基于NI Compact-RIO控制器的城轨车辆故障诊断系统.pdf

《基于NI Compact-RIO控制器的城轨车辆故障诊断系统.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、学术基于NICompact—RIO控制器的城轨车辆故障诊断系统266000青岛地铁集团有限公司山东青岛一李忠山摘要，随着国内外城轨车辆发展，城轨车辆的故障诊断系统越来越多地受到城轨车辆用户的重视。故障诊断系统要求故障检索快速、准确、口故障数据可追溯。本文叙述了一种基于NICompact-RIO系统的实现方式。概述嵌入式平台，Compact—RIO包括内置的嵌入式控列车故障诊断是监控电客车运行状态的重制器、实时操作系统、具有可自定义热插拔的要组成部分，实时、可靠的列车故障状态信息接口模块。能够支持图形化的编程语言labview能够引导列车驾驶员及车辆检修人员了解车辆的开发

2、环境。实际运行状态，为列车驾驶、故障处理提供有控制器选用Compact-RIO系列NI9074控制效支撑。本文介绍了一种基于NICompact—RIO器，I／O接口模块选用NI9425模块，通信接口控制器的城轨车辆故障诊断系统，系统利用模块选用N19871模块。LabVIEW软件开发平台实现对城轨车辆故障信息3．系统软件设计的快速检索和记录。根据系统功能需求，按照模块化设计思路，1．系统功能需求将系统软件划分为数据采集程序模块、故障出列车故障诊断系统应能够综合车辆运行状现与恢复判断程序模块、故障出现子程序模块、态信息实现对列车辆故障的快速检索，检索周故障恢复子程序模块、

3、故障显示与存储程序模期小于lOOms：系统可实现对列车系统故障的起块。始时间、恢复时间、故障等级、故障车型等信3．1．软件设计思路息的实时显示与记录；系统应能够在多个故障3．1_i．数据采集程序模块同时出现的情况下，保证故障履历记录完整。数据采集程序模块是通过列车通信线缆将系统应能够显示至少100项现存故障；系统应列车各子系统运行状态进行采集，并按照一定能够保存1000项历史故障，历史故障应保存在的顺序进行筛选，将可用于故障判断的数据进故障履历中，当系统重新启动后，故障履历数行解析，组成故障状态数组。据能够不丢失；故障检索由控制器集中完成。3．1．2．故障出现与恢复判断

4、程序模块2．系统硬件设计故障出现与恢复判断程序模块主要通过对2．1．系统硬件架构故障状态的变化来实现故障判断，其中故障出图2程序流程网根据系统功能需求，可将系统划分为控制现是指某个系统发生故障，故障恢复是指某个3．3．软件实现步骤模块、I／O接口模块、通信接口模块、显示模块，己发生的故障被修复。当检测到某个故障出现软件功能实现的过程，按照如下步骤完成：各模块采用通信线缆或I／O控制线缆连接，系或恢复时，该程序模块将调用对应的故障出现3．3．1．数据采集与解析或恢复子程序。Compact—RIO控制器利用与列车牵引、制3．1．3．故障出现子程序模块动、车门、空调等系统相连

5、的通信总线及i／o当故障出现子程序模块被调用时，故障出模块按照lOOms的周期采集车辆各个系统设备现子程序将该故障对应的故障代码、故障等级、的状态信息。将全列车各个系统采集到的运行故障时间等信息记录到现存故障及故障履历当状态信息数据综合，整理出一个包含3500个数中。的unsignedint类型数组，将此数组命名为全3．L4．故障恢复子程序模块列信息数组。当故障恢复子程序模块被调用时，故障恢3．3．2．建立故障检索顺序表复子程序将该故障对应的故障结束时间信息记建立一个故障检索顺序表，顺序表格中包录到故障履历对应的己出现故障当中，同时删含每个故障对应状态位的序号，同时也对

6、应此除现存故障中对应的故障信息。故障在全列信息数组中所在的字节和所在位。3．1．5．故障显示与存储程序模块程序按照故障检索顺序表中的检索顺序在全列图1车辆故障诊断系统硬件架构图用于在人机界面显示故障状态，并存储故信息数组中查找故障状态，并按照此顺序组成2．2．硬件选型及硬件参数障履历相关数据。一个bit型的数组，命名为故障状态数组。通过比较分析，最终选择NICompact—RIO3．2．故障流程图3．3．3．检索故障是否出现或恢复22MachineChina中国机械Academic学术当控制器内部的故障检索程序运行时，控制器将故障状数组写入寄存器中，在每个以lOOms为

7、周期的程序循环中，对比状态数组中每个数据本次状态与前一次状态是否一致，当某个故障出现时，系统检测到一个上升沿(即状态数组中对应数据值从0变成1)。当某个故障消失时，系统检测到一个下降沿(即状态数组中对应数据值从1变成0)。程序代码如图3所示。3．3．4．故障出现处理当程序监测到某个故障出现时(检测到上升沿)，系统将这个故障的起始时间、故障等级、故障车型、故障代码，应急指引故障发生图3故障出现同复程序前后若干时间内车辆重要信息(如电压、电流、速度等)记入程序预先开辟好的存储空间内。中记录的故障等级、故障代码、故障车号、故测试时模拟的故障一致