動車組功率模塊超溫記錄系統(tǒng)及方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種動車組功率模塊超溫記錄系統(tǒng)及方法，來自于牽引變流器的5路模塊超溫報(bào)警信號依次經(jīng)過DIF插件板上的插頭、信號過渡插座、信號過渡插頭傳輸至DIF插件板的插座，并通過信號過渡插座與信號過渡插頭之間引出的信號過渡線傳輸至超溫記錄裝置，由超溫記錄裝置顯示5路模塊的超溫報(bào)警信息。來自于牽引變流器的電源信號依次經(jīng)過DDC插件板上的插頭、電源過渡插座、電源過渡插頭傳輸至DDC插件板的插座，并通過電源過渡插座與電源過渡插頭之間引出的電源過渡線傳輸至超溫記錄裝置，為超溫記錄裝置提供電源。本發(fā)明能夠解決軌道交通車輛牽引變流器在運(yùn)行過程中，當(dāng)功率模塊發(fā)生超溫報(bào)警后，不能準(zhǔn)確定位具體故障模塊的技術(shù)問題。
【專利說明】
動車組功率模塊超溫巧錄系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明設(shè)及軌道交通電氣設(shè)備領(lǐng)域，尤其是設(shè)及一種應(yīng)用于動車組、高速鐵路、鐵 路機(jī)車、城軌車輛、地鐵車輛等軌道交通車輛的牽引變流器（CI)功率模塊超溫記錄裝置及 方法。
【背景技術(shù)】 陽00引動車組CI (牽引變流器）通常包括5個功率模塊，其中整流模塊的數(shù)量為2個，而 逆變模的數(shù)量為3個，如附圖1的模塊位置示意圖所示。在動車組CI模塊發(fā)生超溫后，牽 引變流器只能記錄超溫狀態(tài)，但不能準(zhǔn)確地定位到是5個功率模塊中哪一個具體的模塊發(fā) 生故障。而當(dāng)動車組在炎熱夏季，或者行駛在熱帶地區(qū)時，隨時可能發(fā)生CI功率模塊超溫 報(bào)警故障，而一旦出現(xiàn)報(bào)警后，該牽引變流器會整個被切除，從而使動車失去部分動力，影 響正常的行車過程，導(dǎo)致列車晚點(diǎn)，嚴(yán)重影響了動車組運(yùn)營的準(zhǔn)點(diǎn)率和安全性。由于功率模 塊發(fā)生過熱報(bào)警情況時不能定位到某一個具體的功率模塊，且過熱報(bào)警一般在運(yùn)行中動態(tài) 出現(xiàn)，較難進(jìn)行診斷。即使是技術(shù)人員添乘觀察，在故障出現(xiàn)時仍無法準(zhǔn)確定位具體的故障 模塊。
[0003] 在現(xiàn)有技術(shù)中，對于牽引變流器功率模塊發(fā)生過熱超溫報(bào)警，通常只能等到動車 組入庫后，在庫內(nèi)試驗(yàn)排除了清灰、散熱等原因后，才能采取如下方法進(jìn)行處理：
[0004] (1)第一種方法為：將牽引變流器的功率模塊逐個更換后進(jìn)行上線試驗(yàn)，最多時 可能要進(jìn)行5次更換處理，并需列車進(jìn)行5次上線運(yùn)行。運(yùn)種方法需要逐個地對功率模塊 進(jìn)行更換，動車最多可能需要上線運(yùn)行5次和進(jìn)行5次處理，才能徹底解決處理好故障，但 在現(xiàn)實(shí)情況中，高鐵客運(yùn)動車組不允許帶故障運(yùn)行。 陽〇化](2)第二種方法為：一次性的更換牽引變流器的全部5個功率模塊，而通常一個整 流模塊重達(dá)18化g，逆變模塊則重達(dá)110kg。運(yùn)種方法雖然萬無一失，但是需要一次性更換 5個功率模塊，模塊的價格昂貴、重量較大，對于每一起故障，5個模塊通常需準(zhǔn)備200萬元 左右的備料，備品成本過局。
[0006] 此外，進(jìn)行上述單個功率模塊故障的處理、運(yùn)輸、故障查找等所發(fā)生的人力、物力 直接費(fèi)用約2~5萬元。更為嚴(yán)重的情況是，因?yàn)闋恳兞髌靼l(fā)生功率模塊超溫報(bào)警故障 而導(dǎo)致扣車所造成的直接和間接經(jīng)濟(jì)損失則無法準(zhǔn)確預(yù)計(jì)和估量的。
[0007] 因此，鑒于鐵路高鐵動車組運(yùn)行的特殊性和安全性要求，如何在牽引變流器發(fā)生 功率模塊超溫報(bào)警故障時，能夠既不影響列車的正常運(yùn)行，又不能占用過多的維修時間和 配件成本，而準(zhǔn)確定位牽引變流器模塊過熱超溫報(bào)警的具體功率模塊，成為當(dāng)前軌道交通 領(lǐng)域亟待解決的技術(shù)問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種動車組功率模塊超溫記錄系統(tǒng)及方法，能 夠解決軌道交通車輛牽引變流器運(yùn)行中，當(dāng)功率模塊發(fā)生超溫報(bào)警后，不能準(zhǔn)確定位具體 故障的功率模塊的技術(shù)問題。
[0009] 為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明具體提供了一種動車組功率模塊超溫記錄系統(tǒng)的 技術(shù)實(shí)現(xiàn)方案，動車組功率模塊超溫記錄系統(tǒng)，包括：信號過渡插座、信號過渡插頭、信號過 渡線、電源過渡插座、電源過渡插頭、電源過渡線和超溫記錄裝置。來自于牽引變流器的5 路模塊超溫報(bào)警信號依次經(jīng)過DCU機(jī)箱的DIF插件板上的插頭、信號過渡插座、信號過渡插 頭傳輸至所述DIF插件板的插座，并通過所述信號過渡插座與所述信號過渡插頭之間引出 的信號過渡線傳輸至所述超溫記錄裝置，由所述超溫記錄裝置顯示5路模塊的超溫報(bào)警信 息。來自于所述牽引變流器的電源信號依次經(jīng)過DCU機(jī)箱的孤C插件板上的插頭、電源過 渡插座、電源過渡插頭傳輸至所述DDC插件板的插座，并通過所述電源過渡插座與所述電 源過渡插頭之間引出的電源過渡線傳輸至所述超溫記錄裝置，為所述超溫記錄裝置提供電 源。
[0010] 優(yōu)選的，所述DIF插件板上的插頭采用CNS8插頭，所述信號過渡插座采用CNS8插 座，所述信號過渡插頭采用CNS8插頭。所述孤C插件板上的插頭采用PCN1插頭，所述電源 過渡插座采用PCN1插座，所述電源過渡插頭采用PCN1插頭。
[0011] 優(yōu)選的，所述系統(tǒng)還包括連接插頭，來自于所述信號過渡線的5路模塊的超溫報(bào) 警信息、1路超溫報(bào)警信號接地線，W及來自于所述電源過渡線的正、負(fù)兩路電源信號通過 所述連接插頭接入所述超溫記錄裝置.
[0012] 優(yōu)選的，所述連接插頭進(jìn)一步采用DB9忍矩形插頭。
[0013] 優(yōu)選的，所述超溫記錄裝置包括處理器、輸入信號掃描單元、數(shù)據(jù)存儲單元、DC/DC 轉(zhuǎn)換單元、數(shù)碼顯示單元和段選和位選單元。來自于所述信號過渡線的5路模塊超溫報(bào)警 信號輸入所述輸入信號掃描單元，當(dāng)相應(yīng)模塊的溫度繼電器動作后，觸發(fā)所述輸入信號掃 描單元讀取并向所述處理器輸出該溫度繼電器動作信號。所述處理器處理所述溫度繼電器 動作信號，并將其中的超溫報(bào)警信息存儲至所述數(shù)據(jù)存儲單元，并將所述超溫報(bào)警信息發(fā) 送至所述數(shù)碼顯示單元。所述處理器控制所述段選和位選單元向所述數(shù)碼顯示單元輸出段 選和位選控制脈沖，使所述數(shù)碼顯示單元動態(tài)顯示所述超溫報(bào)警信息。來自于所述電源過 渡線的正、負(fù)兩路電源信號經(jīng)過所述DC/DC轉(zhuǎn)換單元后為所述超溫記錄裝置提供電源。
[0014] 優(yōu)選的，所述超溫記錄裝置還包括按鍵掃描單元、復(fù)位單元和程序下載單元，所述 按鍵掃描單元、復(fù)位單元和程序下載單元均與所述處理器相連。所述按鍵掃描單元掃描按 鍵動作，并由所述處理器向所述數(shù)碼顯示單元發(fā)出顯示或清零指令信息，所述復(fù)位單元向 所述處理器發(fā)送系統(tǒng)復(fù)位信號，控制所述超溫記錄裝置重啟復(fù)位，通過所述程序下載單元 能W在線下載方式更新所述處理器的運(yùn)行程序。
[0015] 優(yōu)選的，所述動車組功率模塊超溫記錄系統(tǒng)設(shè)置在所述牽引變流器的內(nèi)部。
[0016] 優(yōu)選的，所述超溫記錄裝置安裝在所述牽引變流器的DCU機(jī)箱的內(nèi)部。
[0017] 本發(fā)明還另外具體提供了一種利用上述系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)動車組功率模塊超溫記錄的方 法的技術(shù)實(shí)現(xiàn)方案，動車組功率模塊超溫記錄方法，包括W下步驟：
[0018] S10:將來自于牽引變流器的5路模塊超溫報(bào)警信號傳送至DCU機(jī)箱的DIF插件板 上的CNS8插頭處，并通過所述信號過渡插座與所述信號過渡插頭之間的信號過渡線引出；
[0019] S11 :將來自于所述牽引變流器的正、負(fù)兩路電源信號傳送至所述DCU機(jī)箱的孤C 插件板上的PCN1插頭處，并通過所述電源過渡插座與所述電源過渡插頭之間的電源過渡 線引出；
[0020] S12 :將來自于所述信號過渡線的5路模塊超溫報(bào)警信號，W及來自于所述電源過 渡線的正、負(fù)兩路電源信號合并在一起，并通過所述連接插頭輸出至所述超溫記錄裝置，由 所述超溫記錄裝置顯示所述牽引變流器中5路模塊的超溫報(bào)警信息。
[0021] 優(yōu)選的，所述步驟S10進(jìn)一步包括W下過程：
[0022] 利用所述PCN1插頭和PCN1插座制作電源過渡連接器，按照所述孤C插件板上 PCN1插頭的接線位置及數(shù)量，將所述PCN1插頭和PCN1插座的連線按照接口定義一一對 應(yīng)直通連接，引出正、負(fù)兩根電源線，并通過所述連接插頭接入所述超溫記錄裝置；將原有 孤C插件板上的PCN1插頭拔出，插入所述電源過渡連接器的PCN1插座，再將所述電源過渡 連接器的PCN1插頭插入所述DDC插件板的PCN1插座內(nèi)。
[0023] 所述步驟S11進(jìn)一步包括W下過程：
[0024] 利用所述CNS8插頭和CNS8插座制作信號過渡連接器，按照所述DIF插件板上 CNS8插頭的接線位置及數(shù)量，將所述CNS8插頭和CNS8插座的連線按照接口定義一一對應(yīng) 直通連接，引出5路超溫報(bào)警信號線和1路超溫報(bào)警信號接地線，并通過所述連接插頭接 入所述超溫記錄裝置；將原有DIF插件板上的CNS8插頭拔出，插入所述信號過渡連接器的 CNS8插座，再將所述信號過渡連接器的CNS8插頭插入所述DIF插件板的CNS8插座內(nèi)。
[00巧]優(yōu)選的，所述超溫記錄裝置包括處理器，W及分別與所述處理器相連的輸入信號 掃描單元、數(shù)據(jù)存儲單元和數(shù)碼顯示單元。所述步驟S12中由所述超溫記錄裝置顯示所述 牽引變流器中5路模塊的超溫報(bào)警信息的過程進(jìn)一步包括：
[0026] S120 :進(jìn)行所述超溫記錄裝置的系統(tǒng)初始化；
[0027] S121 :所述處理器對所述數(shù)據(jù)存儲單元進(jìn)行初始化操作；
[0028] S122 :所述處理器對所述輸入信號掃描單元的輸入信號進(jìn)行初始化；
[0029] S123 :調(diào)用所述數(shù)碼顯示單元顯示子程序；
[0030] S124 :進(jìn)入所述輸入信號掃描單元輸入信號檢測子程序；
[0031] S125 :調(diào)用所述數(shù)據(jù)存儲單元讀寫存儲子程序；
[0032] S126 :循環(huán)執(zhí)行步驟S123~步驟S125。
[0033] 通過實(shí)施上述本發(fā)明提供的動車組功率模塊超溫記錄系統(tǒng)及方法，具有如下有益 效果：
[0034] (1)本發(fā)明在動車組牽引變流器功率模塊出現(xiàn)超溫報(bào)警后，能夠采集報(bào)警信號并 進(jìn)行存儲，報(bào)警信號會不丟失而且可W多次讀取，一次報(bào)警即可準(zhǔn)確定位5個功率模塊中 發(fā)生故障的功率模塊，更換其中故障的功率模塊即可快速解決問題；
[0035] (2)本發(fā)明并不對牽引變流器內(nèi)部的接口和連線進(jìn)行修改，能夠在保證動車組原 有信號安全和正常運(yùn)行的情況下，快速定位發(fā)生故障的功率模塊；
[0036] (3)本發(fā)明最多可W節(jié)約4臺功率模塊或整臺牽引變流器的備料W及運(yùn)輸、故障 查找等人力物力費(fèi)用成本，更重要的是可W避免因?yàn)榭圮嚮蛲对V而造成的直接或間接經(jīng)濟(jì) 損失。
【附圖說明】
[0037] 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的介紹。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W 根據(jù)運(yùn)些附圖獲得其他的實(shí)施例。
[0038] 圖1是本發(fā)明所應(yīng)用的動車組牽引變流器內(nèi)部模塊的結(jié)構(gòu)組成示意圖；
[0039] 圖2是本發(fā)明動車組功率模塊超溫記錄裝置一種【具體實(shí)施方式】的原理框圖；
[0040] 圖3是本發(fā)明動車組功率模塊超溫記錄系統(tǒng)一種【具體實(shí)施方式】的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成 不意圖；
[0041] 圖4是本發(fā)明動車組功率模塊超溫記錄系統(tǒng)一種【具體實(shí)施方式】的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理 框圖；
[0042] 圖5是本發(fā)明動車組功率模塊超溫記錄裝置一種【具體實(shí)施方式】的結(jié)構(gòu)組成框圖；
[0043] 圖6是本發(fā)明動車組功率模塊超溫記錄方法一種【具體實(shí)施方式】的程序流程圖；
[0044] 圖7是本發(fā)明動車組功率模塊超溫記錄裝置一種【具體實(shí)施方式】的外形結(jié)構(gòu)示意 圖；
[0045] 圖中：1-處理器，2-輸入信號掃描單元，3-按鍵掃描單元，4-數(shù)據(jù)存儲單元，5-DC/ DC轉(zhuǎn)換單元，6-數(shù)碼顯示單元，7-段選和位選單元，8-復(fù)位單元，9-程序下載單元，10-信 號過渡線，11-電源過渡線，12-PCN1插頭，13-電源過渡插座，14-電源過渡插頭，15-連接 插頭，16-CNS8插頭，17-信號過渡插座，18-信號過渡插頭，19-孤C插件板，20-超溫記錄裝 置，21-DIF插件板，22-記錄結(jié)果顯示區(qū)域，23-顯示按鍵，24-清零按鍵，25-電源開關(guān)。
【具體實(shí)施方式】
[0046] 為了引用和清楚起見，將下文中使用的技術(shù)名詞、簡寫或縮寫記載如下：
[0047] CI :動車組牽引變流器的簡稱；
[0048] 功率模塊：由功率器件及散熱板、控制盒等組成的整體模塊，可實(shí)現(xiàn)牽引變流器的 整流或逆變功能；
[0049] DIF插件板：Digital Signal I噸ut I/F，數(shù)字輸入插件板的簡稱；
[0050] DDC插件板：直流電源輸入插件板的簡稱。
[0051] 為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，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、完整的描述。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。
[0052] 如附圖2至附圖7所示，給出了本發(fā)明動車組功率模塊超溫記錄系統(tǒng)及方法的具 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)一步說明。
[0053] 如附圖3所示，一種動車組功率模塊超溫記錄系統(tǒng)的具體實(shí)施例，包括：信號過渡 插座17、信號過渡插頭18、信號過渡線10、電源過渡插座13、電源過渡插頭14、電源過渡線 11和超溫記錄裝置20。來自于牽引變流器的5路模塊超溫報(bào)警信號依次經(jīng)過DCU機(jī)箱的 DIF插件板21上的插頭、信號過渡插座17、信號過渡插頭18傳輸至DIF插件板21的插座， 并通過信號過渡插座17與信號過渡插頭18之間引出的信號過渡線10傳輸至超溫記錄裝 置20,由超溫記錄裝置20顯示5路模塊的超溫報(bào)警信息。來自于牽引變流器的電源信號 依次經(jīng)過DCU機(jī)箱的孤C插件板19上的插頭、電源過渡插座13、電源過渡插頭14傳輸至 DDC插件板19的插座，并通過電源過渡插座13與電源過渡插頭14之間引出的電源過渡線 11傳輸至超溫記錄裝置20,為超溫記錄裝置20提供電源。本發(fā)明具體實(shí)施例描述的動車 組功率模塊超溫記錄系統(tǒng)采用一種特有的牽引變流器信號過渡引線方式，能夠充分保證安 全，而不影響動車組牽引變流器的正常工作，成功解決了動車組牽引變流器運(yùn)行過程中功 率模塊發(fā)生超溫報(bào)警后，不能準(zhǔn)確定位具體故障的功率模塊的技術(shù)問題。當(dāng)功率模塊發(fā)生 超溫報(bào)警后，動車組功率模塊超溫記錄系統(tǒng)一次即可成功記錄、準(zhǔn)確定位出發(fā)生超溫報(bào)警 的具體功率模塊，僅需更換其中發(fā)生故障的功率模塊，即可解決問題。可W節(jié)約最多4臺功 率模塊或整臺牽引變流器的備料W及運(yùn)輸、故障查找等人力物力費(fèi)用，更重要的是避免了 因?yàn)榭圮囋斐傻闹苯雍烷g接經(jīng)濟(jì)損失。
[0054] 作為本發(fā)明一種典型的具體實(shí)施例，DIF插件板21上的插頭采用CNS8插頭，信 號過渡插座17采用CNS8插座，信號過渡插頭18采用CNS8插頭。孤C插件板19上的插頭 采用PCN1插頭，電源過渡插座13采用PCN1插座，電源過渡插頭14采用PCN1插頭。DIF 是Digital Si即al I噸ut I/F(數(shù)字輸入插件）的簡稱。DIF插件板21包括24個點(diǎn)位的 DC100V數(shù)字量信號輸入，W及16個點(diǎn)位的DC24V數(shù)字量信號輸入。CNS8插頭是Connector Signal 8 (連接器信號8)的簡稱，CNS8接口定義的是DC100V和DC24V開關(guān)量數(shù)字信號輸 入連接器，是輸入控制指令或接觸器互鎖信號等數(shù)字信號的接口。PCN1是化wer Connector 1 (電源連接器1)的簡稱，PCNl接口定義的是DCIOOV電源輸入連接器。通過采用W上接口 過渡連接和引出方式，能夠在對原始信號不產(chǎn)生任何干擾的情況下將5個功率模塊上的溫 度繼電器輸出信號引入至超溫記錄裝置20。
[00對如附圖3和附圖4所示，系統(tǒng)還包括連接插頭15,來自于信號過渡線10的5路模 塊的超溫報(bào)警信息、1路超溫報(bào)警信號接地線，W及來自于電源過渡線11的正、負(fù)兩路電源 信號通過連接插頭15接入超溫記錄裝置20。作為本發(fā)明一種較佳的具體實(shí)施例，連接插頭 15進(jìn)一步采用DB9忍矩形插頭。將牽引變流器中的5路功率模塊超溫報(bào)警信號，送往DIF 插件板21的CNS8插頭處，通過信號過渡插頭、插座連線引出，DC100V電源信號W類似方式 引出。從信號過渡線和電源過渡線兩個過渡線處分別引出超溫報(bào)警信號和電源后合并至一 起傳送至DB9忍矩形插頭，通過連接DB9忍矩形插頭送入超溫記錄裝置20。
[0056] 如附圖2、附圖5和附圖7所示，超溫記錄裝置20包括處理器1、輸入信號掃描單 元2、數(shù)據(jù)存儲單元4、DC/DC轉(zhuǎn)換單元5、數(shù)碼顯示單元6和段選和位選單元7。來自于信 號過渡線10的5路模塊超溫報(bào)警信號通過電平轉(zhuǎn)換單元，轉(zhuǎn)換成與處理器1的10 口匹配 的電平信號，隨后再將此電平信號輸出至輸入信號掃描單元2,供處理器1進(jìn)行超溫信號采 集。電平轉(zhuǎn)換單元具有高阻抗輸入，因此采樣信號不會影響到原有信號，同時輸入的超溫報(bào) 警信號不會出現(xiàn)漏采信號的現(xiàn)象。當(dāng)相應(yīng)模塊的溫度繼電器動作后，觸發(fā)輸入信號掃描單 元2讀取并向處理器1輸出該溫度繼電器動作信號。處理器1處理溫度繼電器動作信號， 并將其中的超溫報(bào)警信息存儲至數(shù)據(jù)存儲單元4,并將超溫報(bào)警信息發(fā)送至數(shù)碼顯示單元 6。處理器1控制段選和位選單元7向數(shù)碼顯示單元6輸出段選和位選控制脈沖，使數(shù)碼顯 示單元6動態(tài)顯示超溫報(bào)警信息。超溫記錄裝置20還包括按鍵掃描單元3、復(fù)位單元8和 程序下載單元9,按鍵掃描單元3、復(fù)位單元8和程序下載單元9均與處理器1相連。按鍵 掃描單元3掃描按鍵動作，并由處理器1向數(shù)碼顯示單元6發(fā)出顯示或清零指令信息，復(fù)位 單元8向處理器1發(fā)送系統(tǒng)復(fù)位信號，控制超溫記錄裝置20重啟復(fù)位，通過程序下載單元9 能W在線下載方式更新處理器1的運(yùn)行程序。來自于電源過渡線11的正、負(fù)兩路電源信號 經(jīng)過DC/DC轉(zhuǎn)換單元5后為超溫記錄裝置20提供電源。處理器1為主控制忍片，采用MCU 微控制器，牽引變流器功率模塊超溫信號經(jīng)過輸入信號掃描單元2送處理器1。功率模塊超 溫信息通過L邸數(shù)碼顯示，由薄膜按鍵進(jìn)行顯示和清零切換，處理器1與數(shù)據(jù)存儲單元4之 間采用I化總線通訊，準(zhǔn)確定位的功率模塊超溫報(bào)警信息記錄在采用EEPROM串行數(shù)據(jù)存儲 器的數(shù)據(jù)存儲單元4中。超溫記錄裝置20 W采用8位單片機(jī)MCU的處理器1，W及采用串 行數(shù)據(jù)存儲器的數(shù)據(jù)存儲單元4為核屯、來實(shí)現(xiàn)各種功能。硬件單元中采用牽引變流器DIF 數(shù)字輸入插件中的輸入信號處理單元，設(shè)計(jì)有6路輸入信號處理單元（備用1路）的處理 器1的P2 口作為6位L邸數(shù)碼管的驅(qū)動接口，由于采用共陽數(shù)碼管，段選和位選單元7采 用NPN Ξ極管9013驅(qū)動，可W直接驅(qū)動L邸使其發(fā)亮。6個L邸數(shù)碼管采用四聯(lián)性的與兩 聯(lián)性連在一起，極大地減少了布線。數(shù)據(jù)存儲單元4采用串行數(shù)據(jù)存儲器，可W存儲牽引變 流器中5個功率模塊超溫報(bào)警后的記錄數(shù)據(jù)，在掉電和處理器1死機(jī)重新啟動后，仍然可W 查詢之前記錄的數(shù)據(jù)。程序下載單元9采用USB-ASP數(shù)據(jù)下載器實(shí)行在線下載功能，省去了 插拔單片機(jī)燒寫程序的麻煩。清零按鍵可對記錄故障數(shù)據(jù)進(jìn)行清零，W便于下次使用。使 用單片機(jī)進(jìn)行信息處理，處理后將超溫報(bào)警信息存儲在能夠?qū)崿F(xiàn)掉電保護(hù)的數(shù)據(jù)存儲單元 4中，數(shù)據(jù)存儲單元4必須滿足存儲數(shù)據(jù)在強(qiáng)電磁場抗干擾性能，多次、重復(fù)斷、上電后仍可 重復(fù)讀取、清除的要求，并且保證上電后可W讀取到正確的相關(guān)信息。
[0057] 動車組功率模塊超溫記錄系統(tǒng)設(shè)置在牽引變流器的內(nèi)部，能夠安裝、固定在牽引 變流器內(nèi)部體積、尺寸合適的一定空間范圍內(nèi)，且滿足數(shù)據(jù)記錄的功能。超溫記錄裝置20 還可W作為DCU機(jī)箱的一個功能插件安裝在牽引變流器的內(nèi)部。
[0058] 一種利用上述系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)動車組功率模塊超溫記錄方法的具體實(shí)施例，包括W下步 驟：
[0059] S10 :將來自于牽引變流器的5路模塊超溫報(bào)警信號傳送至DCU機(jī)箱的DIF插件板 21上的CNS8插頭處，并通過信號過渡插座17與信號過渡插頭18之間的信號過渡線10引 出；
[0060] S11 :將來自于牽引變流器的正、負(fù)兩路電源信號傳送至DCU機(jī)箱的孤C插件板19 上的PCN1插頭處，并通過電源過渡插座13與電源過渡插頭14之間的電源過渡線11引出； [OOW] S12 :將來自于信號過渡線10的5路模塊超溫報(bào)警信號，W及來自于電源過渡線 11的正、負(fù)兩路電源信號合并在一起，并通過連接插頭15輸出至超溫記錄裝置20,由超溫 記錄裝置20顯示牽引變流器中5路模塊的超溫報(bào)警信息。
[0062] 步驟S10進(jìn)一步包括W下過程：
[0063] 利用PCN1插頭和PCN1插座制作一公一母的電源過渡連接器，按照DDC插件板19 上PCN1插頭的接線位置及數(shù)量，將PCN1插頭和PCN1插座的連線按照接口定義一一對應(yīng)直 通連接，引出正、負(fù)兩根電源線，并通過連接插頭15接入超溫記錄裝置20。將原有孤C插件 板19上的PCN1插頭拔出，插入電源過渡連接器的PCN1插座，再將電源過渡連接器的PCN1 插頭插入孤C插件板19的PCN1插座內(nèi)并保證可靠連接。
[0064] 所述步驟S11進(jìn)一步包括W下過程：
[00化]利用CNS8插頭和CNS8插座制作一公一母的信號過渡連接器，按照DIF插件板21 上CNS8插頭的接線位置及數(shù)量，將CNS8插頭和CNS8插座的連線按照接口定義一一對應(yīng)直 通連接，引出5路超溫報(bào)警信號線和1路超溫報(bào)警信號接地線，并通過連接插頭15接入超 溫記錄裝置20。將原有DIF插件板21上的CNS8插頭拔出，插入信號過渡連接器的CNS8插 座，再將信號過渡連接器的CNS8插頭插入DIF插件板21的CNS8插座內(nèi)并保證可靠連接。
[0066] 如附圖6所示，超溫記錄裝置20包括處理器1，W及分別與處理器1相連的輸入信 號掃描單元2、數(shù)據(jù)存儲單元4和數(shù)碼顯示單元6。步驟S12中由超溫記錄裝置20顯示牽 引變流器中5路模塊的超溫報(bào)警信息的過程進(jìn)一步包括：
[0067] S120 :進(jìn)行超溫記錄裝置20的系統(tǒng)初始化；
[0068] S121 :處理器1對數(shù)據(jù)存儲單元4進(jìn)行初始化操作；
[0069] S122 :處理器1對輸入信號掃描單元2的輸入信號進(jìn)行初始化；
[0070] S123 :調(diào)用數(shù)碼顯示單元6顯示子程序；
[0071] S124 :進(jìn)入輸入信號掃描單元2輸入信號檢測子程序；
[0072] S125 :調(diào)用數(shù)據(jù)存儲單元4讀寫存儲子程序；
[0073] S126 :循環(huán)執(zhí)行步驟S123~步驟S125。
[0074] 超溫記錄裝置20的功率模塊超溫報(bào)警信息顯示部分采用動態(tài)掃描顯示法，L邸顯 示程序的段碼、位碼顯示均采用作為嵌套子程序供主程序調(diào)用的形式。在各位L邸顯示器 都掃過一遍后，就返回主程序。如果處理輸入信號直接進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲至數(shù)據(jù)存儲單元4,則 先調(diào)用顯示掃描程序，再通過反復(fù)調(diào)用該程序來實(shí)現(xiàn)L邸數(shù)碼顯示器的動態(tài)掃描。程序中 設(shè)計(jì)有6路（備用1路）輸入信號，一旦牽引變流器的溫度繼電器觸發(fā)后，在數(shù)據(jù)存儲單元 4中設(shè)置6個地址存儲數(shù)據(jù)，在斷電后能夠重新讀取運(yùn)行中記錄的動作狀態(tài)。I化總線包括 啟動、開始信號、結(jié)束信號、時鐘信號寫一個字節(jié)數(shù)據(jù)、讀一個字節(jié)數(shù)據(jù)的過程均設(shè)計(jì)成為 通用的子程序，W便于在主程序中隨時調(diào)用。數(shù)據(jù)存儲單元4數(shù)據(jù)發(fā)送和接收應(yīng)答位的過 程放入子程序中，運(yùn)樣可W使得程序結(jié)構(gòu)進(jìn)一步簡化。當(dāng)來自于牽引變流器溫度繼電器的 模塊超溫報(bào)警動作后，超溫記錄裝置20輸入一個高電平信號，經(jīng)過降壓、濾波、光電隔離和 整形處理，消除大部分信號干擾后，再由處理器1進(jìn)行信號讀取。處理器1對于6路輸入信 號采用6個I/O進(jìn)行讀取，清零按鍵分配一個I/O 口進(jìn)行信號處理，完成輸入信號及鍵盤的 識別，根據(jù)所識別按鍵的鍵值，完成相應(yīng)子程序的調(diào)用。顯示按鍵也分配一個I/O 口進(jìn)行信 號處理，完成信號的顯示，根據(jù)所識別按鍵的鍵值，完成相應(yīng)子程序的調(diào)用。
[00巧]輸入信號及按鍵從未觸發(fā)到觸發(fā)，W及釋放是一個完整的過程，當(dāng)有一個信號輸 入觸發(fā)時往往帶有干擾信號，一旦有干擾過來，可能造成誤觸發(fā)過程，運(yùn)是不允許發(fā)生的情 況。一般情況下采用電容來濾除掉運(yùn)些干擾信號，但會增加硬件成本及硬件電路的體積。 因此，在本發(fā)明具體實(shí)施例中采用軟件濾波的方法去除運(yùn)些干擾信號。在一般情況下，一個 輸入信號或按鍵信號總是在剛觸發(fā)的時刻存在著一定的干擾信號，之后就進(jìn)入了穩(wěn)定的狀 態(tài)。程序設(shè)計(jì)時，對輸入信號觸發(fā)延時5ms W上，從而避開了干擾信號的區(qū)域，再檢測一次， W確定觸發(fā)信號是否真的觸發(fā)，此時的輸出一定為高電平或低電平。若5ms內(nèi)信號進(jìn)行翻 轉(zhuǎn)或丟失，則證明此時的輸入或是按鍵信號是由于干擾信號引起的誤觸發(fā)，處理器1就要 舍棄此次的觸發(fā)識別過程，從而極大地提高了系統(tǒng)的可靠性。
[0076] 當(dāng)動車組功率模塊超溫記錄系統(tǒng)按照前述方法組裝完成后，需要對系統(tǒng)進(jìn)行調(diào) 試。此時，首先將動車組功率模塊超溫記錄系統(tǒng)連接DC100V電源，超溫記錄裝置20投入運(yùn) 行，測試靜態(tài)通電是否正常。隨后，模擬來自于牽引變流器的功率模塊超溫報(bào)警觸發(fā)信號， 從CNS8插頭和CNS8插座之間的信號過渡線輸入DC100V觸發(fā)信號，數(shù)碼顯示單元6即可顯 示相應(yīng)的功率模塊是否觸發(fā)。若此時數(shù)碼顯示單元6顯示"nb3 = 0002"，則表示逆變U相 模塊溫度繼電器觸發(fā)2次。數(shù)碼顯示單元6的狀態(tài)顯示信息循環(huán)交替顯示，每隔一秒顯示 一位狀態(tài)，狀態(tài)詳細(xì)信息如下表1所示。
[0077] 表1信息顯示
[0078]
[0079] 通過實(shí)施本發(fā)明具體實(shí)施例描述的動車組功率模塊超溫記錄系統(tǒng)及方法，能夠達(dá) 到W下技術(shù)效果：
[0080] (1)本發(fā)明具體實(shí)施例描述的動車組功率模塊超溫記錄系統(tǒng)在動車組牽引變流器 功率模塊出現(xiàn)超溫報(bào)警后，能夠采集報(bào)警信號并進(jìn)行存儲，報(bào)警信號會不丟失而且可W多 次讀取，一次報(bào)警即可準(zhǔn)確定位5個功率模塊中發(fā)生故障的功率模塊，更換其中故障的功 率模塊即可快速解決問題.
[0081] (2)本發(fā)明具體實(shí)施例描述的動車組功率模塊超溫記錄系統(tǒng)及方法并不對牽引變 流器內(nèi)部的接口和連線進(jìn)行修改，能夠在保證動車組原有信號安全和正常運(yùn)行的情況下， 快速定位發(fā)生故障的功率模塊；
[0082] (3)本發(fā)明具體實(shí)施例描述的動車組功率模塊超溫記錄系統(tǒng)及方法最多可W節(jié)約 4臺功率模塊或整臺牽引變流器的備料W及運(yùn)輸、故障查找等人力物力費(fèi)用成本，更重要的 是可W避免因?yàn)榭圮嚮蛲对V而造成的直接或間接經(jīng)濟(jì)損失。
[0083] 本說明書中各個實(shí)施例采用遞進(jìn)的方式描述，每個實(shí)施例重點(diǎn)說明的都是與其他 實(shí)施例的不同之處，各個實(shí)施例之間相同相似部分互相參見即可。
[0084] W上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制。雖 然本發(fā)明已W較佳實(shí)施例掲示如上，然而并非用W限定本發(fā)明。任何熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人 員，在不脫離本發(fā)明的精神實(shí)質(zhì)和技術(shù)方案的情況下，都可利用上述掲示的方法和技術(shù)內(nèi) 容對本發(fā)明技術(shù)方案做出許多可能的變動和修飾，或修改為等同變化的等效實(shí)施例。因此， 凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對W上實(shí)施例所做的任何簡單 修改、等同替換、等效變化及修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案保護(hù)的范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種動車組功率模塊超溫記錄系統(tǒng)，其特征在于，包括：信號過渡插座（17)、信號過 渡插頭（18)、信號過渡線（10)、電源過渡插座（13)、電源過渡插頭（14)、電源過渡線（11) 和超溫記錄裝置（20);來自于牽引變流器的5路模塊超溫報(bào)警信號依次經(jīng)過DCU機(jī)箱的 DIF插件板（21)上的插頭、信號過渡插座（17)、信號過渡插頭（18)傳輸至所述DIF插件板 (21)的插座，并通過所述信號過渡插座（17)與所述信號過渡插頭（18)之間引出的信號過 渡線（10)傳輸至所述超溫記錄裝置（20)，由所述超溫記錄裝置（20)顯示5路模塊的超溫 報(bào)警信息；來自于所述牽引變流器的電源信號依次經(jīng)過DCU機(jī)箱的DDC插件板（19)上的插 頭、電源過渡插座（13)、電源過渡插頭（14)傳輸至所述DDC插件板（19)的插座，并通過所 述電源過渡插座（13)與所述電源過渡插頭（14)之間引出的電源過渡線（11)傳輸至所述 超溫記錄裝置（20)，為所述超溫記錄裝置（20)提供電源。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的動車組功率模塊超溫記錄系統(tǒng)，其特征在于：所述DIF插件 板（21)上的插頭采用CNS8插頭，所述信號過渡插座（17)采用CNS8插座，所述信號過渡插 頭（18)采用CNS8插頭；所述DDC插件板（19)上的插頭采用PCN1插頭，所述電源過渡插座 (13)采用PCN1插座，所述電源過渡插頭（14)采用PCN1插頭。3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的動車組功率模塊超溫記錄系統(tǒng)，其特征在于：所述系統(tǒng) 還包括連接插頭（15)，來自于所述信號過渡線（10)的5路模塊的超溫報(bào)警信息、1路超溫 報(bào)警信號接地線，以及來自于所述電源過渡線（11)的正、負(fù)兩路電源信號通過所述連接插 頭（15)接入所述超溫記錄裝置（20)。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的動車組功率模塊超溫記錄系統(tǒng)，其特征在于：所述連接插頭 (15)進(jìn)一步采用DB9芯矩形插頭。5. 根據(jù)權(quán)利要求1、2、4中任一項(xiàng)所述的動車組功率模塊超溫記錄系統(tǒng)，其特征在于： 所述超溫記錄裝置（20)包括處理器（1)、輸入信號掃描單元（2)、數(shù)據(jù)存儲單元（4)、DC/DC 轉(zhuǎn)換單元（5)、數(shù)碼顯示單元（6)和段選和位選單元（7);來自于所述信號過渡線（10)的5 路模塊超溫報(bào)警信號輸入所述輸入信號掃描單元（2)，當(dāng)相應(yīng)模塊的溫度繼電器動作后，觸 發(fā)所述輸入信號掃描單元（2)讀取并向所述處理器（1)輸出該溫度繼電器動作信號；所述 處理器（1)處理所述溫度繼電器動作信號，并將其中的超溫報(bào)警信息存儲至所述數(shù)據(jù)存儲 單元（4)，并將所述超溫報(bào)警信息發(fā)送至所述數(shù)碼顯示單元（6);所述處理器（1)控制所述 段選和位選單元（7)向所述數(shù)碼顯示單元（6)輸出段選和位選控制脈沖，使所述數(shù)碼顯示 單元（6)動態(tài)顯示所述超溫報(bào)警信息；來自于所述電源過渡線（11)的正、負(fù)兩路電源信號 經(jīng)過所述DC/DC轉(zhuǎn)換單元（5)后為所述超溫記錄裝置（20)提供電源。6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的動車組功率模塊超溫記錄系統(tǒng)，其特征在于：所述超溫記錄 裝置（20)還包括按鍵掃描單元（3)、復(fù)位單元（8)和程序下載單元（9)，所述按鍵掃描單元 (3)、復(fù)位單元（8)和程序下載單元（9)均與所述處理器（1)相連；所述按鍵掃描單元（3) 掃描按鍵動作，并由所述處理器（1)向所述數(shù)碼顯示單元（6)發(fā)出顯示或清零指令信息，所 述復(fù)位單元（8)向所述處理器（1)發(fā)送系統(tǒng)復(fù)位信號，控制所述超溫記錄裝置（20)重啟復(fù) 位，通過所述程序下載單元（9)能以在線下載方式更新所述處理器（1)的運(yùn)行程序。7. 根據(jù)權(quán)利要求1、2、4、6中任一項(xiàng)所述的動車組功率模塊超溫記錄系統(tǒng)，其特征在 于：所述動車組功率模塊超溫記錄系統(tǒng)設(shè)置在所述牽引變流器的內(nèi)部。8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的動車組功率模塊超溫記錄系統(tǒng)，其特征在于：所述超溫記錄 裝置（20)安裝在所述牽引變流器的DCU機(jī)箱的內(nèi)部。9. 一種利用權(quán)利要求2所述系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)動車組功率模塊超溫記錄的方法，其特征在于， 包括以下步驟： S10 :將來自于牽引變流器的5路模塊超溫報(bào)警信號傳送至DCU機(jī)箱的DIF插件板（21) 上的CNS8插頭處，并通過所述信號過渡插座（17)與所述信號過渡插頭（18)之間的信號過 渡線（10)引出； SI 1 :將來自于所述牽引變流器的正、負(fù)兩路電源信號傳送至所述D⑶機(jī)箱的DDC插件 板（19)上的PCN1插頭處，并通過所述電源過渡插座（13)與所述電源過渡插頭（14)之間 的電源過渡線（11)引出； S12 :將來自于所述信號過渡線（10)的5路模塊超溫報(bào)警信號，以及來自于所述電源過 渡線（11)的正、負(fù)兩路電源信號合并在一起，并通過所述連接插頭（15)輸出至所述超溫記 錄裝置（20)，由所述超溫記錄裝置（20)顯示所述牽引變流器中5路模塊的超溫報(bào)警信息。10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的動車組功率模塊超溫記錄方法，其特征在于，所述步驟S10 進(jìn)一步包括以下過程： 利用所述PCN1插頭和PCN1插座制作電源過渡連接器，按照所述DDC插件板（19)上 PCN1插頭的接線位置及數(shù)量，將所述PCN1插頭和PCN1插座的連線按照接口定義--對應(yīng) 直通連接，引出正、負(fù)兩根電源線，并通過所述連接插頭（15)接入所述超溫記錄裝置（20); 將原有DDC插件板（19)上的PCN1插頭拔出，插入所述電源過渡連接器的PCN1插座，再將 所述電源過渡連接器的PCN1插頭插入所述DDC插件板（19)的PCN1插座內(nèi)； 所述步驟S11進(jìn)一步包括以下過程： 利用所述CNS8插頭和CNS8插座制作信號過渡連接器，按照所述DIF插件板（21)上 CNS8插頭的接線位置及數(shù)量，將所述CNS8插頭和CNS8插座的連線按照接口定義--對應(yīng) 直通連接，引出5路超溫報(bào)警信號線和1路超溫報(bào)警信號接地線，并通過所述連接插頭（15) 接入所述超溫記錄裝置（20);將原有DIF插件板（21)上的CNS8插頭拔出，插入所述信號 過渡連接器的CNS8插座，再將所述信號過渡連接器的CNS8插頭插入所述DIF插件板（21) 的CNS8插座內(nèi)。11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的動車組功率模塊超溫記錄方法，其特征在于，所述超溫記 錄裝置（20)包括處理器（1)，以及分別與所述處理器（1)相連的輸入信號掃描單元（2)、數(shù) 據(jù)存儲單元（4)和數(shù)碼顯示單元（6);所述步驟S12中由所述超溫記錄裝置（20)顯示所述 牽引變流器中5路模塊的超溫報(bào)警信息的過程進(jìn)一步包括： 5120 :進(jìn)行所述超溫記錄裝置（20)的系統(tǒng)初始化； 5121 :所述處理器（1)對所述數(shù)據(jù)存儲單元（4)進(jìn)行初始化操作； 5122 :所述處理器（1)對所述輸入信號掃描單元（2)的輸入信號進(jìn)行初始化； 5123 :調(diào)用所述數(shù)碼顯示單元（6)顯示子程序； 5124 :進(jìn)入所述輸入信號掃描單元（2)輸入信號檢測子程序； 5125 :調(diào)用所述數(shù)據(jù)存儲單元（4)讀寫存儲子程序； 5126 :循環(huán)執(zhí)行步驟S123~步驟S125。
【文檔編號】B60L3/00GK105984346SQ201510074844
【公開日】2016年10月5日
【申請日】2015年2月12日
【發(fā)明人】王向鋒, 任小冬, 李文亮, 李煥軍
【申請人】株洲南車時代電氣股份有限公司