CN222461624U - 一种继电器监测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种继电器监测装置，包括：单片机系统、线圈电压检测回路、触点状态检测回路、地址编码回路和检测系统供电回路；所述单片机系统分别连接线圈电压检测回路、触点状态检测回路和地址编码回路，所述单片机系统、线圈电压检测回路、触点状态检测回路和地址编码回路均连接检测系统供电回路，所述线圈电压检测回路与触点状态检测回路均与继电器连接；本申请可以实时检测继电器线圈电压和触点电平状态，计算触点动作时间和继电器动作次数；若继电器出现故障，还可定位出现故障的继电器及获取故障继电器的线圈电压、对应触点的电平状态和触点动作时间，为后期车辆状态和故障分析提供可靠依据。

Description

一种继电器监测装置

技术领域

本实用新型属于轨道交通控制技术领域，具体涉及一种继电器监测装置。

背景技术

继电器在轨道车辆行业中具有不可替代的重要性。作为控制电路中的关键元件，继电器负责切换和保护电流，确保列车安全稳定运行。同时，继电器能够提高车辆的自动化水平，降低人工操作的复杂性和误差。在紧急情况下，继电器能够迅速切断电源，防止事故扩大，保障乘客的生命安全。继电器在轨道车辆行业中发挥着至关重要的作用，为列车的安全、高效运行提供了有力保障。

继电器智能底座产品是专为轨道交通车辆进行设计、实时监测继电器线圈电压和触点电平状态的在线监测装置。通过实时监测与存储继电器线圈的电压值和触点电平状态，为后期车辆状态、故障分析提供可靠依据。

现有的继电器监测装置不能同时对多个继电器电压进行监测，也不能在出现故障时及时定位出现故障的线圈以及检测对应触点的电平状态。因此，亟待解决这些问题。

实用新型内容

为解决现有技术中存在的以上问题，本实用新型提供一种继电器监测装置，以实现同时对多个继电器进行监测。本申请技术方案如下：

一种继电器监测装置，包括：单片机系统、线圈电压检测回路、触点状态检测回路、地址编码回路和检测系统供电回路；

所述单片机系统分别连接线圈电压检测回路、触点状态检测回路和地址编码回路，所述单片机系统、线圈电压检测回路、触点状态检测回路和地址编码回路均连接检测系统供电回路，所述线圈电压检测回路与触点状态检测回路均与继电器连接；

所述触点状态检测回路用于检测继电器线圈、公共、常开和常闭触点处于得电或失电状态，所述地址编码回路用于对多个继电器进行监测时，对每个继电器进行地址编码。

进一步的，所述线圈电压检测回路包括：电阻R1、电阻R2、电阻R3、输入RC滤波器、隔离芯片和输出RC（Resistance Capacitance,电阻-电容）滤波器，所述电阻R1、电阻R2和电阻R3相互串联，所述电阻R1连接继电器线圈的正极，所述电阻R3连接继电器线圈的负极，所述输入RC滤波器并联在电阻R2上，所述输入RC滤波器的输出端依次连接隔离芯片和输出RC滤波器，所述输出RC滤波器的输出端连接单片机系统中的单片机，所述隔离芯片用于将待测继电器与线圈电压检测回路隔离。

进一步的，所述触点状态检测回路包括：电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7和触点状态检测芯片，所述触点状态检测芯片的输入端VI1（Voltage Input1，电压输入1）连接电阻R4和R5的一端，所述电阻R4的另一端连接继电器线圈的正极，所述电阻R5的另一端连接继电器线圈的负极，所述触点状态检测芯片的输入端VI2（Voltage Input2，电压输入2）连接电阻R6和R7的一端，所述电阻R6的另一端连接继电器触点，所述电阻R7的另一端连接继电器线圈的负极，所述触点状态检测芯片输出使用SPI（Serial Peripheral interface，串行外围接口）连接单片机系统中的单片机。

进一步的，所述地址编码回路包括多个继电器底座，所述多个继电器底座按顺序依次串接；每个继电器底座包括两个光耦和一个单片机；在每个继电器底座中，第一个光耦、单片机和第二个光耦依次串接。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益的技术效果：

1、本申请可以实时检测继电器线圈电压和触点电平状态，计算触点动作时间和继电器动作次数；若继电器出现故障，还可定位出现故障的继电器线圈及获取故障继电器的线圈电压、对应触点的电平状态和触点动作时间，为后期车辆状态和故障分析提供可靠依据；

2、本申请可将多个继电器纳入一个系统进行监测，并对多个继电器进行地址编码，从而实现对故障继电器进行精确定位，提高了监测效率和监测准确度。

附图说明

图1为本实用新型一种继电器监测装置结构框图；

图2为本实用新型线圈电压检测回路电路图；

图3为本实用新型触点状态检测回路电路图；

图4为本实用新型地址编码回路电路图。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本实用新型的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施例对本申请进行详细描述。

如图1所示，一种继电器监测装置，包括：单片机系统、线圈电压检测回路、触点状态检测回路、地址编码回路和检测系统供电回路；

所述单片机系统分别连接线圈电压检测回路、触点状态检测回路和地址编码回路，所述单片机系统、线圈电压检测回路、触点状态检测回路和地址编码回路均连接检测系统供电回路，所述线圈电压检测回路与触点状态检测回路均与继电器连接；

所述触点状态检测回路用于检测继电器线圈、公共、常开和常闭触点处于得电或失电状态，所述地址编码回路用于对多个继电器进行监测时，对每个继电器进行地址编码。

检测系统供电回路主要将外部电压降至系统器件工作所需的电压，具有过压保护功能。所述单片机系统包含单片机和外围器件，对采集到的线圈电压、触点动作时间进行处理，计算线圈电压、常开/常闭触点的动作时间，显示触点当前状态，将以上数据通过数据总线将数据发送至指定位置显示。

进一步的，如图2所示，所述线圈电压检测回路包括：电阻R1、电阻R2、电阻R3、输入RC滤波器、型号为AMC3301的隔离芯片和输出RC滤波器，所述电阻R1、电阻R2和电阻R3相互串联，所述电阻R1连接继电器线圈的正极，所述电阻R3连接继电器线圈的负极，所述输入RC滤波器并联在电阻R2上，所述输入RC滤波器的输出端依次连接隔离芯片和输出RC滤波器，所述输出RC滤波器的输出端连接单片机系统中的单片机，所述隔离芯片用于将待测继电器与线圈电压检测回路隔离。

具体的，线圈电压检测回路采用的隔离芯片，利用芯片自身的电容隔离性能（隔离电压6000V）将车上继电器线圈与检测回路隔离，确保检测回路异常时不会对车上继电器触点造成影响。检测原理详见附图2：采集继电器线圈电压后，通过电阻R1~R3将线圈电压降低，信号经过输入RC滤波器后送至芯片，芯片对信号进行隔离、处理后经输出RC滤波器传输至单片机进行计算。

进一步的，如图3所示，所述触点状态检测回路包括：电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7和触点状态检测芯片，所述触点状态检测芯片的输入端VI1连接电阻R4和R5的一端，所述电阻R4的另一端连接继电器线圈的正极，所述电阻R5的另一端连接继电器线圈的负极，所述触点状态检测芯片的输入端VI2连接电阻R6和R7的一端，所述电阻R6的另一端连接继电器触点，所述电阻R7的另一端连接继电器线圈的负极，所述触点状态检测芯片输出使用SPI连接单片机系统中的单片机。

具体的，所述触点状态检测回路的检测原理详见附图3：触点状态采集点并在继电器触点上，通过2个分压电阻，例如R4和R5，将触点电压降低后送至触点状态检测芯片输入侧，触点状态检测芯片在内部将降低后的触点电压对应转为数字信号，即继电器触点当前状态是高电平或低电平的信号，并通过总线将所述数字信号发送至单片机系统。

常开触点吸合时间逻辑：线圈得电后，触点状态检测芯片采集到线圈正极的状态由低电平变为高电平，单片机以此为开始标志，系统开始计时；等待触点状态检测芯片采集到所有常开触点的状态由低电平变为高电平，单片机以此为结束标志，停止计时，计算两者时间差。常闭触点吸合时间逻辑：线圈掉电后，触点状态检测芯片采集到线圈正极的状态由高电平变为低电平，单片机以此为开始标志，系统开始计时；等待触点状态检测芯片采集到所有常闭触点的状态由低电平变为高电平，单片机以此为结束标志，停止计时，计算两者时间差。所述触点状态检测芯片对触点信号进行采集，隔离后通过数据总线发送至单片机，单片机按上述逻辑计算常开/常闭触点吸合时间后，将计算数据通过数据总线发送至指定位置显示。所述单片机系统也可将触点当前状态，即得电（触点状态检测芯片检测到触点处于高电平）或失电（触点状态检测芯片检测到触点处于低电平）通过数据总线发送至指定位置显示。

进一步的，如图4所示，所述地址编码回路包括多个继电器底座，所述多个继电器底座按顺序依次串接；每个继电器底座包括两个光耦和一个单片机；在每个继电器底座中，第一个光耦、单片机和第二个光耦依次串接。

对多个继电器监测时，可根据不同客户需求的数量，利用该回路对继电器进行编码，将多个继电器串联到一个系统中，检测原理详见附图4:外部提供一个脉冲信号，使得第一个继电器底座的第一个光耦导通后，底座的单片机1接收到第一个光耦导通信号，给该底座写入地址；地址写完后，单片机输出一个高电平，使得第二个光耦导通，输出一个脉冲信号，对下一个继电器进行配置。

本申请可实时检测继电器线圈电压和触点的电平状态，计算触点动作时间和继电器动作次数；若继电器出现故障，还可及时定位出现故障的继电器线圈，以及采集此时继电器电压及触点的电平状态，并计算触点动作时间，为后期车辆状态和故障分析提供可靠依据。

以上给出的实施例是实现本实用新型较优的例子，本实用新型不限于上述实施例。本领域的技术人员根据本实用新型技术方案的技术特征所做出的任何非本质的添加、替换，均属于本实用新型的保护范围。

Claims (4)

1.一种继电器监测装置，其特征在于，包括：单片机系统、线圈电压检测回路、触点状态检测回路、地址编码回路和检测系统供电回路；

所述单片机系统分别连接线圈电压检测回路、触点状态检测回路和地址编码回路，所述单片机系统、线圈电压检测回路、触点状态检测回路和地址编码回路均连接检测系统供电回路，所述线圈电压检测回路与触点状态检测回路均与继电器连接；

所述触点状态检测回路用于检测继电器线圈、公共、常开和常闭的触点处于得电或失电状态，所述地址编码回路用于对多个继电器进行监测时，对每个继电器进行地址编码。

2.如权利要求1所述的一种继电器监测装置，其特征在于，所述线圈电压检测回路包括：电阻R1、电阻R2、电阻R3、输入RC滤波器、隔离芯片和输出RC滤波器，所述电阻R1、电阻R2和电阻R3相互串联，所述电阻R1连接继电器线圈的正极，所述电阻R3连接继电器线圈的负极，所述输入RC滤波器并联在电阻R2上，所述输入RC滤波器的输出端依次连接隔离芯片和输出RC滤波器，所述输出RC滤波器的输出端连接单片机系统中的单片机，所述隔离芯片用于将待测继电器与线圈电压检测回路隔离。

3.如权利要求1或2所述的一种继电器监测装置，其特征在于，所述触点状态检测回路包括：电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7和触点状态检测芯片，所述触点状态检测芯片的输入端VI1连接电阻R4和R5的一端，所述电阻R4的另一端连接继电器线圈的正极，所述电阻R5的另一端连接继电器线圈的负极，所述触点状态检测芯片的输入端VI2连接电阻R6和R7的一端，所述电阻R6的另一端连接继电器触点，所述电阻R7的另一端连接继电器线圈的负极，所述触点状态检测芯片输出使用SPI连接单片机系统中的单片机。

4.如权利要求3所述的一种继电器监测装置，其特征在于，所述地址编码回路包括多个继电器底座，所述多个继电器底座按顺序依次串接；每个继电器底座包括两个光耦和一个单片机；在每个继电器底座中，第一个光耦、单片机和第二个光耦依次串接。