專利名稱：一種機(jī)車運(yùn)行狀態(tài)實(shí)時監(jiān)測記錄和參數(shù)調(diào)節(jié)系統(tǒng)及其方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種機(jī)車狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)及其方法，尤其是涉及ー種適用于機(jī)車車輛的機(jī)車運(yùn)行狀態(tài)信息實(shí)時監(jiān)測記錄和在線參數(shù)調(diào)節(jié)系統(tǒng)及其方法。
背景技術(shù)：
隨著電子及計算機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展，DSP、ARM和FPGA (Field-programmable gate array，現(xiàn)場可編程門陣列)等功能強(qiáng)大的嵌入式微機(jī)技術(shù)已經(jīng)成熟并得到廣泛應(yīng)用。高集成、高精度和高可靠性的IC集成技術(shù)也同樣在不斷地升級換代。同時以太網(wǎng)通訊技術(shù)和界面開發(fā)軟件編程技術(shù)的日新月異則更是大大提升了目前的技術(shù)水平。而機(jī)車控制裝置是機(jī)車運(yùn)行的重要組成部分，其運(yùn)行狀態(tài)好壞直接關(guān)系到機(jī)車的安全運(yùn)行，因此在出廠時，需對機(jī)車控制裝置作全面的、詳細(xì)的性能調(diào)試。此外，當(dāng)機(jī)車在線運(yùn)行時，有時也需要對機(jī)車運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時的監(jiān)測，通過分析數(shù)據(jù)信息，及時發(fā)現(xiàn)并解決機(jī)車故障。目前雖然有專門的機(jī)車狀態(tài)監(jiān)測及數(shù)據(jù)記錄裝置，但無法直接對機(jī)車進(jìn)行在線參數(shù)調(diào)節(jié)。其由數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)傳輸模塊與數(shù)據(jù)監(jiān)視記錄模塊組成，屬于機(jī)車控制裝置之外重新開發(fā)，需對機(jī)車的相關(guān)信號重新布線，對于客戶而言，維護(hù)及成本大大增加。另外無法獲取機(jī)車控制的ー些關(guān)鍵變量，對于ー些關(guān)鍵的故障來說，查找還是比較困難。而且由于電カ機(jī)車的運(yùn)行條件惡劣，需要在機(jī)車運(yùn)行的不同工作狀態(tài)下進(jìn)行參數(shù)配置，對調(diào)節(jié)機(jī)車的PI參數(shù)相當(dāng)不方便；而以往調(diào)節(jié)PI參數(shù)都是利用示波器觀察調(diào)節(jié)效果，修改機(jī)車控制程序中PI參數(shù)值，這意味著需要修改毎次改動都需要修改控制程序，大大降低了機(jī)車控制裝置的可靠性，參數(shù)調(diào)節(jié)周期較長。同吋，機(jī)車在線運(yùn)行時，攜帶多臺示波器或者采用數(shù)據(jù)采集觀察上車監(jiān)測機(jī)車運(yùn)行狀態(tài)信號的方法基本不可行，雖然司機(jī)室的顯示屏上能夠看到ー些利用通訊傳輸上來的機(jī)車的狀態(tài)信號和故障條目，但是由于這些信息只能每隔傳輸一次，因此數(shù)據(jù)信息的實(shí)時性較差，不能準(zhǔn)確反應(yīng)和捕捉機(jī)車的瞬態(tài)隱性故障。目前雖然有些機(jī)車采用微機(jī)系統(tǒng)控制，有ー些故障記錄信息，但是其存儲空間有限，毎次故障發(fā)生時只能記錄故障發(fā)生前后 2秒的狀態(tài)，因此記錄數(shù)據(jù)量和數(shù)據(jù)長度有限，不能全面反映機(jī)車的狀態(tài)信息。綜上所述，有必要開發(fā)ー個實(shí)時狀態(tài)監(jiān)視與數(shù)據(jù)記錄系統(tǒng)，不論是對機(jī)車的出廠調(diào)試，還是在線運(yùn)行吋，都可以方便地通過此系統(tǒng)全面地、長時間地監(jiān)測及記錄機(jī)車運(yùn)行的數(shù)據(jù)信息(包括機(jī)車運(yùn)行的一些關(guān)鍵的中間變量)，并利用存儲的豐富數(shù)據(jù)，通過數(shù)據(jù)回放方式來仔細(xì)分析機(jī)車的瞬態(tài)隱形故障，從而提升調(diào)試及檢測水平，提高工作效率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供ー種機(jī)車運(yùn)行狀態(tài)實(shí)時監(jiān)測記錄和參數(shù)調(diào)節(jié)系統(tǒng)及其方法， 該系統(tǒng)及其方法不論是對機(jī)車的出廠調(diào)試，還是在線運(yùn)行吋，都可以方便地通過此系統(tǒng)全面地、長時間地監(jiān)測及記錄機(jī)車運(yùn)行的數(shù)據(jù)信息，從而提升調(diào)試及檢測水平，提高工作效本。為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明具體提供了 ー種機(jī)車運(yùn)行狀態(tài)實(shí)時監(jiān)測記錄和參數(shù)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的技術(shù)實(shí)現(xiàn)方案，ー種機(jī)車運(yùn)行狀態(tài)實(shí)時監(jiān)測記錄和參數(shù)調(diào)節(jié)系統(tǒng)，包括監(jiān)控模塊和機(jī)車控制裝置，監(jiān)控模塊包括監(jiān)視記錄模塊、記錄回放模塊和參數(shù)調(diào)節(jié)模塊，機(jī)車控制裝置包括機(jī)車控制模塊，監(jiān)控模塊通過以太網(wǎng)線與機(jī)車控制裝置的機(jī)車控制模塊相連， 監(jiān)視記錄模塊通過以太網(wǎng)線向機(jī)車控制模塊發(fā)送監(jiān)控數(shù)據(jù)指令，并實(shí)時接收、記錄和顯示機(jī)車控制模塊發(fā)回的監(jiān)控數(shù)據(jù)；記錄回放模塊對監(jiān)視記錄模塊記錄的監(jiān)控數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲和回放；參數(shù)調(diào)節(jié)模塊通過以太網(wǎng)線向機(jī)車控制模塊發(fā)送參數(shù)調(diào)節(jié)指令，并將參數(shù)數(shù)據(jù)在線寫入機(jī)車控制模塊。作為本發(fā)明ー種機(jī)車運(yùn)行狀態(tài)實(shí)時監(jiān)測記錄和參數(shù)調(diào)節(jié)系統(tǒng)技術(shù)方案的進(jìn)ー步改進(jìn)，機(jī)車控制裝置還包括功能板模塊，功能板模塊包括兩個以上的功能板，各個功能板與機(jī)車控制模塊之間通過AMS總線相連，各個功能板和機(jī)車控制模塊均與機(jī)車外圍信號接ロ 模塊相連。作為本發(fā)明ー種機(jī)車運(yùn)行狀態(tài)實(shí)時監(jiān)測記錄和參數(shù)調(diào)節(jié)系統(tǒng)技術(shù)方案的進(jìn)ー步改進(jìn)，機(jī)車控制模塊包括數(shù)據(jù)采集模塊、公用RAM模塊、ARM芯片和DSP芯片，數(shù)據(jù)采集模塊與機(jī)車外圍信號接ロ模塊和公用RAM模塊分別相連，公用RAM模塊與ARM芯片和DSP芯片分別相連，數(shù)據(jù)采集模塊對機(jī)車外圍的模擬量和/或數(shù)字量數(shù)據(jù)進(jìn)行采集和處理，DSP芯片管理機(jī)車控制裝置的總線，并進(jìn)行機(jī)車控制；ARM芯片對數(shù)據(jù)采集模塊采集到的機(jī)車狀態(tài)信息進(jìn)行記錄、診斷、數(shù)據(jù)通訊與轉(zhuǎn)儲；公用RAM模塊為DSP芯片設(shè)定公用的全局變量數(shù)據(jù)， ARM芯片和DSP芯片讀寫公用RAM模塊中的變量數(shù)據(jù)，并通過公用RAM模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。作為本發(fā)明ー種機(jī)車運(yùn)行狀態(tài)實(shí)時監(jiān)測記錄和參數(shù)調(diào)節(jié)系統(tǒng)技術(shù)方案的進(jìn)ー步改進(jìn)，DSP芯片上運(yùn)行有機(jī)車控制程序，DSP芯片包括定時器模塊，定時器模塊控制機(jī)車控制程序定時循環(huán)執(zhí)行；當(dāng)機(jī)車控制程序運(yùn)行吋，DSP芯片讀取數(shù)據(jù)采集模塊在公用RAM模塊中的變量數(shù)據(jù)，更新來自機(jī)車外圍信號接ロ模塊的外圍接ロ輸入數(shù)據(jù)，依據(jù)外圍接ロ輸入數(shù)據(jù)，DSP芯片中的機(jī)車控制程序更新執(zhí)行，DSP芯片機(jī)車控制程序中的變量數(shù)據(jù)更新。作為本發(fā)明ー種機(jī)車運(yùn)行狀態(tài)實(shí)時監(jiān)測記錄和參數(shù)調(diào)節(jié)系統(tǒng)技術(shù)方案的進(jìn)ー步改進(jìn)，公用RAM模塊為DSP芯片設(shè)定公用的全局變量數(shù)據(jù)，并與來自數(shù)據(jù)采集模塊的外圍輸入數(shù)字量信號、模擬量信號、PI參數(shù)值和機(jī)車控制程序中的中間變量信號一一對應(yīng)，數(shù)據(jù)采集模塊采集的數(shù)據(jù)一一對應(yīng)賦值給公用RAM模塊中的全局變量，ARM芯片和DSP芯片讀寫公用RAM模塊中的變量數(shù)據(jù)。本發(fā)明還另外具體提供了ー種利用上述機(jī)車運(yùn)行狀態(tài)實(shí)時監(jiān)測記錄和參數(shù)調(diào)節(jié)系統(tǒng)進(jìn)行機(jī)車運(yùn)行狀態(tài)實(shí)時監(jiān)測記錄和參數(shù)調(diào)節(jié)的方法的技術(shù)實(shí)現(xiàn)方案，ー種機(jī)車運(yùn)行狀態(tài)實(shí)時監(jiān)測記錄和參數(shù)調(diào)節(jié)方法，該方法包括以下步驟
5100機(jī)車控制模塊的數(shù)據(jù)采集模塊通過機(jī)車外圍信號接ロ模塊采集來自機(jī)車外圍的模擬量和/或數(shù)字量數(shù)據(jù)；
5101監(jiān)視記錄模塊通過以太網(wǎng)線向機(jī)車控制模塊發(fā)送監(jiān)控數(shù)據(jù)指令，并實(shí)時接收、記錄和顯示機(jī)車控制模塊發(fā)回的監(jiān)控數(shù)據(jù)；
5102記錄回放模塊對監(jiān)視記錄模塊記錄的監(jiān)控數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲和回放；
S103:參數(shù)調(diào)節(jié)模塊通過以太網(wǎng)線向機(jī)車控制模塊發(fā)送參數(shù)調(diào)節(jié)指令，并將參數(shù)數(shù)據(jù)在線寫入機(jī)車控制模塊。作為本發(fā)明ー種機(jī)車運(yùn)行狀態(tài)實(shí)時監(jiān)測記錄和參數(shù)調(diào)節(jié)方法技術(shù)方案的進(jìn)ー步改進(jìn)，該方法還包括全局變量設(shè)定過程，全局變量設(shè)定過程包括以下步驟
機(jī)車控制模塊的公用RAM模塊為DSP芯片設(shè)定公用的全局變量數(shù)據(jù)，所述的全局變量數(shù)據(jù)與來自數(shù)據(jù)采集模塊的外圍輸入數(shù)字量信號、模擬量信號、PI參數(shù)值和機(jī)車控制程序中的中間變量信號一一對應(yīng)，數(shù)據(jù)采集模塊采集的數(shù)據(jù)一一對應(yīng)賦值給公用RAM模塊中的全局變量，ARM芯片和DSP芯片讀寫公用RAM模塊中的變量數(shù)據(jù)。作為本發(fā)明ー種機(jī)車運(yùn)行狀態(tài)實(shí)時監(jiān)測記錄和參數(shù)調(diào)節(jié)方法技術(shù)方案的進(jìn)ー步改進(jìn)，該方法還包括數(shù)據(jù)傳輸過程，數(shù)據(jù)傳輸過程包括以下步驟
DSP芯片上運(yùn)行的機(jī)車控制程序定時循環(huán)執(zhí)行，每次運(yùn)行吋，讀取數(shù)據(jù)采集模塊在公用 RAM模塊中對應(yīng)的變量值，更新機(jī)車外圍信號接ロ模塊輸入的數(shù)據(jù)信號，DSP芯片上的機(jī)車控制程序根據(jù)輸入數(shù)據(jù)信號執(zhí)行更新操作，機(jī)車控制程序中的中間變量信號進(jìn)行更新，所有輸入數(shù)據(jù)信號更新完成后，公用RAM模塊中的全局變量也同時更新完成，井置數(shù)據(jù)更新標(biāo)志位，ARM芯片監(jiān)視數(shù)據(jù)更新標(biāo)志位，通過訪問公用RAM模塊的存儲區(qū)，取得數(shù)據(jù)，啟動以太網(wǎng)通訊，并將數(shù)據(jù)傳輸至監(jiān)控模塊，同時將數(shù)據(jù)更新標(biāo)志位置零。作為本發(fā)明ー種機(jī)車運(yùn)行狀態(tài)實(shí)時監(jiān)測記錄和參數(shù)調(diào)節(jié)方法技術(shù)方案的進(jìn)ー步改進(jìn)，該方法還包括在線參數(shù)調(diào)節(jié)過程，在線參數(shù)調(diào)節(jié)過程包括以下步驟
機(jī)車控制的初始參數(shù)由DSP芯片上運(yùn)行的機(jī)車控制程序進(jìn)行初始設(shè)定，當(dāng)需要在線調(diào)節(jié)參數(shù)時，調(diào)試人員根據(jù)實(shí)時監(jiān)視機(jī)車運(yùn)行的相關(guān)數(shù)據(jù)，在監(jiān)控模塊的參數(shù)調(diào)節(jié)模塊的功能界面上修改所需調(diào)節(jié)的參數(shù)數(shù)值，并啟動數(shù)據(jù)發(fā)送，ARM芯片通過以太網(wǎng)線接收和校驗(yàn)數(shù)據(jù)，將校驗(yàn)后的數(shù)據(jù)寫入公用RAM模塊的存儲區(qū)，并置參數(shù)設(shè)置標(biāo)志位；DSP芯片監(jiān)測參數(shù)設(shè)置標(biāo)志位后，訪問公用RAM模塊的存儲區(qū)，讀取參數(shù)變量，進(jìn)行更新；從設(shè)定一次參數(shù)到下次設(shè)定參數(shù)之間相隔設(shè)定的時間。作為本發(fā)明ー種機(jī)車運(yùn)行狀態(tài)實(shí)時監(jiān)測記錄和參數(shù)調(diào)節(jié)方法技術(shù)方案的進(jìn)ー步改進(jìn)，該方法還包括監(jiān)控模塊監(jiān)控過程，監(jiān)控模塊監(jiān)控過程包括以下步驟
監(jiān)控模塊通過以太網(wǎng)線發(fā)送監(jiān)控數(shù)據(jù)命令包，機(jī)車控制裝置的機(jī)車控制模塊接收命令包，并進(jìn)行解析，機(jī)車控制模塊通過以太網(wǎng)線向監(jiān)控模塊發(fā)送數(shù)據(jù)包，監(jiān)控模塊接收數(shù)據(jù)， 按通信協(xié)議顯示還原數(shù)據(jù)，同時對數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時存儲與管理；
監(jiān)控模塊通過以太網(wǎng)線將配置服務(wù)器端ロ及命令包發(fā)送至機(jī)車控制裝置的機(jī)車控制模塊，機(jī)車控制模塊接收命令，準(zhǔn)備接收后續(xù)參數(shù)配置數(shù)據(jù)包；機(jī)車控制模塊隨后接收參數(shù)配置數(shù)據(jù)包，在將數(shù)據(jù)包解析之后寫入公用RAM模塊的存儲區(qū)；同時返回校驗(yàn)數(shù)據(jù)結(jié)果，監(jiān)控模塊接收校驗(yàn)數(shù)據(jù)，錯誤則需重新發(fā)送數(shù)據(jù)包。通過實(shí)施上述本發(fā)明ー種機(jī)車運(yùn)行狀態(tài)實(shí)時監(jiān)測記錄和參數(shù)調(diào)節(jié)系統(tǒng)及其方法， 具有以下技術(shù)效果
(1)本發(fā)明描述的系統(tǒng)及其方法能對機(jī)車運(yùn)行數(shù)據(jù)信號進(jìn)行實(shí)時地、長時間(只要筆記本硬盤夠大)地記錄顯示；
(2)本發(fā)明描述的系統(tǒng)及其方法的數(shù)據(jù)采集與傳輸是基于機(jī)車控制裝置上實(shí)現(xiàn)，無需増加新的采集功能模塊與數(shù)據(jù)傳輸；并且其不受外界干擾，為機(jī)車運(yùn)行狀態(tài)的分析提供很可靠的依據(jù)；(3)本發(fā)明描述的系統(tǒng)及其方法的監(jiān)控模塊安裝在筆記本電腦上，體積小，與相應(yīng)的機(jī)車控制裝置配套；因此攜帯方便，尤其適用于上車試驗(yàn)和檢修；
(4)本發(fā)明描述的系統(tǒng)及其方法共用數(shù)據(jù)采集模塊，但控制功能模塊與數(shù)據(jù)傳輸功能模塊分離，因此能提供機(jī)車運(yùn)行的安全性、可靠性；
(5)本發(fā)明描述的系統(tǒng)及其方法具有實(shí)時在線參數(shù)調(diào)節(jié)，是適應(yīng)鐵路裝備信息化的需求，能極大地減少調(diào)試人員工作量，縮短機(jī)車控制裝置的開發(fā)調(diào)試周期。


為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1是本發(fā)明機(jī)車運(yùn)行狀態(tài)實(shí)時監(jiān)測記錄和參數(shù)調(diào)節(jié)系統(tǒng)ー種具體實(shí)施方式
的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成框圖2是本發(fā)明機(jī)車運(yùn)行狀態(tài)實(shí)時監(jiān)測記錄和參數(shù)調(diào)節(jié)系統(tǒng)ー種具體實(shí)施方式
的信號流向示意圖3是本發(fā)明機(jī)車運(yùn)行狀態(tài)實(shí)時監(jiān)測記錄和參數(shù)調(diào)節(jié)系統(tǒng)所應(yīng)用的機(jī)車牽引與制動控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖4是本發(fā)明機(jī)車運(yùn)行狀態(tài)實(shí)時監(jiān)測記錄和參數(shù)調(diào)節(jié)系統(tǒng)ー種具體實(shí)施方式
的監(jiān)控模塊的功能示意圖5是本發(fā)明機(jī)車運(yùn)行狀態(tài)實(shí)時監(jiān)測記錄和參數(shù)調(diào)節(jié)系統(tǒng)ー種具體實(shí)施方式
的以太網(wǎng)實(shí)時監(jiān)控數(shù)據(jù)工作過程示意圖6是本發(fā)明機(jī)車運(yùn)行狀態(tài)實(shí)時監(jiān)測記錄和參數(shù)調(diào)節(jié)系統(tǒng)ー種具體實(shí)施方式
的以太網(wǎng)實(shí)時修改控制參數(shù)工作過程示意圖中，1-監(jiān)控模塊，2-機(jī)車控制裝置，3-監(jiān)視記錄模塊，4-記錄回放模塊，5-參數(shù)調(diào)節(jié)模塊，6-以太網(wǎng)線，7-機(jī)車控制模塊，8-功能板模塊，9-AMS總線，10-機(jī)車外圍信號接 ロ模塊，701-數(shù)據(jù)采集模塊，702-公用RAM模塊，703-ARM芯片，704-DSP芯片，Ul-牽引特性環(huán)節(jié)，U2-制動特性環(huán)節(jié)，U3-給定積分器，U4-粘著限制環(huán)節(jié)，U5-制動電流限制環(huán)節(jié)， U6-軸重補(bǔ)償環(huán)節(jié)，U7-防空轉(zhuǎn)環(huán)節(jié)，U8-最大電壓調(diào)節(jié)器，U9-電樞調(diào)節(jié)器，UlO-控制邏輯単元，Ull-磁場調(diào)節(jié)器，U12-最大勵磁電流調(diào)節(jié)器，U13-移相電壓變換環(huán)節(jié)，U14-同步移相信號，U15-調(diào)制環(huán)節(jié)，U16-解調(diào)環(huán)節(jié)，Wl-牽引電位器，W2-制動電位器，W3-調(diào)車電位器，α-級位指令信號，Im-電機(jī)電流反饋信號，Um-電機(jī)電壓反饋信號，If-勵磁電流反饋信號，Ummax-最大電壓限制信號，Ifmax-最大勵磁電流反饋信號，Gl-前轉(zhuǎn)向架工作信號， Izmax-最大制動電流限制值，Izmin-最小制動電流限制值，+-加法，-1-倒相，Upll-—段橋交流電壓信號，Up 12- ニ段橋交流電壓信號，min-最小值選擇，max-最大值選擇，d α 1- —段橋移相觸發(fā)電平信號，da 2-ニ段橋移相觸發(fā)電平信號，da 3-三段橋移相觸發(fā)電平信號， da 4-勵磁橋移相觸發(fā)電平信號。
具體實(shí)施方式
下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明的一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。如附圖1至附圖6所示，給出了本發(fā)明ー種機(jī)車運(yùn)行狀態(tài)實(shí)時監(jiān)測記錄和參數(shù)調(diào)節(jié)系統(tǒng)及其方法的具體實(shí)施例，下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)ー步說明。如附圖3所示，現(xiàn)將機(jī)車控制裝置控制過程闡述如下
對機(jī)車的控制主要體現(xiàn)在機(jī)車牽引和制動性能的控制上，在附圖3中，機(jī)車控制裝置包括牽引特性環(huán)節(jié)U1、制動特性環(huán)節(jié)U2、給定積分器U3、粘著限制環(huán)節(jié)U4、制動電流限制環(huán)節(jié)TO、軸重補(bǔ)償環(huán)節(jié)U6、防空轉(zhuǎn)環(huán)節(jié)U7、最大電壓調(diào)節(jié)器U8、電樞調(diào)節(jié)器U9、控制邏輯單元U10、磁場調(diào)節(jié)器U11、最大勵磁電流調(diào)節(jié)器U12、移相電壓變換環(huán)節(jié)U13、同步移相信號 U14、調(diào)制環(huán)節(jié)U15、解調(diào)環(huán)節(jié)U16、牽引電位器W1、制動電位器W2和調(diào)車電位器W3 ；各種輸入輸出和控制信號包括級位指令信號α、電機(jī)電流反饋信號Im、電機(jī)電壓反饋信號^!、勵磁電流反饋信號If、最大電壓限制信號Ummax、最大勵磁電流反饋信號Ifmax、前轉(zhuǎn)向架エ 作信號G1、最大制動電流限制值Izmax、最小制動電流限制值Izmin、加法+、倒相-1、一段橋交流電壓信號Upll、ニ段橋交流電壓信號Upl2、最小值選擇min、最大值選擇max、一段橋移相觸發(fā)電平信號d α 1、ニ段橋移相觸發(fā)電平信號d α 2、三段橋移相觸發(fā)電平信號d α 3和勵磁橋移相觸發(fā)電平信號da 4。在機(jī)車牽引性能控制上，采用軟件方式實(shí)現(xiàn)特性控制性能。由一段斜線構(gòu)成粘著限制線，用電壓——電流限制作為粘著限制控制。在粘著限制范圍內(nèi)機(jī)車先按特性曲線的平直段恒流起動，待進(jìn)入特性曲線的斜線段后機(jī)車速度大致穩(wěn)定在牽引手柄所指示的速度范圍內(nèi)，同一級位上的速度變化范圍大約為10km/h。三段不等分半控橋順序開放，有電機(jī)電壓最大值限制。當(dāng)電機(jī)電壓達(dá)到最大限制值后開始三級磁場削弱。對前后轉(zhuǎn)向架軸重轉(zhuǎn)移進(jìn)行電氣補(bǔ)償。若電機(jī)電流大于某個值則前架減載，減載量與電流成正比。復(fù)位時有電流下降率和上升率的限制，以防止電流沖擊。在機(jī)車制動性能控制上，采用軟件方式實(shí)現(xiàn)制動控制性能。速度特性曲線(I-V)是 ー簇平行的斜線。制動控制系統(tǒng)采用加饋電阻制動，根據(jù)機(jī)車的速度，系統(tǒng)自動地調(diào)節(jié)一段半控橋的移相角，使制動電流沿著給定的速度-電流線變化，機(jī)車速度大致穩(wěn)定在給定級位所對應(yīng)的速度范圍內(nèi)。有最大勵磁電流限制，最大制動電流限制，最小制動電流限制，當(dāng) If達(dá)到最大限制值時，調(diào)節(jié)一段半控橋移相角，改變電機(jī)電壓以維持制動電流不變。牽引制動控制特性，牽引為準(zhǔn)恒速的控制特性，電機(jī)電流按下式控制
{150b ] 600π 54ν トmin Qi) 1124 J
式中:n—牽引級位數(shù)，n=0 10 ； ν—機(jī)車速度，單位km/h。制動為準(zhǔn)恒速的控制特性，制動電流按下式控制
權(quán)利要求
1.ー種機(jī)車運(yùn)行狀態(tài)實(shí)時監(jiān)測記錄和參數(shù)調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其特征在干，包括監(jiān)控模塊(1) 和機(jī)車控制裝置(2)，所述的監(jiān)控模塊(1)包括監(jiān)視記錄模塊(3)、記錄回放模塊(4)和參數(shù)調(diào)節(jié)模塊(5 )，所述的機(jī)車控制裝置(2 )包括機(jī)車控制模塊(7 )，所述的監(jiān)控模塊(1)通過以太網(wǎng)線(6 )與機(jī)車控制裝置(2 )的機(jī)車控制模塊(7 )相連，所述的監(jiān)視記錄模塊(3 )通過以太網(wǎng)線(6)向機(jī)車控制模塊(7)發(fā)送監(jiān)控數(shù)據(jù)指令，并實(shí)時接收、記錄和顯示機(jī)車控制模塊 (7)發(fā)回的監(jiān)控數(shù)據(jù)；所述的記錄回放模塊(4)對監(jiān)視記錄模塊(3)記錄的監(jiān)控數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲和回放；所述的參數(shù)調(diào)節(jié)模塊(5)通過以太網(wǎng)線(6)向機(jī)車控制模塊(7)發(fā)送參數(shù)調(diào)節(jié)指令，并將參數(shù)數(shù)據(jù)在線寫入機(jī)車控制模塊(J)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的ー種機(jī)車運(yùn)行狀態(tài)實(shí)時監(jiān)測記錄和參數(shù)調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其特征在于所述的機(jī)車控制裝置(2)還包括功能板模塊(8)，所述的功能板模塊(8)包括兩個以上的功能板，各個功能板與機(jī)車控制模塊(7)之間通過AMS總線(9)相連，各個功能板和機(jī)車控制模塊(7)均與機(jī)車外圍信號接ロ模塊(10)相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的ー種機(jī)車運(yùn)行狀態(tài)實(shí)時監(jiān)測記錄和參數(shù)調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其特征在于所述的機(jī)車控制模塊(7)包括數(shù)據(jù)采集模塊(701)、公用RAM模塊(702)、ARM芯片 (703 )和DSP芯片(704 )，數(shù)據(jù)采集模塊(701)與機(jī)車外圍信號接ロ模塊(10 )和公用RAM模塊(702)分別相連，公用RAM模塊(702)與ARM芯片(703)和DSP芯片(704)分別相連，所述的數(shù)據(jù)采集模塊(701)對機(jī)車外圍的模擬量和/或數(shù)字量數(shù)據(jù)進(jìn)行采集和處理，所述的 DSP芯片(704 )管理機(jī)車控制裝置(2 )的總線，并進(jìn)行機(jī)車控制；ARM芯片(703 )對數(shù)據(jù)采集模塊(701)采集到的機(jī)車狀態(tài)信息進(jìn)行記錄、診斷、數(shù)據(jù)通訊與轉(zhuǎn)儲；公用RAM模塊(702)為 DSP芯片(704)設(shè)定公用的全局變量數(shù)據(jù)，ARM芯片(703)和DSP芯片(704)讀寫公用RAM 模塊(702 )中的變量數(shù)據(jù)，并通過公用RAM模塊(702 )進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的ー種機(jī)車運(yùn)行狀態(tài)實(shí)時監(jiān)測記錄和參數(shù)調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其特征在于所述的DSP芯片(704)上運(yùn)行有機(jī)車控制程序，所述的DSP芯片(704)包括定時器模塊， 定時器模塊控制機(jī)車控制程序定時循環(huán)執(zhí)行；當(dāng)機(jī)車控制程序運(yùn)行吋，DSP芯片(704)讀取數(shù)據(jù)采集模塊(701)在公用RAM模塊(702 )中的變量數(shù)據(jù)，更新來自機(jī)車外圍信號接ロ模塊 (10)的外圍接ロ輸入數(shù)據(jù)，依據(jù)外圍接ロ輸入數(shù)據(jù)，DSP芯片(704)中的機(jī)車控制程序更新執(zhí)行，DSP芯片(704)機(jī)車控制程序中的變量數(shù)據(jù)更新。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的ー種機(jī)車運(yùn)行狀態(tài)實(shí)時監(jiān)測記錄和參數(shù)調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其特征在于所述公用MM模塊(702)為DSP芯片(704)設(shè)定公用的全局變量數(shù)據(jù)，并與來自數(shù)據(jù)采集模塊(701)的外圍輸入數(shù)字量信號、模擬量信號、PI參數(shù)值和機(jī)車控制程序中的中間變量信號一一對應(yīng)，數(shù)據(jù)采集模塊(701)采集的數(shù)據(jù)一一對應(yīng)賦值給公用RAM模塊(702)中的全局變量，ARM芯片(703)和DSP芯片(704)讀寫公用RAM模塊(702)中的變量數(shù)據(jù)。
6.ー種利用權(quán)利要求3所述的機(jī)車運(yùn)行狀態(tài)實(shí)時監(jiān)測記錄和參數(shù)調(diào)節(jié)系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控記錄和參數(shù)調(diào)節(jié)的方法，其特征在于，該方法包括以下步驟5100機(jī)車控制模塊(7)的數(shù)據(jù)采集模塊(701)通過機(jī)車外圍信號接ロ模塊(10)采集來自機(jī)車外圍的模擬量和/或數(shù)字量數(shù)據(jù)；5101所述的監(jiān)視記錄模塊(3)通過以太網(wǎng)線(6)向機(jī)車控制模塊(7)發(fā)送監(jiān)控數(shù)據(jù)指令，并實(shí)時接收、記錄和顯示機(jī)車控制模塊(7)發(fā)回的監(jiān)控數(shù)據(jù)；5102所述的記錄回放模塊(4)對監(jiān)視記錄模塊(3)記錄的監(jiān)控數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲和回放；S103 所述的參數(shù)調(diào)節(jié)模塊(5)通過以太網(wǎng)線(6)向機(jī)車控制模塊(7)發(fā)送參數(shù)調(diào)節(jié)指令，并將參數(shù)數(shù)據(jù)在線寫入機(jī)車控制模塊(7)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的ー種機(jī)車運(yùn)行狀態(tài)實(shí)時監(jiān)測記錄和參數(shù)調(diào)節(jié)方法，其特征在于，該方法還包括全局變量設(shè)定過程，所述的全局變量設(shè)定過程包括以下步驟機(jī)車控制模塊(7 )的公用RAM模塊(702 )為DSP芯片(704 )設(shè)定公用的全局變量數(shù)據(jù)， 所述的全局變量數(shù)據(jù)與來自數(shù)據(jù)采集模塊(701)的外圍輸入數(shù)字量信號、模擬量信號、PI 參數(shù)值和機(jī)車控制程序中的中間變量信號一一對應(yīng)，數(shù)據(jù)采集模塊(701)采集的數(shù)據(jù)一一對應(yīng)賦值給公用RAM模塊(702)中的全局變量，ARM芯片(703)和DSP芯片(704)讀寫公用 RAM模塊(702)中的變量數(shù)據(jù)。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的ー種機(jī)車運(yùn)行狀態(tài)實(shí)時監(jiān)測記錄和參數(shù)調(diào)節(jié)方法，其特征在于，該方法還包括數(shù)據(jù)傳輸過程，所述的數(shù)據(jù)傳輸過程包括以下步驟DSP芯片(704)上運(yùn)行的機(jī)車控制程序定時循環(huán)執(zhí)行，每次運(yùn)行時，讀取數(shù)據(jù)采集模塊 (701)在公用RAM模塊(702)中對應(yīng)的變量值，更新機(jī)車外圍信號接ロ模塊(10)輸入的數(shù)據(jù)信號，DSP芯片(704)上的機(jī)車控制程序根據(jù)輸入數(shù)據(jù)信號執(zhí)行更新操作，機(jī)車控制程序中的中間變量信號進(jìn)行更新，所有輸入數(shù)據(jù)信號更新完成后，公用RAM模塊(702)中的全局變量也同時更新完成，井置數(shù)據(jù)更新標(biāo)志位，ARM芯片(703)監(jiān)視數(shù)據(jù)更新標(biāo)志位，通過訪問公用RAM模塊(702)的存儲區(qū)，取得數(shù)據(jù)，啟動以太網(wǎng)通訊，并將數(shù)據(jù)傳輸至監(jiān)控模塊(1)， 同時將數(shù)據(jù)更新標(biāo)志位置零。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的ー種機(jī)車運(yùn)行狀態(tài)實(shí)時監(jiān)測記錄和參數(shù)調(diào)節(jié)方法，其特征在于，該方法還包括在線參數(shù)調(diào)節(jié)過程，所述的在線參數(shù)調(diào)節(jié)過程包括以下步驟機(jī)車控制的初始參數(shù)由DSP芯片(704)上運(yùn)行的機(jī)車控制程序進(jìn)行初始設(shè)定，當(dāng)需要在線調(diào)節(jié)參數(shù)時，調(diào)試人員根據(jù)實(shí)時監(jiān)視機(jī)車運(yùn)行的相關(guān)數(shù)據(jù)，在監(jiān)控模塊(1)的參數(shù)調(diào)節(jié)模塊(5)的功能界面上修改所需調(diào)節(jié)的參數(shù)數(shù)值，并啟動數(shù)據(jù)發(fā)送，ARM芯片(703)通過以太網(wǎng)線(6)接收和校驗(yàn)數(shù)據(jù)，將校驗(yàn)后的數(shù)據(jù)寫入公用RAM模塊(702)的存儲區(qū)，并置參數(shù)設(shè)置標(biāo)志位；DSP芯片(704)監(jiān)測參數(shù)設(shè)置標(biāo)志位后，訪問公用RAM模塊(702)的存儲區(qū)，讀取參數(shù)變量，進(jìn)行更新；從設(shè)定一次參數(shù)到下次設(shè)定參數(shù)之間相隔設(shè)定的時間。
10.根據(jù)權(quán)利要求6、7、9中任ー權(quán)利要求所述的ー種機(jī)車運(yùn)行狀態(tài)實(shí)時監(jiān)測記錄和參數(shù)調(diào)節(jié)方法，其特征在干，該方法還包括監(jiān)控模塊監(jiān)控過程，所述的監(jiān)控模塊監(jiān)控過程包括以下步驟監(jiān)控模塊(1)通過以太網(wǎng)線(6)發(fā)送監(jiān)控數(shù)據(jù)命令包，機(jī)車控制裝置(2)的機(jī)車控制模塊(7)接收命令包，并進(jìn)行解析，機(jī)車控制模塊(7)通過以太網(wǎng)線(6)向監(jiān)控模塊(1)發(fā)送數(shù)據(jù)包，監(jiān)控模塊(1)接收數(shù)據(jù)，按通信協(xié)議顯示還原數(shù)據(jù)，同時對數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時存儲與管理；監(jiān)控模塊(1)通過以太網(wǎng)線(6 )將配置服務(wù)器端ロ及命令包發(fā)送至機(jī)車控制裝置(2 ) 的機(jī)車控制模塊(7)，機(jī)車控制模塊(7)接收命令，準(zhǔn)備接收后續(xù)參數(shù)配置數(shù)據(jù)包；機(jī)車控制模塊(7)隨后接收參數(shù)配置數(shù)據(jù)包，在將數(shù)據(jù)包解析之后寫入公用RAM模塊(702)的存儲區(qū)；同時返回校驗(yàn)數(shù)據(jù)結(jié)果，監(jiān)控模塊(1)接收校驗(yàn)數(shù)據(jù)，錯誤則需重新發(fā)送數(shù)據(jù)包。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種機(jī)車運(yùn)行狀態(tài)實(shí)時監(jiān)測記錄和參數(shù)調(diào)節(jié)系統(tǒng)及其方法，裝置包括監(jiān)控模塊和機(jī)車控制裝置，監(jiān)控模塊包括監(jiān)視記錄模塊、記錄回放模塊和參數(shù)調(diào)節(jié)模塊，所述的機(jī)車控制裝置包括機(jī)車控制模塊，監(jiān)控模塊通過以太網(wǎng)與機(jī)車控制裝置的機(jī)車控制模塊相連，監(jiān)視記錄模塊通過以太網(wǎng)向機(jī)車控制模塊發(fā)送監(jiān)控數(shù)據(jù)指令，并實(shí)時接收、記錄和顯示機(jī)車控制模塊發(fā)回的監(jiān)控數(shù)據(jù)；記錄回放模塊對監(jiān)視記錄模塊記錄的監(jiān)控數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲和回放；參數(shù)調(diào)節(jié)模塊通過以太網(wǎng)線向機(jī)車控制模塊發(fā)送參數(shù)調(diào)節(jié)指令，并將參數(shù)數(shù)據(jù)在線寫入機(jī)車控制模塊。該系統(tǒng)及其方法可以方便、全面、長時間地監(jiān)測及記錄機(jī)車運(yùn)行的數(shù)據(jù)信息，提升調(diào)試及檢測水平，提高工作效率。
文檔編號G05B19/042GK102566470SQ20121000665
公開日2012年7月11日 申請日期2012年1月11日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月11日
發(fā)明者劉燦, 唐鴻華, 戴仁德, 羅繼光, 錢華, 陳燦 申請人:株洲南車時代電氣股份有限公司