一种轨道交通车辆牵引变流器监控系统技术方案

一种轨道交通车辆牵引变流器监控系统，包括监控系统上位机和监控系统下位机。监控系统下位机包括：监控核心控制模块、牵引变流器控制模块、牵引变流器、数据采集模块、信号调理模块、故障存储模块和以太网控制器；监控系统上位机包括监控界面和虚拟示波器。监控系统上位机与监控系统下位机之间通过工业以太网传输线连接。数据采集模块和信号调理模块将牵引变流器的参数量转化成监控核心控制模块识别的电信号，获得牵引变流器的信息，在发生故障时监控核心控制模块保存故障信息。故障历史为牵引变流器的故障诊断提供了可靠快捷的依据；通过监控界面下发控制参数，可以快速地调节和观测牵引变流器的运行与停止。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及牵引变流器监控系统，尤其涉及轨道交通车辆牵引变流器监控系统。
技术介绍
牵引变流器为轨道交通车辆牵引电机提供电能，是交流电传动系统的核心设备。在车辆调试和运行阶段，对牵引变流器重要参数的测量是不可避免的。传统测量牵引变流器重要参数的方法主要依靠示波器、电压表、电流表和万用表等仪表装置，将这些仪表装置都安装在车体中几乎是不现实的，不但会影响牵引变流器、电机等装置的正常运行，也会威胁技术人员的人身安全。或者在车辆实际运行过程中，出现故障的情况下，司机室所反映的牵引变流器故障信息是实时刷新的，技术人员无法判断车辆运行一段时间的故障信息，进而影响对牵引变流器故障的识别排查。如申请(专利)号为201020292378.0的技术专利，该技术专利公开了一种轨道交通车辆牵引变流器监控系统，包括车载监控设备、地面服务器和远程监控终端，车载监控设备实时从运行中的牵引变流器中采集运行信息，经过GPRS网络及公用网络将信息转发至远程监控终端。当牵引变流器运行状态不正确或者出现故障时，专业人员通过远程网络介入，进行故障分析及处理。该专利在数据采集过程中，先将变流器数据通过485总线传输到采集模块，再将采集后的数据通过232总线传输到GRRS传输终端。这一过程采用串行通信方式，抗干扰能力差，传输速率也较低。该专利实现了故障诊断，但是没有涉及故障信息存储，以便专业人员对牵引变流器故障及性能进行深入分析。该专利也没有涉及远程监控终端的软件开发方法。
技术实现思路
针对现有技术中的缺陷，本专利技术的目的是提供一种轨道交通车辆牵引变流器监控系统。为达到以上目的，本专利技术采取的技术方案如下：一种轨道交通车辆牵引变流器监控系统，包括监控系统下位机和监控系统上位机；所述监控系统下位机包括监控核心控制模块、牵引变流器控制模块、数据采集模块、信号调理模块、故障存储模块、以太网控制器和牵引变流器，所述故障存储模块包括故障存储器和时钟芯片；所述监控系统上位机包括监控界面和虚拟示波器；所述监控系统上位机和监控系统下位机之间通过工业以太网传输线连接，所述工业以太网传输线用于数据传输。在上述方案的基础上，所述数据采集模块采用温度、电流和电压传感器采集牵引变流器的温度、电流和电压信号，并将采集的信号输出到信号调理模块。在上述方案的基础上，所述信号调理模块将从数据采集模块输入的信号通过采样、放大和滤波操作，转换成监控核心控制模块能够识别的标准信号。在上述方案的基础上，所述牵引变流器控制模块实现牵引变流器的控制算法，根据控制算法控制牵引变流器的运行和停止，并将牵引变流器的接触器状态信息、故障信息和波形数据发送给监控核心控制模块。在上述方案的基础上，所述监控核心控制模块用于实时采集从信号调理模块输入的信号，同时接收牵引变流器控制模块输出的牵引变流器的信息，并将接收到的信息整合处理后，使能以太网机制，传输到监控界面和虚拟示波器，并且将监控界面下发的控制参数传输至牵引变流器控制模块。在上述方案的基础上，所述以太网控制器和监控核心控制模块用于实现以太网机制。在上述方案的基础上，所述故障存储器用于存储监控核心控制模块检测到的牵引变流器的故障信息；所述时钟芯片用于记录正在发生故障的时间，并将发生故障的时间和代码按照一定格式存入故障存储器。在上述方案的基础上，所述监控界面用于接收用户输入的牵引变流器的控制参数；所述虚拟示波器根据监控核心控制模块的采样频率绘制波形。在上述方案的基础上，所述监控界面用于实现数据显示、故障显示、查看故障历史、测试模式和调用虚拟示波器的功能；所述数据显示用于显示牵引变流器的电压、电流和温度信息；所述故障显示用于显示正在发生的故障；所述查看故障历史用于查看发生过的故障信息；所述测试模式用于调试牵引变流器的运行和停止；所述调用虚拟示波器用于波形显示。在上述方案的基础上，牵引变流器监控系统是一个循环监控系统，整个循环周期小于监控核心控制模块的采样周期，保证采集的波形数据的真实性，避免了采样速率浪费。本专利技术的有益效果：(1)在车辆调试和运行过程中，该监控系统可以对牵引变流器的状态进行数据采集，通过工业以太网传输线发送至监控界面和虚拟示波器，并且在牵引变流器发生故障时能够存储故障信息，为专业人员进行故障诊断和牵引变流器的性能分析提供保证。(2)监控核心控制模块是整个监控系统的核心，采用嵌入式处理器，工作稳定性高，环境适应能力强，能够适应轨道交通车辆工作环境，保证了监控系统高速有效地运行。附图说明图1牵引变流器监控系统在轨道车辆中的安装组成图；图2牵引变流器监控系统的工作原理图；图3牵引变流器监控系统中监控界面和虚拟示波器的软件流程图。具体实施方式如图1和2所示，一种轨道交通车辆牵引变流器监控系统，包括监控系统下位机和监控系统上位机；所述监控系统下位机包括监控核心控制模块、牵引变流器控制模块、数据采集模块、信号调理模块、故障存储模块、以太网控制器和牵引变流器，所述故障存储模块包括故障存储器和时钟芯片；所述监控系统上位机包括监控界面和虚拟示波器；所述监控系统上位机和监控系统下位机之间通过工业以太网传输线连接，所述工业以太网传输线用于数据传输。在上述方案的基础上，所述数据采集模块采用温度、电流和电压传感器采集牵引变流器的温度、电流和电压信号，并将采集的信号输出到信号调理模块。在上述方案的基础上，所述信号调理模块将从数据采集模块输入的信号通过采样、放大和滤波操作，转换成监控核心控制模块能够识别的标准信号。在上述方案的基础上，所述牵引变流器控制模块实现牵引变流器的控制算法，根据控制算法控制牵引变流器的运行和停止，并将牵引变流器的接触器状态信息、故障信息和波形数据发送给监控核心控制模块。在上述方案的基础上，所述监控核心控制模块用于实时采集从信号调理模块输入的信号，同时接收牵引变流器控制模块输出的牵引变流器的信息，并将接收到的信息整合处理后，使能以太网机制，传输到监控界面和虚拟示波器，并且将监控界面下发的控制参数传输至牵引变流器控制模块。在上述方案的基础上，所述以太网控制器和监控核心控制模块用于实现以太网机制。在上述方案的基础上，所述故障存储器用于存储监控核心控制模块检测到的牵引变流器的故障信息；所述时钟芯片用于记录正在发生故障的时间，并将发生故障的时间和代码按照一定格式存入故障存储器。在上述方案的基础上，所述监控界面用于接收用户输入的牵引变流器的控制参数；所述虚拟示波器根据监控核心控制模块的采样频率绘制波形。在上述方案的基础上，所述监控界面用于实现数据显示、故障显示、查看故障历史、测试模式和调用虚拟示波器的功能；所述数据显示用于显示牵引变流器的电压、电流和温度信息；所述故障显示用于显示正在发生的故障；所述查看故障历史用于查看发生过的故障信息；所述测试模式用于调试牵引变流器的运行和停止；所述调用虚拟示波器用于波形显示。在上述方案的基础上，牵引变流器监控系统是一个循环监控系统，整个循环周期小于监控核心控制模块的采样周期，保证采集的波形数据的真实性，避免了采样速率浪费。下面结合附图和实施例对本专利技术做进一步的说明。图1为本专利技术实施例提供的一个完整的牵引变流器监控系统在轨道车辆中的安装组成图，其中工业以太网传输线为列车内部布线，不影响车辆外观。监控系统上位机本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种轨道交通车辆牵引变流器监控系统，其特征在于，包括：监控系统下位机和监控系统上位机；所述监控系统下位机包括监控核心控制模块、牵引变流器控制模块、数据采集模块、信号调理模块、故障存储模块、以太网控制器和牵引变流器，所述故障存储模块包括故障存储器和时钟芯片；所述监控系统上位机包括监控界面和虚拟示波器；所述监控系统上位机和监控系统下位机之间通过工业以太网传输线连接，所述工业以太网传输线用于数据传输。

【技术特征摘要】
1.一种轨道交通车辆牵引变流器监控系统，其特征在于，包括：监控系统下位机和监控系统上位机；所述监控系统下位机包括监控核心控制模块、牵引变流器控制模块、数据采集模块、信号调理模块、故障存储模块、以太网控制器和牵引变流器，所述故障存储模块包括故障存储器和时钟芯片；所述监控系统上位机包括监控界面和虚拟示波器；所述监控系统上位机和监控系统下位机之间通过工业以太网传输线连接，所述工业以太网传输线用于数据传输。2.如权利要求1所述的轨道交通车辆牵引变流器监控系统，其特征在于，所述数据采集模块采用温度、电流和电压传感器采集牵引变流器的温度、电流和电压信号，并将采集的信号输出到信号调理模块。3.如权利要求1所述的轨道交通车辆牵引变流器监控系统，其特征在于，所述信号调理模块将从数据采集模块输入的信号通过采样、放大和滤波操作，转换成监控核心控制模块能够识别的标准信号。4.如权利要求1所述的轨道交通车辆牵引变流器监控系统，其特征在于，所述牵引变流器控制模块实现牵引变流器的控制算法，根据控制算法控制牵引变流器的运行和停止，并将牵引变流器的接触器状态信息、故障信息和波形数据发送给监控核心控制模块。5.如权利要求1所述的轨道交通车辆牵引变流器监控系统，其特征在于，所述监控核心控制模块用于实时采集从信号调理模块输入的信号，同时接收牵引变流器控制模块输出的牵引变流器的信...

【专利技术属性】
技术研发人员：刁利军，刘志刚，李淑英，赵明花，李军，王成涛，于青松，王磊，吕海臣，汪忠海，牟富强，李雪飞，韩伟，况阳，李焱，
申请(专利权)人：北京交通大学，北京千驷驭电气有限公司，中车长春轨道客车股份有限公司，
类型：新型
国别省市：北京;11