一種既有軌道工程機械遠程診斷系統的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及鐵路工程領域，尤其是涉及一種應用于既有軌道工程機械的遠程診斷 系統。
【背景技術】
[0002] 目前，隨著鐵路電氣化的進程不斷加快，對于鐵路工程機械的自動化程度要求也 不斷提高，因此在鐵路工程領域廣泛存在著新、舊設備混用的情況。如附圖1所示，即為一種 既有軌道工程機械電氣系統的系統結構框圖。在附圖1中，電路板1、電路板2、電路板3等從 作業相關電氣控制箱中獲取采集信號，再分別以數字量信號、模擬量信號、儀表信號和指示 燈信號的形式輸出至相應的設備、儀表和指示燈進行顯示。
[0003] 如附圖2所示，在現有技術中，由株洲南車時代電氣股份有限公司、株洲時代電子 技術有限公司分別于2008年10月10日申請，2009年03月11日公開，公開號為CN101382802A 的中國發明專利《養路機械電氣系統狀態監測與診斷裝置及監測診斷方法》，以及于2012年 03月14日申請，2012年08月29日公開，公開號為CN102650878A的中國發明專利《一種大型養 路機械分布式控制系統及其設計方法》均公開了一種新的鐵路大型養路機械網絡控制系 統。基于上述兩種專利開發的鐵路大型養路機械網絡控制系統目前已批量應用于新造的 WD-320穩定車、D08-32搗固車、D09-32連續式搗固車、DWL-48搗穩車等多種車型。該系統由 顯示模塊、模擬量輸入模塊、數字量輸入模塊、數字量輸出模塊等幾種基本控制模塊組成， 并采用現場CAN總線作為數字通訊載體，將整車通過網絡貫穿首尾，形成了一個整車的控制 網絡。系統各部件的功能如下：
[0004] 電源模塊:隔離電源模塊，為網絡上的5~6個控制模塊提供+24V電源。
[0005] 數字量輸入模塊:8個通道輸入信號接口，且每通道可采集2路外部DC24V高低電平 信號，并通過CAN通信接口實現CAN總線網絡數據交換，通過CAN2和/或RS232通信接口連接 基于CAN和/或RS232通信協議的外部設備，除此之外還可向外部設備提供具有短路保護的 可控+24V現場工作電源。
[0006] 模擬量輸入模塊:8個通道輸入信號接口，可采集的±10.000V以內的模擬量輸入 信號，并通過CAN1通信接口實現CAN總線網絡數據交換，通過CAN2和/或RS232通信接口連接 基于CAN和/或RS232通信協議的外部設備，除此之外每個通道都可提供± 10.000V現場工作 電源，其中7~8通道可實現± 10.000V或± 15.000V現場工作電源輸出。
[0007] 數字量輸出模塊:系統可在線診斷模塊通信狀態、模塊電源、模塊輸入輸出通道狀 態等。
[0008] 顯示模塊:采用觸摸屏作為系統的人機交互接口，具備0六11?232、1^8、以太網等 通信接口，主要負責完成工作狀態信號顯示、工作數據輸入輸出、數據管理、邏輯運算、系統 在線診斷等功能。
[0009] 無線模塊:實現GPS實時定位，數據無線傳輸與接收。
[0010]在附圖1中，電源模塊為其它控制模塊提供隔離DC24V電源。模擬量輸入模塊與數 字量輸入模塊完成車載工作狀態信息采集，并通過現場CAN總線將數據傳輸到網絡中，供其 它模塊接收使用。數字量輸出模塊完成對從網絡上接收的數字與模擬信號進行邏輯數據運 算，再輸出PWM信號驅動執行機構，實現作業動作，并將計算結果傳輸至網絡中，供其它模塊 接收使用。顯示模塊直接從網絡中接收有用數據，進行顯示、分析與存儲，實現控制模塊實 時在線診斷及系統智能診斷功能，并通過無線模塊與地面終端進行數據通信，實現工作狀 態信息遠程在線實時監測診斷功能。
[0011]軌道工程機械的車載工作狀態信號分為數字信號與模擬信號。數字信號包括 DC24V高低電平信號與DC15V脈沖信號。數字量輸入模塊僅能采集DC24V高低電平及脈沖信 號，因此在D08-32搗固車網絡控制系統設計中增加了2個信號轉換板將DC15V脈沖信號轉換 為DC24V信號，再通過數字量輸入模塊完成信號采集。數字信號采集功能框圖如附圖3所示。 模擬信號包括電阻型模擬傳感器信號、DC24V電壓信號及-10V~+10V電壓信號。模擬量輸入 模塊僅能采集-10V~+10V電壓信號。因此，在D08-32搗固車網絡控制系統設計中增加了 1個 模擬隔離板將DC24V電壓信號與電阻型傳感器信號轉換為脈沖信號轉換為-10V~+10V電壓 信號，再通過模擬量量輸入模塊完成信號采集。模擬信號采集功能框圖如附圖4所示。
[0012] 目前鐵路大型養路機械網絡控制系統僅適應于新造軌道工程機械，若將現有鐵路 大型養路機械網絡控制系統應用于既有軌道工程機械，將會存在以下技術問題：
[0013] (1)鐵路大型養路機械網絡控制系統采用模塊化設計，整車網絡主要由幾種基本 模塊組成，若將其基本模塊用于既有軌道工程機械工作狀態信息采集，還需另外增加信號 轉換板才能完成信號采集，采集系統結構復雜；
[0014] (2)目前已應用的，如:D08-32型搗固車網絡控制系統狀態信息采集模塊共有12個 模塊，若將其直接應用于既有D08-32型搗固車，則將存在模塊數量多、成本高、安裝布線困 難等多種問題；
[0015] (3)既有工程車需在原模擬系統的基礎上增加一倍的輸入信號線，箱體分散、走線 復雜，可能會干擾原系統功能與性能，并降低原系統的可靠性；
[0016] (4)鐵路大型養路機械網絡控制系統中的車載顯示模塊直接嵌入式安裝于司機 臺，需增加控制箱，用于車載顯示模塊安裝，體積大、安裝困難；
[0017] (5)鐵路大型養路機械網絡控制系統中的網絡控制模塊集采集、信號處理、存儲、 通信等功能于一體，具有1路RS232及2路CAN接口，且防護等級為IP67，在既有工程車上僅用 于信息采集與發送，導致模塊的功能沒有得到充分發揮。
【發明內容】
[0018] 有鑒于此，本發明的目的在于提供一種既有軌道工程機械遠程診斷系統，能夠解 決既有軌道工程機械信息采集監測難、故障處理效率低、現場管理難、車載設備安裝布線難 的技術問題。
[0019] 為了實現上述發明目的，本發明具體提供了一種既有軌道工程機械遠程診斷系統 的技術實現方案，一種軌道工程機械遠程診斷系統，包括:車載主機、交換機、前端模擬量采 集板、多路模擬量采集板、程控主機板、、一個以上的行車監控數字量采集模塊，以及一個以 上的行車監控模擬量采集模塊。所述車載主機通過所述交換機與第三方設備進行數據交 互，所述前端模擬量采集板、多路模擬量采集板、程控主機板均通過現場總線將采集到的軌 道工程機械的作業狀態數據傳輸至所述車載主機。所述行車監控數字量采集模塊、行車監 控模擬量采集模塊將采集到的所述軌道工程機械的行車安全監控數據傳輸至所述車載主 機。
[0020] 優選的，所述系統還包括無線模塊，所述車載主機通過交換機與所述無線模塊相 連，實現所述軌道工程機械車載工作狀態數據的無線傳輸。
[0021] 優選的，所述車載主機與所述交換機，以及所述交換機與所述無線模塊、第三方設 備之間均采用以太網進行互聯。
[0022] 優選的，所述車載主機與所述行車監控數字量采集模塊、行車監控模擬量采集模 塊之間通過包括CAN總線、FF總線、Lonworks總線、Device Net總線、PR0FIBUS總線、HART總 線、CC-Link總線、WorldFIP總線、INTERBUS總線在內的任一種現場總線進行互聯。
[0023]優選的，所述行車監控數字量采集模塊包括54路輸入接口，其中48路為高低電平 輸入采集信號，其余6路為幅值0V~15V脈沖輸入采集信號，所述行車監控數字量采集模塊 通過CAN總線與所述車載主機進行數據交互。
[0024]優選的，所述行車監控模擬量采集模塊包括16路輸入接口，所述行車監控模擬量 采集模塊能完成0V~30V模擬電壓輸入信號采集，實現DC24V電源、電阻型傳感器信號采集， 所述行車監控模擬量采集模塊通過CAN總線與所述車載主機進行數據交互。
[0025]優選的，所述行車監控數字量采集模塊還包括I2C接口，并能為外部設備提供DC5V 控制電源。
[0026]優選的