基于网络的机车状态信息采集系统的实现
基于网络的机车状态信息采集系统的实现
Implementationof Data Acquisition System on Locomotive Based on Network
北京交通大学 电气工程学院 李永平 王立德 王保华
摘要：基于网络而开发的机车状态信息采集系统,可以在机车的运行过程中通过网络将各种状态信息实时地记录下来,同时进行在线故障诊断,通过GPRS无线传输机车运行状态,为机务维修提供准确信息,提高机车运行的可靠性。
关键词：状态采集;机车信息;CAN总线;故障诊断
2005年6月8日收到修改稿。
前言
铁路运输以其安全性能好、能源消耗少、环境污染低、经济效益好等诸多的优点成为了安全可靠的现代化交通工具。机车作为铁路运输的关键组成部分,其运行状态质量的好坏关系着整个铁路运输系统质量的好坏。目前,主型机车上大都安装有显示器、电子柜等关键设备。这些设备用于实时显示机车参数的状态,协助驾驶人员进行操作,从而保证了机车运行的高安全性,减少了事故发生率;但是,这些设备仅有实时的显示和查询作用,不能把机车每时每刻的关键参数都记录下来,以便日后分析。因而,铁路单位非常需要那种类似飞机上“黑匣子’的监测记录系统,这也是实现质量管理现代化的关键组成部分之一。国外高速列车早已实现了“状态维修”,而我国铁路还沿用“计划维修”的体制,其主要原因是我国现在无法确定机车所处的“状态”。
基于此,我们研制了机车状态信息采集系统,对机车状态的各种参数进行采集,使机车在运行过程中的各种状态信息被及时记录下来,在运行结束后将记录下来的数据进行转存、分析和处理,形成知识库,并采用先进的诊断方法。这样,既采集了机车运行过程中的状态参数,同时也建立了相关的知识库,对于很好的把握机车的“健康状态”提供很好的依据。
系统的主要功能与总体结构
本系统的组成框图如图1所示。
图1 系统总体结构
机车上的状态信息是非常多的,考虑到系统本身的实用性、复杂性和经济性,是否故障多发部位、故障造成的严重后果、提高机车质量的实际意义以及信号的地理分布等,把信号采集系统分为四个部分,把机车上各个具有独立功能的智能模块通过网络连接线连接了起来。这样既便于机车运行情况的集中监测和管理,又分散了机车的控制与管理功能以及减少了机车上的布线数量,提高了机车运行的可靠性。
本系统以彩色显屏为核心,给现场的司乘和技术人员提供一个简便而且界面友好的机车运行过程中的电流电压监视,各种机车运行状态的监视,以及故障浏览、存储和查询,保证故障的及时解决。
采集模块搜集机车上的主要状态信息和故障信息通过网络传给司机室显示屏,将机车运行过程中的这些信息反映给司机。此模块可以完全取代目前大多数国内电力机车上的司机台上的状态灯部分。并且,具有一定故障记录和报警功能。
监测仪模块可对运行中的或停车状态下的机车设备、车辆以及这些设备所构成的系统进行在线检测,提供故障未发生时的预警以及故障发生后故障所在部位的信息,提示采取应急故障的建议和排除故障的方法,这些信息都可以通过网络传送到彩色显示屏。
逻辑控制模块是以无触点控制为基础开发研制的,有着高可靠性,高集成化,多功能化等显著优点。经过长时间的运行表明逻辑控制模块大大提高了控制系统的稳定性和可靠性。它取代了原有的继电器控制方式,原有的状态信号可以直接获得,而无须另外采集。
