[發明專利]一種基于MVB網絡的列車能耗計量統計模塊

有效

• 申請號: 201510521308.5
• 申請日: 2015-08-24
• 公開（公告）號: CN105092963A
• 公開（公告）日: 2015-11-25
• 發明（設計）人: 王嘯;陳裕;周峰;梅嘉倫;郭俊杰;高潔
• 申請（專利權）人: 寧波南車時代傳感技術有限公司
• 主分類號: G01R22/06
• 分類號: G01R22/06;G01R19/25
• 代理公司: 寧波天一專利代理有限公司 33207
• 代理人: 徐良江

技術領域

本發明涉及列車電能能耗的計量統計模塊。

背景技術

我國的城市化水平正在日益提高，日益嚴重的交通擁堵問題和能源危機、環境污染等問題交織在一起，軌道交通作為綠色、節能型交通工具，已成為市民出行的主要交通工具。多功能車輛總線（MVB）為連接車輛內設備以及在固定編組的列車組中連接各車輛間設備的車輛總線。MVB的引入可以顯著地增加了可靠性，具有高度完整性，以防止數據錯誤。由于城市軌道交通系統組成復雜、設備數量眾多，其在運營過程中還是需要消耗大量能源，如果在規劃、設計、建設以及運營等各環節做好節能研究、策劃和管理工作，一定程度上還是可以節約能源的。

當前，國內外城市軌道交通領域中，在地鐵列車上進行能耗計量的技術尚處于研究階段。國內外的著名企業也在開發相應的能量計量儀表，但一般此類設備只具備計量能耗的功能，功能單一，對能耗的管理、數據的分析帶來難度。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是克服現有技術的上述不足而提供一種列車能耗計量統計模塊，通過接入MVB網絡實現車輛電能消耗數據的實時計量、統計、保存和上傳，使列車控制中心能實時采集列車的電能消耗數據并采取最節能的列車控制方式。

本發明解決上述問題所采用的技術方案為：基于MVB網絡的列車能耗計量統計模塊，包括低通濾波采樣電路、放大電路、模數轉換器、處理器、MVB通信單元、數據存儲單元、實時時鐘，列車上的電量傳感器輸出的電流信號通過低通濾波采樣電路轉換為電壓信號，濾波后通過放大電路送至模數轉換器，模數轉換后輸入處理器，處理器實時讀取轉換后的數字信號并根據算法進行能耗計量、統計，計量統計后的能耗數據由數據存儲單元存儲，同時處理器通過MVB通信單元、MVB網絡實時上傳數據。

進一步改進的能耗計量統計模塊還包括調試接口，外設計算機通過調試接口連接處理器、數據存儲單元。

上述低通濾波采樣電路中的濾波電路采用二階的Bessel濾波器。

上述模數轉換器為AD7606。

上述處理器為F28M35H52C。

更進一步改進的能耗計量統計模塊連接顯示器，通過顯示計量統計模塊的運行狀態和數據信息。

所述能耗計量統計模塊與電量傳感器采用隔離的方式，其中電源輸入及輸出均采用隔離電源，數據通信電路和數據采樣在數字側均采用磁耦合芯片進行隔離。

本發明的優點在于：能耗計量統計模塊可根據多個傳感器采集的數據，通過能耗計算分析，可以將列車能耗劃分為列車牽引能耗、輔助能耗、再生能耗，能耗計量統計模塊還可以標記多路能耗計量，根據各車型不同電路特征靈活組合，實現不同車型高性價比配置。列車控制中心根據模塊上傳的數據，提供滿足能耗管理、節能要求的的各種輸出。

附圖說明

圖1是能耗計量統計模塊電路原理圖。

具體實施方式

下面結合附圖、實施例對本發明進一步說明。

如圖1所示，能耗計量統計模塊與電量傳感器、MVB網絡連接。電量傳感器檢測列車各部件上的高電壓和大電流，包括列車上的受電弓網壓信號、兩路牽引電流、一路輔助逆變電流、一路制動電流，并將高電壓、大電流信號按照一定的關系轉換為小電流信號，電量傳感器將小電流信號輸出給能耗計量統計模塊。

能耗計量統計模塊包括低通濾波采樣電路、放大電路、模數轉換器（ADC）、處理器（CPU）、MVB通信單元、數據存儲單元、實時時鐘。低通濾波采樣電路中的前級采樣電阻為高精度低溫漂采樣電阻，采樣電阻將電量傳感器輸出的小電流信號轉換成等比例的小電壓信號，轉換后的此電壓信號常帶有一定的干擾和噪聲，需要對其進行濾波處理，濾波電路采用二階的Bessel濾波器去除帶寬外的干擾和防止ADC采樣的混疊。經過濾波的小電壓信號需要再經過放大電路的放大處理使其電壓范圍和ADC的輸入范圍相匹配，放大后的電壓信號進入ADC采樣單元，使模擬的電壓信號轉換成數字信號，模數轉換后的數字信號輸入CPU，CPU實時讀取轉換后的數字信號并根據一定的算法進行能耗計量、統計。根據內部的實時時鐘，對計量統計后的能耗數據按時間順序存儲在能耗計量統計模塊的存儲單元。同時CPU根據要求通過MVB通信單元、MVB網絡實時上傳數據至數據采集及分析中心，數據采集及分析中心進行數據分析及保存。列車控制中心實時采集數據采集及分析中心的電能消耗數據，并采取合適的列車控制方式使列車在節能上做到最優。