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1、设计任务书:多平台适用的开关门试验装置一、技术目标多平台适用的开关门试验装置,应用在动车组和地铁车辆的单车电调门及编组车门试验中,模拟车辆输出门使能信号、零速信号、开关门信号等控制信号,直接给到门控系统,实现集控开关门操作,能完成相应的开关门逻辑试验、自动开关门试验等功能性试验。二、技术方法和路线2.1 研究设计并实现基于单片机可编程控制器的开关门试验器控制技术,集成信号电平采样电路、光电隔离保护电路、固态继电器控制输出电路、无线通信模块等,实现多车型测试应用方案。2.2 研究设计并实现上位机软件系统,可通过上位机软件实现多种车型开关门信号的逻辑控制,操作界面功能正确,实现触摸屏的实时控制。2
2、.3 对软硬件系统实现工程化,设计并实现箱体和信号线缆、电源线缆的正常功能,该系统可应用于静态调试、单车调试中的地铁车辆和动车组车辆的开关门试验。三、基本要求3.1 触摸屏显示功能:(1)门电源指示灯(2)左侧门使能指示灯(3)右侧门使能指示灯(4)左门零速指示灯(5)右门零速指示灯(6)左侧开门指示灯(7)右侧开门指示灯(8)左侧关门指示灯(9)右侧关门指示灯(10)自动开关门次数显示(11)手动开关门次数显示。3.2 触摸屏操作功能:具备以下按钮功能:(1)门电源按键(2)左侧门使能按键(3)右侧门使能按键(4)左门零速按键(5)右门零速按键(6)左侧开门按键(7)右侧开门按键(8)左侧关
3、门按键(9)右侧关门按键(10)手动开关门次数复位按键(11)自动开关门次数复位按键(12)自动开门延时设置(13)自动关门延时设置(14)数据记录按键(15)关门连锁检测开关按钮(16)IOkmZh压紧信号开关按钮。3.3输入功能:3.3.1 单车试验时,输入电源线连接AC38OV五芯电缆插座,通过直流稳压电源给试验器主机供电;编组试验时,根据工作条件选择连接AC220V三脚插座、或用DCI1.OV带小鳄鱼夹的电源线从车辆端取电。3.3.2 输入信号线:(1)DCI1.OV左门连锁信号(2)DCI1.OV右门连锁信号。3.4输出功能:3.4.1 输出电源线:(1)DCUoV电源正(2)DCI
4、1.OV电源负3.4.2 输出信号线:(1)DCuoV左侧门使能(2)DCUoV右侧门使能(3)DC1.1.OV左门零速(4)DCIIoV右门零速(5)DCI1.OV左侧开门(6)DCIIoV右侧开门(7)DC1.IOV左侧关门(8)DCI1.OV右侧关门(9)DCI1.OV1.Okm/h压紧信号。四、技术要求门试验器应具备以下测试功能:输出上述信号,给门控器供电。【零速】按键、【左门使能】按键,输4.1 门控器供电功能:通过点击触摸屏【门电源】按键,4.2 手动开左门功能:通过点击触摸屏【开左门】按键、出上述信号,左门打开。4.3 手动关左门功能:通过点击触摸屏【关左门】按键,输出上述信号,
5、左门关闭。【零速】按键、【右门使能】按键,输4.4 手动开右门功能:通过点击触摸屏【开右门】按键、出上述信号,右门打开。右门关闭。4.5 手动关右门功能:通过点击触摸屏【关右门】按键,输出上述信号,4.6 自动开门延时功能:点击触摸屏【自动开门延时设置】按键后,输入开门延时时间(延时时间从开门信号输出算起,单位:秒),点击确定即输出开门延时信号。4.7 自动关门延时功能:点击触摸屏【自动关门延时设置】按键后,输入关门延时时间(延时时间从关门信号输出算起,单位:秒),点击确定即输出关门延时信号。4.8 自动开关门次数设置功能:点击触摸屏【自动开关门次数设置】按键后,输入要进行自动开关门的次数,点
6、击确定后进行自动开关门时即可完成相应的开关门次数。4.9 自动开关门功能:通过点击触摸屏【自动开关门】按键,输出零速、左门使能/右门使能和开左门/开右门信号,车辆开门动作并经过预先设置的自动开门延时时间后,输出关左门/关右门信号,车辆关门动作并经过预先设置的自动关门延时时间后,再输出零速、左门使能/右门使能和开左门/开右门信号.不断循环;直到开关门次数到达预先设置的自动开关门次数,则自动开关门测试完成,不再执行开关门动作指令,并在触摸屏上进行声光提示。【自动开关门】具有开始、暂停、停止功能。4.10 关门连锁检测功能:通过【关门连锁检测开关】选择或取消该检测功能,若选择该功能,则在自动开关门过
7、程中,通过检测有没有接收到车辆的左门连锁信号、右门连锁信号,判断左侧车门、右侧车门是否关闭到位;若取消该功能,则自动开关门不对该信号进行检测:每次初上电时保持开启功能。4.11 手动开关门、自动开关门次数计数功能:在手动开关门、自动开关门过程中,对开关门次数进行计算;定义1次开门动作加1次关门动作,为1次开关门动作。点击触摸屏【手动开关门次数复位】按键后,手动开关门次数清零。点击触摸屏【自动开关门次数复位】按键后,自动开关门次数清零。4.12 开关门动作记录功能:点击【数据记录】按键,进行开关门动作时,具备记录开关门动作数据的功能,包括每一次开关门的动作时间、试验时间(年月日)、车门连锁信号、
8、累计总的动作时间和试验时间(年月日):并生成XIS或XISX格式的电子表格,可进行本地存储且能通过USB接口存储到移动存储设备。4.13 10kmh压紧信号开关功能:点击COknVh压紧信号开关】选择开启或关闭该信号,开启后能输出IOkmzh压紧电平信号,此时具备联锁功能,无法再输出开门信号,直到关闭该信号。每次初上电时恢复为关闭状态。4.14 因单车试验与编组试验、地铁车辆试验与动车组车辆试验中,需要选取的信号不完全一样,因此要求软件设计中,具备可编辑选择自动开关门输出信号(包括电源、零速、使能、开门、关门等)的功能,并生成不同项目菜单(可编辑名称)方便选择。避免在未防护的情况下,输出多余信
9、号造成触电危险。并预留至少2组信号接口,方便后续进行升级。五、设备系统配置5.1 试验器自带漏电保护功能和保险装置。外接电源先通过漏电保护装置和保险丝,再进入稳压电源模块(用于单车电调门的试验器,另外需要一台直流稳压电源,功率要求4KW,AC380V输入)。其中,用于静态调试的输入电压为AC220V或DC1.IoV(根据现场选择);用于单车电调门的输入电压AC38OV(电源接口为32A5芯AC380V插头,型号为ST-O25),输出电压在ODC1IOV之间可调,用于提供给输出信号线和输出电源线用。5.2 上位机采用10英寸触摸屏,用于显示各按键和指示灯状态。触摸屏能设置系统时间,生成的试验表格
10、里面的试验时间,与系统时间同步。【自动开门延时设置】、【自动关门延时设置】、【自动开关门次数设置】的设置数据具有断电保存的功能。5.3 上位机具备与多台试验器主机组网通信的功能。可选择组网中的任意一台试验器对其进行查看、设置、操作等。试验操作软件可在WindoWS系统运行。上位机配备USBA型接口。5.4 外接电源线长度:单车电调门用的一套电缆分两段,直流稳压电源输入那一段AC380V五芯电缆长5米,一端连接AC38OV五芯电缆插头(型号为ST-O25),另一端连接直流稳压电源输入端,采用连接器或接线端子拧紧:直流稳压电源输出那一段DCI1.OV三芯电缆长30米,一端连接直流稳压电源输出端,另
11、一端连接试验器电源输入端,采用连接器或接线端子拧紧,并做好防护。静态调试用的一套电缆长2米,一端可以视工作条件选择连接AC220V三脚插头或DCIIOV带小鳄鱼夹的电源线,另一端连接试验器电源输入端,采用连接器拧紧,并做好防护。5.5 输出信号线、输出电源线、输入信号线长度3米,线缆型号NH-CW1.1-2或同等规格线缆,一端连接试验器信号端,采用连接器拧紧;另一端:2套线缆压小型鳄鱼夹,另外2套线缆压长针子:管状预绝缘端子。5.6 因新会气候潮湿,且厂内作业时也会在淋雨车间内使用,故试验器包括外部线缆和直流稳压电源外壳、接线部位等应具备一定的防水能力。所有线缆两端需采用热缩套管防护。5.7
12、主控制板电路主控制板采用单片机控制,实现自动试验器的通信、控制、显示等功能。板卡设置RS232、RS485、I/O板连接口、电源接口等接口。PCB板外形尺寸、安装定位孔等由乙方自主设计确定,需符合电气安全要求,结构安装具有合理性,符合多层PCB板设计要求。具备Wifi无线通信接口,用于与上位机进行组网通信。发送信号控制I/O接口板上相应的继电器进行动作。采样I/O接口板上输入信号的电平状态(高电平/低电平)。5.8 I/O接口板I/O接口板主要由若干组固态继电器及相关驱动保护电路、若干路信号输入检测及隔离保护电路组成。5.9 电源模块设备采用AC220V50HZ或DCuOV供电,按照实际需求设
13、计多种电平方案,包括DC12V、DC5V、DC3.3V等。电源设计应保证有足够的余量,电压波动在可接受范围内。DCI2V的转换采用通用高质量开关电源。其余电源采用高频DC/DC芯片进行转换。5.10 笔记本电脑配置电脑用于对上位机的功能界面进行配置,根据不同的项目需要,编辑不同项目的自动开关门输出信号(包括电源、零速、使能、开门、关门等)的配置文件。主要参数:显示屏14英寸,处理器英特尔酷睿i5,内存容量8G,机械硬盘容量512G,乙方需确认操作系统能稳定流畅运行操作软件。六、项目进度管理要求项点阶段用时(月)完成标志完成期限项目准备3项目设计任务书2020/9-2020/11系统设计4软件开
14、发策划原理图、PCB图纸设计2020/12-2021/3软、硬件设计实现2硬件系统完成软件开发完成使用维护说明书2021/4-2021/5系统测试验证1车上测试验证完成项目开发总结2021/6七、项目成果7.1 交付多平台适用的开关门试验装置2套,包括试验器主机2台、上位机2台及配套软件、电源线缆2套(单车电调门电源电缆1套,含直流稳压电源输入端AC380V五芯电缆、直流稳压电源输出端DCI1.OV三芯电缆;静态调试电源电缆1套含AC220V带三脚插头的电源线、DCIIOV带小鳄鱼夹的电源线)、信号线缆4套(2套线缆压小型鳄鱼夹,2套线缆压管状预绝缘端子)等。7.2 交付使用手册、维修保养说明
15、书各2套,包括文字说明、图纸和电路;交付2套随机附件、易损易耗件、备品备件清单。交付2套设备出厂检测合格报告。交付1份质量保证书和售后服务承诺书。在完成设备交付后,乙方负责派技术人员到甲方现场进行安装调试,并对甲方作业人员进行培训,培训内容包括:设备的基本结构、设备的使用操作和维护、安全使用注意事项等。自最终验收签字后,该设备质量保证期为两年。在质量保证期内,如有零部件损坏,乙方负责无偿更换,并对该零部件延长担保一年。在甲方提出需求时,乙方在接到通知后4小时内做出响应,如有必要,乙方在48小时内派人到现场进行故障处理。7.3 乙方根据甲方作业现场反馈,对软硬件升级优化,并协助甲方申报对应的应用专利和项目评审。