一種動車組軸溫報警系統(tǒng)及實現(xiàn)方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種動車組軸溫報警系統(tǒng)及實現(xiàn)方法，屬于動車組控制技術領域。
【背景技術】
[0002]原來的動車組中，軸溫報警系統(tǒng)僅是一套熔斷式繼電器開關報警裝置，其只在判斷溫度超過設定值后通過熔斷保險絲，斷開配套繼電器開關控制報警信號的輸出，而沒有對溫度進行實時的檢測顯示和數(shù)據(jù)記錄。在線運行時，時常發(fā)生誤報，并且故障發(fā)生后無法追溯原因，經(jīng)常影響列車的運行。
[0003]隨著我國高速鐵路的迅猛發(fā)展，時速不斷地提高，對安全性的要求也達到了前所未有的高度，原來只對軸箱溫度進行監(jiān)控已不能滿足對列車安全的控制，其中對齒輪箱和電機的測量也越來越重要。

【發(fā)明內容】

[0004]為了克服上述現(xiàn)有技術的不足，解決現(xiàn)有的軸報系統(tǒng)功能單一、誤報等問題。本發(fā)明提供了一種動車組軸溫報警系統(tǒng)及實現(xiàn)方法，具有實時顯示被測位置的溫度信息，同時具備硬線和網(wǎng)絡輸出報警信號的軸溫報警系統(tǒng)及實現(xiàn)方法。
[0005]本發(fā)明解決技術問題所采用的技術方案是:一種實時顯示的軸溫報警系統(tǒng)的實現(xiàn)方法，采用的主要技術手段是通過PTlOO溫度傳感器檢測被測位置的溫度變化，將溫度信號轉換為電信號傳輸給溫度采集模塊，經(jīng)過對采集的溫度信息進行處理和判斷，實時輸出溫度傳感器采集的溫度信息，以及報警信號。
[0006]一種動車組軸溫報警實現(xiàn)方法，含有以下步驟:
[0007]中央處理器采集通過RS485總線與溫度采集模塊進行相連，獲取被測位置PT100傳感器的溫度變化信息，經(jīng)過內部處理通過電流環(huán)或MVB接口輸出傳感器工作狀態(tài)和溫度信息，通過1 口輸出開關量報警信號。同時將記錄的數(shù)據(jù)存儲在設定好大小的鐵電存儲器空白處，待達到128K，轉存到NAND Flash中進行存儲，這樣能有效提高數(shù)據(jù)的完整性和延長NAND Flash使用壽命。
[0008]一種動車組軸溫報警系統(tǒng)，包括動車組軸溫報警系統(tǒng)結構包括PT100溫度傳感器、溫度檢測單元和屏蔽線固定條；包括一臺溫度采集主機和若干溫度傳感器；
[0009]PT100溫度傳感器用于反饋溫度信息，溫度檢測單元負責信息采集，處理和輸出控制;
[0010]電源單元為溫度采集單元、模擬控制單元以及通訊控制接口單元提供電源；溫度采集單元將采集到的電阻值轉換成對應的溫度信息，模擬控制單元對溫度信息處理和報警判斷，通訊控制接口單元與車輛網(wǎng)絡進行通信，傳輸溫度信息和報警信號。
[0011]本發(fā)明的有益效果具體如下:溫度采集模塊每秒采集一次溫度信息，并傳輸給中央處理器，處理器解析處理完數(shù)據(jù)后將溫度信息給車輛網(wǎng)絡發(fā)送一次，車輛網(wǎng)絡監(jiān)視屏能夠實時顯示被采集位置的溫度信息，同時能夠實時反饋出報警信息，車輛網(wǎng)絡自動減速控車或提示司機進行相關操作。對采集的溫度信息數(shù)據(jù)按照防抖放誤報算法進行處理，能夠有效的控制列車誤報。
[0012]本發(fā)明即能夠實時反饋被測位置的溫度信息，增加可控可操作性，又能夠進一步防止誤報，提高列車安全性。
[0013]本發(fā)明針對齒輪箱和電機的結構造型與傳感器廠家聯(lián)合研制了配套的齒輪箱傳感器和電機傳感器，其與軸箱溫度傳感器工作原理一致。通過溫度檢測單元可以實時監(jiān)測到軸箱、齒輪箱及電機對應位置的溫度，在發(fā)生異常狀況時進行報警，從而有效的保證列車的行駛安全。
【附圖說明】
[0014]圖1本發(fā)明的動車組軸溫報警系統(tǒng)工作原理示意圖；
[0015]圖2本發(fā)明的動車組軸溫報警系統(tǒng)設備連接示意圖；
[0016]圖3本發(fā)明的溫度檢測單元主機連接示意圖；
[0017]圖4本發(fā)明的動車組軸溫報警系統(tǒng)原理框圖；
[0018]圖5本發(fā)明的流程框圖。
【具體實施方式】
[0019]實施例1:如圖1所示，
[0020]一種動車組軸溫報警系統(tǒng)，中央處理器是基于ARM Cortex-M4內核，512KB閃存和128KRAM,具有豐富的硬件接口資源，以及模擬、通信、定時和控制外圍設備。
[0021]中央處理器除自身具有的RAM以外，配合串行總線端口的非易失性NAND Flash存儲器，以及SPI串行MRAM鐵電存儲器。鐵電存儲器具有無延時，大于100萬億次讀/寫，數(shù)據(jù)保存時間為10年，掉電數(shù)據(jù)自動保護等優(yōu)良特性。
[0022]為了控制的需要，中央處理器同時引出數(shù)字量的輸出端口，驅動繼電器來完成對外部的控制。當中央處理器判斷軸溫傳感器發(fā)生報警時，這端口可以輸出報警開關量信號，控制自動系統(tǒng)。
[0023]串行端口是中央處理器標準端口，用于內外部數(shù)據(jù)通信。通過RS485總線接口溫度采集模塊及溫度傳感器模塊的溫度信息；通過電流環(huán)或MVB接口與列車TCMS進行通信，輸出傳感器狀態(tài)，傳感器溫度信息輸出以及報警信號。
[0024]由于運維服務的需要，中央處理器還提供以太網(wǎng)絡端口，而中央處理器提供了以太網(wǎng)絡MAC端的應用，在外圍只需要提供PHY的應用即可。系統(tǒng)配備人性化運營服務軟件，通過此以太網(wǎng)接口與溫度檢測單元進行通訊，能夠對存儲數(shù)據(jù)進行下載、管理、分析；能夠對報警溫度、預警溫度等進行修改設置；能對各測量通道的傳感器型式、布線制式進行設置；能夠實時監(jiān)控系統(tǒng)采集溫度值及溫度曲線。
[0025]中央處理器需要設置一個標準時鐘，當外部時鐘異常時為設備提供時鐘標準。
[0026]實施例2:—種動車組軸溫報警系統(tǒng)，如圖2所示；動車組按車廂劃分為拖車I和動力車2。拖車I系統(tǒng)設備中的軸箱溫度傳感器4連接溫度檢測單元3 ;動力車2系統(tǒng)設備中的軸箱溫度傳感器4、齒輪箱溫度傳感器5及電機溫度傳感器6連接溫度檢測單元3 ;根據(jù)不同車型對應的拖車車廂和動力車車廂的個數(shù)不同。
[0027]每節(jié)車廂的溫度檢測單元將采集到的被測位置溫度信息和傳感器狀態(tài)傳輸給對應的每節(jié)車廂的網(wǎng)絡控制裝置，在列車網(wǎng)絡的監(jiān)視屏上可以實時監(jiān)控整列車被測位置的溫度值和傳感器狀態(tài)。
[0028]實施例3:
[0029]如附圖3所示，電源單元PTO為溫度檢測單元主機的各單元提供電源，此電源采用DC100轉DC24V輸入輸出隔離電源設計，電源支持66Vdc?154Vdc輸入電壓，具有輸入欠壓、過壓保護、輸出過壓保護、過流保護、過溫保護、和輸入防反接保護等功能。
[0030]單塊溫度采集模塊可以采集12路溫度傳感器，單臺溫度檢測單元主機支持采集48路溫度傳感器。支持2線和3線制傳感器，支持PT100/PT1000溫度傳感器。
[0031 ] 模擬控制單元為中央處理單元將采集的數(shù)據(jù)進行處理加工，一方面輸出給車輛網(wǎng)絡，一方面進行本地存儲。
[0032]溫度檢測單元包括電源單元PPU、溫度采集單元TDIU、模擬控制單元A⑶、通訊控制接口單元CIB ；電源單元PHJ連接溫度采集單元TDIU、模擬控制單元A⑶和通訊控制接口單元CIB ;溫度采集單元TDIU連接模擬控制單元A⑶；模擬控制單元A⑶連接通訊控制接口單元CIB。
[0033]電源單元PPU將DCl1V轉DC24V的隔離電源；滿足鐵路相關電源EMC設計的試驗標準；進行電源反接、過壓和過流保護；滿足型式試驗大綱要求；
[0034]溫度采集單元TDIU的溫度范圍:_50°C到200°C ；RTD接線方式:2線或3線制；溫度分辯率:l°c ;精度:±0.05% ;采樣速率:10采樣點/秒；輸入阻抗:1.5ΜΩ ；
[0035]模擬控制單元ACU進行處理采集的溫度信息，判斷報警狀態(tài)，故障信息，傳感器故障；數(shù)據(jù)存儲記錄；提供一路以太網(wǎng)服務接口 ；
[0036]通訊控制接口單元CIB與車輛網(wǎng)絡通過電流環(huán)或MVB接口進行通信；3路干觸點輸出；
[0037]實施例4:一種動車組軸溫報警系統(tǒng)，溫度檢測單元主機外形結構，采用裁剪的3U型材機箱；包括溫度傳感器、溫度采集單元和屏蔽線固定條；
[0038]系統(tǒng)控制主機通過20mA電流環(huán)或MVB接口連接列車網(wǎng)絡，支持RS485通訊備用功會K ;
[0039]溫度檢測單元主機的板卡順序依次排列為:模擬控制單元、通訊控制接口單元、溫度采集單元、溫度采集單元、溫度采集單元、溫度采集單元、電源單元；
[0040]溫度采集單元采用DIN41612連接器；
[0041]包括一臺溫度采集主機和若干溫度傳感器組成；
[0042]系統(tǒng)人性化運營服務軟件，能夠對存儲數(shù)據(jù)進行下載、管理、分析；能夠對報警溫度、預警溫度等進行修改設置；能對各測量通道的傳感器型式、布線制式進行設置；能夠實時監(jiān)控系統(tǒng)采集溫度值及溫度曲線。
[0043]具有支持MODBUS通訊協(xié)議的溫度采集模塊，能夠采集PT100/PT1000三線或兩線溫度傳感器；
[0044]根據(jù)采集的軸箱、齒輪箱及電機等位置不同系統(tǒng)配套不同的溫度傳感器；
[0045]一種動車組軸溫報警實現(xiàn)方法，還包括根據(jù)實際數(shù)據(jù)分析設計了防抖防誤報警的防抖處理步驟；防抖處理步驟如下:
[0046]在溫度檢測主機輸出預警或報警信號之前會先判斷傳感器的狀態(tài)，若傳感器的狀態(tài)為故障或異常時，不輸出預警或報警信號；
[0047]只有傳感器狀態(tài)正常，且傳感器溫度值連續(xù)60次大于預警值或報警值時，判定并輸出該傳感器為預警或報警；
[0048]傳感器短路、斷路、采集范圍超限及采集模塊異常均記為傳感