一種既有軌道工程機(jī)械遠(yuǎn)程診斷系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及鐵路工程領(lǐng)域，尤其是涉及一種應(yīng)用于既有軌道工程機(jī)械的遠(yuǎn)程診斷 系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前，隨著鐵路電氣化的進(jìn)程不斷加快，對(duì)于鐵路工程機(jī)械的自動(dòng)化程度要求也 不斷提高，因此在鐵路工程領(lǐng)域廣泛存在著新、舊設(shè)備混用的情況。如附圖1所示，即為一種 既有軌道工程機(jī)械電氣系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖。在附圖1中，電路板1、電路板2、電路板3等從 作業(yè)相關(guān)電氣控制箱中獲取采集信號(hào)，再分別以數(shù)字量信號(hào)、模擬量信號(hào)、儀表信號(hào)和指示 燈信號(hào)的形式輸出至相應(yīng)的設(shè)備、儀表和指示燈進(jìn)行顯示。
[0003] 如附圖2所示，在現(xiàn)有技術(shù)中，由株洲南車時(shí)代電氣股份有限公司、株洲時(shí)代電子 技術(shù)有限公司分別于2008年10月10日申請(qǐng)，2009年03月11日公開(kāi)，公開(kāi)號(hào)為CN101382802A 的中國(guó)發(fā)明專利《養(yǎng)路機(jī)械電氣系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)測(cè)與診斷裝置及監(jiān)測(cè)診斷方法》，以及于2012年 03月14日申請(qǐng)，2012年08月29日公開(kāi)，公開(kāi)號(hào)為CN102650878A的中國(guó)發(fā)明專利《一種大型養(yǎng) 路機(jī)械分布式控制系統(tǒng)及其設(shè)計(jì)方法》均公開(kāi)了一種新的鐵路大型養(yǎng)路機(jī)械網(wǎng)絡(luò)控制系 統(tǒng)?；谏鲜鰞煞N專利開(kāi)發(fā)的鐵路大型養(yǎng)路機(jī)械網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)目前已批量應(yīng)用于新造的 WD-320穩(wěn)定車、D08-32搗固車、D09-32連續(xù)式搗固車、DWL-48搗穩(wěn)車等多種車型。該系統(tǒng)由 顯示模塊、模擬量輸入模塊、數(shù)字量輸入模塊、數(shù)字量輸出模塊等幾種基本控制模塊組成， 并采用現(xiàn)場(chǎng)CAN總線作為數(shù)字通訊載體，將整車通過(guò)網(wǎng)絡(luò)貫穿首尾，形成了一個(gè)整車的控制 網(wǎng)絡(luò)。系統(tǒng)各部件的功能如下：
[0004] 電源模塊:隔離電源模塊，為網(wǎng)絡(luò)上的5~6個(gè)控制模塊提供+24V電源。
[0005] 數(shù)字量輸入模塊:8個(gè)通道輸入信號(hào)接口，且每通道可采集2路外部DC24V高低電平 信號(hào)，并通過(guò)CAN通信接口實(shí)現(xiàn)CAN總線網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)交換，通過(guò)CAN2和/或RS232通信接口連接 基于CAN和/或RS232通信協(xié)議的外部設(shè)備，除此之外還可向外部設(shè)備提供具有短路保護(hù)的 可控+24V現(xiàn)場(chǎng)工作電源。
[0006] 模擬量輸入模塊:8個(gè)通道輸入信號(hào)接口，可采集的±10.000V以內(nèi)的模擬量輸入 信號(hào)，并通過(guò)CAN1通信接口實(shí)現(xiàn)CAN總線網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)交換，通過(guò)CAN2和/或RS232通信接口連接 基于CAN和/或RS232通信協(xié)議的外部設(shè)備，除此之外每個(gè)通道都可提供± 10.000V現(xiàn)場(chǎng)工作 電源，其中7~8通道可實(shí)現(xiàn)± 10.000V或± 15.000V現(xiàn)場(chǎng)工作電源輸出。
[0007] 數(shù)字量輸出模塊:系統(tǒng)可在線診斷模塊通信狀態(tài)、模塊電源、模塊輸入輸出通道狀 態(tài)等。
[0008] 顯示模塊:采用觸摸屏作為系統(tǒng)的人機(jī)交互接口，具備0六11?232、1^8、以太網(wǎng)等 通信接口，主要負(fù)責(zé)完成工作狀態(tài)信號(hào)顯示、工作數(shù)據(jù)輸入輸出、數(shù)據(jù)管理、邏輯運(yùn)算、系統(tǒng) 在線診斷等功能。
[0009] 無(wú)線模塊:實(shí)現(xiàn)GPS實(shí)時(shí)定位，數(shù)據(jù)無(wú)線傳輸與接收。
[0010]在附圖1中，電源模塊為其它控制模塊提供隔離DC24V電源。模擬量輸入模塊與數(shù) 字量輸入模塊完成車載工作狀態(tài)信息采集，并通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)CAN總線將數(shù)據(jù)傳輸?shù)骄W(wǎng)絡(luò)中，供其 它模塊接收使用。數(shù)字量輸出模塊完成對(duì)從網(wǎng)絡(luò)上接收的數(shù)字與模擬信號(hào)進(jìn)行邏輯數(shù)據(jù)運(yùn) 算，再輸出PWM信號(hào)驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)作業(yè)動(dòng)作，并將計(jì)算結(jié)果傳輸至網(wǎng)絡(luò)中，供其它模塊 接收使用。顯示模塊直接從網(wǎng)絡(luò)中接收有用數(shù)據(jù)，進(jìn)行顯示、分析與存儲(chǔ)，實(shí)現(xiàn)控制模塊實(shí) 時(shí)在線診斷及系統(tǒng)智能診斷功能，并通過(guò)無(wú)線模塊與地面終端進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，實(shí)現(xiàn)工作狀 態(tài)信息遠(yuǎn)程在線實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)診斷功能。
[0011]軌道工程機(jī)械的車載工作狀態(tài)信號(hào)分為數(shù)字信號(hào)與模擬信號(hào)。數(shù)字信號(hào)包括 DC24V高低電平信號(hào)與DC15V脈沖信號(hào)。數(shù)字量輸入模塊僅能采集DC24V高低電平及脈沖信 號(hào)，因此在D08-32搗固車網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)中增加了2個(gè)信號(hào)轉(zhuǎn)換板將DC15V脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換 為DC24V信號(hào)，再通過(guò)數(shù)字量輸入模塊完成信號(hào)采集。數(shù)字信號(hào)采集功能框圖如附圖3所示。 模擬信號(hào)包括電阻型模擬傳感器信號(hào)、DC24V電壓信號(hào)及-10V~+10V電壓信號(hào)。模擬量輸入 模塊僅能采集-10V~+10V電壓信號(hào)。因此，在D08-32搗固車網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)中增加了 1個(gè) 模擬隔離板將DC24V電壓信號(hào)與電阻型傳感器信號(hào)轉(zhuǎn)換為脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換為-10V~+10V電壓 信號(hào)，再通過(guò)模擬量量輸入模塊完成信號(hào)采集。模擬信號(hào)采集功能框圖如附圖4所示。
[0012] 目前鐵路大型養(yǎng)路機(jī)械網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)僅適應(yīng)于新造軌道工程機(jī)械，若將現(xiàn)有鐵路 大型養(yǎng)路機(jī)械網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)應(yīng)用于既有軌道工程機(jī)械，將會(huì)存在以下技術(shù)問(wèn)題：
[0013] (1)鐵路大型養(yǎng)路機(jī)械網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計(jì)，整車網(wǎng)絡(luò)主要由幾種基本 模塊組成，若將其基本模塊用于既有軌道工程機(jī)械工作狀態(tài)信息采集，還需另外增加信號(hào) 轉(zhuǎn)換板才能完成信號(hào)采集，采集系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜；
[0014] (2)目前已應(yīng)用的，如:D08-32型搗固車網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)狀態(tài)信息采集模塊共有12個(gè) 模塊，若將其直接應(yīng)用于既有D08-32型搗固車，則將存在模塊數(shù)量多、成本高、安裝布線困 難等多種問(wèn)題；
[0015] (3)既有工程車需在原模擬系統(tǒng)的基礎(chǔ)上增加一倍的輸入信號(hào)線，箱體分散、走線 復(fù)雜，可能會(huì)干擾原系統(tǒng)功能與性能，并降低原系統(tǒng)的可靠性；
[0016] (4)鐵路大型養(yǎng)路機(jī)械網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)中的車載顯示模塊直接嵌入式安裝于司機(jī) 臺(tái)，需增加控制箱，用于車載顯示模塊安裝，體積大、安裝困難；
[0017] (5)鐵路大型養(yǎng)路機(jī)械網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)中的網(wǎng)絡(luò)控制模塊集采集、信號(hào)處理、存儲(chǔ)、 通信等功能于一體，具有1路RS232及2路CAN接口，且防護(hù)等級(jí)為IP67，在既有工程車上僅用 于信息采集與發(fā)送，導(dǎo)致模塊的功能沒(méi)有得到充分發(fā)揮。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0018] 有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種既有軌道工程機(jī)械遠(yuǎn)程診斷系統(tǒng)，能夠解 決既有軌道工程機(jī)械信息采集監(jiān)測(cè)難、故障處理效率低、現(xiàn)場(chǎng)管理難、車載設(shè)備安裝布線難 的技術(shù)問(wèn)題。
[0019] 為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明具體提供了一種既有軌道工程機(jī)械遠(yuǎn)程診斷系統(tǒng) 的技術(shù)實(shí)現(xiàn)方案，一種軌道工程機(jī)械遠(yuǎn)程診斷系統(tǒng)，包括:車載主機(jī)、交換機(jī)、前端模擬量采 集板、多路模擬量采集板、程控主機(jī)板、、一個(gè)以上的行車監(jiān)控?cái)?shù)字量采集模塊，以及一個(gè)以 上的行車監(jiān)控模擬量采集模塊。所述車載主機(jī)通過(guò)所述交換機(jī)與第三方設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)交 互，所述前端模擬量采集板、多路模擬量采集板、程控主機(jī)板均通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線將采集到的軌 道工程機(jī)械的作業(yè)狀態(tài)數(shù)據(jù)傳輸至所述車載主機(jī)。所述行車監(jiān)控?cái)?shù)字量采集模塊、行車監(jiān) 控模擬量采集模塊將采集到的所述軌道工程機(jī)械的行車安全監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)傳輸至所述車載主 機(jī)。
[0020] 優(yōu)選的，所述系統(tǒng)還包括無(wú)線模塊，所述車載主機(jī)通過(guò)交換機(jī)與所述無(wú)線模塊相 連，實(shí)現(xiàn)所述軌道工程機(jī)械車載工作狀態(tài)數(shù)據(jù)的無(wú)線傳輸。
[0021] 優(yōu)選的，所述車載主機(jī)與所述交換機(jī)，以及所述交換機(jī)與所述無(wú)線模塊、第三方設(shè) 備之間均采用以太網(wǎng)進(jìn)行互聯(lián)。
[0022] 優(yōu)選的，所述車載主機(jī)與所述行車監(jiān)控?cái)?shù)字量采集模塊、行車監(jiān)控模擬量采集模 塊之間通過(guò)包括CAN總線、FF總線、Lonworks總線、Device Net總線、PR0FIBUS總線、HART總 線、CC-Link總線、WorldFIP總線、INTERBUS總線在內(nèi)的任一種現(xiàn)場(chǎng)總線進(jìn)行互聯(lián)。
[0023]優(yōu)選的，所述行車監(jiān)控?cái)?shù)字量采集模塊包括54路輸入接口，其中48路為高低電平 輸入采集信號(hào)，其余6路為幅值0V~15V脈沖輸入采集信號(hào)，所述行車監(jiān)控?cái)?shù)字量采集模塊 通過(guò)CAN總線與所述車載主機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。
[0024]優(yōu)選的，所述行車監(jiān)控模擬量采集模塊包括16路輸入接口，所述行車監(jiān)控模擬量 采集模塊能完成0V~30V模擬電壓輸入信號(hào)采集，實(shí)現(xiàn)DC24V電源、電阻型傳感器信號(hào)采集， 所述行車監(jiān)控模擬量采集模塊通過(guò)CAN總線與所述車載主機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。
[0025]優(yōu)選的，所述行車監(jiān)控?cái)?shù)字量采集模塊還包括I2C接口，并能為外部設(shè)備提供DC5V 控制電源。
[0026]優(yōu)選的