CN116773902A - 一种五线制转辙机功率采集装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本说明书实施例提供了一种五线制转辙机功率采集装置及方法，其中，该装置包括转辙机、分线柜、电流互感器、OC控制机柜及道岔采集模块；道岔采集模块包括动作电压采集子模块、功率运算子模块、三个隔离子模块；转辙机动作线X1‑X5经分线柜配线分别接至OC控制机柜，电流互感器设有A、B、C相电互感器，动作线X1‑X5穿设于A、B、C相电互感器，三个隔离子模块输出端均连接动作电压采集子模块，实现采集道岔动作电压信息；电流互感器采集的道岔动作电流信息；功率运算子模块根据道岔动作电压信息与道岔动作电流信息计算获得转辙机功率数据。本发明以解决相关技术中没有适用于全电子联锁制式下的功能监测的采集装置的技术问题。
Description
技术领域
本发明涉及信息采集处理技术领域，尤其涉及一种五线制转辙机功率采集装置及方法。
背景技术
轨道道岔监测是轨道交通线路中信号集中监测系统的重要组成部分，主要实现对道岔动作电压、动作电流、功率等参数的采集、处理，是道岔故障分析的主要方式和手段。
目前城市轨道交通项目多使用计算机联锁设备，道岔功率监测的采样点位于组合柜的转辙机组合处。随着全电子联锁设备的兴起，逐渐暴露出一个问题：因全电子联锁设备取消了转辙机组合，导致集中监测设备无法按照既有的采集方式对转辙机功率进行监测，必须寻找新的采样点；但是现有技术中没有适用于全电子联锁制式下的功能监测的采集装置，因此，亟需提供一种适用于转辙机功率进行监测的装置。
发明内容
为克服相关技术中存在的问题，本公开提供一种五线制转辙机功率采集装置及方法，以解决相关技术中没有适用于全电子联锁制式下的功能监测的采集装置的技术问题。
本说明书一个或多个实施例提供了一种五线制转辙机功率采集装置，包括转辙机、分线柜、电流互感器、OC控制机柜及道岔采集模块；其中，
所述道岔采集模块包括动作电压采集子模块、功率运算子模块、第一隔离子模块、第二隔离子模块及第三隔离子模块；
转辙机动作线X1、X2、X3、X4、X5经分线柜配线分别接至OC控制机柜，所述电流互感器设有A、B、C相电互感器，X1线穿设于A相互感器，X2线和X4穿于B相互感器，X3线和X5穿于C相互感器；
X1线通过分线柜再连接第一隔离子模块、X2线和X4线通过分线柜再连接第二隔离子模块，X2线和X4线通过分线柜再连接第三隔离子模块，第一隔离子模块、第二隔离子模块及第三隔离子模块输出端均连接动作电压采集子模块，实现动作电压采集子模块采集道岔动作电压信息，并将采集的电压信息传输至与动作电压采集子模块通信连接的功率运算子模块；
电流互感器与功率运算子模块通信连接，实现将采集的道岔动作电流信息传输至功率运算子模块；
功率运算子模块根据道岔动作电压信息与道岔动作电流信息经运算处理后获得转辙机功率数据，并发送至维护支持工作站。
进一步的，所述功率运算子模块还用于接收OC控制机柜发送的转辙机动作时机指令信息与道岔位置信息，并实现根据OC控制机柜Start指令开始运算，根据OC控制机柜发送的End指令停止运算。
进一步的，还设置与功率运算子模块连接的数据构建子模块，用于根据道岔位置确定道岔位置信息，以判断转辙机的动作方向，并根据功率运算子模块计算的功率数据，生成转辙机功率曲线数据传输至维护支持工作站。
进一步的，所述电流互感器和动作电压采集子模块采集电流数据和电压数据的时间间隔为1ms。
进一步的，电流互感器设置为光学电流互感器。
进一步的，所述道岔采集模块的集成本体上设置分别与所述分线柜、电流互感器、OC机柜及维护支持工作站进行数据通信的连接件接口，各连接件接口根据需求通过通信线或控制口线实现道岔采集模块与所述分线柜、电流互感器、OC机柜及维护支持工作站连接；
本说明书一个或多个实施例提供了一种基于任意一项五线制转辙机功率采集装置实现的功率采集方法，包括步骤：
功率运算子模块接收动作电压采集子模块采集道岔动作电压信息和电流互感器采集的道岔动作电流信息；
功率运算子模块根据道岔动作电压信息与道岔动作电流信息经运算处理后获得转辙机功率数据并发送至维护支持工作站。
进一步的，还包括步骤：
根据OC控制机柜发送的转辙机动作时机指令信息与道岔位置信息，功率运算子模块根据OC控制机柜Start指令开始运算，根据OC控制机柜发送的End指令停止运算。
进一步的，还包括步骤：
根据道岔位置确定道岔位置信息，以判断转辙机的动作方向，并根据功率运算子模块计算的功率数据，生成转辙机功率曲线数据传输至维护支持工作站。
进一步的，所述采集电流数据和电压数据的时间间隔为1ms。
本发明中，道岔采集模块中电压采集子模块与功率运算子模块分别实现对转辙机电压信息和电流信息的采集，并计算获得转辙机的功率数据，并将数据同步至维护支持工作站，实现了现有监测设备(维护支持工作站)可按照既有的采集方式对转辙机功率进行监测；且本发明通过设置的道岔采集模块实现对道岔动作电压、动作电流、功率等参数的采集、处理，保持了既有转辙机的控制电路，不因采集功能而增加故障点。
附图说明
为了更清楚地说明本说明书一个或多个实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本说明书中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本说明书一个或多个实施例提供的一种五线制转辙机功率采集装置的结构示意图；
图2为本说明书一个或多个实施例提供的一种五线制转辙机功率采集装置的线路连接示意图；
图3为本说明书一个或多个实施例提供的一种五线制转辙机功率采集装置中道岔采集模块的结构及模块接线示意图；
图4为本说明书一个或多个实施例提供的一种五线制转辙机功率采集方法流程示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本说明书一个或多个实施例中的技术方案，下面将结合本说明书一个或多个实施例中的附图，对本说明书一个或多个实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本说明书的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本说明书一个或多个实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明件的保护范围。
下面结合具体实施方式和说明书附图对本发明做出详细的说明。
装置实施例
根据本发明实施例，提供了一种五线制转辙机功率采集装置，如图1所示，为本实施例提供的五线制转辙机功率采集装置结构示意图，根据本发明实施例的五线制转辙机功率采集装置，包括：
参考图1-3所示，转辙机、分线柜、电流互感器、OC(Object controller，对象控制器)机柜，及道岔采集模块，其中，
转辙机动作线X1、X2、X3、X4、X5经分线柜配线分别接至OC控制机柜，所述电流互感器设有A、B、C相电互感器，X1线穿设于A相互感器，X2线和X4穿于B相互感器，X3线和X5穿于C相互感器，电流互感器实现通过采集接点电路线缆上的电流实现道岔动作电流Ia、Ib和Ic的采集。
其中，五根动作线分别为：
X1线为定反位动作、表示共用线；
X2线为反位向定位动作及定位表示线；
X3线为定位向反位动作及反位表示线；
X4线为定位向反位动作及定位表示线；
X5线为反位向定位动作及反位表示线。
所述道岔采集模块包括动作电压采集子模块、功率运算子模块、第一隔离子模块、第二隔离子模块及第三隔离子模块，第一隔离子模块、第二隔离子模块及第三隔离子模块可使用GL-A、GL-B或GL-C隔离器。
X1线通过分线柜连接第一隔离子模块、X2线和X4线通过分线柜连接第二隔离子模块，X2线和X4线通过分线柜连接第三隔离子模块，第一隔离子模块、第二隔离子模块及第三隔离子模块输出端均连接动作电压采集子模块，实现通过采集X1～X5线的电压而实现道岔动作电压Uab、Ubc和Uca的采集，并将采集的Uab、Ubc和Uca传输至与动作电压采集子模块通信连接的功率运算子模块。
本实施例，结合图2和图3，道岔采集模块上设置R1～R5接线端子实现X1～X5线与第一隔离子模块、第二隔离子模块及第三隔离子模块的连接，其中，R1～R5接线端子分别具体与第一隔离子模块、第二隔离子模块、第三隔离子模块的连接不做限定，能实现上述电压的采集即可。
电流互感器与功率运算子模块通信连接，例如可通过尾缆与功率运算子模块通信输入端口(R6)连接，实现将采集的道岔动作电流Ia、Ib和Ic传输至功率运算子模块。
功率运算子模块根据道岔动作电压Uab、Ubc和Uca，道岔动作电流Ia、Ib和Ic经运算处理后获得转辙机功率数据，并将转辙机功率数据发送至维护支持工作站。
在一优选实施例中，电流互感器采用霍尔传感器，集成了A、B、C三个互感线圈，经电流感应方式实现电路中电流值采集和输出功能，不影响既有转辙机电路；道岔控制电路中X1芯线穿过互感线圈A，可由其采集输出A相电源的道岔动作电流Ia；道岔控制电路中X2和X4芯线穿过互感线圈B，可由其采集输出B相电源的道岔动作电流Ib；道岔控制电路中X3和X5芯线穿过互感线圈C，可由其采集输出C相电源的道岔动作电流Ic。
本实施例中，所述第一隔离子模块、第二隔离子模块及第三隔离子模块实现将输入端和输出端实现有效隔离的功能，实现输出端电路与输入端电路隔离，尤其避免输出端电路故障影响输入端电路既有功能。
本实施例功率运算子模块与维护支持工作站(MSS系统)通信连接，例如可通过通信模块进行无线传输通信，也可通过设置通信端口通过线缆进行通信；需要说明的是，本实施例中只要是涉及到各模块间信号传输的，两者间的通信方式不作具体限定，只要可通过通信模块实现无线通信，或是通过设置通信端口通过线缆进行通信均落入本实施例保护范围。
在一些实施例中，为节省能耗，需控制功率运算子模块的运算时机，本实施例中，OC控制机柜与所述功率运算子模块通信连接，功率运算子模块接收OC控制机柜发送的转辙机动作时机(Start/End)指令信息与道岔位置(BD/FB)(DB为定位表示，FB为反位表示)信息，功率运算子模块根据OC控制机柜Start指令开始运算，根据OC控制机柜发送的End指令停止运算。
本实施例优选的，当转辙机开始动作时，OC控制机柜(转辙机板卡)向功率运算子模块发送“Start”指令，功率运算子模块开始运算。转辙机动作结束后，OC控制机柜(转辙机板卡)向功率运算子模块发送“End”指令，功率运算子模块记录转辙机动作结束时机。当功率运算子模块完成功率运算并将数据送至通信输出端口后，自动停止工作。
功率运算子模块的功率运算方法如下：
转辙机三相负载的功率分别计算A、B、C各相的功率再求和。
在一具体实施例中，为了保证采集数据不会丢失才以及保持通信线路的通畅，电流互感器每间隔1ms采集一次电流数据实现以较短的间隔连续传输，将其循环存储在能保存60次数据的内存中，使该内存段总是保存最近60ms(3个工频周期)内的瞬时电流数据。最后在需要时根据有效值的公式-均方根值计算60次瞬时电流的均方根值(先求平方和、在求得均值、最后开根)，得到最近60ms的有效值。通过上述算法，可得出ABC三相有效电流Ia、Ib、Ic。
同理，动作电压采集子模块每间隔1ms采集一次电压数据，始终存下最近60ms(3个工频周期)内的瞬时电压数据，在需要时，计算60组数据的均方根值，即可得出AC、BC、CA的线电压。正常情况下，三路的线电压都应在380V附近。
本实施例，为了提高电流采集的稳定性和互感器运行暂态响应好，抗电磁干扰能力强，电流互感器设置为光学电流互感器。
最后，根据功率公式，可得出转辙机功率计算如下为：
式中，Ia、Ib、Ic分别对应为电流互感器的A、B、C三相电源的道岔动作电流，Uab、Ubc和Uca为采集的对应的X1～X5线的电压道岔动作电压。
在一实施例中，为了将实时计算获得的转辙机维功率数据进行存储，作为维护人员的维修依据，本实施例道岔采集模块还设置与功率运算子模块连接的数据构建子模块，用于根据道岔位置(BD/FB)确定道岔位置信息，以判断转辙机的动作方向，并结合功率运算子模块计算的功率数据，生成转辙机功率曲线数据通信输出端口送至维护支持工作站进行显示及存储。
参考图2所示，由于转辙机包括四线制、五线制和六线制转辙机，为了实现道岔采集模块与需检测的转辙机则和道岔组合进行连接，道岔采集模块的集成本体上可设置分别与所述分线柜、电流互感器、OC机柜及维护支持工作站进行数据通信的连接件接口，各连接件接口根据需求通过通信线或控制口线实现道岔采集模块与所述分线柜、电流互感器、OC机柜及维护支持工作站连接。
本实施例道岔采集模块可通过标准CAN通信协议、RS485协议或ICP/IP协议，将道岔功率信息传输至维护支持工作站，实现相关信息的全线共享。
本实施例装置具有以下优点：
1、本装置道岔采集模块中电压采集子模块与功率运算子模块分别实现对转辙机电压信息和电流信息的采集，功率运算子模块计算获得转辙机的功率数据，并将数据同步至维护支持工作站，实现了现有监测设备(维护支持工作站)可按照既有的采集方式对转辙机功率进行监测。
2、本装置通过设置的道岔采集模块实现对道岔动作电压、动作电流、功率等参数的采集、处理，保持了既有转辙机的控制电路，不因采集功能而增加故障点。
3、本装置采集信息通过标准CAN通信协议、RS485协议或ICP/IP协议，将道岔功率信息传输至维护支持工作站，通过标准通信协议进行全线、全系统共享。
方法实施例
根据本发明实施例，提供了一种基于上述五线制转辙机功率采集装置实施例实现的五线制转辙机功率采集装方法，如图4所示，为本实施例提供的五线制转辙机功率采集方法流程图，根据本发明实施例的五线制转辙机功率采集方法，包括：
步骤S1、动作电压采集子模块采集道岔动作电压信息，并将采集的电压信息传输至功率运算子模块；
步骤S2、电流互感器将采集的道岔动作电流信息传输至功率运算子模块；
步骤S3、功率运算子模块根据道岔动作电压信息与道岔动作电流信息经运算处理后获得转辙机功率数据并发送至维护支持工作站。
本实施例，功率运算子模块接收道岔动作电压Uab、Ubc和Uca，和电流互感器采集的道岔动作电流Ia、Ib和Ic，功率运算子模块的通过下述功率运算方法计算：
转辙机三相负载的功率分别计算A、B、C各相的功率再求和。
在一些实施例中，所述步骤S3还包括步骤：
步骤S311、根据OC控制机柜发送的转辙机动作时机指令信息与道岔位置信息，功率运算子模块根据OC控制机柜Start指令开始运算，根据OC控制机柜发送的End指令停止运算；
为节省能耗，需控制功率运算子模块的运算时机，功率运算子模块接收OC控制机柜发送的转辙机动作时机(Start/End)指令信息与道岔位置(BD/FB)(DB为定位表示，FB为反位表示)信息，功率运算子模块根据OC控制机柜Start指令开始运算，根据OC控制机柜发送的End指令停止运算。
为了将实时计算获得的转辙机维功率数据进行存储，作为维护人员的维修依据，还包括步骤：
步骤S4、根据道岔位置确定道岔位置信息，以判断转辙机的动作方向，并根据功率运算子模块计算的功率数据，生成转辙机功率曲线数据传输至维护支持工作站。
本方法道岔采集模块实现对转辙机电压信息和电流信息的采集，并功率运算子模块计算获得转辙机的功率数据，并将数据同步至维护支持工作站，实现了现有监测设备(维护支持工作站)可按照既有的采集方式对转辙机功率进行监测，且道岔采集模块实现对道岔动作电压、动作电流、功率等参数的采集、处理，保持了既有转辙机的控制电路，不会采集功能而增加故障点。
本发明实施例是通过上述装置实施例实现的方法实施例，各个步骤的具体操作可以参照上述装置实施例各模块之间的信号处理逻辑进行理解，在此不再赘述。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于装置或系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的装置及系统实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，且本发明说明书中未作详细描述的内容属本领域技术人员的公知技术。
Claims (10)
1.一种五线制转辙机功率采集装置，其特征在于，包括转辙机、分线柜、电流互感器、OC控制机柜及道岔采集模块；其中，
所述道岔采集模块包括动作电压采集子模块、功率运算子模块、第一隔离子模块、第二隔离子模块及第三隔离子模块；
转辙机动作线X1、X2、X3、X4、X5经分线柜配线分别接至OC控制机柜，所述电流互感器设有A、B、C相电互感器，X1线穿设于A相互感器，X2线和X4穿于B相互感器，X3线和X5穿于C相互感器；
X1线通过分线柜再连接第一隔离子模块、X2线和X4线通过分线柜再连接第二隔离子模块，X2线和X4线通过分线柜再连接第三隔离子模块，第一隔离子模块、第二隔离子模块及第三隔离子模块输出端均连接动作电压采集子模块，实现动作电压采集子模块采集道岔动作电压信息，并将采集的电压信息传输至与动作电压采集子模块通信连接的功率运算子模块；
电流互感器与功率运算子模块通信连接，实现将采集的道岔动作电流信息传输至功率运算子模块；
功率运算子模块根据道岔动作电压信息与道岔动作电流信息经运算处理后获得转辙机功率数据，并发送至维护支持工作站。
2.如权利要求1所述的五线制转辙机功率采集装置，其特征在于，
所述功率运算子模块还用于接收OC控制机柜发送的转辙机动作时机指令信息与道岔位置信息，并实现根据OC控制机柜Start指令开始运算，根据OC控制机柜发送的End指令停止运算。
3.如权利要求2所述的五线制转辙机功率采集装置，其特征在于，
还设置与功率运算子模块连接的数据构建子模块，用于根据道岔位置确定道岔位置信息，以判断转辙机的动作方向，并根据功率运算子模块计算的功率数据，生成转辙机功率曲线数据传输至维护支持工作站。
4.如权利要求2所述的五线制转辙机功率采集装置，其特征在于，
所述电流互感器和动作电压采集子模块采集电流数据和电压数据的时间间隔为1ms。
5.如权利要求1所述的五线制转辙机功率采集装置，其特征在于，所述电流互感器设置为光学电流互感器。
6.如权利要求1所述的五线制转辙机功率采集装置，其特征在于，所述
道岔采集模块的集成本体上设置分别与所述分线柜、电流互感器、OC机柜及维护支持工作站进行数据通信的连接件接口，各连接件接口根据需求通过通信线或控制口线实现道岔采集模块与所述分线柜、电流互感器、OC机柜及维护支持工作站连接。
7.一种基于上权利要求1-6任意一项五线制转辙机功率采集装置实现的功率采集方法，其特征在于，包括步骤：
功率运算子模块接收动作电压采集子模块采集道岔动作电压信息和电流互感器采集的道岔动作电流信息；
功率运算子模块根据道岔动作电压信息与道岔动作电流信息经运算处理获得转辙机功率数据并发送至维护支持工作站。
8.如权利要求7所述的五线制转辙机功率采集方法，其特征在于，还包括步骤：
根据OC控制机柜发送的转辙机动作时机指令信息与道岔位置信息，功率运算子模块根据OC控制机柜Start指令开始运算，根据OC控制机柜发送的End指令停止运算。
9.如权利要求8所述的五线制转辙机功率采集方法，其特征在于，还包括步骤：
根据道岔位置确定道岔位置信息，以判断转辙机的动作方向，并根据功率运算子模块计算的功率数据，生成转辙机功率曲线数据传输至维护支持工作站。
10.如权利要求8所述的五线制转辙机功率采集方法，其特征在于，所述采集电流数据和电压数据的时间间隔为1ms。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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