专利名称：一种地铁牵引硅整流设备监控装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种直流牵引供电系统，尤其涉及城市轨道交通及无轨电车用牵引硅整流设备。
背景技术：
随着国内城市化的提高，国内的交通拥挤现象已成为一个显著的问题，而且随着机动车的数量呈爆发性的增长，地面的交通已呈现拥挤状况。而地铁因其节省地面空间、行车交通干扰少、运行稳定、节约能源以及显著缓解路面交通压力等优点，已经成为最佳的大众交通工具。虽然我国城市轨道交通起步比较早，但就其智能化成套牵引整流技术的发展却相对缓慢，自动化应用水平滞后于供电系统的整体自动化水平，传统的控制方式逐渐与先进的自动化供电系统不相匹配。随着世界发展中国家特别是中国城市轨道交通建设高潮的来临，国外电力设备公司利用其固有自动化技术优势，欲抢占成套牵引整流设备市场，为了进一步促进国产设备的市场竞争地位，与世界先进技术接轨，智能化成套牵引整流技术的发展势在必行。以往的地铁硅整流设备常常采用接触器和传统的仪表、指示灯对设备进行监控， 但是这种方式并不能直观的反应设备的故障点，而且操作并不方便。
发明内容本实用新型的所要解决的技术问题是针对目前城市轨道交通具有运力大、列车发车间隔短等特点，有可能出现过负载现象，对故障点检测上达到及时、准确的要求。本实用新型为实现上述实用新型目的采用如下技术方案一种地铁牵引硅整流设备监控装置，包括触摸屏、PLC控制器、PC机；所述PLC控制器通过I/O端口分别与触摸屏的I/O端口、PC机的外设端口相连接；所述触摸屏设置于地铁牵引硅整流设备的一侧。优选的，本实用新型的地铁牵引硅整流设备监控装置中，PLC控制器包括电源模块、输入单元模块、输出单元模块、中央处理器、存储器以及I/O端口 ；其中所述输入单元模块用于采集地铁牵引硅整流设备的各项工作参数；所述中央处理器用于处理输入单元模块采集的各项工作参数；所述输出单元模块用于输出中央处理器的处理结果；所述电源模块用于向PLC控制器供电；所述存储器用于存储系统程序及用户程序；所述I/O 端口包括 RS232 及 RS485 接口。优选的，本实用新型的地铁牵引硅整流设备监控装置中，PLC控制器通过RS232接口与触摸屏的I/O端口连接，所述PLC控制器通过RS485接口与PC机的外设端口相连接。优选的，本实用新型的地铁牵引硅整流设备监控装置中，中央处理器的芯片型号为 CPU LM3109。优选的，本实用新型的地铁牵引硅整流设备监控装置中，输入单元模块包括芯片 DI LM3212、D0 LM3222、AI LM3310A。本实用新型采用上述技术方案具有如下有益效果本实用新型采用触摸屏和PLC监控的地铁牵引硅整流设备，其特点在于，当单只快熔熔断故障、双只快熔熔断故障、逆流保护触发、交直流过电压熔断器故障、70°C超温报警、90摄氏度超温跳闸、3倍额定电流超过1分钟、断路器合闸时硅整流设备强行开门等情况出现时，改变了传统的信号信息及显示数据的模式，硅整流设备的以上运行信息通过智能控制器PLC处理后，通过通讯的方式上传到触摸屏显示，触摸屏界面通过简单易懂、 方便操作方式传达给值班人员，触摸屏监控界面采用组态的方式进行编辑，通讯协议采用 Modbus RTU，通讯接口采用RS幻2，从而替代了传统指示灯及表计的显示模式，减少了设备信号的接线数量，从而使二次控制回路的配线趋于简单和标准化，有利于提高组装、维护的工作效率，并降低故障点位。PLC控制器为液晶触摸屏提供RS232通讯接口进行通讯，为系统上位机提供RS485 通讯接口进行通讯；同时，PLC在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过模拟式、数字式的输入和输出方式，进行数据采集和设备控制。本实用新型采用触摸屏和PLC相结合⑴产品能够实现人机交流，对故障识别更加准确、可靠，有效降低事故发生率；⑵产品运行中的电压、电流和温度等模拟信号，通过PLC的A/D转换，采用通讯数据线传送数字信号的方式上传到人机界面；⑶人机界面和PLC相结合，弥补了原始控制系统的不足之处，实现了数据的自动采集、自动储存等功能。
图1为本实用新型中PLC与触摸屏通信的内部原理图。图2为本实用新型中触摸屏及PLC工作连接模拟图。
具体实施方式
以下结合附图对技术方案的实施作进一步的详细描述本实用新型为采用触摸屏和PLC监控的地铁牵引硅整流设备运行状况。如图1所示，包括触摸屏、PLC控制器、PC机；所述PLC控制器通过通讯端口分别与触摸屏通讯端口、PC机的外设端口相连接。其中，PLC控制器包括电源模块、输入单元模块、输出单元模块、CPU中央处理器、存储器以及I/O端口 ；输入单元模块包括DI LM3212、D0 LM3222、AI LM3310A，用于采集地铁牵引硅整流设备的各项工作参数，其中开关量包括 路熔断开关信号、12路逆流保护信号、6路交流侧故障报警开关、1路直流侧报警开关等；模拟量信号包括温度、交流电压、直流电压、直流电流等。中央处理器用于处理输入单元模块采集的各项工作参数，优选CPU LM3109 ；输出单元模块用于输出CPU中央处理器的处理结果；电源模块用于向PLC控制器供电；存储器用于存储系统程序及用户程序。如图2所示，通讯端口包括RS232及RS485接口。PLC控制器通过RS232接口与触摸屏的通讯端口连接，通过RS485接口与PC机的外设端口相连接。在地铁牵引硅整流设备的故障位置点以及电流、电压和温度等信号是采用智能控制器PLC进行采集，并用液晶触摸屏对其进行显示。PLC作为信号采集及处理的可编程控制器，需要对设备的信号进行采集，此硅整流设备的信号采集及处理具体实施方式
如下(1)快速熔断器信号检测在整流设备每个桥臂装有的快速熔断器要附有常开接点的硬接点开关，并且开关一侧连接+24V电源，当熔断器熔断时，开关闭合，24V电源接通， 完成信号输入PLC，实现快速熔断器的信号检测；(2)交直流侧过电压熔断器故障信号检测原理同(1)；(3)柜内温度信号检测在硅整流设备柜体内部温度最高处设置温度检测元件 PtlOO，通过温度变换器把温度信号转换为电流信号，从而实现温度信号的采集，在经过 PLC的处理，实现温度70°C报警、90°C跳闸功能，同时通过触摸屏界面事实显示柜内的温度；(4)电压、电流及过流信号的检测为了准确的测量主回路的电压和电流信号，在交直流测都装有电压变送器，实现高电压向信号电压的转换，从而实现电压、电流信号的采集，并通过PLC内部程序处理，实现3倍过流1分钟信号检测；(5)逆流信号的检测为了防止设备发生逆流，在硅整流设备每个并联的二极管桥臂上装有电流互感器(此元件为霍尔元件)，用以检测通过桥臂的电流，与逆流保护器配合使用，实现逆流信号的检测，把检测的信号送往PLC，实现逆流保护功能。以上通过PLC采集的信号通过通讯的方式和触摸屏连接，实现人机监控功能，从而整流设备的运行状况通过触摸屏就可以完全掌握。
权利要求1.一种地铁牵引硅整流设备监控装置，其特征在于包括触摸屏、PLC控制器、PC机；所述PLC控制器通过I/O端口分别与触摸屏的I/O端口、PC机的外设端口相连接；所述触摸屏设置于地铁牵引硅整流设备的一侧。
2.根据权利要求1所述的地铁牵引硅整流设备监控装置，其特征在于所述PLC控制器包括电源模块、输入单元模块、输出单元模块、中央处理器、存储器以及I/O端口 ；其中所述输入单元模块用于采集地铁牵引硅整流设备的各项工作参数；所述中央处理器用于处理输入单元模块采集的各项工作参数；所述输出单元模块用于输出中央处理器的处理结果；所述电源模块用于向PLC控制器供电；所述I/O端口包括RS232及RS485接口。
3.根据权利要求2所述的地铁牵引硅整流设备监控装置，其特征在于所述PLC控制器通过RS232接口与触摸屏的I/O端口连接，所述PLC控制器通过RS485接口与PC机的外设端口相连接。
4.根据权利要求2所述的地铁牵引硅整流设备监控装置，其特征在于所述中央处理器的芯片型号为CPU LM3109。
5.根据权利要求2所述的地铁牵引硅整流设备监控装置，其特征在于所述输入单元模块包括芯片 DI LM3212、D0 LM3222、AI LM3310A。
专利摘要本实用新型提供一种采用触摸屏和PLC监控的地铁硅整流设备，地铁牵引硅整流设备监控装置包括触摸屏、PLC控制器、PC机；所述PLC控制器通过I/O端口分别与触摸屏的I/O端口、PC机的外设端口相连接；在地铁硅整流设备中，采用PLC对故障位置点以及电流、电压和温度进行监控，并用采用液晶触摸屏对其进行显示，便于实现人机交流，更加人性化，且操作方便，易于掌握，较好地符合现代技术向智能化发展的趋势。
文档编号B61C17/00GK202163434SQ20112010711
公开日2012年3月14日 申请日期2011年4月13日 优先权日2011年4月13日
发明者王立平, 马佳, 马正 申请人:中电电气(江苏)股份有限公司