地铁车辆运营记录仪的设计和应用.docx

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1、地铁车辆运营记录仪的设计和应用在有关技术文件中专门对地铁车辆运营记录仪进展描绘,如德国专家W.Jochim建议运营记录仪应记录以下4类数据:1相应信号系统的车载设备的现状,如:设备是否接通、故障情况等。2相应列车的现状,如:使用哪个司机操纵台、换班时间等。3列车运营的实时信息,如:时间、行驶路程、速度等。4操作和监控经过的有关信息,如:车门开关、常用制动、紧急制动等。针对这些建议,有关国家的工程技术人员开场对这方面进展研究。例如德国DEVAT公司设计的KWR6运营记录仪,是基于新车辆的开发,采用网络原理对车辆的各个信号进展收集,在软件和硬件的开发本钱上比拟大,不适用已有车辆的改造方案。在国内,

2、无论新设计的车辆还是正在使用的车辆都没有应用先例,本设计方案的提出是一种是经过研究的大胆设想,在与北京西玛宏仪器仪表有限公司和上海展骥科技开展有限公司的共同研讨下,并且经过试验证明了它的可行性,所开发车辆运营记录仪具有实用性和经济性。2车辆运营记录仪的设计一般通用记录仪所收集的参数为:电压、电流、压力、温度等等,其中需收集的电压、电流比拟多,它们采用互感器单元测量法只能测量50Hz的正弦沟通电和分流器单元测量法被测量信号无法隔离。利用这些传感器无论在测量精度,中、高频率和响应时间等性能方面已不能知足当今更高的电子测量技术要求,比方:测量0100Hz的交/直流电压、电流信号和开关信号和任何波形。

3、假如我们要在现有的设备如地铁车辆、工业逆变器等上更新或者改造,采用传统的测量方法是绝对不可能的每个被测信号需要装、拆,改动被测信号的导线,这样的工程改造风险性非常大。所以我们必须应用先进的测量方法,在知足设计和需要的测量要求外,还必须具备无风险性,并到达技术可靠性要求。我们利用数字化ID编码技术、先进的功率半导体电子器件和计算机硬、软件相结合,来开发本系统。2.1设计原理根据电磁场学原理,当导线中通过交、直流的电流时,其周围产生交变、永久的电磁场,电磁场的大小与流过的电流成正比。利用电磁场的变化,我们可以检测到电流和电压的变化量。2.1.1霍尔传感器的选用GUN3033霍尔传感器芯片,具有优越

4、的电性能,是能与被测主电路回路隔离的新一代电子控制电路检测元件,综合了传统传感器的所有优点。它不但可以测量交、直流的信号,而且可以测量瞬间的峰值信号,过载才能强,测量范围大,十分是对大电流的监控和检测具有平安可靠性。其广泛应用在工业中的逆变器、医用沟通变频器和车辆检测、接近检测等领域。2.1.2编译码器的选用UM3758108编译一体化的收发芯片,作为数字通信接口,具有远间隔可达数千米的通信特性,可以进展点对多点的信息传输,可靠性高,抗干扰性强,广泛应用在国防通信和工业自动化控制领域。其最大的特点是:收发模块之间的通信可以不采用软件协议来完成传输信息,最大寻址才能为1024,进而实现1024个

5、监控点,节约了上下机之间的软件、硬件开发本钱。2.2数字收集器设计HW-1型数字收集器采用一样的UM3758108编译一体化的收发芯片,利用CD4520二进制计数器产生BCD编码对UM3758108进展周期性变化其地址,寻址1024个不同的ID传感器,同时对计算机进展时钟控制,到达地址和时钟的同步。2.3ID传感器的设计我们将GUN3033霍尔传感器芯片、UM3758108编译收发芯片和IC进展模块化设计,开发了模拟ID传感器和数字ID传感器,模拟ID传感器采用A/D转换器,数字ID传感器采用编译器。如图1所示,分别对模拟信号和开关信号进展自动检测,使它们的输出量控制在:电压5V,电流20mA

6、。对于被检测的信号源要求是:6Gs的电场强度和5mA以上的电流。2.4系统设计方案利用ID传感器、HW-1型数字收集器和手提PC组成的远程数据收集系统如图2所示。这是主要应用在现有地铁列车的改造方案,与网络式设计有比拟大的区别,网络式设计本钱高。而本设计本钱相比照较低,平安性、可靠性比拟高,经过调试,根本知足设计要求,同时可以应用到其它领域。通过各类传感器电压、电流、压力、温度等输出的模拟信号或者数字信号,进入HW-1型数字收集器。ID传感器与HW-1型数字收集器中间通过三芯屏蔽线正极、负极、D数字线,其传输间隔到达1km以上,传输着每个ID传感器的地址码和数据。其中ACSII码中的“A到“Z

7、字符用于开关信号的传输,“0到“9字符用于模拟信号的传输。然后由串行接口RS232传输到手提计算机用户可以自备中。用户使用本系统可以完成检测100个设备运行工作点的情况,例如:地铁车辆运营记录检测各种设备I/O运行工作点,可记录长达一周的数据,系统操作非常方便。本工程特为上海地铁车辆设计,同时又能知足其他用户需求。2.5软件设计软件的开发平台为Win98系统,采用VB6编程中的通信控件,专门开发了ActiveX控件。它能完成ASCII码变成二进制码的显示,并保存为动态数据库文件库Metro.db,可用于分析每个信号的特性,如:某一个IC-01编码器的7个开关信号ID01到ID07在某一时刻输入

8、值为“1000001,“1表示高电平,“0表示低电平,结果在应用软件的窗口中显示出“A的字符。假设我们要分析ID01传感器在5s内显示的情况,如图3所示,应用软件数据接收窗口显示“ADFF35个字符,我们分析ID01传感器的前4个开关信号和后1个模拟信号的各个电平高或者低,通过图形软件显示出它们的曲线图。3工程应用简介如图4所示,地铁车辆运营记录仪可以检测各个信号,如位置、按钮、指示灯、开关和设备的I/O等。首先确定不同地址的ID传感器的检测性质数字/模拟,便于HW-1型数字收集器的寻址和数据的传输,然后开场工作,将信息发送到PC机内,由PC机的应用软件完成数据的存储,并建立动态数据库。4完毕语地铁车辆运营记录仪的系统设计方案具有独特性和创造性。目前国内对于运营记录仪的开发还处于初级阶段,对于设计要求各有自己的特色和方法,没有标准可参照。对于地铁车辆运营记录仪,其设计必须知足车辆运营的要求和工作的可靠性和性价比,逐步完善运营记录仪的各个参数,最终使用户得到满意。所以地铁车辆运营记录仪的市场前景无限。0