基于網(wǎng)絡(luò)的機車狀態(tài)信息采集系統(tǒng)的實現(xiàn)
基于網(wǎng)絡(luò)的機車狀態(tài)信息采集系統(tǒng)的實現(xiàn)
Implementationof Data Acquisition System on Locomotive Based on Network
北京交通大學(xué) 電氣工程學(xué)院 李永平 王立德 王保華
摘要：基于網(wǎng)絡(luò)而開發(fā)的機車狀態(tài)信息采集系統(tǒng),可以在機車的運行過程中通過網(wǎng)絡(luò)將各種狀態(tài)信息實時地記錄下來,同時進行在線故障診斷,通過GPRS無線傳輸機車運行狀態(tài),為機務(wù)維修提供準確信息,提高機車運行的可靠性。
關(guān)鍵詞：狀態(tài)采集;機車信息;CAN總線;故障診斷
2005年6月8日收到修改稿。
前言
鐵路運輸以其安全性能好、能源消耗少、環(huán)境污染低、經(jīng)濟效益好等諸多的優(yōu)點成為了安全可靠的現(xiàn)代化交通工具。機車作為鐵路運輸?shù)年P(guān)鍵組成部分,其運行狀態(tài)質(zhì)量的好壞關(guān)系著整個鐵路運輸系統(tǒng)質(zhì)量的好壞。目前,主型機車上大都安裝有顯示器、電子柜等關(guān)鍵設(shè)備。這些設(shè)備用于實時顯示機車參數(shù)的狀態(tài),協(xié)助駕駛?cè)藛T進行操作,從而保證了機車運行的高安全性,減少了事故發(fā)生率;但是,這些設(shè)備僅有實時的顯示和查詢作用,不能把機車每時每刻的關(guān)鍵參數(shù)都記錄下來,以便日后分析。因而,鐵路單位非常需要那種類似飛機上“黑匣子’的監(jiān)測記錄系統(tǒng),這也是實現(xiàn)質(zhì)量管理現(xiàn)代化的關(guān)鍵組成部分之一。國外高速列車早已實現(xiàn)了“狀態(tài)維修”,而我國鐵路還沿用“計劃維修”的體制,其主要原因是我國現(xiàn)在無法確定機車所處的“狀態(tài)”。
基于此,我們研制了機車狀態(tài)信息采集系統(tǒng),對機車狀態(tài)的各種參數(shù)進行采集,使機車在運行過程中的各種狀態(tài)信息被及時記錄下來,在運行結(jié)束后將記錄下來的數(shù)據(jù)進行轉(zhuǎn)存、分析和處理,形成知識庫,并采用先進的診斷方法。這樣,既采集了機車運行過程中的狀態(tài)參數(shù),同時也建立了相關(guān)的知識庫,對于很好的把握機車的“健康狀態(tài)”提供很好的依據(jù)。
系統(tǒng)的主要功能與總體結(jié)構(gòu)
本系統(tǒng)的組成框圖如圖1所示。
圖1 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)
機車上的狀態(tài)信息是非常多的,考慮到系統(tǒng)本身的實用性、復(fù)雜性和經(jīng)濟性,是否故障多發(fā)部位、故障造成的嚴重后果、提高機車質(zhì)量的實際意義以及信號的地理分布等,把信號采集系統(tǒng)分為四個部分,把機車上各個具有獨立功能的智能模塊通過網(wǎng)絡(luò)連接線連接了起來。這樣既便于機車運行情況的集中監(jiān)測和管理,又分散了機車的控制與管理功能以及減少了機車上的布線數(shù)量,提高了機車運行的可靠性。
本系統(tǒng)以彩色顯屏為核心,給現(xiàn)場的司乘和技術(shù)人員提供一個簡便而且界面友好的機車運行過程中的電流電壓監(jiān)視,各種機車運行狀態(tài)的監(jiān)視,以及故障瀏覽、存儲和查詢,保證故障的及時解決。
采集模塊搜集機車上的主要狀態(tài)信息和故障信息通過網(wǎng)絡(luò)傳給司機室顯示屏,將機車運行過程中的這些信息反映給司機。此模塊可以完全取代目前大多數(shù)國內(nèi)電力機車上的司機臺上的狀態(tài)燈部分。并且,具有一定故障記錄和報警功能。
監(jiān)測儀模塊可對運行中的或停車狀態(tài)下的機車設(shè)備、車輛以及這些設(shè)備所構(gòu)成的系統(tǒng)進行在線檢測,提供故障未發(fā)生時的預(yù)警以及故障發(fā)生后故障所在部位的信息,提示采取應(yīng)急故障的建議和排除故障的方法,這些信息都可以通過網(wǎng)絡(luò)傳送到彩色顯示屏。
邏輯控制模塊是以無觸點控制為基礎(chǔ)開發(fā)研制的,有著高可靠性,高集成化,多功能化等顯著優(yōu)點。經(jīng)過長時間的運行表明邏輯控制模塊大大提高了控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。它取代了原有的繼電器控制方式,原有的狀態(tài)信號可以直接獲得,而無須另外采集。
