CN103544745A - 一种用于监测内燃机车行车状态的监控装置及监测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于监测内燃机车行车状态的监控装置及监测方法，包括电源模块、保护模块、自检模块、信号采集模块、信号调理模块、ADC模块、中央控制模块和通信模块。所述内燃机车行车状态的监测方法，采用上述监控装置进行监测，对内燃机车行车状态中的各种参数、数据实时记录，实时分析，对不良情况做预警，并建立终端数据库实现车辆总体趋势预测及提供检修参考。本发明能在行车过程中实时监测各种行车参数，实时记录，实时分析，从而判断机车当前行车状态，能对各种不良情况预警，自动记录后可传输至终端数据库做进一步分析，以及建立强大的终端数据库实现车辆总体趋势预测及提供检修参考。
Description
技术领域
本发明涉及内燃机车行车状态监测领域。
技术背景
目前，新的电力机车自动控制装备日趋完善，但有相当数量的老一代内燃机车仍在工作，尤其在北方及特殊情况下（如冰灾、电网故障）能发挥作用。这些内燃机车目前大多数行车数据依靠仪表显示，存在自动化监测不够、故障率高、数据精度低及故障数据无法记录等缺点，导致行车数据记录少、机务段维修无原始数据等情况，本仪器主要目的是为了彻底解决以上问题。
经检索，没有发现相同的国内现有技术。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种用于监测内燃机车行车状态的监控装置及监测方法，其能对内燃机车行车状态中的各种参数、数据做实时记录，实时分析，并对不良情况做预警。
本发明的技术方案是：所述用于监测内燃机车行车状态的监控装置，包括电源模块、保护模块、自检模块、信号采集模块、信号调理模块、ADC模块、中央控制模块和通信模块；
所述电源模块用于从机车电源取电，抑制有害谐波，隔离输出各路传感器、CPU、信号转换模块等所需电压；
所述保护模块用于防止由于机车电压不稳、信号超过范围或其它异常情况可能导致本仪器损坏；
所述自检模块用于实现所述监控装置的自我检测，并当监控装置内某路信号链出现问题时自动切断该路信号而不影响其它信号链，当监控装置内部多路信号链出现异常或其它严重故障，监控装置能自动断开与机车所有连接，保证机车的正常行驶；
所述信号采集模块用于实现对机车行车时各路参数的采集；
所述信号调理模块用于实现所有信号相互间的隔离，滤除各种干扰和波动，将各种信号转为同一种模拟信号统一输出；
所述ADC模块用于实现信号的模数转换，并输出给CPU做下一步处理；
所述中央控制模块用于配置协调各模块的工作，实现所有数据的记录、逻辑分析处理；
所述通信模块用于实现所述监控装置与其它智能终端、存储设备的通信或数据转储。
所述用于监测内燃机车行车状态的监控装置采用一体式设计，所述电源模块、保护模块、自检模块、信号采集模块、信号调理模块、ADC模块、中央控制模块和通信模块集中安装在同一盒体内。
所述信号采集模块与机车仪表采集系统隔离，通过间接方式采集机车信号，信号采集模块与机车信号线路没有直接电气连接点。
所述信号调理模块隔离信号采集模块与ADC模块。
所述用于监测内燃机车行车状态的监控装置内构建有能对各路实时信号的有效值及各路信号间的关系进行分析的数据库。
所述用于监测内燃机车行车状态的监控装置还包括上位机终端，用于与所述监控装置进行通信和传递数据。
所述用于监测内燃机车行车状态的监控装置还包括上位机分析软件，用于对内燃机车的所有信号进行全面分析，并根据历史记录对机车做趋势分析和故障预警。
所述用于监测内燃机车行车状态的监控装置与机车现有线路直接连接；所述用于监测内燃机车行车状态的监控装置具有自我诊断和屏蔽系统。
所述内燃机车行车状态的监测方法，采用上述监控装置进行监测，对内燃机车行车状态中的各种参数、数据实时记录，实时分析，对不良情况做预警，并建立终端数据库实现车辆总体趋势预测及提供检修参考；具体包括如下步骤：
电源模块从机车电源取电和输出电压的步骤；
保护模块防止由于机车异常情况而导致监控装置损坏的步骤；
自检模块对监控装置进行自我检测和故障处置的步骤；
信号采集模块采集机车行车时各路参数的步骤；
信号调理模块隔离、转换和输出信号的步骤；
通过ADC模块实现信号的模数转换并输出给CPU的步骤；
中央控制模块配置协调各模块的工作并对所有数据进行记录和处理的步骤；
通过通信模块实现监控装置与其它智能终端、存储设备的通信或数据转储的步骤。
在上述内燃机车行车状态的监测方法，采用监控装置对机车行车时的变化类目和变化现场进行实时记录；采用监控装置对机车行车异常状况进行声光报警并记录其故障类型和故障现场；在监控装置内构建数据库，对各路实时信号的有效值及各路信号间的关系进行分析；还包括上位机终端和上位机分析软件，所述监控装置与上位机终端通信、传递数据，通过上位机分析软件对内燃机车的所有信号进行全面分析，并根据历史记录对机车做趋势分析和故障预警。
本发明能在行车过程中实时监测各种行车参数，包括电动机、发电机、柴油机、油路、气路、水路、电路及机车速度等，对内燃机车行车状态中的各种参数、数据做实时记录，实时分析，从而判断机车当前行车状态，能对各种不良情况预警，自动记录后可传输至终端数据库做进一步分析，以及建立强大的终端数据库实现车辆总体趋势预测及提供检修参考。
本发明的优点在于：
1、体积小，随车安装，不会造成机车外观破坏；
2、机车现有线路不用做任何改动即可直接与本仪器连接；
3、本仪器不影响机车所有信号的采集，机车仪表均能正常显示信号；
4、本仪器具有自我诊断和屏蔽系统，在出现故障时不会对机车行驶造成任何影响；
5、可随时设置本机车的特定参数，实现准确的数据分析和预测；
6、记录的数据可通过USB、RS232等多种方式传输。
附图说明
图1是本发明用于检测内燃机车行车状态的监控装置原理示意图。
具体实施方式
如图1所示，所述用于监测内燃机车行车状态的监控装置包括电源模块、保护模块、自检模块、信号采集模块、信号调理模块、ADC模块、中央控制模块、通信模块。
电源模块从机车电源取电，抑制有害谐波，隔离输出各路传感器、CPU、信号转换模块等所需电压；
保护模块防止机车电压不稳、信号超过范围或其它异常情况可能导致本仪器损坏；
自检模块实现监控装置的自我检测，能当监控装置内某路信号链出现问题时自动切断该路信号而不影响其它信号链，当监控装置内部多路信号链出现异常或其它严重故障，监控装置能自动断开与机车所有连接，保证机车的正常行驶；
信号采集模块实现对机车行车时各路参数的采集；
信号调理模块实现所有信号相互间的隔离，滤除各种干扰和波动，将各种信号转为同一种模拟信号统一输出；
ADC模块实现信号的模数转换，输出给CPU做下一步处理；
中央控制模块是仪器的大脑，配置协调各模块的工作，所有数据的记录、逻辑分析处理都在此模块实现；
通信模块实现监控装置与其它智能终端、存储设备的通信或数据转储。
所述监控装置集信号采集、数据分析、参数输入、数据显示及数据导出为一体，采用一体式设计，从参数输入到数据采集、分析、显示及导出均在同一小巧仪器内实现。
信号采集模块有效隔离其与机车仪表采集系统，通过间接方式采集机车信号，信号采集模块与机车信号线路没有直接电气连接点。
信号调理模块有效隔离信号采集模块与ADC模块，信号模拟端与信号数字端实现隔离。
所述监控装置有效实时分析行车状态，监控装置内构建有数据库，能对各路实时信号的有效值及各路信号间的关系进行分析。
所述监控装置能实时记录，当机车行车状态出现任何变化时，仪器能实时记录变化类目和变化现场。
所述监控装置能实时预警，当机车行车状态出现异常时，仪器能通过声光报警并记录故障类型和故障现场。
所述监控装置能与上位机终端通信，能通过各种通讯方式与数据存储器、上位机PC或手持终端传递数据。
所述监控装置配备完善的上位机分析软件，上位机软件拥有庞大的数据库，能对内燃机车的所有信号进行全面分析，并能根据历史记录对机车做趋势分析和故障预警。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种用于监测内燃机车行车状态的监控装置，其特征是，包括电源模块、保护模块、自检模块、信号采集模块、信号调理模块、ADC模块、中央控制模块和通信模块；
所述电源模块用于从机车电源取电，抑制有害谐波，隔离输出各路传感器、CPU、信号转换模块等所需电压；
所述保护模块用于防止由于机车电压不稳、信号超过范围或其它异常情况可能导致本仪器损坏；
所述自检模块用于实现所述监控装置的自我检测，并当监控装置内某路信号链出现问题时自动切断该路信号而不影响其它信号链，当监控装置内部多路信号链出现异常或其它严重故障，监控装置能自动断开与机车所有连接，保证机车的正常行驶；
所述信号采集模块用于实现对机车行车时各路参数的采集；
所述信号调理模块用于实现所有信号相互间的隔离，滤除各种干扰和波动，将各种信号转为同一种模拟信号统一输出；
所述ADC模块用于实现信号的模数转换，并输出给CPU做下一步处理；
所述中央控制模块用于配置协调各模块的工作，实现所有数据的记录、逻辑分析处理；
所述通信模块用于实现所述监控装置与其它智能终端、存储设备的通信或数据转储。
2.根据权利要求1所述的用于监测内燃机车行车状态的监控装置，其特征是，所述用于监测内燃机车行车状态的监控装置采用一体式设计，所述电源模块、保护模块、自检模块、信号采集模块、信号调理模块、ADC模块、中央控制模块和通信模块集中安装在同一盒体内。
3.根据权利要求1所述的用于监测内燃机车行车状态的监控装置，其特征是，所述信号采集模块与机车仪表采集系统隔离，通过间接方式采集机车信号，信号采集模块与机车信号线路没有直接电气连接点。
4.根据权利要求1所述的用于监测内燃机车行车状态的监控装置，其特征是，所述信号调理模块隔离信号采集模块与ADC模块。
5.根据权利要求1所述的用于监测内燃机车行车状态的监控装置，其特征是，所述用于监测内燃机车行车状态的监控装置内构建有能对各路实时信号的有效值及各路信号间的关系进行分析的数据库。
6.根据权利要求1所述的用于监测内燃机车行车状态的监控装置，其特征是，还包括上位机终端，用于与所述监控装置进行通信和传递数据。
7.根据权利要求1所述的用于监测内燃机车行车状态的监控装置，其特征是，还包括上位机分析软件，用于对内燃机车的所有信号进行全面分析，并根据历史记录对机车做趋势分析和故障预警。
8.根据权利要求1所述的用于监测内燃机车行车状态的监控装置，其特征是，所述用于监测内燃机车行车状态的监控装置与机车现有线路直接连接；所述用于监测内燃机车行车状态的监控装置具有自我诊断和屏蔽系统。
9.一种内燃机车行车状态的监测方法，采用权利要求1所述的监控装置进行监测，对内燃机车行车状态中的各种参数、数据实时记录，实时分析，对不良情况做预警，并建立终端数据库实现车辆总体趋势预测及提供检修参考；包括如下步骤：
电源模块从机车电源取电和输出电压的步骤；
保护模块防止由于机车异常情况而导致监控装置损坏的步骤；
自检模块对监控装置进行自我检测和故障处置的步骤；
信号采集模块采集机车行车时各路参数的步骤；
信号调理模块隔离、转换和输出信号的步骤；
通过ADC模块实现信号的模数转换并输出给CPU的步骤；
中央控制模块配置协调各模块的工作并对所有数据进行记录和处理的步骤；
通过通信模块实现监控装置与其它智能终端、存储设备的通信或数据转储的步骤。
10.根据权利要求9所述的内燃机车行车状态的监测方法，其特征是，采用监控装置对机车行车时的变化类目和变化现场进行实时记录；采用监控装置对机车行车异常状况进行声光报警并记录其故障类型和故障现场；在监控装置内构建数据库，对各路实时信号的有效值及各路信号间的关系进行分析；还包括上位机终端和上位机分析软件，所述监控装置与上位机终端通信、传递数据，通过上位机分析软件对内燃机车的所有信号进行全面分析，并根据历史记录对机车做趋势分析和故障预警。
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