方案。但凡是未脫離本實用新型技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本實用新型的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本實用新型技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種便于維護的集便系統(tǒng)控制器，其特征在于:包括底板和與底板固定的外殼，在所述底板上固定電路板，所述電路板包括信號接口電路板和CPU電路板，所述信號接口電路板和CPU電路板之間通過連接器連接，在所述信號接口電路板上設置有用于信號輸入輸出的端子臺，在所述CPU電路板上設置有用于控制集便系統(tǒng)各部件的單片機。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種便于維護的集便系統(tǒng)控制器，其特征在于:在所述外殼上固定有顯示裝置，所述顯示裝置與所述CPU電路板電路連接，所述單片機為采集數(shù)據(jù)判斷故障并向所述顯示裝置傳輸故障信息的單片機。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種便于維護的集便系統(tǒng)控制器，其特征在于:在所述CPU電路板上還設置有用于存儲故障信息的存儲器。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種便于維護的集便系統(tǒng)控制器，其特征在于:在所述CPU電路板上設置有第一 USART電路模塊，所述第一 USART電路模塊輸出端連接所述顯示裝置。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種便于維護的集便系統(tǒng)控制器，其特征在于:在所述CPU電路板上設置有SPI通信模塊，所述SPI通信模塊的輸出端連接所述存儲器。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種便于維護的集便系統(tǒng)控制器，其特征在于:所述存儲器為 EEPROM。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種便于維護的集便系統(tǒng)控制器，其特征在于:所述顯示裝置為觸摸屏。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種便于維護的集便系統(tǒng)控制器，其特征在于:在所述外殼上設置有用于與上位機通信的通信接口，在所述CPU電路板上設置有第二 USART電路模塊，所述第二 USART電路模塊輸出端連接所述通信接口。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種便于維護的集便系統(tǒng)控制器，其特征在于:在所述CPU電路板上設置有第三USART電路模塊，所述第三USART電路模塊輸出端連接所述端子臺。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種便于維護的集便系統(tǒng)控制器，其特征在于:在所述外殼上設置有用于配置單片機的編程接口，在所述CPU電路板上設置有JTAG接口，所述JTAG接口通過連接線與所述編程接口連接。
【文檔編號】G05B19/042GK204129482SQ201420640127
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2014年10月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月29日
【發(fā)明者】荊世玲, 李曉群, 陳睿, 白道旭 申請人:青島亞通達鐵路設備有限公司, 南車青島四方機車車輛股份有限公司