高速電力機車運行試驗實時在線評估系統的設計
系統簡介：
我國經濟建設的發展以及人們生活水平的提高，對我國的鐵路技術水平提出了更高的要求，電力高速鐵路的投入運營，標志著我國鐵路建設的發展水平，同時對高速列車的穩定性以及安全性也提出了更高的要求，為了實時在線評估高速電力列車的穩定性以及安全性，采用Advantech 的IPC－610工業控制計算機、PCL—1800、PCI－1720、PCL－745B、PCI—1761、PCL－720、ADAM—5000/485以及相應的ADAM—5000 I/O模塊等組建了一套電力牽引機車實時在線評估系統。該系統已在多家電力機車制造廠和試驗基地運行，效果較好。
系統要求：
為了實時在線評估高速電力列車的穩定性以及安全性，根據高速電力機車運行性能要求，要求實時在線檢測評估系統主要具有如下功能：
1） 實時在線監測不同運行速度條件下牽引機、掛車底輪應力減震支持彈簧的應力以及應力變形，
2） 實時在線監測不同運行速度條件下牽引機、掛車電力大功率電磁閥、繼電器的開閉狀態以及健康狀態（電阻、溫度、導通電流等），
3） 實時監測不同運行速度條件下牽引機車的牽引力矩、運行速度、機組震動幅值與震動頻率等，
4） 實時監測不同運行速度條件下掛車的拖動力矩、車廂震動幅值與震動頻率、空壓機的氣壓等，
5） 根據監測的輸入數據實時在線調節相應的變頻器執行機構，調節液壓執行器，
6） 系統具有實時在線專家故障診斷系統功能
7） 系統具有實時在線評估不同運行速度條件下電力機車的運行狀態、實時故障報警、實時報表打印、應力曲線分析以及圖形輸出等
研華解決方案：
為了使在線評估系統獲得更好的性價比，并兼具較高的先進性、通用性，在機車牽引機控制室內放置有Advantech 的IPC－610型工業控制計算機，它同時起系統控制器和控制服務器的作用，配置有PCA－6179主板、Pentium III 850MHz CPU、256MSDRAM內存，同時內插有高速數據采集板卡PCL－1800，用于采集機車的速度、運行電流、四底輪底動態壓力、牽引力等參數；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試控制器ADAM—5000/485進行串行通信；光隔離高驅動能力的DI/DO板卡PCI-1761用于采集電磁閥的開閉信號和控制電磁閥的開閉。在后掛的六節試驗車廂采用Advantech 的分布式控制系統ADAM—5000/485控制器，內配有ADAM－5024，用于控制輔助啟動變頻器；ADAM－5017H，用于采集車廂震動、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閉；ADAM－5055S，用于實時監測各種電氣開關的起閉狀態。同時配備一臺打印機，實時在線打印相關的報表、控制曲線等。另外，為了實時評估機車性能和在線分析運行試驗可能出現的故障或事故，在系統中添加了實時專家系統，以協助車載在線現場專家和測試人員分析。
應用說明：
由于電力機車行駛速度快、車輪與鐵軌之間相互摩擦，會產生一定的電磁干擾，對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、電磁脈沖隨機干擾等，實現了共模抑制電噪聲。為了提高系統的整體抗干擾性能，所有傳感器、變送器均采用朝陽隔離線性電源供電。除此以外，在過程與過程通道之間也采取隔離方法，使其計算機系統與外界的過程控制器和變送儀表之間沒有公共地線，也采用繼電器隔離方式，以提高系統的抗干擾能力。這正是采用PCL－745B，而不采用ADAM-4520作RS-232/RS485轉換器的緣故。本裝置要求控制系統具有較強的實時能力，并且控制系統在實時控制各控制單元的同時，還要進行實時數據處理和存貯，考慮到系統的實時、穩定等方面的要求，操作系統采用Windows 2000 專業版，利用Visual C＋＋極強的硬件底層端口訪問的支持能力完成對PCL－1800、PCI－1720，PCI-1761等板卡底層端口的讀寫，并通過MSCOMM控件完成與ADAM5000/485的實時通信。同時利用Matlab強大數值計算功能和豐富的函數庫，將Visual C++和Matlab二者的優勢結合起來，實現二者無縫隙的連接，實現對震動等信號的小波處理。
選用研華產品：
IPC－610，PCL－1800，PCL－745B，PCL－720，PCI—1761，PCI－1720，ADAM—5000/485，
及相應的ADAM—5000 I/O模塊
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