我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的發(fā)展以及人們生活水平的提高，對(duì)我國(guó)的鐵路技術(shù)水平提出了更高的要求，電力高速鐵路的投入運(yùn)營(yíng)，標(biāo)志著我國(guó)鐵路建設(shè)的發(fā)展水平，同時(shí)對(duì)高速列車的穩(wěn)定性以及安全性也提出了更高的要求，為了實(shí)時(shí)在線評(píng)估高速電力列車的穩(wěn)定性以及安全性，采用Advantech 的IPC-610工業(yè)控制計(jì)算機(jī)、PCL—1800、PCI-1720、PCL-745B、PCI—1761、PCL-720、ADAM—5000/485以及相應(yīng)的ADAM—5000 I/O模塊等組建了一套電力牽引機(jī)車實(shí)時(shí)在線評(píng)估系統(tǒng)。該系統(tǒng)已在多家電力機(jī)車制造廠和試驗(yàn)基地運(yùn)行，效果較好。
系統(tǒng)要求：
為了實(shí)時(shí)在線評(píng)估高速電力列車的穩(wěn)定性以及安全性，根據(jù)高速電力機(jī)車運(yùn)行性能要求，要求實(shí)時(shí)在線檢測(cè)評(píng)估系統(tǒng)主要具有如下功能：
1） 實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)不同運(yùn)行速度條件下?tīng)恳龣C(jī)、掛車底輪應(yīng)力減震支持彈簧的應(yīng)力以及應(yīng)力變形，
2） 實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)不同運(yùn)行速度條件下?tīng)恳龣C(jī)、掛車電力大功率電磁閥、繼電器的開(kāi)閉狀態(tài)以及健康狀態(tài)（電阻、溫度、導(dǎo)通電流等），
3） 實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)不同運(yùn)行速度條件下?tīng)恳龣C(jī)車的牽引力矩、運(yùn)行速度、機(jī)組震動(dòng)幅值與震動(dòng)頻率等，
4） 實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)不同運(yùn)行速度條件下掛車的拖動(dòng)力矩、車廂震動(dòng)幅值與震動(dòng)頻率、空壓機(jī)的氣壓等，
5） 根據(jù)監(jiān)測(cè)的輸入數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)在線調(diào)節(jié)相應(yīng)的變頻器執(zhí)行機(jī)構(gòu)，調(diào)節(jié)液壓執(zhí)行器，
6） 系統(tǒng)具有實(shí)時(shí)在線專家故障診斷系統(tǒng)功能
7） 系統(tǒng)具有實(shí)時(shí)在線評(píng)估不同運(yùn)行速度條件下電力機(jī)車的運(yùn)行狀態(tài)、實(shí)時(shí)故障報(bào)警、實(shí)時(shí)報(bào)表打印、應(yīng)力曲線分析以及圖形輸出等
研華解決方案：
為了使在線評(píng)估系統(tǒng)獲得最佳的性價(jià)比，并兼具較高的先進(jìn)性、通用性，在機(jī)車牽引機(jī)控制室內(nèi)放置有Advantech 的IPC-610型工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，它同時(shí)起系統(tǒng)控制器和控制服務(wù)器的作用，配置有PCA-6179主板、Pentium III 850MHz CPU、256MSDRAM內(nèi)存，同時(shí)內(nèi)插有高速數(shù)據(jù)采集板卡PCL-1800，用于采集機(jī)車的速度、運(yùn)行電流、四底輪底動(dòng)態(tài)壓力、牽引力等參數(shù);光隔離4通道模擬量輸出PCI-1720，用于控制電力大功率變頻器;光隔離串行通信板卡PCL-745B，用于和掛接的的車廂的測(cè)試控制器ADAM—5000/485進(jìn)行串行通信;光隔離高驅(qū)動(dòng)能力的DI/DO板卡PCI-1761用于采集電磁閥的開(kāi)閉信號(hào)和控制電磁閥的開(kāi)閉。在后掛的六節(jié)試驗(yàn)車廂采用Advantech 的分布式控制系統(tǒng)ADAM—5000/485控制器，內(nèi)配有ADAM-5024，用于控制輔助啟動(dòng)變頻器;ADAM-5017H，用于采集車廂震動(dòng)、壓力彈簧變形壓力、牽引力以及后掛車廂的阻力等;ADAM-5060，用于控制電磁閥以及大功率繼電器的開(kāi)閉;ADAM-5055S，用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)各種電氣開(kāi)關(guān)的起閉狀態(tài)。同時(shí)配備一臺(tái)打印機(jī)，實(shí)時(shí)在線打印相關(guān)的報(bào)表、控制曲線等。另外，為了實(shí)時(shí)評(píng)估機(jī)車性能和在線分析運(yùn)行試驗(yàn)可能出現(xiàn)的故障或事故，在系統(tǒng)中添加了實(shí)時(shí)專家系統(tǒng)，以協(xié)助車載在線現(xiàn)場(chǎng)專家和測(cè)試人員分析。
應(yīng)用說(shuō)明：
由于電力機(jī)車行駛速度快、車輪與鐵軌之間相互摩擦，會(huì)產(chǎn)生一定的電磁干擾，對(duì)傳感器有較大的影響，因此PCL-1800采用差分輸入方式，以消除變送器的白噪聲干擾、電磁脈沖隨機(jī)干擾等，實(shí)現(xiàn)了共模抑制電噪聲。為了提高系統(tǒng)的整體抗干擾性能，所有傳感器、變送器均采用朝陽(yáng)隔離線性電源供電。除此以外，在過(guò)程與過(guò)程通道之間也采取隔離方法，使其計(jì)算機(jī)系統(tǒng)與外界的過(guò)程控制器和變送儀表之間沒(méi)有公共地線，也采用繼電器隔離方式，以提高系統(tǒng)的抗干擾能力。這正是采用PCL-745B，而不采用ADAM-4520作RS-232/RS485轉(zhuǎn)換器的緣故。本裝置要求控制系統(tǒng)具有較強(qiáng)的實(shí)時(shí)能力，并且控制系統(tǒng)在實(shí)時(shí)控制各控制單元的同時(shí)，還要進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理和存貯，考慮到系統(tǒng)的實(shí)時(shí)、穩(wěn)定等方面的要求，操作系統(tǒng)采用Windows 2000 專業(yè)版，利用Visual C++極強(qiáng)的硬件底層端口訪問(wèn)的支持能力完成對(duì)PCL-1800、PCI-1720，PCI-1761等板卡底層端口的讀寫(xiě)，并通過(guò)MSCOMM控件完成與ADAM5000/485的實(shí)時(shí)通信。同時(shí)利用Matlab強(qiáng)大數(shù)值計(jì)算功能和豐富的函數(shù)庫(kù)，將Visual C++和Matlab二者的優(yōu)勢(shì)結(jié)合起來(lái)，實(shí)現(xiàn)二者無(wú)縫隙的連接，實(shí)現(xiàn)對(duì)震動(dòng)等信號(hào)的小波處理。
選用研華產(chǎn)品：
IPC-610，PCL-1800，PCL-745B，PCL-720，PCI—1761，PCI-1720，ADAM—5000/485，及相應(yīng)的ADAM—5000 I/O模塊
（轉(zhuǎn)載）
