一種用于監(jiān)測內(nèi)燃機車行車狀態(tài)的監(jiān)控裝置及監(jiān)測方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于監(jiān)測內(nèi)燃機車行車狀態(tài)的監(jiān)控裝置及監(jiān)測方法，包括電源模塊、保護模塊、自檢模塊、信號采集模塊、信號調(diào)理模塊、ADC模塊、中央控制模塊和通信模塊。所述內(nèi)燃機車行車狀態(tài)的監(jiān)測方法，采用上述監(jiān)控裝置進行監(jiān)測，對內(nèi)燃機車行車狀態(tài)中的各種參數(shù)、數(shù)據(jù)實時記錄，實時分析，對不良情況做預(yù)警，并建立終端數(shù)據(jù)庫實現(xiàn)車輛總體趨勢預(yù)測及提供檢修參考。本發(fā)明能在行車過程中實時監(jiān)測各種行車參數(shù)，實時記錄，實時分析，從而判斷機車當(dāng)前行車狀態(tài)，能對各種不良情況預(yù)警，自動記錄后可傳輸至終端數(shù)據(jù)庫做進一步分析，以及建立強大的終端數(shù)據(jù)庫實現(xiàn)車輛總體趨勢預(yù)測及提供檢修參考。
【專利說明】一種用于監(jiān)測內(nèi)燃機車行車狀態(tài)的監(jiān)控裝置及監(jiān)測方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及內(nèi)燃機車行車狀態(tài)監(jiān)測領(lǐng)域。
技術(shù)背景
[0002]目前，新的電力機車自動控制裝備日趨完善，但有相當(dāng)數(shù)量的老一代內(nèi)燃機車仍在工作，尤其在北方及特殊情況下(如冰災(zāi)、電網(wǎng)故障)能發(fā)揮作用。這些內(nèi)燃機車目前大多數(shù)行車數(shù)據(jù)依靠儀表顯示，存在自動化監(jiān)測不夠、故障率高、數(shù)據(jù)精度低及故障數(shù)據(jù)無法記錄等缺點，導(dǎo)致行車數(shù)據(jù)記錄少、機務(wù)段維修無原始數(shù)據(jù)等情況，本儀器主要目的是為了徹底解決以上問題。
[0003]經(jīng)檢索，沒有發(fā)現(xiàn)相同的國內(nèi)現(xiàn)有技術(shù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，提供一種用于監(jiān)測內(nèi)燃機車行車狀態(tài)的監(jiān)控裝置及監(jiān)測方法，其能對內(nèi)燃機車行車狀態(tài)中的各種參數(shù)、數(shù)據(jù)做實時記錄，實時分析，并對不良情況做預(yù)警。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案是:所述用于監(jiān)測內(nèi)燃機車行車狀態(tài)的監(jiān)控裝置，包括電源模塊、保護模塊、自檢模塊、信號采集模塊、信號調(diào)理模塊、ADC模塊、中央控制模塊和通信模塊；
所述電源模塊用于從機車電源取電，抑制有害諧波，隔離輸出各路傳感器、CPU、信號轉(zhuǎn)換模塊等所需電壓；
所述保護模塊用于防止由于機車電壓不穩(wěn)、信號超過范圍或其它異常情況可能導(dǎo)致本儀器損壞；
所述自檢模塊用于實現(xiàn)所述監(jiān)控裝置的自我檢測，并當(dāng)監(jiān)控裝置內(nèi)某路信號鏈出現(xiàn)問題時自動切斷該路信號而不影響其它信號鏈，當(dāng)監(jiān)控裝置內(nèi)部多路信號鏈出現(xiàn)異?；蚱渌鼑?yán)重故障，監(jiān)控裝置能自動斷開與機車所有連接，保證機車的正常行駛；
所述信號采集模塊用于實現(xiàn)對機車行車時各路參數(shù)的采集；
所述信號調(diào)理模塊用于實現(xiàn)所有信號相互間的隔離，濾除各種干擾和波動，將各種信號轉(zhuǎn)為同一種模擬信號統(tǒng)一輸出；
所述ADC模塊用于實現(xiàn)信號的模數(shù)轉(zhuǎn)換，并輸出給CPU做下一步處理；
所述中央控制模塊用于配置協(xié)調(diào)各模塊的工作，實現(xiàn)所有數(shù)據(jù)的記錄、邏輯分析處
理；
所述通信模塊用于實現(xiàn)所述監(jiān)控裝置與其它智能終端、存儲設(shè)備的通信或數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)儲。
[0006]所述用于監(jiān)測內(nèi)燃機車行車狀態(tài)的監(jiān)控裝置采用一體式設(shè)計，所述電源模塊、保護模塊、自檢模塊、信號采集模塊、信號調(diào)理模塊、ADC模塊、中央控制模塊和通信模塊集中安裝在同一盒體內(nèi)。
[0007]所述信號采集模塊與機車儀表采集系統(tǒng)隔離，通過間接方式采集機車信號，信號采集模塊與機車信號線路沒有直接電氣連接點。
[0008]所述信號調(diào)理模塊隔離信號采集模塊與ADC模塊。
[0009]所述用于監(jiān)測內(nèi)燃機車行車狀態(tài)的監(jiān)控裝置內(nèi)構(gòu)建有能對各路實時信號的有效值及各路信號間的關(guān)系進行分析的數(shù)據(jù)庫。
[0010]所述用于監(jiān)測內(nèi)燃機車行車狀態(tài)的監(jiān)控裝置還包括上位機終端，用于與所述監(jiān)控裝置進行通信和傳遞數(shù)據(jù)。
[0011]所述用于監(jiān)測內(nèi)燃機車行車狀態(tài)的監(jiān)控裝置還包括上位機分析軟件，用于對內(nèi)燃機車的所有信號進行全面分析，并根據(jù)歷史記錄對機車做趨勢分析和故障預(yù)警。
[0012]所述用于監(jiān)測內(nèi)燃機車行車狀態(tài)的監(jiān)控裝置與機車現(xiàn)有線路直接連接；所述用于監(jiān)測內(nèi)燃機車行車狀態(tài)的監(jiān)控裝置具有自我診斷和屏蔽系統(tǒng)。
[0013]所述內(nèi)燃機車行車狀態(tài)的監(jiān)測方法，采用上述監(jiān)控裝置進行監(jiān)測，對內(nèi)燃機車行車狀態(tài)中的各種參數(shù)、數(shù)據(jù)實時記錄，實時分析，對不良情況做預(yù)警，并建立終端數(shù)據(jù)庫實現(xiàn)車輛總體趨勢預(yù)測及提供檢修參考；具體包括如下步驟:
電源模塊從機車電源取電和輸出電壓的步驟；
保護模塊防止由于機車異常情況而導(dǎo)致監(jiān)控裝置損壞的步驟；
自檢模塊對監(jiān)控裝置進行自我檢測和故障處置的步驟；
信號采集模塊采集機車行車時各路參數(shù)的步驟；
信號調(diào)理模塊隔離、轉(zhuǎn)換和輸出信號的步驟；
通過ADC模塊實現(xiàn)信號的模數(shù)轉(zhuǎn)換并輸出給CPU的步驟；
中央控制模塊配置協(xié)調(diào)各模塊的工作并對所有數(shù)據(jù)進行記錄和處理的步驟；
通過通信模塊實現(xiàn)監(jiān)控裝置與其它智能終端、存儲設(shè)備的通信或數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)儲的步驟。
[0014]在上述內(nèi)燃機車行車狀態(tài)的監(jiān)測方法，采用監(jiān)控裝置對機車行車時的變化類目和變化現(xiàn)場進行實時記錄；采用監(jiān)控裝置對機車行車異常狀況進行聲光報警并記錄其故障類型和故障現(xiàn)場；在監(jiān)控裝置內(nèi)構(gòu)建數(shù)據(jù)庫，對各路實時信號的有效值及各路信號間的關(guān)系進行分析；還包括上位機終端和上位機分析軟件，所述監(jiān)控裝置與上位機終端通信、傳遞數(shù)據(jù)，通過上位機分析軟件對內(nèi)燃機車的所有信號進行全面分析，并根據(jù)歷史記錄對機車做趨勢分析和故障預(yù)警。
[0015]本發(fā)明能在行車過程中實時監(jiān)測各種行車參數(shù)，包括電動機、發(fā)電機、柴油機、油路、氣路、水路、電路及機車速度等，對內(nèi)燃機車行車狀態(tài)中的各種參數(shù)、數(shù)據(jù)做實時記錄，實時分析，從而判斷機車當(dāng)前行車狀態(tài)，能對各種不良情況預(yù)警，自動記錄后可傳輸至終端數(shù)據(jù)庫做進一步分析，以及建立強大的終端數(shù)據(jù)庫實現(xiàn)車輛總體趨勢預(yù)測及提供檢修參考。
[0016]本發(fā)明的優(yōu)點在于:
1、體積小，隨車安裝，不會造成機車外觀破壞；
2、機車現(xiàn)有線路不用做任何改動即可直接與本儀器連接；
3、本儀器不影響機車所有信號的采集，機車儀表均能正常顯示信號；
4、本儀器具有自我診斷和屏蔽系統(tǒng)，在出現(xiàn)故障時不會對機車行駛造成任何影響；
5、可隨時設(shè)置本機車的特定參數(shù)，實現(xiàn)準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)分析和預(yù)測；
6、記錄的數(shù)據(jù)可通過USB、RS232等多種方式傳輸。【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1是本發(fā)明用于檢測內(nèi)燃機車行車狀態(tài)的監(jiān)控裝置原理示意圖。
【具體實施方式】
[0018]如圖1所示，所述用于監(jiān)測內(nèi)燃機車行車狀態(tài)的監(jiān)控裝置包括電源模塊、保護模塊、自檢模塊、信號采集模塊、信號調(diào)理模塊、ADC模塊、中央控制模塊、通信模塊。
[0019]電源模塊從機車電源取電，抑制有害諧波，隔離輸出各路傳感器、CPU、信號轉(zhuǎn)換模塊等所需電壓；
保護模塊防止機車電壓不穩(wěn)、信號超過范圍或其它異常情況可能導(dǎo)致本儀器損壞；自檢模塊實現(xiàn)監(jiān)控裝置的自我檢測，能當(dāng)監(jiān)控裝置內(nèi)某路信號鏈出現(xiàn)問題時自動切斷該路信號而不影響其它信號鏈，當(dāng)監(jiān)控裝置內(nèi)部多路信號鏈出現(xiàn)異?；蚱渌鼑?yán)重故障，監(jiān)控裝置能自動斷開與機車所有連接，保證機車的正常行駛；
信號采集模塊實現(xiàn)對機車行車時各路參數(shù)的采集；
信號調(diào)理模塊實現(xiàn)所有信號相互間的隔離，濾除各種干擾和波動，將各種信號轉(zhuǎn)為同一種模擬信號統(tǒng)一輸出；
ADC模塊實現(xiàn)信號的模數(shù)轉(zhuǎn)換，輸出給CPU做下一步處理；
中央控制模塊是儀器的大腦，配置協(xié)調(diào)各模塊的工作，所有數(shù)據(jù)的記錄、邏輯分析處理都在此模塊實現(xiàn)；
通信模塊實現(xiàn)監(jiān)控裝置與其它智能終端、存儲設(shè)備的通信或數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)儲。
[0020]所述監(jiān)控裝置集信號采集、數(shù)據(jù)分析、參數(shù)輸入、數(shù)據(jù)顯示及數(shù)據(jù)導(dǎo)出為一體，采用一體式設(shè)計，從參數(shù)輸入到數(shù)據(jù)采集、分析、顯示及導(dǎo)出均在同一小巧儀器內(nèi)實現(xiàn)。
[0021]信號采集模塊有效隔離其與機車儀表采集系統(tǒng)，通過間接方式采集機車信號，信號采集模塊與機車信號線路沒有直接電氣連接點。
[0022]信號調(diào)理模塊有效隔離信號采集模塊與ADC模塊，信號模擬端與信號數(shù)字端實現(xiàn)隔離。
[0023]所述監(jiān)控裝置有效實時分析行車狀態(tài)，監(jiān)控裝置內(nèi)構(gòu)建有數(shù)據(jù)庫，能對各路實時信號的有效值及各路信號間的關(guān)系進行分析。
[0024]所述監(jiān)控裝置能實時記錄，當(dāng)機車行車狀態(tài)出現(xiàn)任何變化時，儀器能實時記錄變化類目和變化現(xiàn)場。
[0025]所述監(jiān)控裝置能實時預(yù)警，當(dāng)機車行車狀態(tài)出現(xiàn)異常時，儀器能通過聲光報警并記錄故障類型和故障現(xiàn)場。
[0026]所述監(jiān)控裝置能與上位機終端通信，能通過各種通訊方式與數(shù)據(jù)存儲器、上位機PC或手持終端傳遞數(shù)據(jù)。
[0027]所述監(jiān)控裝置配備完善的上位機分析軟件，上位機軟件擁有龐大的數(shù)據(jù)庫，能對內(nèi)燃機車的所有信號進行全面分析，并能根據(jù)歷史記錄對機車做趨勢分析和故障預(yù)警。
[0028]以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種用于監(jiān)測內(nèi)燃機車行車狀態(tài)的監(jiān)控裝置，其特征是，包括電源模塊、保護模塊、自檢模塊、信號采集模塊、信號調(diào)理模塊、ADC模塊、中央控制模塊和通信模塊； 所述電源模塊用于從機車電源取電，抑制有害諧波，隔離輸出各路傳感器、CPU、信號轉(zhuǎn)換模塊等所需電壓； 所述保護模塊用于防止由于機車電壓不穩(wěn)、信號超過范圍或其它異常情況可能導(dǎo)致本儀器損壞； 所述自檢模塊用于實現(xiàn)所述監(jiān)控裝置的自我檢測，并當(dāng)監(jiān)控裝置內(nèi)某路信號鏈出現(xiàn)問題時自動切斷該路信號而不影響其它信號鏈，當(dāng)監(jiān)控裝置內(nèi)部多路信號鏈出現(xiàn)異?；蚱渌鼑?yán)重故障，監(jiān)控裝置能自動斷開與機車所有連接，保證機車的正常行駛； 所述信號采集模塊用于實現(xiàn)對機車行車時各路參數(shù)的采集； 所述信號調(diào)理模塊用于實現(xiàn)所有信號相互間的隔離，濾除各種干擾和波動，將各種信號轉(zhuǎn)為同一種模擬信號統(tǒng)一輸出； 所述ADC模塊用于實現(xiàn)信號的模數(shù)轉(zhuǎn)換，并輸出給CPU做下一步處理； 所述中央控制模塊用于配置協(xié)調(diào)各模塊的工作，實現(xiàn)所有數(shù)據(jù)的記錄、邏輯分析處理； 所述通信模塊用于實現(xiàn)所述監(jiān)控裝置與其它智能終端、存儲設(shè)備的通信或數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)儲。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于監(jiān)測內(nèi)燃機車行車狀態(tài)的監(jiān)控裝置，其特征是，所述用于監(jiān)測內(nèi)燃機車行車狀態(tài)的監(jiān)控裝置采用一體式設(shè)計，所述電源模塊、保護模塊、自檢模塊、信號采集模塊、信號調(diào)理 模塊、ADC模塊、中央控制模塊和通信模塊集中安裝在同一盒體內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于監(jiān)測內(nèi)燃機車行車狀態(tài)的監(jiān)控裝置，其特征是，所述信號采集模塊與機車儀表采集系統(tǒng)隔離，通過間接方式采集機車信號，信號采集模塊與機車信號線路沒有直接電氣連接點。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于監(jiān)測內(nèi)燃機車行車狀態(tài)的監(jiān)控裝置，其特征是，所述信號調(diào)理模塊隔離信號采集模塊與ADC模塊。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于監(jiān)測內(nèi)燃機車行車狀態(tài)的監(jiān)控裝置，其特征是，所述用于監(jiān)測內(nèi)燃機車行車狀態(tài)的監(jiān)控裝置內(nèi)構(gòu)建有能對各路實時信號的有效值及各路信號間的關(guān)系進行分析的數(shù)據(jù)庫。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于監(jiān)測內(nèi)燃機車行車狀態(tài)的監(jiān)控裝置，其特征是，還包括上位機終端，用于與所述監(jiān)控裝置進行通信和傳遞數(shù)據(jù)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于監(jiān)測內(nèi)燃機車行車狀態(tài)的監(jiān)控裝置，其特征是，還包括上位機分析軟件，用于對內(nèi)燃機車的所有信號進行全面分析，并根據(jù)歷史記錄對機車做趨勢分析和故障預(yù)警。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于監(jiān)測內(nèi)燃機車行車狀態(tài)的監(jiān)控裝置，其特征是，所述用于監(jiān)測內(nèi)燃機車行車狀態(tài)的監(jiān)控裝置與機車現(xiàn)有線路直接連接；所述用于監(jiān)測內(nèi)燃機車行車狀態(tài)的監(jiān)控裝置具有自我診斷和屏蔽系統(tǒng)。
9.一種內(nèi)燃機車行車狀態(tài)的監(jiān)測方法，采用權(quán)利要求1所述的監(jiān)控裝置進行監(jiān)測，對內(nèi)燃機車行車狀態(tài)中的各種參數(shù)、數(shù)據(jù)實時記錄，實時分析，對不良情況做預(yù)警，并建立終端數(shù)據(jù)庫實現(xiàn)車輛總體趨勢預(yù)測及提供檢修參考；包括如下步驟:電源模塊從機車電源取電和輸出電壓的步驟； 保護模塊防止由于機車異常情況而導(dǎo)致監(jiān)控裝置損壞的步驟； 自檢模塊對監(jiān)控裝置進行自我檢測和故障處置的步驟； 信號采集模塊采集機車行車時各路參數(shù)的步驟； 信號調(diào)理模塊隔離、轉(zhuǎn)換和輸出信號的步驟； 通過ADC模塊實現(xiàn)信號的模數(shù)轉(zhuǎn)換并輸出給CPU的步驟； 中央控制模塊配置協(xié)調(diào)各模塊的工作并對所有數(shù)據(jù)進行記錄和處理的步驟； 通過通信模塊實現(xiàn)監(jiān)控裝置與其它智能終端、存儲設(shè)備的通信或數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)儲的步驟。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的內(nèi)燃機車行車狀態(tài)的監(jiān)測方法，其特征是，采用監(jiān)控裝置對機車行車時的變化類目和變化現(xiàn)場進行實時記錄；采用監(jiān)控裝置對機車行車異常狀況進行聲光報警并記錄其故障類型和故障現(xiàn)場；在監(jiān)控裝置內(nèi)構(gòu)建數(shù)據(jù)庫，對各路實時信號的有效值及各路信號間的關(guān)系進行分析；還包括上位機終端和上位機分析軟件，所述監(jiān)控裝置與上位機終端通信、傳遞數(shù)據(jù)，通過上位機分析軟件對內(nèi)燃機車的所有信號進行全面分析，并根據(jù)歷史記錄對 機車做趨勢分析和故障預(yù)警。
【文檔編號】G07C5/08GK103544745SQ201310575751
【公開日】2014年1月29日 申請日期:2013年11月18日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月18日
【發(fā)明者】謝成昆, 彭曉靖 申請人:株洲高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)開發(fā)區(qū)壹星科技有限公司