一種既有軌道工程機械遠程診斷系統技術方案

本發明專利技術公開了一種既有軌道工程機械遠程診斷系統，包括：車載主機、交換機、前端模擬量采集板、多路模擬量采集板、程控主機板、一個以上的行車監控數字量采集模塊，以及一個以上的行車監控模擬量采集模塊。車載主機通過交換機與第三方設備進行數據交互，前端模擬量采集板、多路模擬量采集板、程控主機板均通過現場總線將采集到的軌道工程機械的作業狀態數據傳輸至車載主機。行車監控數字量采集模塊、行車監控模擬量采集模塊將采集到的軌道工程機械的行車安全監控數據傳輸至車載主機。本發明專利技術能夠解決既有軌道工程機械信息采集監測難、故障處理效率低、現場管理難、車載設備安裝布線難的技術問題。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及鐵路工程領域，尤其是涉及一種應用于既有軌道工程機械的遠程診斷系統。
技術介紹
目前，隨著鐵路電氣化的進程不斷加快，對于鐵路工程機械的自動化程度要求也不斷提高，因此在鐵路工程領域廣泛存在著新、舊設備混用的情況。如附圖1所示，即為一種既有軌道工程機械電氣系統的系統結構框圖。在附圖1中，電路板1、電路板2、電路板3等從作業相關電氣控制箱中獲取采集信號，再分別以數字量信號、模擬量信號、儀表信號和指示燈信號的形式輸出至相應的設備、儀表和指示燈進行顯示。如附圖2所示，在現有技術中，由株洲南車時代電氣股份有限公司、株洲時代電子技術有限公司分別于2008年10月10日申請，2009年03月11日公開，公開號為CN101382802A的中國專利技術專利《養路機械電氣系統狀態監測與診斷裝置及監測診斷方法》，以及于2012年03月14日申請，2012年08月29日公開，公開號為CN102650878A的中國專利技術專利《一種大型養路機械分布式控制系統及其設計方法》均公開了一種新的鐵路大型養路機械網絡控制系統。基于上述兩種專利開發的鐵路大型養路機械網絡控制系統目前已批量應用于新造的WD-320穩定車、D08-32搗固車、D09-32連續式搗固車、DWL-48搗穩車等多種車型。該系統由顯示模塊、模擬量輸入模塊、數字量輸入模塊、數字量輸出模塊等幾種基本控制模塊組成，并采用現場CAN總線作為數字通訊載體，將整車通過網絡貫穿首尾，形成了一個整車的控制網絡。系統各部件的功能如下：電源模塊：隔離電源模塊，為網絡上的5～6個控制模塊提供+24V電源。數字量輸入模塊：8個通道輸入信號接口，且每通道可采集2路外部DC24V高低電平信號，并通過CAN通信接口實現CAN總線網絡數據交換，通過CAN2和/或RS232通信接口連接基于CAN和/或RS232通信協議的外部設備，除此之外還可向外部設備提供具有短路保護的可控+24V現場工作電源。模擬量輸入模塊：8個通道輸入信號接口，可采集的±10.000V以內的模擬量輸入信號，并通過CAN1通信接口實現CAN總線網絡數據交換，通過CAN2和/或RS232通信接口連接基于CAN和/或RS232通信協議的外部設備，除此之外每個通道都可提供±10.000V現場工作電源，其中7～8通道可實現±10.000V或±15.000V現場工作電源輸出。數字量輸出模塊：系統可在線診斷模塊通信狀態、模塊電源、模塊輸入輸出通道狀態等。顯示模塊：采用觸摸屏作為系統的人機交互接口，具備CAN、RS232、USB、以太網等通信接口，主要負責完成工作狀態信號顯示、工作數據輸入輸出、數據管理、邏輯運算、系統在線診斷等功能。無線模塊：實現GPS實時定位，數據無線傳輸與接收。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字量輸入模塊完成車載工作狀態信息采集，并通過現場CAN總線將數據傳輸到網絡中，供其它模塊接收使用。數字量輸出模塊完成對從網絡上接收的數字與模擬信號進行邏輯數據運算，再輸出PWM信號驅動執行機構，實現作業動作，并將計算結果傳輸至網絡中，供其它模塊接收使用。顯示模塊直接從網絡中接收有用數據，進行顯示、分析與存儲，實現控制模塊實時在線診斷及系統智能診斷功能，并通過無線模塊與地面終端進行數據通信，實現工作狀態信息遠程在線實時監測診斷功能。軌道工程機械的車載工作狀態信號分為數字信號與模擬信號。數字信號包括DC24V高低電平信號與DC15V脈沖信號。數字量輸入模塊僅能采集DC24V高低電平及脈沖信號，因此在D08-32搗固車網絡控制系統設計中增加了2個信號轉換板將DC15V脈沖信號轉換為DC24V信號，再通過數字量輸入模塊完成信號采集。數字信號采集功能框圖如附圖3所示。模擬信號包括電阻型模擬傳感器信號、DC24V電壓信號及-10V～+10V電壓信號。模擬量輸入模塊僅能采集-10V～+10V電壓信號。因此，在D08-32搗固車網絡控制系統設計中增加了1個模擬隔離板將DC24V電壓信號與電阻型傳感器信號轉換為脈沖信號轉換為-10V～+10V電壓信號，再通過模擬量量輸入模塊完成信號采集。模擬信號采集功能框圖如附圖4所示。目前鐵路大型養路機械網絡控制系統僅適應于新造軌道工程機械，若將現有鐵路大型養路機械網絡控制系統應用于既有軌道工程機械，將會存在以下技術問題：(1)鐵路大型養路機械網絡控制系統采用模塊化設計，整車網絡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械工作狀態信息采集，還需另外增加信號轉換板才能完成信號采集，采集系統結構復雜；(2)目前已應用的，如：D08-32型搗固車網絡控制系統狀態信息采集模塊共有12個模塊，若將其直接應用于既有D08-32型搗固車，則將存在模塊數量多、成本高、安裝布線困難等多種問題；(3)既有工程車需在原模擬系統的基礎上增加一倍的輸入信號線，箱體分散、走線復雜，可能會干擾原系統功能與性能，并降低原系統的可靠性；(4)鐵路大型養路機械網絡控制系統中的車載顯示模塊直接嵌入式安裝于司機臺，需增加控制箱，用于車載顯示模塊安裝，體積大、安裝困難；(5)鐵路大型養路機械網絡控制系統中的網絡控制模塊集采集、信號處理、存儲、通信等功能于一體，具有1路RS232及2路CAN接口，且防護等級為IP67，在既有工程車上僅用于信息采集與發送，導致模塊的功能沒有得到充分發揮。
技術實現思路
有鑒于此，本專利技術的目的在于提供一種既有軌道工程機械遠程診斷系統，能夠解決既有軌道工程機械信息采集監測難、故障處理效率低、現場管理難、車載設備安裝布線難的技術問題。為了實現上述專利技術目的，本專利技術具體提供了一種既有軌道工程機械遠程診斷系統的技術實現方案，一種軌道工程機械遠程診斷系統，包括：車載主機、交換機、前端模擬量采集板、多路模擬量采集板、程控主機板、、一個以上的行車監控數字量采集模塊，以及一個以上的行車監控模擬量采集模塊。所述車載主機通過所述交換機與第三方設備進行數據交互，所述前端模擬量采集板、多路模擬量采集板、程控主機板均通過現場總線將采集到的軌道工程機械的作業狀態數據傳輸至所述車載主機。所述行車監控數字量采集模塊、行車監控模擬量采集模塊將采集到的所述軌道工程機械的行車安全監控數據傳輸至所述車載主機。優選的，所述系統還包括無線模塊，所述車載主機通過交換機與所述無線模塊相連，實現所述軌道工程機械車載工作狀態數據的無線傳輸。優選的，所述車載主機與所述交換機，以及所述交換機與所述無線模塊、第三本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種既有軌道工程機械遠程診斷系統，其特征在于，包括：車載主機、交換機、前端模擬量采集板、多路模擬量采集板、程控主機板、一個以上的行車監控數字量采集模塊，以及一個以上的行車監控模擬量采集模塊；所述車載主機通過所述交換機與第三方設備進行數據交互，所述前端模擬量采集板、多路模擬量采集板、程控主機板均通過現場總線將采集到的軌道工程機械的作業狀態數據傳輸至所述車載主機；所述行車監控數字量采集模塊、行車監控模擬量采集模塊將采集到的所述軌道工程機械的行車安全監控數據傳輸至所述車載主機。

【技術特征摘要】
1.一種既有軌道工程機械遠程診斷系統，其特征在于，包括：車載主機、交換機、前端
模擬量采集板、多路模擬量采集板、程控主機板、一個以上的行車監控數字量采集模塊，以
及一個以上的行車監控模擬量采集模塊；所述車載主機通過所述交換機與第三方設備進行數
據交互，所述前端模擬量采集板、多路模擬量采集板、程控主機板均通過現場總線將采集到
的軌道工程機械的作業狀態數據傳輸至所述車載主機；所述行車監控數字量采集模塊、行車
監控模擬量采集模塊將采集到的所述軌道工程機械的行車安全監控數據傳輸至所述車載主
機。
2.根據權利要求1所述的既有軌道工程機械遠程診斷系統，其特征在于：所述系統還包
括無線模塊，所述車載主機通過交換機與所述無線模塊相連，實現所述軌道工程機械車載工
作狀態數據的無線傳輸。
3.根據權利要求2所述的既有軌道工程機械遠程診斷系統，其特征在于：所述車載主機
與所述交換機，以及所述交換機與所述無線模塊、第三方設備之間均采用以太網進行互聯。
4.根據權利要求1至3中任一項所述的既有軌道工程機械遠程診斷系統，其特征在于：
所述車載主機與所述行車監控數字量采集模塊、行車監控模擬量采集模塊之間通過包括CAN
總線、FF總線、Lonworks總線、DeviceNet總線、PROFIBUS總線、HART總線、CC-Link總
線、WorldFIP總線、INTERBUS總線在內的任一種現場總線進行互聯。
5.根據權利要求4所述的既有軌道工程機械遠程診斷系統，其特征在于：所述行車監控
數字量采集模塊包括54路輸入接口，其中48路為高低電平輸入采集信號，其余6路為幅值
0V～15V脈沖輸入采集信號，所述行車監控數字量采集模塊通過CAN總線與所述車載主機進
行數據交互。
6.根據權利要求5所述的既有軌道工程機械遠程診斷系統，其特...

【專利技術屬性】
技術研發人員：陳平松，卓海軍，李懿，張雷，李超，成峰，白小蘭，譚海波，陳榮，余高翔，
申請(專利權)人：株洲時代電子技術有限公司，
類型：發明
國別省市：湖南;43