铁路空调发电车工作状态监测系统

技术领域

本发明涉及一种铁路空调发电车工作状态监测系统。

背景技术

发电车数据采集对发电车实际工况监控和车辆故障判断具有非常重要的作用，很多故障问题是可以通过现场处理及时排除的。原车仪表不具备报警功能，容易产生漏看现象，导致故障处理不及时。

发明内容

本发明的目的是提供一种铁路空调发电车工作状态监测系统，对车内主要电流参数、电压参数、开关和指示灯参数进行实时采集与远程无线传输。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种铁路空调发电车工作状态监测系统，包括信号适配器、节点采集器、主控站，其中：

所述信号适配器包括1号机组信号适配器、2号机组信号适配器、3号机组信号适配器；

所述节点采集器包括本车控制屏节点采集器、1号机组节点采集器、2号机组节点采集器、3号机组节点采集器；

所述主控站通过通讯线缆与本车控制屏节点采集器、1号机组节点采集器、2号机组节点采集器、3号机组节点采集器连接，用于处理节点采集器传输的数据；

所述本车控制屏节点采集器包括本车控制屏I/O数据采集节点，本车控制屏I/O数据采集节点与被测仪表通过线缆连接，将仪表信号转换为数字信号传送到主控站；

所述1号机组节点采集器包括1号机组I/O数据采集节点和1号机组柴油机数据采集节点；

所述2号机组节点采集器包括2号机组I/O数据采集节点和2号机组柴油机数据采集节点；

所述3号机组节点采集器包括3号机组I/O数据采集节点和3号机组柴油机数据采集节点；

所述1号机组I/O数据采集节点、2号机组I/O数据采集节点、3号机组I/O数据采集节点通过线缆与对应机组的节点采集器I/O数据信号输入端子连接；

所述1号机组信号适配器、2号机组信号适配器、3号机组信号适配器通过线缆分别与对应机组的I/O数据采集节点连接，用于实时采集三相电流信号和三相电压信号，并将大电压大电流信号转换为I/O数据采集节点能接收的信号；

所述1号机组柴油机数据采集节点、2号机组柴油机数据采集节点、3号机组柴油机数据采集节点用于采集柴油机仪表盘内数据，并通过线缆与对应机组的节点采集器柴油机信号输入端子连接，将柴油机信号传到对应机组的节点采集器中。

相比于现有技术，本发明具有如下优点：

采用本发明的铁路空调发电车工作状态监测系统后，所有发电车均通过全国基站进行数据联网，将数据集中上传至管理平台，实现车内所有重要运行参数及状态实时监控。通过后台软件智能监测，一旦发生任何异常，系统会立即报警并通过大数据进行智能分析，给出异常原因、处理建议及解决方案。调度人员通过以上信息有效监测管控全网发电车运行状态，必要时介入处理，保证列车的安全运行。

附图说明

图1为铁路空调发电车工作状态监测系统的结构框图；

图2为铁路空调发电车工作状态监测系统I/O数据采集节点拓扑示意图；

图3为数字信号输入端；

图4为模拟信号输入端。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的技术方案作进一步的说明，但并不局限于此，凡是对本发明技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的保护范围中。

本发明提供了一种铁路空调发电车工作状态监测系统，如图1所示，所述系统主要由信号适配器、节点采集器、主控站和服务器组成，其中：

1、信号适配器

信号适配器是针对发电车上24V电压表、48V电压表、交流电压表、交流电流表(U)、交流电流表(V)、交流电流表(W)信号专门设计的传感器，安装在各节点采集器处，通过专用数据传输线缆与节点采集器相连，用于实时采集数据(三相电流信号和三相电压信号)，将各种数据信号传输到节点采集器。

2、节点采集器

节点采集器包括I/O数据采集节点(4个)、柴油机数据采集节点(3个)。I/O数据采集节点负责对I/O信号、转速信号、频率信号、压力信号进行信号测量采集及处理，并通过现场总线对主控站进行数据传输；柴油机数据采集节点用于采集柴油机仪表盘数据，并通过现场总线对主控站进行数据传输。

如图2所示，I/O数据采集节点是采集系统的分站节点，分布在本车机组控制柜、1号机组控制柜、2号机组控制柜、3号机组控制柜4个机组控制柜内，负责对本柜内仪表、指示灯和开关需要采集的信号节点(仪表：功率表、计时表、频率表、柴油机油压表、柴油机油温表、柴油机水温表。指示灯：过流预报警指示灯、过流脱口报警指示灯、逆功率脱口报警指示灯、发电机高温报警指示灯、高水温报警指示灯、低水温报警指示灯、低油压报警指示灯、柴油机超速报警指示灯、柴油机停机报警指示灯、1QF合闸指示灯、风机低速指示灯、风机高速指示灯。开关：燃油泵(正常/应急)，报警电铃(通/断)。)进行信号测量采集及处理并通过现场总线对主机进行数据传输。这种设计可以显著减少跨柜体大量布置信号线的数量，极大程度减小系统外形体积，方便系统安装和拆卸、检修和更换。此设计没有对柴油发电机组任何多余的外部布线及附加传感器，全部信号从控制柜内采集，极大程度降低了系统规模和改造施工难度，避免了对原车系统的不利影响和安全隐患。

(1)本车机组控制柜采集以下数据：

仪表和开关：24V电压表，48V电压表，水位显示，下油箱油位显示，燃油泵(正常/应急)，报警电铃(通/断)。

指示灯：低油位报警灯、高油位报警灯、低水位报警灯、燃油泵启动指示灯、1号机组充电指示灯、2号机组充电指示灯、3号机组充电指示灯。

(2)1号机组控制柜可采集以下数据：

仪表和开关：交流电压表、交流电流表(U)、交流电流表(V)、交流电流表(W)、功率表、计时表、频率表、柴油机油压表、柴油机油温表、柴油机水温表。

指示灯：过流预报警指示灯、过流脱口报警指示灯、逆功率脱口报警指示灯、发电机高温报警指示灯、高水温报警指示灯、低水温报警指示灯、低油压报警指示灯、柴油机超速报警指示灯、柴油机停机报警指示灯、1QF合闸指示灯、风机低速指示灯、风机高速指示灯。

(3)2号机组控制柜可采集以下数据：

仪表和开关：交流电压表、交流电流表(U)、交流电流表(V)、交流电流表(W)、功率表、计时表、频率表、柴油机油压表、柴油机油温表、柴油机水温表。

指示灯：过流预报警指示灯、过流脱口报警指示灯、逆功率脱口报警指示灯、发电机高温报警指示灯、高水温报警指示灯、低水温报警指示灯、低油压报警指示灯、柴油机超速报警指示灯、柴油机停机报警指示灯、2QF1合闸指示灯、2QF2合闸指示灯、联络开关合闸指示灯、风机低速指示灯、风机高速指示灯。

(4)3号机组控制柜可采集以下数据：

仪表和开关：交流电压表、交流电流表(U)、交流电流表(V)、交流电流表(W)、功率表、计时表、频率表、柴油机油压表、柴油机油温表、柴油机水温表。

指示灯：过流预报警指示灯、过流脱口报警指示灯、逆功率脱口报警指示灯、发电机高温报警指示灯、高水温报警指示灯、低水温报警指示灯、低油压报警指示灯、柴油机超速报警指示灯、柴油机停机报警指示灯、3QF合闸指示灯、风机低速指示灯、风机高速指示灯。

柴油机数据采集节点用于采集柴油机仪表盘数据，此节点固定在柴油机仪表盘背部，通过数据转接线将仪表盘内的数据信号线接驳出来，引入柴油机数据采集节点中；针对没有黑色柴油机仪表盘的车辆，采集节点与I/O数据采集节点并排安装。

图2和图3为数字信号输入端和模拟信号输入端的电路结构，车上仪表和传感器采集的数据有模拟信号和数字信号两种，节点采集器利用图2和图3将这两种信号处理成二进制数值发送给主控站。

(3)主控站

主控站主要是接收多个采集节点采集的信号，并将其转换成计算机可处理的数据，通过GPRS数据流量发送到服务器中。

信号适配器由节点采集器供电，实时采集所需监控的数据并将数据传输至节点采集器，节点采集器根据信号适配器安装位置和采集信号的需要，提供相应的多路模拟及开关量通道，对需要的信号进行实时采集。节点采集器采集的信息经过内部数字化处理后变成协议化编码数据，通过通讯总线送至主控站。这样，从主控站到所有采集节点之间，只需要一根4芯屏蔽电缆即可满足要求。

(4)数据上传方式

主控站通过总线接收、汇总各采集节点数据信息并经过内部处理器高速计算处理后，对要发送上传的数据进行缓存，并智能判断当前GPRS数据信号质量，若信号不良则待发送数据全部保留在主控站中。直至信号良好，则所有待上传数据统一上传至服务器。