[发明专利]一种机车运行状态实时监测记录和参数调节系统及其方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种机车状态监控系统及其方法，尤其是涉及一种适用于机车车辆的机车运行状态信息实时监测记录和在线参数调节系统及其方法。

背景技术

随着电子及计算机技术的迅猛发展，DSP、ARM和FPGA（Field-programmable gate array，现场可编程门阵列）等功能强大的嵌入式微机技术已经成熟并得到广泛应用。高集成、高精度和高可靠性的IC集成技术也同样在不断地升级换代。同时以太网通讯技术和界面开发软件编程技术的日新月异则更是大大提升了目前的技术水平。

而机车控制装置是机车运行的重要组成部分，其运行状态好坏直接关系到机车的安全运行，因此在出厂时，需对机车控制装置作全面的、详细的性能调试。此外，当机车在线运行时，有时也需要对机车运行状态进行实时的监测，通过分析数据信息，及时发现并解决机车故障。

目前虽然有专门的机车状态监测及数据记录装置，但无法直接对机车进行在线参数调节。其由数据采集模块、数据传输模块与数据监视记录模块组成，属于机车控制装置之外重新开发，需对机车的相关信号重新布线，对于客户而言，维护及成本大大增加。另外无法获取机车控制的一些关键变量，对于一些关键的故障来说，查找还是比较困难。而且由于电力机车的运行条件恶劣，需要在机车运行的不同工作状态下进行参数配置，对调节机车的PI参数相当不方便；而以往调节PI参数都是利用示波器观察调节效果，修改机车控制程序中PI参数值，这意味着需要修改每次改动都需要修改控制程序，大大降低了机车控制装置的可靠性，参数调节周期较长。

 同时，机车在线运行时，携带多台示波器或者采用数据采集观察上车监测机车运行状态信号的方法基本不可行，虽然司机室的显示屏上能够看到一些利用通讯传输上来的机车的状态信号和故障条目，但是由于这些信息只能每隔64ms传输一次，因此数据信息的实时性较差，不能准确反应和捕捉机车的瞬态隐性故障。目前虽然有些机车采用微机系统控制，有一些故障记录信息，但是其存储空间有限，每次故障发生时只能记录故障发生前后2秒的状态，因此记录数据量和数据长度有限，不能全面反映机车的状态信息。

综上所述，有必要开发一个实时状态监视与数据记录系统，不论是对机车的出厂调试，还是在线运行时，都可以方便地通过此系统全面地、长时间地监测及记录机车运行的数据信息（包括机车运行的一些关键的中间变量），并利用存储的丰富数据，通过数据回放方式来仔细分析机车的瞬态隐形故障，从而提升调试及检测水平，提高工作效率。

发明内容

本发明的目的是提供一种机车运行状态实时监测记录和参数调节系统及其方法，该系统及其方法不论是对机车的出厂调试，还是在线运行时，都可以方便地通过此系统全面地、长时间地监测及记录机车运行的数据信息，从而提升调试及检测水平，提高工作效率。 

为了实现上述发明目的，本发明具体提供了一种机车运行状态实时监测记录和参数调节系统的技术实现方案，一种机车运行状态实时监测记录和参数调节系统，包括：监控模块和机车控制装置，监控模块包括监视记录模块、记录回放模块和参数调节模块，机车控制装置包括机车控制模块，监控模块通过以太网线与机车控制装置的机车控制模块相连，监视记录模块通过以太网线向机车控制模块发送监控数据指令，并实时接收、记录和显示机车控制模块发回的监控数据；记录回放模块对监视记录模块记录的监控数据进行存储和回放；参数调节模块通过以太网线向机车控制模块发送参数调节指令，并将参数数据在线写入机车控制模块。

作为本发明一种机车运行状态实时监测记录和参数调节系统技术方案的进一步改进，机车控制装置还包括功能板模块，功能板模块包括两个以上的功能板，各个功能板与机车控制模块之间通过AMS总线相连，各个功能板和机车控制模块均与机车外围信号接口模块相连。

作为本发明一种机车运行状态实时监测记录和参数调节系统技术方案的进一步改进，机车控制模块包括数据采集模块、公用RAM模块、ARM芯片和DSP芯片，数据采集模块与机车外围信号接口模块和公用RAM模块分别相连，公用RAM模块与ARM芯片和DSP芯片分别相连，数据采集模块对机车外围的模拟量和/或数字量数据进行采集和处理，DSP芯片管理机车控制装置的总线，并进行机车控制；ARM芯片对数据采集模块采集到的机车状态信息进行记录、诊断、数据通讯与转储；公用RAM模块为DSP芯片设定公用的全局变量数据，ARM芯片和DSP芯片读写公用RAM模块中的变量数据，并通过公用RAM模块进行数据交互。