一种分布式逻辑控制单元从站装置

技术领域

本发明涉及轨道机车控制装置技术领域，具体为一种分布式逻辑控制单元从站装置。

背景技术

传统地铁列车控制电路大多采用有机械触电继电器实现，但面临一些问题，如硬线控制电路没有采用冗余设计，存在单点失效隐患，一旦控制回路中某个关键节点继电器出现卡位、不吸合等故障，就会引起整条回路控制失效，严重影响列车安全；地铁车辆所处环境复杂，继电器长期处在高温、湿热等工作环境下，其触点老化速度大大加快，严重影响继电器工作寿命；触点继电器触头因电弧烧蚀会造成接触面凹凸不平及毛刺，使面触点变为点触点，导致动、静触头接触不良，严重时导致电路不导通；据统计，地铁车辆控制故障60％以上是由继电器故障引起，而且继电器数量众多，分布于各个控制回路，给维护及故障排查工作带来不便。

发明内容

本发明的目的在于提供一种分布式逻辑控制单元从站装置，以解决现有技术中存在的集中式逻辑控制单元机箱式的机械结构形式安装空间不足，很容易出现故障的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种分布式逻辑控制单元从站装置，包括上壳体设置在上壳体下部的下壳体,所述上壳体与所述下壳体分别为独立的功能单元；

所述下壳体包括底板、左侧板、右侧板、前侧板和后侧板围成用于放置处理数字量用的输入模组和输出模组的空腔，所述输入模组和输出模组为两组，两组所述输入模块组和输出模块组上分别设置有用于分别连接两组输入模块组和输出模块组用的对板连接器，所述两组输入模块组和输出模块组之间分别通过对板连接器连接，所述对板连接器上设置有用于对外连接用的对外传输模块，所述分别连接两组输入模块组和输出模块组的对板连接器与所述对外传输模块连接；

所述下壳体内部的空腔设置有四组导轨结构使两组输入模组和输出模组，所述两组输入模组和输出模组通过导轨导入所述空腔内，所述两组输入模组和输出模组的每个板卡之间设置有间距；

所述上壳体包括顶板、左侧板、右侧板、前侧板和后侧板围成与下壳体相配合的空腔，所述顶板上部分别对称设置有接线端子排座，所述两个对称设置的接线端子排座之间分别对称设置有用于连接所述对外传输模块用的输入端连接器和输出端连接器，所述输入端连接器和输出端连接器之间设置有导光柱；

所述接线端子排座、输入端连接器和输出端连接器线路分别与所述对外传输模块连接。

所述底板下部设置有导轨；所述导轨包括开设底板下部的导轨滑槽、限位板和安装在导轨滑槽和限位板之间的滑板，所述导轨滑槽和限位板对称设置，所述导轨滑槽与底板一体成型，所述限位板上设置有用于固定滑板用的弹簧卡扣，所述导轨滑槽通过安装在限位板上的弹簧卡扣与底板连接，所述滑板与底板通过导轨滑槽、限位板和弹簧卡扣滑动连接。

所述上壳体与下壳体采用热塑性绝缘材料制程。

所述下壳体上设置有用于固定下壳体内部板卡用的螺钉，所述卡板置于下壳体内部通过所述螺钉固定。

所述下壳体左侧板、右侧板上分别设置有内嵌把手。

所述输入模组通过与外传输模块连接的接线端子排座采集输入信号数据。

所述输出模组通过与外传输模块连接的接线端子排座输出控制；所述输出类型分干接点和湿接点。

所述接线端子排座包括两组接线柱组件，所述两组接线柱组件分为接线端子排和接线端子底座，所述接线端子底座上带有可焊接的直角焊针，所述直角焊针与外传输模块连接；

所述接线端子排上设置有与接线端子底座连接用的具有弹性变形功能的金属件，所述金属件与接线端子底座插拔连接。

所述输入端连接器和输出端连接器为带螺栓固定的孔型连接器，所述输入端连接器和输出端连接器上设置有级联模块，所述输入端连接器和输出端连接器与级联模块连接，所述级联模块通过输入端连接器和输出端连接器上的两个固定螺栓安装紧固。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

1、本发明通过设置上壳体和下壳体，解决集中式逻辑控制单元机箱式的机械结构形式安装空间不充足问题；从而提供了一种通过离散方式，使单独的机箱功能板卡机械结构框架设计为独立式的单独模块装置，每单独模块可通过数据线进行串联，有效的解决了安装空间小而分散的无法利用的情况。

2、本发明装配简单快捷、故障率低、通过内部安装的两组冗余设计的输入输出模组能直接驱动负载、冗余性及自诊断能力强、结构易于维护更换、可靠性高、体积小且绝缘性能好的数字量输入输出模块来替代传统触点继电器，将两套数字量输入输出板卡组放置在同一模块内,并具备硬件自检和互检功能，可实时监控硬件故障。

3、本发明采用导轨安装方式，设计有装配的金属导轨固定组件，保证振动强度的同时，在不改变任何外部环境的状态下，做到原位替换需要更替的触点继电器。

附图说明

图1为本发明的内部板卡剖面示意图；

图2为本发明的导轨与壳体的关系配合图；

图3为本发明的导轨安装示意图；

图4为本发明的导轨安装结构示意图；

图5为本发明的级联模块与输入端连接器和输出端连接器关系配合图；

图6为本发明的金属件和接线端子底座的关系配合图。

图中：1接线端子座、2上壳体、3对板连接器、3-1对外传输模块、 4下壳体、5空腔、5-1输入模块组、5-2输出模块组、6滑板、6-1导轨滑槽、 6-2限位板、7弹簧卡扣、8输入端连接器、9输出端连接器、10内嵌把手、 11导光柱、12接线端子排、13接线端子底座、14级联模块、15金属件。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

如图1和图2所示，一种分布式逻辑控制单元从站装置，包括上壳体2 设置在上壳体2下部的下壳体4,所述上壳体2与所述下壳体4分别为独立的功能单元；

所述下壳体4包括底板、左侧板、右侧板、前侧板和后侧板围成用于放置处理数字量用的输入模组5-1和输出模组5-2的空腔5，所述输入模组5-1 和输出模组5-2为两组，两组所述输入模块组5-1和输出模块组5-1上分别设置有用于分别连接两组输入模块组5-1和输出模块组5-2用的对板连接器 3，所述两组输入模块组5-1和输出模块组5-2之间分别通过对板连接器3连接，所述对板连接器3上设置有用于对外连接用的对外传输模块3-1，所述分别连接两组输入模块组5-1和输出模块组5-2的对板连接器3与所述对外传输模块3-1连接；

所述下壳体4壳体内部的空腔5设置有四组导轨结构使两组输入模组5-1 和输出模组5-2，所述两组输入模组5-1和输出模组5-2通过导轨导入所述空腔5内，所述两组输入模组5-1和输出模组5-2的每个板卡之间设置有间距；

所述上壳体2包括顶板、左侧板、右侧板、前侧板和后侧板围成与下壳体4相配合的空腔，所述顶板上部分别对称设置有接线端子排座1，所述两个对称设置的接线端子排座1之间分别对称设置有用于连接所述对外传输模块 3-1用的输入端连接器8和输出端连接器9，所述输入端连接器8和输出端连接器9之间设置有导光柱11；

所述接线端子排座1、输入端连接器8和输出端连接器9线路分别与所述对外传输模块3-1连接。

本实施例中,实际使用时，从站输入输出模组里面搭载了具有热备冗余功能的两组用于处理数字量输入输出模组，由输入模块组和输出模块组成，并且为两组(A、B)用于热备冗余；A组作为B组的备份，A、B之间通过对外传输模块相连接，输入模块与输出模块之间通过高密度微型排针排母连接，用于传输以太网、信号与电源；两组冗余输入输出模组A、B中的每个板卡通过高密度小型板对板连接器与上层具有信号电源传输功能的对外传输模块 3-1进行稳定连接，对外传输模块3-1通过左右两端带螺栓、高密度孔型连接器进行外部串联及电源信号的输入和输出，保证每个输入模块、输出模块之间电路是相互隔离的；

从站输入输出模组在硬件板卡数量上可通过2-4块板卡进行功能的呈现，去除其热备冗余功能，只存在一路输入模块组8和输出模块组9。其中输出模块中的外围信号通过光耦器传输到用于控制外围电路的MOS管，MOS管的输出用于控制被控机车电器执行机构的通断，从而替代了继电器触点式通断方式；

对外传输模块3-1，主要由对外连接的前后相同的两组接线柱组件，输入端连接器，输出端连接器，对外传输模3-1均搭载在输入输出模组顶面的，并水平放置，其中两组接线柱组件的接线数量与现有传统继电器接线数量和点位一致，采用5-8个点位双排接线柱组件，接线柱组件分为接线端子排和接线端子底座1，接线端子底座1上带有可焊接的焊针，通过直角焊针的形式稳定连接在对外传输模块板卡的上、下两侧，接线端子排上装配有具有弹性变形功能的金属件可直接插拔与接线端子底座1，进行信号及电流的传输，接线端子排对外连接线缆的方式为螺栓固定方式，对外线缆只需要将导电部位插入螺栓垫片下，并将螺栓安装指定扭力拧紧即可，保证了线缆固定有足够的拉拔力；

对外接线端子组件位于竖直板卡组件的最顶端，并且接线端子组件分别位于对外传输模块3-1的上下两侧，从而保证此从站装置与配电柜的上下两侧出线槽位置的安装环境完全相符，保证线缆无需做任何改动，接线端子组件放置的高度是从站装置的最上面，安装空间狭小、紧凑，采用接线端子排与接线端子底座1为分体式螺栓固定可拆卸型，在需要更换模块的同时，无需逐个线缆拆卸，只需将接线端子排从主体拆卸下来即可；而螺栓固定方式是可靠的固定了接线端子排与接线端子底座1这两个部分；

输入端连接器8与输出端连接器9分别位于面板中间位置的左右两侧，输入端连接器8和输出端连接器9都是一类，是同时可传输信号、网络和电源的接口连接器，采用孔型连接器或针型连接器中的任意一种，连接器左右两端带固定螺栓，可有效的、快速的、高强度的保证与此连接器相接是可靠、稳定，不易脱落，抗振性能强；

通过对外传输模块的替换和通过更换不同的对外连接模块，达到产品升级换代。

如图3和图4所示本实施例中，所述底板下部设置有导轨；所述导轨包括开设底板下部的导轨滑槽6-1、限位板6-2和安装在导轨滑槽6-1和限位板 6-2之间的滑板6，所述导轨滑槽6-1和限位板6-2对称设置，所述导轨滑槽 6-1与底板一体成型，所述限位板6-2上设置有用于固定滑板6用的弹簧卡扣 7，所述导轨滑槽6-1通过安装在限位板6-2上的弹簧卡扣7与底板连接，所述滑板6与底板通过导轨滑槽6-1、限位板6-2和弹簧卡扣7滑动连接。

本实施例中,实际使用时，所述上壳体1与下壳体2构建成一个异形壳体本体，并最大限度的将可以封装集成电路组件的容置腔最大化，将立式放置的逻辑控制从站输入输出模组5-1与搭载在输入输出模组5-2顶面的、中心对称、水平放置在集成电路顶板完全包裹在具有绝缘特性的壳体内；上壳体2 与下壳体4之间通过具有弹性变形的薄壁卡扣与卡扣槽之连接并固定；

所述壳体走线槽、U型导轨均为水平安装，接线端子组件分立在最接近走线槽的上下位置；当需要N个从站装置共同安装与导轨上时，位于顶板中间位置的左右两侧的输入端连接器8与输出端连接器9，有效的连接分别位于此从站装置的左右两侧的相邻从站装置和不相邻从站装置；相邻两个从站装置通过非标准化的特定级联连接器进行前一个从站装置的输出到下一个从站装置的输入传输；不相邻从站装置通过线缆连接的方式完成前一个从站装置的输出到下一个从站装置的输入传输；实现在不影响对外线缆连接、安装的同时，可有效的利用顶板中间位置布局作为对外信号、网络和电源传输的级联输入端连接器8和输出端连接器9的布局；

当对外传输模块顶板中间位置的左右两侧被输入端连接器8和输出端连接器9占据大部分位置后，采用最细的直插式的N个导光柱11对从站模块的运行状态进行指示灯方式的显示；分别对通讯、网络及电源信号通过指示灯的亮、灭及闪烁的方式表达状态的通与断，好与坏。

本实施例中，所述上壳体2与下壳体4采用热塑性绝缘材料制程；所述下壳体4上设置有用于固定下壳体4内部板卡用的螺钉，所述卡板置于下壳体4内部通过所述螺钉固定。

本实施例中，所述下壳体4左侧板、右侧板上分别设置有内嵌把手10。

本实施例中，所述输入模组5-1通过与外传输模块3-1连接的接线端子排座1采集输入信号数据；

所述输出模组5-2通过与外传输模块3-1连接的接线端子排座1输出控制；所述输出类型分干接点和湿接点。

如图6所示，本实施例中，所述接线端子排座1包括两组接线柱组件，所述两组接线柱组件分为接线端子排12和接线端子底座13，所述接线端子底座13上带有可焊接的直角焊针，所述直角焊针与外传输模块4连接；

所述接线端子排12上设置有与接线端子底座13连接用的具有弹性变形功能的金属件15，所述金属件15与接线端子底座13插拔连接。

如图5所示，本实施例中，所述输入端连接器8和输出端连接器9为带螺栓固定的孔型连接器，所述输入端连接器8和输出端连接器9上设置有级联模块14，所述输入端连接器8和输出端连接器9与级联模块连接14，所述级联模块14通过输入端连接器8和输出端连接器9上的两个固定螺栓安装紧固。

本实施例中，实际安装时，所述输入端连接器8和输出端连接器9实现进行电源、信号、网络的多级间传递与接收；所述接线端子排13与对外连接线缆的方式为螺栓固定方式，对外线缆只需要将导电部位插入螺栓垫片下，并将螺栓安装指定扭力拧紧即可，保证了线缆固定有足够的拉拔力。

本实施例中，实际使用时，导轨与下壳体4通过组装后，通过低成本、装配简单的压缩弹簧来完成壳体与导轨之间的安装和拆卸；其中金属导轨卡扣组件包括常规压缩弹簧和金属导轨卡扣；所述金属导轨卡扣设有金属冲压成型的另一端限位端、两侧导轨滑动结构、压缩弹簧容置腔，所述金属导轨卡扣设置于本体的双侧导轨滑槽中，另一端限位端及两侧导轨滑槽保证导轨卡扣可以前后滑动而不能脱落于本体，而压缩弹簧容置腔将压缩弹簧有效的包裹住，保证在导轨卡扣前后滑动时能及时反弹至原位，并不易脱落；下壳壳2巧妙的利用热塑性材料模具可以成型的特征将导轨卡扣固定特征与本体一体化，简化了零部件数量，并将导轨卡扣通过金属冲压成型的方式与热塑性材料本体进行装配，金属卡扣在最大程度满足了需要高强度振动要求的使用环境。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。