專利名稱：液壓轉(zhuǎn)轍機(jī)道岔的運(yùn)行狀態(tài)在線自動(dòng)測(cè)控方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于鐵路信號(hào)采集與監(jiān)測(cè)領(lǐng)域，具體地講是一種液壓轉(zhuǎn)轍機(jī)道岔的運(yùn)行狀態(tài)在線自動(dòng)測(cè)控方法及裝置。
背景技術(shù)：
道岔位于道軌組合處，實(shí)現(xiàn)鐵軌的移動(dòng)和接軌。道岔的動(dòng)作由轉(zhuǎn)轍機(jī)完成。由于道岔處于露天狀態(tài)，很容易出現(xiàn)生銹、有雜物堵塞等意外狀況，造成道岔的誤動(dòng)作、不動(dòng)作、不完全動(dòng)作，引發(fā)重大的行車事故，尤其在準(zhǔn)高速線上列車達(dá)到200km/h行駛速度，同時(shí)由于行車密度大，而道岔和轉(zhuǎn)轍機(jī)的數(shù)量大(小站有幾十臺(tái)，大站有幾百臺(tái))，僅靠傳統(tǒng)的定期預(yù)防性試驗(yàn)和定期計(jì)劃檢修很難嚴(yán)格保障道岔和轉(zhuǎn)轍機(jī)的正常運(yùn)行。隨著鐵路向電氣化和高速化發(fā)展，鐵道部為確保行車安全，對(duì)鐵路電務(wù)設(shè)備的檢測(cè)與維修提出了更高的要求，要求設(shè)備的檢修和維護(hù)采用狀態(tài)修來完成，即根據(jù)設(shè)備的狀態(tài)決定其維修與否，這不僅減少了大小修的次數(shù)，減少了檢修和維護(hù)對(duì)行車的影響，而且延長了設(shè)備的使用壽命。狀態(tài)修的關(guān)鍵在于對(duì)設(shè)備狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備故障隱患，當(dāng)發(fā)生故障時(shí)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障點(diǎn)，從而提高檢修和維護(hù)的速度及質(zhì)量。
液壓型轉(zhuǎn)轍機(jī)漏油是比較普遍的問題，主要是油箱底部及油管接頭處漏油，這就影響道岔動(dòng)作不能到位，現(xiàn)在一般的做法是，定期檢查轉(zhuǎn)轍機(jī)內(nèi)部是否漏油，檢查漏油的方法是在油管接頭處接一塊油壓表，每次巡視中檢查油位，并記錄在設(shè)備檢修卡上，通過比較來發(fā)現(xiàn)。但是液壓轉(zhuǎn)轍機(jī)動(dòng)作較快，油壓表實(shí)測(cè)很難得到準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，并且受測(cè)試人員水平、油壓表精度以及氣候條件等因素影響，使測(cè)試數(shù)據(jù)容易失真，因此不能及時(shí)反映油壓的變化情況，不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)轍機(jī)是否漏油。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種按照狀態(tài)修的要求，并能管理一個(gè)站內(nèi)多臺(tái)液壓轉(zhuǎn)轍機(jī)道岔扳道裝置，能夠準(zhǔn)確、快速地記錄液壓值及動(dòng)作時(shí)間，及時(shí)發(fā)現(xiàn)液壓轉(zhuǎn)轍機(jī)故障隱患，提高了檢修的質(zhì)量的液壓轉(zhuǎn)轍機(jī)道岔的運(yùn)行狀況實(shí)現(xiàn)在線自動(dòng)監(jiān)控方法及裝置，以克服上述的不足。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的方法是在每臺(tái)液壓轉(zhuǎn)轍機(jī)上布置壓力傳感器，使用單片機(jī)進(jìn)行信號(hào)調(diào)理與信號(hào)采集作為信號(hào)采集裝置，其將采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行簡單數(shù)據(jù)處理，以串行的方式傳輸?shù)絇C機(jī)，PC機(jī)將接收到數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、動(dòng)態(tài)顯示、存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)庫、查詢歷史數(shù)據(jù)、系統(tǒng)故障報(bào)警。
上述PC機(jī)與信號(hào)采集裝置采用上下位機(jī)的結(jié)構(gòu)形式，PC機(jī)與信號(hào)采集裝置之間是主從式多機(jī)通信，一臺(tái)PC機(jī)與多臺(tái)信號(hào)采集裝置通過串行總線相連接，形成一個(gè)串口環(huán)網(wǎng)絡(luò)，每臺(tái)信號(hào)采集裝置都有一個(gè)固定的物理地址IDn，PC機(jī)也有一個(gè)固定的物理地址ID，按照令牌環(huán)的原理工作。
上述信號(hào)采集方法是正常工作情況下，各信號(hào)采集裝置總是處于聽的狀態(tài)，PC機(jī)向某一信號(hào)采集裝置IDn發(fā)出消息F1，各信號(hào)采集裝置收到消息F1后，如果信號(hào)采集裝置的IDn與消息F1的目的信號(hào)采集裝置IDn若不匹配，則該信號(hào)采集裝置不做出反應(yīng)；如果匹配，則該信號(hào)采集裝置做出以下反應(yīng)1、如果有數(shù)據(jù)，向PC機(jī)發(fā)出消息F2，并向PC機(jī)傳送采集的壓力數(shù)據(jù)，PC機(jī)收到回傳的數(shù)據(jù)后，如果正確收到，則向該信號(hào)采集裝置發(fā)出消息F3，表示正確收到了，該信號(hào)采集裝置收到消息F3后，直接發(fā)出消息F1，令牌交給該信號(hào)采集裝置的下一跳信號(hào)采集裝置IDn+1；2、如果沒有數(shù)據(jù)，直接發(fā)出消息F1，令牌交給該信號(hào)采集裝置的下一跳信號(hào)采集裝置IDn+1；3、像1和2這樣繼續(xù)下去，直到最后一個(gè)信號(hào)采集裝置也成功傳送，由于最后一個(gè)信號(hào)采集裝置的下一跳信號(hào)采集裝置IDn+1為PC機(jī)ID，表明一輪已經(jīng)結(jié)束，然后PC機(jī)又將令牌傳給第一次發(fā)出消息F1的信號(hào)采集裝置IDn，新的一輪又開始，按照這樣的規(guī)律不停的傳送。
上述信號(hào)采集方法中PC機(jī)每次從發(fā)出消息F1時(shí)就開始計(jì)時(shí)1、PC機(jī)若在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)還未收到消息F2，則發(fā)出消息F3，申請(qǐng)重傳；2、PC機(jī)若收到錯(cuò)誤的F2，則發(fā)出消息F3，申請(qǐng)重傳；3、PC機(jī)若已3次向某信號(hào)采集裝置IDn發(fā)出消息F3申請(qǐng)重傳，但仍未收到正確的消息F2，則認(rèn)為這個(gè)信號(hào)采集裝置IDn已經(jīng)出了故障，將它放入故障分機(jī)列表；4、PC機(jī)向出故障的信號(hào)采集裝置IDn上一跳信號(hào)采集裝置IDn-1發(fā)送消息F5，告訴它你的下一跳不再是那個(gè)出故障的信號(hào)采集裝置IDn了，而是出故障的下一跳信號(hào)采集裝置IDn+1，將出故障的信號(hào)采集裝置IDn跳過，PC機(jī)繼續(xù)發(fā)送消息F1，按照這樣繼續(xù)進(jìn)行下去。
本發(fā)明還提供了一種液壓轉(zhuǎn)轍機(jī)道岔的運(yùn)行狀況實(shí)現(xiàn)在線自動(dòng)監(jiān)控裝置，它采用上下位機(jī)的結(jié)構(gòu)形式，包括一臺(tái)PC機(jī)與多臺(tái)信號(hào)采集裝置，一臺(tái)PC機(jī)與多臺(tái)信號(hào)采集裝置通過串行總線相連接，形成一個(gè)串口環(huán)網(wǎng)絡(luò)裝置，其特點(diǎn)是信號(hào)采集裝置由壓力傳感器、嵌入式微處理器控制模塊、A/D轉(zhuǎn)換模塊、UART通訊模塊、存儲(chǔ)模塊、光電隔離保護(hù)裝置，其中壓力傳感器與嵌入式微處理器連接，A/D轉(zhuǎn)換模塊、485通訊模塊、存儲(chǔ)模塊都與嵌入式微處理器控制模塊相連接。
在每臺(tái)液壓轉(zhuǎn)轍機(jī)上布置壓力傳感器，使用單片機(jī)與各壓力傳感器連接作為信號(hào)采集裝置，信號(hào)采集裝置將采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行簡單數(shù)據(jù)處理，以串行的方式傳輸?shù)絇C機(jī)，PC機(jī)將接收到數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、動(dòng)態(tài)顯示、存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)庫、查詢歷史數(shù)據(jù)、系統(tǒng)故障報(bào)警。
上述每臺(tái)信號(hào)采集裝置都有一個(gè)固定的物理地址IDn，PC機(jī)也有一個(gè)固定的物理地址ID，其中PC機(jī)中有一發(fā)送消息F1裝置各信號(hào)采集裝置收到消息F1后，如果信號(hào)采集裝置的IDn與消息F1的目的信號(hào)采集裝置IDn若不匹配，則該信號(hào)采集裝置不做出反應(yīng)；如果匹配，則該信號(hào)采集裝置做出以下反應(yīng)1、如果有數(shù)據(jù)，向PC機(jī)發(fā)出消息F2，并向PC機(jī)傳送采集的壓力數(shù)據(jù)，PC機(jī)收到回傳的數(shù)據(jù)后，如果正確收到，則向該信號(hào)采集裝置發(fā)出消息F3，表示正確收到了，該信號(hào)采集裝置收到消息F3后，直接發(fā)出消息F1，令牌交給該信號(hào)采集裝置的下一跳信號(hào)采集裝置IDn+1；2、如果沒有數(shù)據(jù)，直接發(fā)出消息F1，令牌交給該信號(hào)采集裝置的下一跳信號(hào)采集裝置IDn+1；3、像1和2這樣繼續(xù)下去，直到最后一個(gè)信號(hào)采集裝置也成功傳送，由于最后一個(gè)信號(hào)采集裝置的下一跳信號(hào)采集裝置IDn+1為PC機(jī)ID，表明一輪已經(jīng)結(jié)束，然后PC機(jī)又將令牌傳給第一次發(fā)出消息F1的信號(hào)采集裝置IDn，新的一輪又開始，按照這樣的規(guī)律不停的傳送。
上述PC機(jī)中設(shè)置有一個(gè)計(jì)時(shí)裝置1、PC機(jī)若在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)還未收到消息F2，則發(fā)出消息F3，申請(qǐng)重傳；2、PC機(jī)若收到錯(cuò)誤的F2，則發(fā)出消息F3，申請(qǐng)重傳；3、PC機(jī)若已3次向某信號(hào)采集裝置IDn發(fā)出消息F3申請(qǐng)重傳，但仍未收到正確的消息F2，則認(rèn)為這個(gè)信號(hào)采集裝置IDn已經(jīng)出了故障，將它放入故障分機(jī)列表；4、PC機(jī)向出故障的信號(hào)采集裝置IDn上一跳信號(hào)采集裝置IDn-1發(fā)送消息F5，告訴它你的下一跳不再是那個(gè)出故障的信號(hào)采集裝置IDn了，而是出故障的下一跳信號(hào)采集裝置IDn+1，將出故障的信號(hào)采集裝置IDn跳過，PC機(jī)繼續(xù)發(fā)送消息F1，按照這樣繼續(xù)進(jìn)行下去。
本發(fā)明的下位機(jī)是基于片上系統(tǒng)SoC(System on Chip)嵌入式技術(shù)的數(shù)據(jù)采集和傳輸裝置，其中1、采用軍品級(jí)SoC單片機(jī)、壓力傳感器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、存儲(chǔ)器等，電源、通信光電隔離，整個(gè)下位機(jī)硬件與外界隔離，因此，抗干擾能力強(qiáng)，根據(jù)現(xiàn)場安裝條件，適當(dāng)選擇模塊的安裝位置及使用模塊的數(shù)量，以便降低成本；2、標(biāo)準(zhǔn)化總線設(shè)計(jì)采用RS-485接口，可方便的擴(kuò)展控制及其他功能及同其他系統(tǒng)互連；3、采用低功耗設(shè)計(jì)體積小，直接安裝在轉(zhuǎn)轍機(jī)和其接線盒內(nèi)，低功耗，減少自身發(fā)熱；4、更強(qiáng)的魯棒性、容錯(cuò)能力、高效率。上位機(jī)上的軟件主要實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)接收、數(shù)據(jù)庫存儲(chǔ)、圖形顯示、歷史數(shù)據(jù)查詢、故障報(bào)警等功能。通過串口傳輸?shù)臄?shù)據(jù)使用自定義的格式，PC機(jī)上運(yùn)行的監(jiān)控軟件可以同時(shí)監(jiān)測(cè)239臺(tái)液壓轉(zhuǎn)轍機(jī)。本發(fā)明上位機(jī)監(jiān)控軟件功能齊全，其報(bào)警和歷史數(shù)據(jù)的查詢與分析，能大大提高鐵路道岔的可維護(hù)性，故障的定位和事后的分析功能；其獨(dú)有的數(shù)據(jù)分析與處理功能，包括濾波和道岔動(dòng)作時(shí)間的判斷，能實(shí)時(shí)地反映道岔工作狀況。


圖1為本發(fā)明測(cè)控方法流程圖。
圖2為本發(fā)明的信號(hào)采集裝置結(jié)構(gòu)框圖。
圖3為本發(fā)明的串口環(huán)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)框圖。
圖4為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖5為本發(fā)明的信號(hào)采集裝置有數(shù)據(jù)傳輸工作示意圖。
圖6為本發(fā)明的信號(hào)采集裝置有數(shù)據(jù)傳輸工作示意圖。
圖7為本發(fā)明的信號(hào)采集裝置出現(xiàn)傳輸故障工作示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例作進(jìn)一步的說明，但該實(shí)施例不應(yīng)理解為對(duì)本發(fā)明的限制。
本發(fā)明采用上下位機(jī)的結(jié)構(gòu)形式，包括一臺(tái)PC機(jī)與多臺(tái)信號(hào)采集裝置，一臺(tái)PC機(jī)與多臺(tái)信號(hào)采集裝置通過串行總線相連接，形成一個(gè)串口環(huán)網(wǎng)絡(luò)裝置，其中信號(hào)采集裝置由壓力傳感器、嵌入式微處理器控制模塊、A/D轉(zhuǎn)換模塊、UART通訊模塊、存儲(chǔ)模塊、光電隔離保護(hù)裝置，其中壓力傳感器與嵌入式微處理器連接，A/D轉(zhuǎn)換模塊、485通訊模塊、存儲(chǔ)模塊都與嵌入式微處理器控制模塊相連接。在每臺(tái)液壓轉(zhuǎn)轍機(jī)上布置壓力傳感器，使用嵌入式微處理器控制模塊與各壓力傳感器連接作為信號(hào)采集裝置，信號(hào)采集裝置將采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行簡單數(shù)據(jù)處理，以串行的方式傳輸?shù)絇C機(jī)，PC機(jī)將接收到數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、動(dòng)態(tài)顯示、存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)庫、查詢歷史數(shù)據(jù)、系統(tǒng)故障報(bào)警。
本發(fā)明信號(hào)采集方法是正常工作情況下，各信號(hào)采集裝置總是處于聽的狀態(tài)，PC機(jī)向某一信號(hào)采集裝置IDn發(fā)出消息F1，各信號(hào)采集裝置收到消息F1后，如果信號(hào)采集裝置的IDn與消息F1的目的信號(hào)采集裝置IDn若不匹配，則該信號(hào)采集裝置不做出反應(yīng)；如果匹配，則該信號(hào)采集裝置做出以下反應(yīng)如果有數(shù)據(jù)，向PC機(jī)發(fā)出消息F2，并向PC機(jī)傳送采集的壓力數(shù)據(jù)，PC機(jī)收到回傳的數(shù)據(jù)后，如果正確收到，則向該信號(hào)采集裝置發(fā)出消息F3，表示正確收到了，該信號(hào)采集裝置收到消息F3后，直接發(fā)出消息F1，令牌交給該信號(hào)采集裝置的下一跳信號(hào)采集裝置IDn+1(見圖5)；如果沒有數(shù)據(jù)，直接發(fā)出消息F1，令牌交給該信號(hào)采集裝置的下一跳信號(hào)采集裝置IDn+1(見圖6)；按上述步驟繼續(xù)下去，直到最后一個(gè)信號(hào)采集裝置也成功傳送，由于最后一個(gè)信號(hào)采集裝置的下一跳信號(hào)采集裝置IDn+1為PC機(jī)ID，表明一輪已經(jīng)結(jié)束，然后PC機(jī)又將令牌傳給第一次發(fā)出消息F1的信號(hào)采集裝置IDn，新的一輪又開始，按照這樣的規(guī)律不停的傳送。本發(fā)明在PC機(jī)每次從發(fā)出消息F1時(shí)就開始計(jì)時(shí)PC機(jī)若在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)還未收到消息F2，則發(fā)出消息F3，申請(qǐng)重傳；PC機(jī)若收到錯(cuò)誤的F2，則發(fā)出消息F3，申請(qǐng)重傳；PC機(jī)若已3次向某信號(hào)采集裝置IDn發(fā)出消息F3申請(qǐng)重傳，但仍未收到正確的消息F2，則認(rèn)為這個(gè)信號(hào)采集裝置IDn已經(jīng)出了故障，將它放入故障分機(jī)列表；PC機(jī)向出故障的信號(hào)采集裝置IDn上一跳信號(hào)采集裝置IDn-1發(fā)送消息F5，告訴它你的下一跳不再是那個(gè)出故障的信號(hào)采集裝置IDn了，而是出故障的下一跳信號(hào)采集裝置IDn+1，將出故障的信號(hào)采集裝置IDn跳過，PC機(jī)繼續(xù)發(fā)送消息F1，按照這樣繼續(xù)進(jìn)行下去。例如，在圖7中，原來信號(hào)采集裝置IDp的下一跳信號(hào)采集裝置為信號(hào)采集裝置IDq，信號(hào)采集裝置IDq的下一跳信號(hào)采集裝置為信號(hào)采集裝置IDr，現(xiàn)在信號(hào)采集裝置IDq出故障了，PC機(jī)發(fā)消息F5，更改信號(hào)采集裝置IDp的下一跳為信號(hào)采集裝置IDr，告訴信號(hào)采集裝置IDp你的下一跳信號(hào)采集裝置現(xiàn)在為IDr，然后PC機(jī)發(fā)消息F1，請(qǐng)求信號(hào)采集裝置IDr傳送數(shù)據(jù)。
本發(fā)明的PC機(jī)的功能是數(shù)據(jù)接收處理、數(shù)據(jù)庫存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)分析及計(jì)算、多通道的實(shí)時(shí)波形顯示、歷史數(shù)據(jù)查詢等。軟件首先接收傳輸來的數(shù)據(jù)包，并按自定義格式解包，再將解釋后的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和計(jì)算，由于液壓轉(zhuǎn)轍機(jī)的動(dòng)作液壓變化較快，且隨機(jī)抖動(dòng)不平滑，因此必須采用軟件數(shù)字濾波技術(shù)對(duì)接收的壓力數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波，然后可以將處理后的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)庫，如果出現(xiàn)故障則報(bào)警。軟件可以將一些液壓轉(zhuǎn)轍機(jī)點(diǎn)的壓力的變化情況以波形的方式顯示于顯示器上。
具體包括以下功能(1)接收并處理信號(hào)采集裝置傳輸來的數(shù)據(jù)，分別存入相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫和數(shù)據(jù)文件中，供客戶終端機(jī)和遠(yuǎn)程用戶使用，對(duì)遠(yuǎn)程用戶設(shè)置使用的權(quán)限。
(2)定時(shí)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行刷新，對(duì)重要數(shù)據(jù)進(jìn)行備份。
(3)負(fù)責(zé)監(jiān)視整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行情況，管理各液壓轉(zhuǎn)轍機(jī)，對(duì)是否采集液壓轉(zhuǎn)轍機(jī)壓力進(jìn)行控制，加入站內(nèi)新的液壓轉(zhuǎn)轍機(jī)道岔到網(wǎng)絡(luò)中。
(4)顯示和打印各液壓轉(zhuǎn)轍機(jī)的實(shí)時(shí)運(yùn)行情況圖及其歷史運(yùn)行情況圖，電液轉(zhuǎn)轍機(jī)的壓力日曲線圖、月曲線圖和年趨勢(shì)圖、液壓的動(dòng)作液壓曲線圖等。
(5)顯示和打印各液壓轉(zhuǎn)轍機(jī)液壓日?qǐng)?bào)表。
(6)顯示和打印各種報(bào)警信息報(bào)表。
(7)顯示和打印各類統(tǒng)計(jì)匯總報(bào)表(如道岔動(dòng)作次數(shù)統(tǒng)計(jì)報(bào)表)。
(8)分析接收的液壓數(shù)據(jù)，及時(shí)給出報(bào)警提示。當(dāng)站內(nèi)有任意一臺(tái)液壓轉(zhuǎn)轍機(jī)道岔出現(xiàn)異常狀態(tài)時(shí)，系統(tǒng)報(bào)警，并記錄故障臺(tái)位及內(nèi)容。對(duì)于高級(jí)別報(bào)警，不僅可在屏幕上給出提示，同時(shí)還伴隨聲響報(bào)警。對(duì)于一般級(jí)別較低的報(bào)警，只在屏幕上給出提示。
(9)對(duì)重要的參數(shù)進(jìn)行設(shè)置和變更。由于每個(gè)液壓轉(zhuǎn)轍機(jī)的模擬量的種類和數(shù)量均不相同，甚至每個(gè)數(shù)據(jù)量的報(bào)警上下限的數(shù)值也各不相同，因此提供了對(duì)所有可變數(shù)據(jù)量重新設(shè)定報(bào)警上下限數(shù)值的功能，以滿足不同的要求。
本發(fā)明信號(hào)采集裝置采集數(shù)據(jù)的原理下位機(jī)每125ms都將采集一次數(shù)據(jù)，并不是將每次采集的值都傳送過來，只是當(dāng)采集的數(shù)據(jù)與上次采集的數(shù)據(jù)差值大于某一閥值，說明該數(shù)據(jù)應(yīng)該傳送到上位機(jī)，存儲(chǔ)該數(shù)據(jù)，一直等到獲得令牌之后才傳送到上位機(jī)。這樣起到數(shù)據(jù)壓縮的作用，可以減少傳送的數(shù)據(jù)量，同時(shí)也減少了數(shù)據(jù)庫的大小。但是對(duì)于上位機(jī)，必須根據(jù)接收的數(shù)據(jù)做出判斷，下位機(jī)沒有傳送數(shù)據(jù)，說明壓力值沒有變化，與上次的壓力值一樣，因此實(shí)時(shí)顯示時(shí)，必須將沒有的數(shù)據(jù)推算出來。
本發(fā)明在監(jiān)測(cè)中，數(shù)據(jù)庫中存有每一臺(tái)液壓轉(zhuǎn)轍機(jī)的最大壓力值和最小壓力值，即報(bào)警的上下限值，存有每一臺(tái)電液轉(zhuǎn)轍機(jī)動(dòng)作液壓的標(biāo)準(zhǔn)過程曲線，轉(zhuǎn)轍機(jī)每動(dòng)作一次，程序?qū)⑺杉囊簤簲?shù)據(jù)與標(biāo)準(zhǔn)過程曲線相比較，根據(jù)液壓曲線的最大值、最小值、平均值、持續(xù)時(shí)間等，分析道岔和轉(zhuǎn)轍機(jī)運(yùn)行狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)異常時(shí)，以圖形和聲音的方式發(fā)出報(bào)警，并通過網(wǎng)絡(luò)及時(shí)通知調(diào)度等上級(jí)主管部門，同時(shí)對(duì)報(bào)警的數(shù)據(jù)單獨(dú)存到數(shù)據(jù)庫。
本發(fā)明故障報(bào)警模塊提供對(duì)重要的參數(shù)進(jìn)行設(shè)置和變更。由于每臺(tái)液壓轉(zhuǎn)轍機(jī)的不同，壓力傳感器不相同，因此每臺(tái)液壓轉(zhuǎn)轍機(jī)報(bào)警上下限的數(shù)值也各不相同，因此提供了重新設(shè)定報(bào)警上下限數(shù)值的功能，以滿足不同的要求。報(bào)警的依據(jù)是(1)超過上、下限壓力值報(bào)警。一般情況下，動(dòng)作壓力大于6MPa，動(dòng)作最大壓力值不超過12MPa，超過12MPa報(bào)警，最大壓力值取決于不同的液壓轉(zhuǎn)轍機(jī)。
(2)動(dòng)作時(shí)間超過液壓轉(zhuǎn)轍機(jī)標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)作時(shí)間報(bào)警。一般情況下，動(dòng)作時(shí)間為9s，時(shí)間超過15s報(bào)警。
本發(fā)明一臺(tái)PC機(jī)上的監(jiān)控軟件，最多可以同時(shí)監(jiān)控239臺(tái)液壓轉(zhuǎn)轍機(jī)，用在液壓轉(zhuǎn)轍機(jī)道岔運(yùn)行狀態(tài)在線自動(dòng)監(jiān)測(cè)，可以方便地與鐵路信號(hào)微機(jī)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)集成。
本發(fā)明適用于動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，采用上位機(jī)與多臺(tái)下位機(jī)的主從式多機(jī)通信方式，可用于設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)。不僅僅局限于設(shè)備的壓力，也適用于對(duì)其他的信號(hào)(物理量)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。
本發(fā)明實(shí)施例的主要技術(shù)指標(biāo)是傳輸距離在沒有中繼的情況下，直接傳輸距離達(dá)4200m；支持節(jié)點(diǎn)數(shù)量目前支持239個(gè)，可根據(jù)需要任意擴(kuò)充；響應(yīng)速度根據(jù)總線上節(jié)點(diǎn)數(shù)目，響應(yīng)時(shí)間范圍為10ms-1000ms；測(cè)量精度在工作溫度范圍-40℃～+85℃內(nèi)，測(cè)量精度為0.3％。
本說明書中未作詳細(xì)描述的內(nèi)容屬于本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員公知的現(xiàn)有技術(shù)。
權(quán)利要求
1.一種液壓轉(zhuǎn)轍機(jī)道岔的運(yùn)行狀態(tài)在線自動(dòng)測(cè)控方法，其特征在于在每臺(tái)液壓轉(zhuǎn)轍機(jī)上布置壓力傳感器，使用單片機(jī)進(jìn)行信號(hào)調(diào)理與信號(hào)采集作為信號(hào)采集裝置，其將采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行簡單數(shù)據(jù)處理，以串行的方式傳輸?shù)絇C機(jī)，PC機(jī)將接收到數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、動(dòng)態(tài)顯示、存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)庫、查詢歷史數(shù)據(jù)、系統(tǒng)故障報(bào)警。
2.如權(quán)利要求1所述的液壓轉(zhuǎn)轍機(jī)道岔的運(yùn)行狀態(tài)在線自動(dòng)測(cè)控方法，其特征在于PC機(jī)與信號(hào)采集裝置采用上下位機(jī)的結(jié)構(gòu)形式，PC機(jī)與信號(hào)采集裝置之間是主從式多機(jī)通信，一臺(tái)PC機(jī)與多臺(tái)信號(hào)采集裝置通過串行總線相連接，形成一個(gè)串口環(huán)網(wǎng)絡(luò)，每臺(tái)信號(hào)采集裝置都有一個(gè)固定的物理地址IDn，PC機(jī)也有一個(gè)固定的物理地址ID，按照令牌環(huán)的原理工作。
3.如權(quán)利要求1或2所述的液壓轉(zhuǎn)轍機(jī)道岔的運(yùn)行狀態(tài)在線自動(dòng)測(cè)控方法，其特征在于各信號(hào)采集裝置總是處于聽的狀態(tài)，PC機(jī)向某一信號(hào)采集裝置IDn發(fā)出消息F1，各信號(hào)采集裝置收到消息F1后，如果信號(hào)采集裝置的IDn與消息F1的目的信號(hào)采集裝置IDn若不匹配，則該信號(hào)采集裝置不做出反應(yīng)；如果匹配，則該信號(hào)采集裝置做出以下反應(yīng)如果有數(shù)據(jù)，向PC機(jī)發(fā)出消息F2，并向PC機(jī)傳送采集的壓力數(shù)據(jù)，PC機(jī)收到回傳的數(shù)據(jù)后，如果正確收到，則向該信號(hào)采集裝置發(fā)出消息F3，表示正確收到了，該信號(hào)采集裝置收到消息F3后，直接發(fā)出消息F1，令牌交給該信號(hào)采集裝置的下一跳信號(hào)采集裝置IDn+1；如果沒有數(shù)據(jù)，直接發(fā)出消息F1，令牌交給該信號(hào)采集裝置的下一跳信號(hào)采集裝置IDn+1；按前述步驟繼續(xù)下去，直到最后一個(gè)信號(hào)采集裝置也成功傳送，由于最后一個(gè)信號(hào)采集裝置的下一跳信號(hào)采集裝置IDn+1為PC機(jī)ID，表明一輪已經(jīng)結(jié)束，然后PC機(jī)又將令牌傳給第一次發(fā)出消息F1的信號(hào)采集裝置IDn，新的一輪又開始，按照這樣的規(guī)律不停的傳送。
4.如權(quán)利要求3所述的液壓轉(zhuǎn)轍機(jī)道岔的運(yùn)行狀態(tài)在線自動(dòng)測(cè)控方法，其特征在于PC機(jī)每次從發(fā)出消息F1時(shí)就開始記時(shí)PC機(jī)在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)還未收到消息F2，則發(fā)出消息F3，申請(qǐng)重傳；PC機(jī)收到錯(cuò)誤的F2，則發(fā)出消息F3，申請(qǐng)重傳；PC機(jī)3次向某信號(hào)采集裝置IDn發(fā)出消息F3申請(qǐng)重傳，但仍未收到正確的消息F2，則認(rèn)為這個(gè)信號(hào)采集裝置IDn已經(jīng)出了故障，將它放入故障分機(jī)列表；PC機(jī)向出故障的信號(hào)采集裝置IDn上一跳信號(hào)采集裝置IDn-1發(fā)送消息F5，告訴它你的下一跳不再是那個(gè)出故障的信號(hào)采集裝置IDn了，而是出故障的下一跳信號(hào)采集裝置IDn+1，將出故障的信號(hào)采集裝置IDn跳過，PC機(jī)繼續(xù)發(fā)送消息F1，按照上述步驟繼續(xù)進(jìn)行下去。
5.一種液壓轉(zhuǎn)轍機(jī)道岔的運(yùn)行狀態(tài)在線自動(dòng)測(cè)控裝置，采用上下位機(jī)的結(jié)構(gòu)構(gòu)成，包括一臺(tái)PC機(jī)與多臺(tái)信號(hào)采集裝置，一臺(tái)PC機(jī)與多臺(tái)信號(hào)采集裝置通過串行總線相連接，形成一個(gè)串口環(huán)網(wǎng)絡(luò)裝置，其特征在于信號(hào)采集裝置由壓力傳感器、嵌入式微處理器控制模塊、A/D轉(zhuǎn)換模塊、UART通訊模塊、存儲(chǔ)模塊、光電隔離保護(hù)裝置，其中壓力傳感器與嵌入式微處理器連接，A/D轉(zhuǎn)換模塊、485通訊模塊、存儲(chǔ)模塊都與嵌入式微處理器控制模塊相連接。
6.如權(quán)利要求5所述的液壓轉(zhuǎn)轍機(jī)道岔的運(yùn)行狀態(tài)在線自動(dòng)測(cè)控裝置，其特征在于每臺(tái)液壓轉(zhuǎn)轍機(jī)上布置壓力傳感器，使用單片機(jī)與各壓力傳感器連接作為信號(hào)采集裝置，信號(hào)采集裝置將采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行簡單數(shù)據(jù)處理，以串行的方式傳輸?shù)絇C機(jī)，PC機(jī)將接收到數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、動(dòng)態(tài)顯示、存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)庫、查詢歷史數(shù)據(jù)、系統(tǒng)故障報(bào)警。
7.如權(quán)利要求5或6所述的液壓轉(zhuǎn)轍機(jī)道岔的運(yùn)行狀態(tài)在線自動(dòng)測(cè)控裝置，其特征在于每臺(tái)信號(hào)采集裝置都有一個(gè)固定的物理地址IDn，PC機(jī)也有一個(gè)固定的物理地址ID，其中PC機(jī)中有一發(fā)送消息F1裝置各信號(hào)采集裝置收到消息F1后，如果信號(hào)采集裝置的IDn與消息F1的目的信號(hào)采集裝置IDn若不匹配，則該信號(hào)采集裝置不做出反應(yīng)；如果匹配，則該信號(hào)采集裝置做出以下反應(yīng)如果有數(shù)據(jù)，向PC機(jī)發(fā)出消息F2，并向PC機(jī)傳送采集的壓力數(shù)據(jù)，PC機(jī)收到回傳的數(shù)據(jù)后，如果正確收到，則向該信號(hào)采集裝置發(fā)出消息F3，表示正確收到了，該信號(hào)采集裝置收到消息F3后，直接發(fā)出消息F1，令牌交給該信號(hào)采集裝置的下一跳信號(hào)采集裝置IDn+1；如果沒有數(shù)據(jù)，直接發(fā)出消息F1，令牌交給該信號(hào)采集裝置的下一跳信號(hào)采集裝置IDn+1；按上述步驟繼續(xù)下去，直到最后一個(gè)信號(hào)采集裝置也成功傳送，由于最后一個(gè)信號(hào)采集裝置的下一跳信號(hào)采集裝置IDn+1為PC機(jī)ID，表明一輪已經(jīng)結(jié)束，然后PC機(jī)又將令牌傳給第一次發(fā)出消息F1的信號(hào)采集裝置IDn，新的一輪又開始，按照這樣的規(guī)律不停的傳送。
8.如權(quán)利要求7所述的液壓轉(zhuǎn)轍機(jī)道岔的運(yùn)行狀態(tài)在線自動(dòng)測(cè)控裝置，其特征在于PC機(jī)中設(shè)置有一個(gè)記時(shí)裝置PC機(jī)若在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)還未收到消息F2，則發(fā)出消息F3，申請(qǐng)重傳；PC機(jī)若收到錯(cuò)誤的F2，則發(fā)出消息F3，申請(qǐng)重傳；PC機(jī)若已3次向某信號(hào)采集裝置IDn發(fā)出消息F3申請(qǐng)重傳，但仍未收到正確的消息F2，則認(rèn)為這個(gè)信號(hào)采集裝置IDn已經(jīng)出了故障，將它放入故障分機(jī)列表；PC機(jī)向出故障的信號(hào)采集裝置IDn上一跳信號(hào)采集裝置IDn-1發(fā)送消息F5，告訴它你的下一跳不再是那個(gè)出故障的信號(hào)采集裝置IDn了，而是出故障的下一跳信號(hào)采集裝置IDn+1，將出故障的信號(hào)采集裝置IDn跳過，PC機(jī)繼續(xù)發(fā)送消息F1，按照上述步驟繼續(xù)進(jìn)行下去。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種液壓轉(zhuǎn)轍機(jī)道岔的運(yùn)行狀態(tài)在線自動(dòng)測(cè)控方法及裝置，由壓力傳感器、嵌入式微處理器控制模塊、A/D轉(zhuǎn)換模塊、串口通訊模塊、存儲(chǔ)模塊、PC機(jī)端的監(jiān)控軟件模塊等組成。其特點(diǎn)是采用上、下位機(jī)的體系結(jié)構(gòu)，上位機(jī)與多臺(tái)下位機(jī)的以總線方式實(shí)現(xiàn)分布式數(shù)據(jù)采集和監(jiān)測(cè)，通過PC機(jī)端的監(jiān)控軟件和隔離保護(hù)裝置，組成具有自維護(hù)能力、抗干擾能力、低功耗的液壓轉(zhuǎn)轍機(jī)道岔監(jiān)測(cè)裝置，本發(fā)明具有實(shí)時(shí)報(bào)警和歷史數(shù)據(jù)查詢與分析，并且實(shí)現(xiàn)成本低廉，可廣泛應(yīng)用于鐵路液壓轉(zhuǎn)轍機(jī)道岔的安全運(yùn)行監(jiān)測(cè)。
文檔編號(hào)B61L5/00GK1799912SQ20051001937
公開日2006年7月12日 申請(qǐng)日期2005年8月31日 優(yōu)先權(quán)日2005年8月31日
發(fā)明者李方敏, 周祖德, 徐成, 劉泉, 薛立功 申請(qǐng)人:武漢理工大學(xué)