一种轨道车智能维护系统及方法与流程

本发明涉及铁路工程技术领域，具体涉及一种轨道车智能维护系统及方法。

背景技术：

现有的铁路工程车辆大多采用继电器的离散化控制，不具有智能化功能，无车辆维护保养到期时的提醒功能，不利于车辆的使用和维护。

技术实现要素：

针对上述背景技术中存在的问题，本发明提出了一种轨道车智能维护系统及方法，其在plus+1系统平台上进行二次开发，做到了可视化人机交互，很好的解决了现有车辆无实时提醒功能的不足，提高了铁路工程车辆的可操控性和车辆维护保养的便捷性。

本发明的技术方案如下：

上述的轨道车智能维护系统，其包括控制器以及与所述控制器电连接的显示器和外围控制电路；所述控制器与所述显示器通过can总线连接，所述控制器与发动机也通过can总线连接；所述控制器和显示器还均外接24v终端蓄电池。

所述轨道车智能维护系统，其中：所述can总线两端还连接有120ω终端电阻。

所述轨道车智能维护系统，其中：所述控制器包括易失性存储器ram、非易失性存储器rom、a/d转换单元、d/a转换单元、数字量输入/输出接口、模拟量输入/输出接口和总线模块；所述马达转速传感器、水温传感器、液压油温传感器、油位传感器、空滤传感器、机滤传感器、油滤传感器和系统压力传感器均通过信号线连接所述控制器的所述数字量输入/输出接口和所述模拟量输入/输出接口。

所述轨道车智能维护系统，其中：所述外围控制电路包括与所述控制器电连接的马达转速传感器、水温传感器、液压油温传感器、油位传感器、空滤传感器、机滤传感器、油滤传感器和系统压力传感器。

所述轨道车智能维护系统，其中：所述控制器还具有第一连接插座c1和第二连接插座c2；所述第一连接插座c1包括电池正极端口c101、电池负极端口c102、can总线高电平端口c103、can总线低电平端口c104、模拟量输入/can总线接地端口c105、数字量输入端口c106和c107、直流5v传感器电源正极端口c108和传感器电源负极端口c109；所述第二连接插座c2包括数字量输入/模拟量输入/频率输入端口c202～c206、模拟量输入/温度/电阻端口c207～c208、pwm输出/数字量输出/pvg电源端口c209、pwm输出/数字量输出/pvg输出端口c210～212。

所述轨道车智能维护系统，其中：所述第一连接插座c1通过电池负极端口c101连接所述24v终端蓄电池的负极，通过电池正极端口c101连接所述24v终端蓄电池的正极，通过can总线高电平端口c103连接所述can总线一端，通过can总线低电平端口c104连接于所述can总线另一端。

所述轨道车智能维护系统，其中：所述显示器具有接线端口cip1～cip4，其通过接线端口cip1和cip2分别连接所述24v终端蓄电池的负极和正极，通过接线端口cip3和cip4分别连接所述can总线两端。

所述轨道车智能维护系统，其中：所述控制器采用型号为mc024-010的plus+1平台控制器；所述显示器采用型号为dp570的液晶显示器。

一种轨道车智能维护方法，基于所述的轨道车智能维护系统，其中，具体包括以下步骤：

(1)通过plus+1平台编辑控制器1和显示器2的软件系统，并将编辑好的所述软件系统下载到控制器和显示器中，通过所述软件系统的数字量采样模块采样所述控制器的数字量输入端口的频率值，通过所述软件系统的模拟量采样模块采样所述控制器的模拟量输入端口的电压值和电阻值，并通过所述软件系统在can总线上采集发动机的ecu主动发送的各种状态参数。

(2)所述软件系统采集到所有需要显示的信息数据后，根据控制器与显示器之间的can通讯协议，将采集到的信息数据由控制器发送给显示器，显示器根据can通讯协议再把收到的信息数据还原为实际数值并进行二次处理后显示；

(3)由所述软件系统根据累计里程和工作时间，参考预设参数后进行保养信息提示，并采集发动机ecu发出的故障信息在显示器的主页面做出报警提示，使驾驶员在显示器的报警页面查看具体的故障信息，从而及时处理。

所述轨道车智能维护方法，其中：所述显示器上会显示发动机转速、累计工作小时、当前车速、累计里程、发动机水温、机油压力、变矩器压力、液压系统压力、液压油温、燃油油位、发动机电压、发动机负荷、发动机报警参数及维护保养信息；所述维护保养信息具有到期智能提醒功能；

所述当前车速的数值是通过所述软件系统的频率-转速模块根据马达转一圈产生多少脉冲和得到的频率值，计算出马达瞬时转速，再根据车轮直径计算瞬时车速；所述机油压力、变矩器压力和液压系统压力的数值是通过软件系统的滤波模块将采集到的电压值先经过滤波，再经过所述软件系统的两位传感器标定模块计算出对应压力值；所述液压油温和燃油油位的数值是通过所述软件系统的6点标定模块将采集到的电阻信号进行线性标定后得出；所述发动机的各种状态参数值是通过所述软件系统直接读取can信号，然后根据j1939车辆协议通过数学运算直接得到。

有益效果：

本发明轨道车智能维护系统及方法构思合理，通过在plus+1系统平台上进行的二次开发，在轨道车等铁路工程车辆在出现重大故障强制自动停机保护功能，通过显示器，做到了可视化人机交互，较好的解决了现有车辆无实时故障智能实时提醒功能的不足。

附图说明

图1为本发明轨道车智能维护系统的结构框图；

图2为本发明轨道车智能维护系统的控制器的接口电路图；

图3为本发明基于plus+1平台的轨道车智能维护方法中编辑在控制器和显示器中的软件系统的工作流程图。

具体实施方式

如图1所示，本发明轨道车智能维护系统，基于plus+1平台且包括控制器1、显示器2和外围控制电路。

该控制器1与显示器2通过can总线连接，该控制器1与发动机也通过can总线连接通讯；该控制器1与显示器2的供电电源为外接24v终端蓄电池。

该控制器1采用plus+1平台控制器mc024-010，该显示器2采用型号为dp570的液晶显示器(采用的是萨澳丹佛斯公司的plus+1平台控制器mc024-010)；该can总线两端还设置有120欧姆终端电阻。

该外围控制电路包括与控制器1电连接的马达转速传感器、水温传感器、液压油温传感器、油位传感器、空滤传感器、机滤传感器、油滤传感器、系统压力传感器及其他i/o电路；其中，该转速传感器安装在车辆的车轮上，该水温传感器安装在车辆的水箱中，该油位传感器安装在车辆的油箱中，该空滤传感器安装在发动机的空气滤清器上，该机滤传感器安装在发动机的机油滤清器上，该油滤传感器安装在发动机的燃油滤清器上。

该控制器1包括易失性存储器ram、非易失性存储器rom、a/d转换单元、d/a转换单元、数字量输入/输出接口、模拟量输入/输出接口和总线模块。其中，该马达转速传感器、水温传感器、液压油温传感器、油位传感器、空滤传感器、机滤传感器、油滤传感器和系统压力传感器均通过信号线连接该控制器1的数字量输入/输出接口和模拟量输入/输出接口连接。

如图2所示，该控制器1还具有第一连接插座c1和第二连接插座c2；该第一连接插座c1和第二连接插座c2各具有12个输入/输出端口。

该第一连接插座c1包括电池正极端口c101、电池负极端口c102、can总线高电平端口c103、can总线低电平端口c104、模拟量输入/can总线接地端口c105、数字量输入端口c106和c107、直流5v传感器电源正极端口c108和传感器电源负极端口c109；该第二连接插座c2包括数字量输入/模拟量输入/频率输入端口c202～c206、模拟量输入/温度/电阻端口c207～c208、pwm输出/数字量输出/pvg电源端口c209、pwm输出/数字量输出/pvg输出端口c210～212。

该第一连接插座c1通过电池负极端口c101连接24v终端蓄电池的负极，通过电池正极端口c101连接24v终端蓄电池的正极，通过can总线高电平端口c103连接can总线一端，通过can总线低电平端口c104连接于can总线另一端；该can总线两端之间还连接有120ω终端电阻r。

该显示器2具有接线端口cip1～cip4，其通过接线端口cip1和cip2分别连接24v终端蓄电池的负极和正极，通过接线端口cip3和cip4分别连接can总线两端。

本发明通过控制器1读取各传感器和发动机数据，控制器1经运算后将各种信息实时显示到显示器2上，使驾驶员可实时查看车辆运行状况。

本发明轨道车智能维护方法，基于上述的轨道车智能维护系统，具体步骤如下：

(1)通过plus+1平台编辑控制器1和显示器2的软件系统，并将编辑好的软件系统下载到控制器1和显示器2中，通过该软件系统的数字量采样模块采样控制器1的数字量输入端口的频率值(hz)，通过软件系统的模拟量采样模块采样控制器1的模拟量输入端口的电压值(mv)、电阻值(ω)，以读取开关是否得电、马达转速、液压系统高低压压力、液压油温、油箱油位等参数；通过软件系统在can总线上采集发动机的ecu主动发送的各种状态参数，主要读取发动机转速、累计工作时间、机油压力、冷却液温度等。

其中，上述步骤(1)中，马达转速传感器被检测的是频率值，系统压力传感器被检测的是电压值，液压油温传感器和油位传感器被检测的是电阻值。

(2)软件系统采集到所有需要显示的信息数据后，根据控制器1与显示器2之间的can通讯协议，将采集到的信息数据通过控制器1发送给显示器2，显示器2根据can通讯协议再把接到的信息数据还原为压力、温度、转速等实际数值进行二次处理后显示。

(3)由软件系统根据累计里程和工作时间，参考预设参数后进行保养信息提示(例如提示更换液压滤芯和液压油)，并采集发动机ecu发出的故障信息，在显示器2的主页面做出报警提示，驾驶员可在显示器2的报警页面查看具体的故障信息，从而及时处理。

其中，该显示器2上会显示发动机转速、累计工作小时、当前车速、累计里程、发动机水温、机油压力、变矩器压力、液压系统压力、液压油温、燃油油位、发动机电压、发动机负荷、发动机报警参数及各种维护保养信息；各种维护保养信息具有到期智能提醒功能。当前车速的数值是通过软件系统的频率-转速模块根据马达转一圈产生多少脉冲和得到的频率值，计算出马达瞬时转速，再根据车轮直径计算瞬时车速。且机油压力、变矩器压力和液压系统压力的数值是通过软件系统的滤波模块将采集到的电压值先滤波，再经过软件系统的两位传感器标定模块计算出对应压力值(bar)；液压油温和燃油油位的数值是通过软件系统的6点标定模块将采集到的电阻信号进行线性标定；因这种传感器不是线性特性，6点标定模块是将其简化为6段直线。发动机的各种状态参数值是通过软件系统直接读取can信号，然后根据j1939车辆协议通过数学运算加减乘除直接得到。

本发明做到了可视化人机交互，很好的解决了现有车辆无实时提醒功能的不足，使驾驶员可实时查看车辆运行状况，提高了铁路工程车辆的可操控性和车辆维护保养的便捷性。