專(zhuān)利名稱(chēng)：一種軌道交通車(chē)輛的牽引變流器的監(jiān)控系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及電力電子及電傳動(dòng)技術(shù)，特別是一種軌道交通車(chē)輛的牽引變流器 的監(jiān)控系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
目前隨著電力電子及電傳動(dòng)技術(shù)的發(fā)展，軌道交通車(chē)輛已經(jīng)全面邁入電氣化時(shí) 代，新造的鐵路機(jī)車(chē)、動(dòng)車(chē)組、城市輕軌和地鐵車(chē)輛普遍都采用了交流電傳動(dòng)系統(tǒng)，而牽引 變流器正是交流電傳動(dòng)系統(tǒng)的核心部件。牽引變流器的運(yùn)行狀態(tài)直接關(guān)系到軌道交通車(chē)輛 的正常安全運(yùn)營(yíng)。傳統(tǒng)的運(yùn)營(yíng)保障手段只是將牽引變流器的常用運(yùn)行信息采集匯總到車(chē)輛 信息的數(shù)據(jù)流中，顯示在司機(jī)顯示屏上。由于司機(jī)并不是專(zhuān)業(yè)的技術(shù)人員，同時(shí)司機(jī)顯示屏 上要顯示的狀態(tài)信息包括多種車(chē)載設(shè)備。這種方式并沒(méi)有突出對(duì)牽引變流器運(yùn)行狀態(tài)的評(píng) 價(jià)分析及故障的實(shí)時(shí)處理功能。在牽引變流器出現(xiàn)故障時(shí)，只是由隨車(chē)人員進(jìn)行緊急的故 障恢復(fù)處理，之后，技術(shù)人員才匆匆趕到，根據(jù)故障記錄進(jìn)行深層次的原因分析和處理。這 樣，牽引變流器的故障診斷及處理效率就十分低下，有時(shí)候車(chē)輛會(huì)在軌道上停運(yùn)幾個(gè)小時(shí)， 嚴(yán)重影響正常的軌道交通秩序。
發(fā)明內(nèi)容為解決現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問(wèn)題，本實(shí)用新型要設(shè)計(jì)一種具有遠(yuǎn)程無(wú)線(xiàn)監(jiān)控能力 的軌道交通車(chē)輛的牽引變流器監(jiān)控系統(tǒng)，以提供對(duì)軌道交通車(chē)輛用牽引變流器的遠(yuǎn)程實(shí)時(shí) 監(jiān)控和實(shí)時(shí)故障診斷處理能力，提高軌道交通相關(guān)單位的對(duì)牽引相關(guān)故障的快速診斷分析 及處理能力，確保軌道交通部門(mén)的安全高效運(yùn)營(yíng)。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下一種軌道交通車(chē)輛的牽引變流 器監(jiān)控系統(tǒng)，包括車(chē)載監(jiān)控設(shè)備、地面服務(wù)器和遠(yuǎn)程監(jiān)控終端，所述的車(chē)載監(jiān)控設(shè)備包括數(shù) 據(jù)采集模塊和無(wú)線(xiàn)發(fā)送模塊；所述的數(shù)據(jù)采集模塊由主控處理器MCU和通用串行總線(xiàn)接口 組成，所述的無(wú)線(xiàn)發(fā)送模塊由GPRS數(shù)據(jù)傳輸終端構(gòu)成；所述的車(chē)載監(jiān)控設(shè)備通過(guò)GPRS網(wǎng)絡(luò) 和INTERNET網(wǎng)絡(luò)與地面服務(wù)器連接，地面服務(wù)器通過(guò)公用網(wǎng)絡(luò)與遠(yuǎn)程監(jiān)控終端連接；所述 的地面服務(wù)器是安裝了特定數(shù)據(jù)處理及轉(zhuǎn)發(fā)功能軟件的通用服務(wù)器；所述的遠(yuǎn)程監(jiān)控終端 是安裝了終端監(jiān)控軟件的計(jì)算機(jī)。本實(shí)用新型所述的車(chē)載監(jiān)控設(shè)備包括數(shù)據(jù)采集模塊、無(wú)線(xiàn)發(fā)送模塊和電源模塊， 所述的數(shù)據(jù)采集模塊包括主控處理器MCU和RS485總線(xiàn)接口 A、RS485總線(xiàn)接口 B和RS232 總線(xiàn)接口，所述的主控處理器MCU分別經(jīng)RS485總線(xiàn)接口 A、RS485總線(xiàn)接口 B和RS232總 線(xiàn)接口與牽引變流器的控制單元TCU-A、牽引變流器的控制單元TCU-B和無(wú)線(xiàn)發(fā)送模塊的 GPRS數(shù)據(jù)傳輸終端雙向連接，所述的GPRS數(shù)據(jù)傳輸終端還與天線(xiàn)連接。本實(shí)用新型所述的數(shù)據(jù)采集模塊的主控處理器MCU芯片采用意法半導(dǎo)體生產(chǎn)的 32位ARM核處理器STM32F103R8T6芯片；所述的RS485總線(xiàn)接口 A和RS485總線(xiàn)接口 B電 路采用自身帶隔離的MAX1480芯片；所述的RS232總線(xiàn)接口電路采用MAX232芯片，前端采用光耦6N137進(jìn)行隔離；所述的GPRS數(shù)據(jù)傳輸終端采用赫立訊公司的MA8-9I GPRS數(shù)傳模 塊。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有以下有益效果本實(shí)用新型的車(chē)載監(jiān)控設(shè)備的數(shù)據(jù)采集模塊實(shí)時(shí)從運(yùn)行中的牽引變流器中采集 其運(yùn)行信息，包括牽引變流器的輸出電壓、電流、頻率、力矩及磁通等信息，經(jīng)GPRS網(wǎng)絡(luò)及 公用網(wǎng)絡(luò)將信息轉(zhuǎn)發(fā)遠(yuǎn)程監(jiān)控終端。當(dāng)牽引變流器運(yùn)行狀態(tài)不正確或者出現(xiàn)故障時(shí)，專(zhuān)業(yè) 的技術(shù)人員可以通過(guò)遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)迅速介入，對(duì)牽引變流器的深層次運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行觀察，快速 確定處理方案，必要時(shí)在得到授權(quán)的情況下，可以通過(guò)數(shù)據(jù)采集模塊的通用串行總線(xiàn)接口 反向下載應(yīng)急調(diào)試參數(shù)，緊急解決當(dāng)前故障。這樣由遠(yuǎn)程技術(shù)中心的專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員負(fù)責(zé)提 供對(duì)軌道交通車(chē)輛用牽引變流器的遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控和實(shí)時(shí)故障診斷處理服務(wù)，提高了軌道交 通相關(guān)單位的對(duì)牽引相關(guān)故障的快速診斷分析及處理能力，確保軌道交通部門(mén)的安全高效 運(yùn)營(yíng)。

本實(shí)用新型共有2張附圖，其中圖1是牽引變流器遠(yuǎn)程無(wú)線(xiàn)監(jiān)控系統(tǒng)的原理圖。圖2是牽引變流器遠(yuǎn)程無(wú)線(xiàn)監(jiān)控系統(tǒng)中車(chē)載監(jiān)控設(shè)備的電路結(jié)構(gòu)圖。圖中1、數(shù)據(jù)采集模塊，2、無(wú)線(xiàn)發(fā)送模塊，3、電源模塊，4、牽引變流器的控制單元 TCU-A，5、牽引變流器的控制單元TCU-B，6、主控處理器MCU，7,GPRS數(shù)據(jù)傳輸終端，8、RS485 總線(xiàn)接口 A，9、RS485總線(xiàn)接口，B、10、RS232總線(xiàn)接口，11、天線(xiàn)。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步的說(shuō)明。如圖1-2所示，一種軌道交通車(chē) 輛的牽引變流器監(jiān)控系統(tǒng)，包括車(chē)載監(jiān)控設(shè)備、地面服務(wù)器和遠(yuǎn)程監(jiān)控終端，所述的車(chē)載監(jiān) 控設(shè)備包括數(shù)據(jù)采集模塊1和無(wú)線(xiàn)發(fā)送模塊2 ；所述的數(shù)據(jù)采集模塊1由主控處理器MCU6 和通用串行總線(xiàn)接口組成，所述的無(wú)線(xiàn)發(fā)送模塊2由GPRS數(shù)據(jù)傳輸終端7構(gòu)成；所述的車(chē) 載監(jiān)控設(shè)備通過(guò)GPRS網(wǎng)絡(luò)和INTERNET網(wǎng)絡(luò)與地面服務(wù)器連接，地面服務(wù)器通過(guò)公用網(wǎng)絡(luò) 與遠(yuǎn)程監(jiān)控終端連接；所述的地面服務(wù)器是安裝了特定數(shù)據(jù)處理及轉(zhuǎn)發(fā)功能軟件的通用服 務(wù)器；所述的遠(yuǎn)程監(jiān)控終端是安裝了終端監(jiān)控軟件的計(jì)算機(jī)。本實(shí)用新型所述的車(chē)載監(jiān)控設(shè)備包括數(shù)據(jù)采集模塊1、無(wú)線(xiàn)發(fā)送模塊2和電源模 塊3，所述的數(shù)據(jù)采集模塊1包括主控處理器MCU6和RS485總線(xiàn)接口 A8、RS485總線(xiàn)接口 B9 和RS232總線(xiàn)接口 10，所述的主控處理器MCU6分別經(jīng)RS485總線(xiàn)接口 A8、RS485總線(xiàn)接口 B9和RS232總線(xiàn)接口 10與牽引變流器的控制單元TCU-A4、牽引變流器的控制單元TCU-B5 和無(wú)線(xiàn)發(fā)送模塊2的GPRS數(shù)據(jù)傳輸終端7雙向連接，所述的GPRS數(shù)據(jù)傳輸終端7還與天 線(xiàn)11連接。本實(shí)用新型所述的數(shù)據(jù)采集模塊1的主控處理器MCU6芯片采用意法半導(dǎo)體生產(chǎn) 的32位ARM核處理器STM32F103R8T6芯片；所述的RS485總線(xiàn)接口 A8和RS485總線(xiàn)接口 B9電路采用自身帶隔離的MAX1480芯片；所述的RS232總線(xiàn)接口 10電路采用MAX232芯 片，前端采用光耦6W37進(jìn)行隔離；所述的GPRS數(shù)據(jù)傳輸終端7采用赫立訊公司的MA8-9IGPRS數(shù)傳模塊。
本實(shí)用新型的工作原理如下數(shù)據(jù)采集模塊1的主控處理器MCU6可以提供3路USART接口，滿(mǎn)足數(shù)據(jù)采集模塊 1兩路RS485總線(xiàn)接口和一路RS232總線(xiàn)接口 10的需求。RS485總線(xiàn)接口電路用來(lái)與牽引 變流器的控制單元TCU通信，因?yàn)楸緦?shí)用新型設(shè)計(jì)了兩路RS485總線(xiàn)接口，所以一套車(chē)載監(jiān) 控設(shè)備可以同時(shí)監(jiān)控兩套牽引變流器的控制單元TCU。RS485總線(xiàn)通訊遵循MODBUS協(xié)議進(jìn) 行。RS232總線(xiàn)接口 10電路用來(lái)與無(wú)線(xiàn)發(fā)送模塊2的GPRS數(shù)據(jù)傳輸終端7通信。地面服務(wù)器主要是在車(chē)載監(jiān)控設(shè)備和遠(yuǎn)程監(jiān)控終端之間提供數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)的功能，即 將車(chē)載監(jiān)控設(shè)備發(fā)送過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)給遠(yuǎn)程監(jiān)控終端，同時(shí)將遠(yuǎn)程監(jiān)控終端的指令轉(zhuǎn)發(fā)到 車(chē)載監(jiān)控設(shè)備。遠(yuǎn)程監(jiān)控終端是一臺(tái)或多臺(tái)安裝了監(jiān)控終端軟件的計(jì)算機(jī)，它與Internet網(wǎng)絡(luò) 相連接，可以在任何地點(diǎn)，任何時(shí)刻從地面服務(wù)器中讀取牽引變流器的運(yùn)行狀態(tài)并發(fā)送相 關(guān)的控制指令。在軌道交通車(chē)輛上，車(chē)載監(jiān)控設(shè)備通過(guò)通用串行總線(xiàn)接口與牽引變流器的控制單 元相連接，一般每臺(tái)牽引變流器配備一套車(chē)載監(jiān)控設(shè)備，像動(dòng)車(chē)組及輕軌車(chē)輛等動(dòng)力分散 型軌道車(chē)輛就需要配備多套車(chē)載監(jiān)控設(shè)備。數(shù)據(jù)采集模塊1的MCTO通過(guò)通用串行總線(xiàn)與 牽引變流器的控制單元TCU進(jìn)行通訊，采集牽引變流器特定的運(yùn)行工況信息，并將信息打 包處理后通過(guò)另外的通用串行總線(xiàn)傳送給無(wú)線(xiàn)發(fā)送模塊2。無(wú)線(xiàn)發(fā)送模塊2將接收到的數(shù) 據(jù)信息通過(guò)GPRS網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到地面服務(wù)器。
權(quán)利要求1.一種軌道交通車(chē)輛的牽引變流器監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于包括車(chē)載監(jiān)控設(shè)備、地面 服務(wù)器和遠(yuǎn)程監(jiān)控終端，所述的車(chē)載監(jiān)控設(shè)備包括數(shù)據(jù)采集模塊(1)和無(wú)線(xiàn)發(fā)送模塊(2)； 所述的數(shù)據(jù)采集模塊(1)由主控處理器MCU(6)和通用串行總線(xiàn)接口組成，所述的無(wú)線(xiàn)發(fā)送 模塊⑵由GPRS數(shù)據(jù)傳輸終端(7)構(gòu)成；所述的車(chē)載監(jiān)控設(shè)備通過(guò)GPRS網(wǎng)絡(luò)和INTERNET 網(wǎng)絡(luò)與地面服務(wù)器連接，地面服務(wù)器通過(guò)公用網(wǎng)絡(luò)與遠(yuǎn)程監(jiān)控終端連接；所述的地面服務(wù) 器是安裝了特定數(shù)據(jù)處理及轉(zhuǎn)發(fā)功能軟件的通用服務(wù)器；所述的遠(yuǎn)程監(jiān)控終端是安裝了終 端監(jiān)控軟件的計(jì)算機(jī)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種軌道交通車(chē)輛的牽引變流器監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于所 述的車(chē)載監(jiān)控設(shè)備包括數(shù)據(jù)采集模塊(1)、無(wú)線(xiàn)發(fā)送模塊(2)和電源模塊(3)，所述的數(shù)據(jù) 采集模塊(1)包括主控處理器MCU(6)和RS485總線(xiàn)接口 A(8)、RS485總線(xiàn)接口 B(9)和 RS232總線(xiàn)接口(10)，所述的主控處理器MCU (6)分別經(jīng)RS485總線(xiàn)接口 A(8)、RS485總線(xiàn) 接口 B(9)和RS232總線(xiàn)接口(10)與牽引變流器的控制單元TCU-A(4)、牽引變流器的控制 單元TCU-B (5)和無(wú)線(xiàn)發(fā)送模塊(2)的GPRS數(shù)據(jù)傳輸終端(7)雙向連接，所述的GPRS數(shù)據(jù) 傳輸終端(7)還與天線(xiàn)(11)連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種軌道交通車(chē)輛的牽引變流器監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于所 述的數(shù)據(jù)采集模塊(1)的主控處理器MCU(6)芯片采用意法半導(dǎo)體生產(chǎn)的32位ARM核處理 器STM32F103R8T6芯片；所述的RS485總線(xiàn)接口 A(8)和RS485總線(xiàn)接口 B (9)電路采用自 身帶隔離的MAX1480芯片；所述的RS232總線(xiàn)接口(10)電路采用MAX232芯片，前端采用光 耦6N137進(jìn)行隔離；所述的GPRS數(shù)據(jù)傳輸終端(7)采用赫立訊公司的MA8-9I GPRS數(shù)傳模 塊。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種軌道交通車(chē)輛的牽引變流器監(jiān)控系統(tǒng)，包括車(chē)載監(jiān)控設(shè)備、地面服務(wù)器和遠(yuǎn)程監(jiān)控終端；車(chē)載監(jiān)控設(shè)備包括數(shù)據(jù)采集模塊和無(wú)線(xiàn)發(fā)送模塊；所述的車(chē)載監(jiān)控設(shè)備通過(guò)GPRS網(wǎng)絡(luò)和INTERNET網(wǎng)絡(luò)與地面服務(wù)器連接，地面服務(wù)器通過(guò)公用網(wǎng)絡(luò)與遠(yuǎn)程監(jiān)控終端連接。本實(shí)用新型的車(chē)載監(jiān)控設(shè)備實(shí)時(shí)從運(yùn)行中的牽引變流器中采集其運(yùn)行信息，經(jīng)GPRS網(wǎng)絡(luò)及公用網(wǎng)絡(luò)將信息轉(zhuǎn)發(fā)遠(yuǎn)程監(jiān)控終端。當(dāng)牽引變流器運(yùn)行狀態(tài)不正確或者出現(xiàn)故障時(shí)，專(zhuān)業(yè)的技術(shù)人員可以通過(guò)遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)迅速介入，對(duì)牽引變流器的深層次運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行觀察，快速確定處理方案，提高了軌道交通相關(guān)單位對(duì)牽引相關(guān)故障的快速診斷分析及處理能力，確保軌道交通的安全高效運(yùn)營(yíng)。
文檔編號(hào)G05B19/418GK201780498SQ201020292378
公開(kāi)日2011年3月30日 申請(qǐng)日期2010年8月12日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月12日
發(fā)明者姜磊, 李春昭, 馬晨普 申請(qǐng)人:中國(guó)北車(chē)股份有限公司大連電力牽引研發(fā)中心