CN109756583A - 机车动态质量智能监测系统 - Google Patents

Abstract

机车动态质量智能监测系统，由车载设备及组态软件、无线数传网关、物联网云平台、客户端组成；车载设备及组态软件包括：红外温度传感器、温度信号采集模块、模拟量采集模块、信号隔离模块、车载触摸屏及组态工程软件；无线数传网关采集设备数据，并将数据上传物联网云平台；物联网云平台在后台完成设备管理、无线数传网关配置、数据规则配置、组态画面编辑、后台数据管理以及用户的创建和管理；客户端包括手机客户端和电脑客户端，通过电脑和手机APP登录物联网云平台，远程浏览、监测机车的运行数据，实时接收报警信息，实现对机车运行的远程管理。本发明实现了对机车质量的远程监测及故障分析在线帮助、报警等功能。

Description

机车动态质量智能监测系统

技术领域

本发明属于铁路机车检测设备技术领域，尤其涉及一种机车动态质量智能监测系统。

背景技术

目前。铁路机车检修主要依赖人工进行，随着铁路机车数量的不断增加，机车车辆人工检修效率低，检修质量也不理想。现有的与机车动态质量智能监测系统的研究内容相近的专利有：中国专利《内燃机车动态质量监测系统》，专利号：ZL 2007 2 0311982.1，该专利技术采用工业控制技术对机车滑油泵回路、滑油泵接触器回路等17路等主要控制回路的电压状态信息等进行实时监测，并与设定的监测条件值进行比较，当监测值达到报警限值时，系统实时显示报警状态，记录监测数据。但是该项技术研究存在以下不足：1、通过电压信号的数值显示，与基准电压比较的方式来显示各主要控制回路独立的运行状态，不能系统全面直观地表现机车主控制回路的工作状态；2、不能通过手机或电脑实现机车动态监测数据的远程实时查看，不能提供机车故障报警信息的实时推送；3、不能对机车故障处理提供在线帮助。

中国专利申请《铁路机车检修系统》（申请号201510318399.2）公开的铁路机车检修系统内容包括客户端将GPS定位信息、机车部件位置信息和型号信息发送至中央服务器，机车部件管理服务器对信息内容进行登记，机车部件替换统计服务器对机车部件替换信息进行登记，中央服务器发送机车部件库存信息和更换机车部件位置信息至机器人轨迹控制服务器，绘制最优路径上传中央服务器，中央服务器根据最优路径控制机器人输送需要替换的机车部件。该专利申请的目的是提高机车部件更换效率，功效范围和用途比较狭小，且不能做到机车动态质量检测及故障在线处理。

发明内容

本发明的目的是针对现有机车车辆监测、检修存在的不足之处，提出一种铁路机车动态质量远程监测、故障在线处理的装置系统。

本发明的技术方案是这样的：机车动态质量智能监测系统。该系统由车载设备及组态软件、无线数传网关、物联网云平台、客户端四大部分组成。

车载设备及组态软件部分包括：车载设备（包括红外温度传感器、温度信号采集模块、模拟量采集模块、信号隔离模块）、车载触摸屏（包括司机室Ⅰ端触摸屏、司机室Ⅱ端触摸屏）以及运行于触摸屏上的组态工程软件；主要功能是机车温度、电压等模拟量信号的采集、逻辑运算、数据显示以及各工控设备之间的通讯。

无线数传网关作为Modubs主站主动采集下位设备的数据，并将数据打包加密后通过移动通信网络，上传到物联网云平台。

物联网云平台主要功能是在后台完成设备管理、无线数传网关的配置、数据规则的配置、组态画面的编辑、后台数据的管理以及用户的创建和管理等，物联网云平台是由多台阿里云服务器构建的服务器集群，数据库使用了主备架构，系统会自动进行数据备份。

客户端包括手机客户端和电脑客户端，其功能主要是通过电脑和手机APP登录物联网云平台，远程浏览、监测机车的运行数据，实时接收报警信息，实现对机车运行状态的远程监测和管理。

有益效果：本发明以比较直观的方式实现了对机车动态质量的的远程实时监测，该系统集成了数据实时采集、数据无线传输、智能化故障判断、故障分析在线帮助、故障报警等功能，为机车故障咨询及故障处理、机车检修工作提供了科学依据。具体效果有如下几点：

1、对机车主控制电路的通断状态、机车主要设备部件的温度进行实时监测，通过机车上的触摸屏、远程电脑、手机实时查看机车质量的动态情况，特别是以比较直观、比较醒目的方式地表现出了复杂的电路元件和电路得失电的实时状态，当控制电路没有得电时，每个元件显示为红色，电路为静止状态，当电路得电接通时，元件变为绿色，电路为流动状态。

2、系统提供了故障在线帮助功能。铁路机车司机可以通过安装在司机室的触摸屏一目了然地看到电路故障点，用手指触摸显示画面上的故障点，便可弹出该故障点应急处理帮助，协助机车司机处理故障。

3、该系统通过物联网云平台的手机APP软件或电脑客户端软件远程实时监测机车运行状况，可以远程协助机车司机开展机车运行故障咨询、故障应急处理，同时，可以将历史数据远程存储为EXCELL数据，为机车运行故障分析、机车检修管理工作提供科学依据。

4、该系统提供故障报警信息实时推送功能。当系统监测到机车主要设备部件的温度超过设定报警限值时，触摸屏画面可以通过指示灯闪烁显示报警状态，手机APP和电脑客户端也会实时收到物联网云平台推送的报警信息。

附图说明

图1为本发明系统组成连接关系框图。

图2为本发明温度信号采集、报警流程图。

图3为本发明机车控制电路电压信号的采集流程图。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明实施的技术方案，下面将对实施中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

如图1所示，系统由车载设备及组态软件、无线数传网关、物联网云平台、客户端四大部分组成。

车载设备及组态软件部分包括：红外温度传感器①、温度信号采集模块②、模拟量采集模块③、信号隔离模块④；车载触摸屏包括司机室Ⅰ端触摸屏⑤和司机室Ⅱ端触摸屏⑥；以及运行于触摸屏上的组态工程软件，其主要功能为机车温度、电压等模拟量信号的采集、逻辑运算、数据显示以及各工控设备之间的通讯。

无线数传网关⑦作为Modubs主站主动采集下位设备的数据，并将数据打包加密后通过移动通信网络，上传到物联网云平台⑧。

物联网云平台⑧主要功能是在后台完成设备管理、无线数传网关的配置、数据规则的配置、组态画面的编辑、后台数据的管理以及用户的创建和管理等，物联网云平台是由多台阿里云服务器构建的服务器集群，数据库使用了主备架构，系统会自动进行数据备份。

客户端包括手机客户端⑨和电脑客户端⑩，其功能主要是通过电脑和手机APP登录物联网云平台，远程浏览、监测机车的运行数据，实时接收报警信息，实现对机车运行的远状态的远程管理。

如图2所示，温度信号的采集和报警是：在铁路机车上的电机轴承、传动轴等部位安装有红外测温传感器，多个红外测温传感器作为从站通过485总线与安装在机车司机室Ⅰ端的触摸屏通讯；另外通过单总线的方式连接多个DALAS18B20测温传感器采集机车各主要部位电机轴承温度，通过温度信号采集模块转换为485接口，以MODBUS RTU 协议与机车司机室Ⅰ端的触摸屏通讯，以上采集的温度都可以从触摸屏上读出、存储、实时显示，当采集的温度高于设置的报警温度时，相对应位置的报警指示灯由绿色变为红色，并不停闪烁直到温度低于报警限值后，才停止报警闪烁。

如图3所示，机车控制电路电压信号的采集及工作状态判断：在机车上主控回路的主要控制联锁及接触器线圈上接线，通过多个电压采集模块采集多路电压信号，电压采集模块作为从站通过485总线与安装在机车司机室Ⅰ端的触摸屏通讯，触摸屏作为工控上位机按以下规则进行逻辑运算，当触摸屏读出的电压信号>60V时，为高电平得电状态，电压信号<60V时，为低电平失电状态，电路中的每一个元件的的得电状态用绿色的元件图表示，失电状态用红（白）色元件图表示。

以上所揭露的仅为本发明较佳实施方式而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施方式的全部或部分流程，并依本发明权利要求所作的等同变化，仍属于发明所涵盖的范围。

Claims (2)

1.一种机车动态质量智能监测系统，其特征在于，该系统由车载设备及组态软件、无线数传网关、物联网云平台、客户端四大部分组成；车载设备及组态软件部分包括：红外温度传感器、温度信号采集模块、模拟量采集模块、信号隔离模块、车载触摸屏（包括司机室Ⅰ端触摸屏、司机室Ⅱ端触摸屏）以及运行于触摸屏上的组态工程软件；无线数传网关作为Modubs主站主动采集下位设备的数据，并将数据打包加密后通过移动通信网络，上传到物联网云平台；物联网云平台是在后台完成设备管理、无线数传网关的配置、数据规则的配置、组态画面的编辑、后台数据的管理以及用户的创建和管理，物联网云平台是由多台阿里云服务器构建的服务器集群，数据库使用了主备架构，系统会自动进行数据备份；客户端包括手机客户端和电脑客户端，通过电脑和手机APP登录物联网云平台，远程浏览、监测机车的运行数据，实时接收报警信息，实现对机车运行的远状态的远程管理。

2.如权利要求1所述的机车动态质量智能监测系统，其特征在于：所述的温度信号采集是在铁路机车上的电机轴承、传动轴等部位安装有红外测温传感器，多个红外测温传感器作为从站通过485总线与安装在机车司机室Ⅰ端的触摸屏通讯；另外通过单总线的方式连接多个DALAS18B20测温传感器采集机车各主要部位电机轴承温度，通过温度采集模块转换为485接口，以MODBUS RTU 协议与机车司机室Ⅰ端的触摸屏通讯，以上采集的温度都可以从触摸屏上读出、存储、实时显示，当采集的温度高于设置的报警温度时，相对应位置的报警指示灯由绿色变为红色，并不停闪烁直到温度低于报警限值后，才停止报警闪烁。