專利名稱：一種地鐵牽引硅整流設(shè)備監(jiān)控裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種直流牽引供電系統(tǒng)，尤其涉及城市軌道交通及無軌電車用牽引硅整流設(shè)備。
背景技術(shù)：
隨著國內(nèi)城市化的提高，國內(nèi)的交通擁擠現(xiàn)象已成為一個顯著的問題，而且隨著機動車的數(shù)量呈爆發(fā)性的增長，地面的交通已呈現(xiàn)擁擠狀況。而地鐵因其節(jié)省地面空間、行車交通干擾少、運行穩(wěn)定、節(jié)約能源以及顯著緩解路面交通壓力等優(yōu)點，已經(jīng)成為最佳的大眾交通工具。雖然我國城市軌道交通起步比較早，但就其智能化成套牽引整流技術(shù)的發(fā)展卻相對緩慢，自動化應用水平滯后于供電系統(tǒng)的整體自動化水平，傳統(tǒng)的控制方式逐漸與先進的自動化供電系統(tǒng)不相匹配。隨著世界發(fā)展中國家特別是中國城市軌道交通建設(shè)高潮的來臨，國外電力設(shè)備公司利用其固有自動化技術(shù)優(yōu)勢，欲搶占成套牽引整流設(shè)備市場，為了進一步促進國產(chǎn)設(shè)備的市場競爭地位，與世界先進技術(shù)接軌，智能化成套牽引整流技術(shù)的發(fā)展勢在必行。以往的地鐵硅整流設(shè)備常常采用接觸器和傳統(tǒng)的儀表、指示燈對設(shè)備進行監(jiān)控， 但是這種方式并不能直觀的反應設(shè)備的故障點，而且操作并不方便。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的所要解決的技術(shù)問題是針對目前城市軌道交通具有運力大、列車發(fā)車間隔短等特點，有可能出現(xiàn)過負載現(xiàn)象，對故障點檢測上達到及時、準確的要求。本實用新型為實現(xiàn)上述實用新型目的采用如下技術(shù)方案一種地鐵牽引硅整流設(shè)備監(jiān)控裝置，包括觸摸屏、PLC控制器、PC機；所述PLC控制器通過I/O端口分別與觸摸屏的I/O端口、PC機的外設(shè)端口相連接；所述觸摸屏設(shè)置于地鐵牽引硅整流設(shè)備的一側(cè)。優(yōu)選的，本實用新型的地鐵牽引硅整流設(shè)備監(jiān)控裝置中，PLC控制器包括電源模塊、輸入單元模塊、輸出單元模塊、中央處理器、存儲器以及I/O端口 ；其中所述輸入單元模塊用于采集地鐵牽引硅整流設(shè)備的各項工作參數(shù)；所述中央處理器用于處理輸入單元模塊采集的各項工作參數(shù)；所述輸出單元模塊用于輸出中央處理器的處理結(jié)果；所述電源模塊用于向PLC控制器供電；所述存儲器用于存儲系統(tǒng)程序及用戶程序；所述I/O 端口包括 RS232 及 RS485 接口。優(yōu)選的，本實用新型的地鐵牽引硅整流設(shè)備監(jiān)控裝置中，PLC控制器通過RS232接口與觸摸屏的I/O端口連接，所述PLC控制器通過RS485接口與PC機的外設(shè)端口相連接。優(yōu)選的，本實用新型的地鐵牽引硅整流設(shè)備監(jiān)控裝置中，中央處理器的芯片型號為 CPU LM3109。優(yōu)選的，本實用新型的地鐵牽引硅整流設(shè)備監(jiān)控裝置中，輸入單元模塊包括芯片 DI LM3212、D0 LM3222、AI LM3310A。本實用新型采用上述技術(shù)方案具有如下有益效果本實用新型采用觸摸屏和PLC監(jiān)控的地鐵牽引硅整流設(shè)備，其特點在于，當單只快熔熔斷故障、雙只快熔熔斷故障、逆流保護觸發(fā)、交直流過電壓熔斷器故障、70°C超溫報警、90攝氏度超溫跳閘、3倍額定電流超過1分鐘、斷路器合閘時硅整流設(shè)備強行開門等情況出現(xiàn)時，改變了傳統(tǒng)的信號信息及顯示數(shù)據(jù)的模式，硅整流設(shè)備的以上運行信息通過智能控制器PLC處理后，通過通訊的方式上傳到觸摸屏顯示，觸摸屏界面通過簡單易懂、 方便操作方式傳達給值班人員，觸摸屏監(jiān)控界面采用組態(tài)的方式進行編輯，通訊協(xié)議采用 Modbus RTU，通訊接口采用RS幻2，從而替代了傳統(tǒng)指示燈及表計的顯示模式，減少了設(shè)備信號的接線數(shù)量，從而使二次控制回路的配線趨于簡單和標準化，有利于提高組裝、維護的工作效率，并降低故障點位。PLC控制器為液晶觸摸屏提供RS232通訊接口進行通訊，為系統(tǒng)上位機提供RS485 通訊接口進行通訊；同時，PLC在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序運算、定時、計數(shù)和算術(shù)運算等操作的指令，并通過模擬式、數(shù)字式的輸入和輸出方式，進行數(shù)據(jù)采集和設(shè)備控制。本實用新型采用觸摸屏和PLC相結(jié)合⑴產(chǎn)品能夠?qū)崿F(xiàn)人機交流，對故障識別更加準確、可靠，有效降低事故發(fā)生率；⑵產(chǎn)品運行中的電壓、電流和溫度等模擬信號，通過PLC的A/D轉(zhuǎn)換，采用通訊數(shù)據(jù)線傳送數(shù)字信號的方式上傳到人機界面；⑶人機界面和PLC相結(jié)合，彌補了原始控制系統(tǒng)的不足之處，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)的自動采集、自動儲存等功能。

圖1為本實用新型中PLC與觸摸屏通信的內(nèi)部原理圖。圖2為本實用新型中觸摸屏及PLC工作連接模擬圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對技術(shù)方案的實施作進一步的詳細描述本實用新型為采用觸摸屏和PLC監(jiān)控的地鐵牽引硅整流設(shè)備運行狀況。如圖1所示，包括觸摸屏、PLC控制器、PC機；所述PLC控制器通過通訊端口分別與觸摸屏通訊端口、PC機的外設(shè)端口相連接。其中，PLC控制器包括電源模塊、輸入單元模塊、輸出單元模塊、CPU中央處理器、存儲器以及I/O端口 ；輸入單元模塊包括DI LM3212、D0 LM3222、AI LM3310A，用于采集地鐵牽引硅整流設(shè)備的各項工作參數(shù)，其中開關(guān)量包括 路熔斷開關(guān)信號、12路逆流保護信號、6路交流側(cè)故障報警開關(guān)、1路直流側(cè)報警開關(guān)等；模擬量信號包括溫度、交流電壓、直流電壓、直流電流等。中央處理器用于處理輸入單元模塊采集的各項工作參數(shù)，優(yōu)選CPU LM3109 ；輸出單元模塊用于輸出CPU中央處理器的處理結(jié)果；電源模塊用于向PLC控制器供電；存儲器用于存儲系統(tǒng)程序及用戶程序。如圖2所示，通訊端口包括RS232及RS485接口。PLC控制器通過RS232接口與觸摸屏的通訊端口連接，通過RS485接口與PC機的外設(shè)端口相連接。在地鐵牽引硅整流設(shè)備的故障位置點以及電流、電壓和溫度等信號是采用智能控制器PLC進行采集，并用液晶觸摸屏對其進行顯示。PLC作為信號采集及處理的可編程控制器，需要對設(shè)備的信號進行采集，此硅整流設(shè)備的信號采集及處理具體實施方式
如下(1)快速熔斷器信號檢測在整流設(shè)備每個橋臂裝有的快速熔斷器要附有常開接點的硬接點開關(guān)，并且開關(guān)一側(cè)連接+24V電源，當熔斷器熔斷時，開關(guān)閉合，24V電源接通， 完成信號輸入PLC，實現(xiàn)快速熔斷器的信號檢測；(2)交直流側(cè)過電壓熔斷器故障信號檢測原理同(1)；(3)柜內(nèi)溫度信號檢測在硅整流設(shè)備柜體內(nèi)部溫度最高處設(shè)置溫度檢測元件 PtlOO，通過溫度變換器把溫度信號轉(zhuǎn)換為電流信號，從而實現(xiàn)溫度信號的采集，在經(jīng)過 PLC的處理，實現(xiàn)溫度70°C報警、90°C跳閘功能，同時通過觸摸屏界面事實顯示柜內(nèi)的溫度；(4)電壓、電流及過流信號的檢測為了準確的測量主回路的電壓和電流信號，在交直流測都裝有電壓變送器，實現(xiàn)高電壓向信號電壓的轉(zhuǎn)換，從而實現(xiàn)電壓、電流信號的采集，并通過PLC內(nèi)部程序處理，實現(xiàn)3倍過流1分鐘信號檢測；(5)逆流信號的檢測為了防止設(shè)備發(fā)生逆流，在硅整流設(shè)備每個并聯(lián)的二極管橋臂上裝有電流互感器(此元件為霍爾元件)，用以檢測通過橋臂的電流，與逆流保護器配合使用，實現(xiàn)逆流信號的檢測，把檢測的信號送往PLC，實現(xiàn)逆流保護功能。以上通過PLC采集的信號通過通訊的方式和觸摸屏連接，實現(xiàn)人機監(jiān)控功能，從而整流設(shè)備的運行狀況通過觸摸屏就可以完全掌握。
權(quán)利要求1.一種地鐵牽引硅整流設(shè)備監(jiān)控裝置，其特征在于包括觸摸屏、PLC控制器、PC機；所述PLC控制器通過I/O端口分別與觸摸屏的I/O端口、PC機的外設(shè)端口相連接；所述觸摸屏設(shè)置于地鐵牽引硅整流設(shè)備的一側(cè)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的地鐵牽引硅整流設(shè)備監(jiān)控裝置，其特征在于所述PLC控制器包括電源模塊、輸入單元模塊、輸出單元模塊、中央處理器、存儲器以及I/O端口 ；其中所述輸入單元模塊用于采集地鐵牽引硅整流設(shè)備的各項工作參數(shù)；所述中央處理器用于處理輸入單元模塊采集的各項工作參數(shù)；所述輸出單元模塊用于輸出中央處理器的處理結(jié)果；所述電源模塊用于向PLC控制器供電；所述I/O端口包括RS232及RS485接口。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的地鐵牽引硅整流設(shè)備監(jiān)控裝置，其特征在于所述PLC控制器通過RS232接口與觸摸屏的I/O端口連接，所述PLC控制器通過RS485接口與PC機的外設(shè)端口相連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的地鐵牽引硅整流設(shè)備監(jiān)控裝置，其特征在于所述中央處理器的芯片型號為CPU LM3109。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的地鐵牽引硅整流設(shè)備監(jiān)控裝置，其特征在于所述輸入單元模塊包括芯片 DI LM3212、D0 LM3222、AI LM3310A。
專利摘要本實用新型提供一種采用觸摸屏和PLC監(jiān)控的地鐵硅整流設(shè)備，地鐵牽引硅整流設(shè)備監(jiān)控裝置包括觸摸屏、PLC控制器、PC機；所述PLC控制器通過I/O端口分別與觸摸屏的I/O端口、PC機的外設(shè)端口相連接；在地鐵硅整流設(shè)備中，采用PLC對故障位置點以及電流、電壓和溫度進行監(jiān)控，并用采用液晶觸摸屏對其進行顯示，便于實現(xiàn)人機交流，更加人性化，且操作方便，易于掌握，較好地符合現(xiàn)代技術(shù)向智能化發(fā)展的趨勢。
文檔編號B61C17/00GK202163434SQ20112010711
公開日2012年3月14日 申請日期2011年4月13日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月13日
發(fā)明者王立平, 馬佳, 馬正 申請人:中電電氣(江蘇)股份有限公司