一种轨道车辆空调主动运维系统的制作方法

本实用新型涉及轨道车辆空调系统控制技术领域，尤其是一种轨道车辆空调主动运维系统。

背景技术：

轨道公共交通已然成为当下人们出行的首选交通方式之一，随着各种形式的轨道交通方式的普及，为乘客提供一个舒适、安全的出行环境是城市轨道交通系统的长期目标与要求。而车厢内环境的温湿度，主要依靠轨道交通中的空调系统来保障。目前轨道车辆的空调系统，普遍采用的空调机组是单冷型定速空调机组或者冷暖型空调机组，它们一般根据轨道车厢内温度的要求而控制压缩机、蒸发风机和冷凝风机的启动与停止。而空调机组的控制则主要通过专用的空调控制系统，实现空调工况控制、运行状态检测和故障保护等功能。

现有的轨道空调控制系统大多是以空调控制为主要目的，系统布局的重点更偏向于空调的能耗优化、舒适型优化以及安全性优化等。针对轨道公共交通行业的特殊性，需要对轨道车辆的空调进行定期检修，但目前多是用人工检修的方式，通过制定检修计划，按照规定时间进行周检，月检，或按运行里程进行检修等；检修人员通过控制系统查看空调的相关状态信息，故障信息等，通过主观的经验及知识水平判断空调部件的健康情况；其不仅运维效果不佳，而且对空调机组的状态获取还存在一定的滞后性，人为的判断也存在主观性并导致误判或误操作，同时检修成本高昂。

技术实现要素：

为部分解决上述技术问题之一，本实用新型的目的在于：提供能够实时监测轨道车辆空调运行参数，并主动反馈的空调自动运维系统。

本实用新型所采取的技术方案是：

一种轨道车辆空调主动运维系统，包括中央处理器、通信网络模块、空调运维部件以及运维传感器；

其中，通信网络模块和运维传感器均连接中央处理器；空调运维部件连接运维传感器；通信网络模块和运维传感器均连接中央处理器；空调运维部件连接运维传感器；

运维传感器包括风压传感器、振动加速度传感器以及电流采集模块；风压传感器、振动加速度传感器以及电流采集模块均连接至中央处理器。

在本实用新型的一些实施例中，空调运维部件包括滤网、通风机、冷凝风机以及压缩机。

在本实用新型的一些实施例中，风压传感器的输入端连接至滤网；振动加速度传感器的输入端分别连接至通风机冷凝风机；电流采集模块的输入端分别连接至通风机、冷凝风机以及压缩机。

在本实用新型的一些实施例中，风压传感器包括第一风压采集气管、第二风压采集气管和压差开关；第一风压采集气管和第二风压采集气管均连接压差开关的一端；压差开关的另一端连接至中央处理器。

在本实用新型的一些实施例中，振动加速度传感器为三轴加速度传感器。

在本实用新型的一些实施例中，电流采集模块包括互感器和采集单元，采集单元的输入端连接至互感器，采集单元的输出端连接至互感器的输出端；互感器的输入端分别连接至通风机、冷凝风机以及压缩机。

在本实用新型的一些实施例中，其中央处理器通过modbus通信协议连接电流采集模块。

在本实用新型的一些实施例中，其中央处理器通过trdp协议连接通信网络模块。

在本实用新型的一些实施例中，其中央处理器为muc芯片。

在本实用新型的另一些实施例中，系统还包括电源模块，该电源模块分别连接运维传感器和中央处理器。

本实用新型的有益效果是：本实用新型系统通过风压传感器、振动加速度传感器以及电流采集模块采集轨道车辆的空调机组的运行状态参数，减少因人为操作和经验判断产生的误操作和误差，并将状态参数传输至中央处理器，再经由通信网络模块上传至后台，通过实时的参数获取上传，提高反馈时效和运维效率，集成的运维系统，也减少空调机组的运维成本。

附图说明

图1为本实用新型一种轨道车辆空调主动运维系统的结构示意图；

图2为本实用新型的中央处理器的电路原理图。

附图标注：101、电流采集模块；102、风压传感器；103、通风机加速度传感器；104、冷凝风机加速度传感器；105、压缩机加速度传感器、106、压差开关。

具体实施方式

下面结合说明书附图和具体的实施例对本实用新型进行进一步的详细说明。

参照图1，本实用新型的系统主要包括中央处理器、通信网络模块、空调运维部件以及运维传感器；

其中，运维传感器分布于轨道车辆空调机组的对应位置，用于采集空调机组运行时对应运维部件的状态参数，并将其参数上传至中央处理器；系统中中央处理器主要用接收传感器采集的状态参数，并触发对应的控制指令或信号；系统中的通信网络模块主要用于与中央处理器进行信号的交互传输，将中央处理器输出的控制指令或信号传输至轨道车辆运行控制中心后台，或直接传输至空调机组中对应的装置、设备或其他电气元件，从而实现空调机组的自主运维；此外，通信网络模块还可以用于接收轨道车辆运行控制中心后台下发的控制指令，并将其输出至中央处理器，以实现人工调控、人工运维的功能。本实施例系统中，通信网络模块和运维传感器均连接中央处理器；空调运维部件连接运维传感器；通信网络模块和运维传感器均连接中央处理器；空调运维部件连接运维传感器。

本实施例中，空调运维部件包括滤网、通风机、冷凝风机以及压缩机，压传感器的输入端连接至滤网；振动加速度传感器的输入端分别连接至通风机冷凝风机；电流采集模块的输入端分别连接至通风机、冷凝风机以及压缩机。

参照图2，实施例的运维传感器包括风压传感器102、振动加速度传感器(包括通风机加速度传感器103、冷凝风机加速度传感器104以及压缩机加速度传感器105)以及电流采集模块101；风压传感器、振动加速度传感器以及电流采集模块均连接至中央处理器。实施例中的中央处理器则选用mcu(微控制单元)芯片。

具体的，风压传感器用于采集系统中滤网装置运行中的风压值。本实施例中，风压传感器包括第一风压采集气管、第二风压采集气管和压差开关；第一风压采集气管和第二风压采集气管均连接压差开关的一端；压差开关的另一端连接至中央处理器。风压传感器的两路风压采样气管，一路采集需测量的风压值，另一路采集参考位置的风压值。通过压差开关106设定基准的压差值，当风压a与风压b之间的压差超过压差设定时，传感器内部的常开触点闭合，电源高电平经风压传感器传至mcu的di1数字量输入中。

振动加速度传感器，则主要用于采集通风机和冷凝风机运行中装置表面振动产生的加速度，更为具体的，在本实施例系统中，该振动加速度传感器采用的是三轴加速度传感器。可采集x，y，z任一轴向上产生的加速度。振动加速度传感器安装于风机和压缩机的表面，当风机和压缩机在x，y，z任一轴向上产生加速度时，传感器内置的压敏元件感应到压力变化值，该值经传感器处理转化为标准的4～20ma电流信号输出至mcu的ai1-ai9模拟量输入中，x，y，z各轴分别对应1路电流输出。

电流采集模块，主要用于采集运维部件中通风机、冷凝风机以及压缩机的电流信号，在一些实施例中，该电流采集模块还可以包括互感器和采集单元，互感器用于将通风机、冷凝风机以及压缩机的三相电流信号转化为模拟电流信号；采集单元则用于将互感器输出的模拟电流信号转换为数字信号并传输至中央处理器；在电流采集模块中采集单元的输入端连接至互感器，采集单元的输出端连接至互感器的输出端；互感器的输入端分别连接至通风机、冷凝风机以及压缩机的三相电极。电流采集模块由互感器及采集单元组成，互感器将通风机，冷凝风机及压缩机的u，v，w三相电流数据通过变比转换成采集单元的模拟电流1-9路输入。采集单元将9路电流数据转换成ad数字量并存储于采集模块内。

参照图2，在本实用新型的一些实施例中，其中央处理器通过modbus通信协议连接电流采集模块；并通过trdp协议连接通信网络模块。mcu的485-a，485-b接口与电流采集模块的485-a，485-b接口相连，通过modbus通信读取模块内存储各路电流的ad值。mcu所有读取到的输入信号通过内部运算转化成过程信号，并通过td+，td-，rd+，rd-四个接口与列车的网络总线连接，通信遵循trdp协议。

此外，系统包括电源模块，该电源模块分别连接运维传感器和中央处理器。

综上所述，本实用新型系统的具体实施过程为：轨道车辆的空调机组处于上电运行状态，本实施例自动运维系统也处于上电运行状态，本实施例系统中的震动加速度传感器、风压传感器以及电流采集模块均处于正常工作状态，通过传感器以及采集模块采集通风机振动加速度、冷凝风机振动加速度、风压传感器反馈状态参数以及负载的电流信号，信号(包含状态参数)传输至中央处理器单元，并触发相应的控制指令。

当加速度数值超出系统预设的量程时，处理器触发传感器故障及维护信号；当加速度至没有超出预设量程时，则当加速度数值正常时，触发器件正常运作的信号；当加速度数值异常时，则触发风机机械故障及维护信号。

当风压传感器反馈状态参数位于预设区间时，处理器触发滤网器件正常工作信号；当状态参数超出或低于预设区间时，处理器触发滤网故障及维护信号。

当电流数值超出系统预设的量程时，处理器触发采集模块故障及维护信号；当电流数值未超出量程时，处理器进一步监测电流数据是否处于正常数值区间，当超出或低于该正常区间时，触发风机或压缩机电气故障及维护信号；当单元数据处于正常数值区间时，处理器根据存储的历史数值与当前数值进行比对，当存在与当前数值相同的历史数值时，则处理器触发正常工作信号，否则，将当前数值作为参考值保留至存储单元。

此外，可通过人工修改的方式更新系统中的参考值，以增加中央处理器触发信号的准确度。中央处理器同时还将采集到的状态参数信号等，通过轨道车辆的trdp协议上传至轨道车辆运行控制中心后台，可由列车运营人员判断是否对系统进行断电处理。

本实用新型与现有技术相比，具有以下的优点：

1、本实用新型有效提高了列车空调的运维效率，并降低了运维成本，将常规的以时间划分的列车空调维护及检修计划直接转变集成系统触发运行状态信号的方式，更加科学准确；

2、本实用新型空调的各部件健康状态通过传感器有效地得到监控和反馈，维护人员可随时获知空调机组的运行状况，相比现有技术定期检修的方式，更具有时效性；

3、本实用新型可实现健康预警，降低故障率并规避风险。

上述实施例为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。