第２２卷 第６期 Ｖｏ１．２２ Ｎｏ．６ 电子设计工程 Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｄｅｓｉｇｎ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ２０１４年３月 Ｍａｒ．２０１４ 基于ＡＲＭ及Ｃ＃语言的城轨能馈式供电系统综合监控 技术研究与实现 金海军，田蓓，许晓梦，徐硕，刘志刚 （北京交通大学电气工程学院，北京１０００４４） 摘要：能馈式供电系统不仅在列车正常运行是为其提供牵引动力，在列车制动时可以将制动能量回馈至交流电网， 达到了节能减排的目的，因此在地铁等城轨交通系统中得到广泛应用。本文以，Ｉ１公司推出的基于ＡＲＭ Ｃｏａｅｘ—Ａ８的 微控制器ＡＭ３３５９作为底层设备。基于串口通信以及数据采集卡共同进行数据采集．利用Ｃ＃语言进行上位机监控软 件的设计．实现了对能馈式供电系统的综合监控。 关键词：ＡＲＭ；Ｃ｝｝语言；能馈式供电系统；串口通信；数据采集卡 中图分类号：ＴＮ９８ 文献标识码：Ａ 文章编号：１６７４—６２３６（２０１４）０６一Ｏｌ４４—０４ Ｒｅｓｅａｒｃｈ ａｎｄ ｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎ Ｏｆ ａｎ ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ＡＲＭ ａｎｄ ｔｈｅ Ｃ＃ｌａｎｇｕａｇｅ ｆｏｒ ｕｒｂａｎ ｒａｉｌ ｐｏｗｅｒ ｓｕｐｐｌｙ ｓｙｓｔｅｍ ＪＩＮ Ｈａｉ－ｊｕｎ，ＴＩＡＮ Ｂｅｉ，ＸＵ Ｘｉａｏ－ｍｅｎｇ，ＸＵ Ｓｈｕｏ，ＬＩＵ Ｚｈｉ—ｇａｎｇ （Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆＥｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｂｅｉｊｉｎｇ Ｊｉａｏｔｏｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｂｅｏ＇ｉｎｇ １０００４４，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｅｎｅｒｇｙ ｆｅｅｄｂａｃｋ ｐｏｗｅｒ ｓｕｐｐｌｙ ｓｙｓｔｅｍ ｎｏｔ ｏｎｌｙ ｐｒｏｖｉｄｅｓ ｔｒａｃｔｉｏｎ ｆｏｒ ｔｒａｉｎｓ ｉｎ ｔｈｅ ｎｏｒｍａｌ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ，ｗｈｅｎ ｔｈｅ ｔｒａｉｎ ｂｒａｋｉｎｇ ｃａｎ ｄｒａｗ ｅｎｅｒｇｙ￣ｅｄｂａｃｋ ｐｏｗｅｒ ｇｒｉｄ，ａｃｈｉｅｖｅｄ ｔｈｅ ｐｕｒｐｏｓｅ ｏｆ ｅｎｅｒｇｙ ｃｏｎｓｅｒｖａｔｉｏｎ ａｎｄ ｅｍｉｓｓｉｏｎｓ ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ，ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ ｉｎ ｕｒｂａｎ ｒａｉｌ ｔｒｎｓａｉｔ ｓｙｓｔｅｍ，ｊｕｓｔ ｌｉｋｅ ｔｈｅ ｓｕｂｗａｙ，ｉｔ ｉｓ ｗｉｄｅｌｙ ｕｓｅｄ．Ｔａｋｉｎｇ ＴＩ＂ｓ ｍｉｃｒｏｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ ＡＭ３３５９ ｂａｓｅｄ ｏｎ ＡＲＭ Ｃｏｄｅｘ－Ａ８ ａｓ ｔｈｅ ｕｎｄｅｒｌｙｉｎｇ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ，ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｓｅｒｉａｌ ｉｎｔｅｒｆａｃｅ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ ａｎｄ ｄａｔａ ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ ｃａｒ，ｔｈｅ ｐａｐｅｒ ＵＳｅＳ ｈｅ ｔｃ＃ｌａｎｇｕａｇｅ ｔｏ ｄｅｓｉｇｎ ｔｈｅ ＰＣ ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ ｓｏｆｔｗａｒｅ ａｎｄ ｒｅａｌｉｚｅｓ ｔｈｅ ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ ｏｆ ｓｕｐｐｌｙ ｐｏｗｅｒ ｓｙｓｔｅｍ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ＡＲＭ；Ｃ＃ｌａｎｇｕａｇｅ；ｕｒｂａｎ ｒａｉｌ ｐｏｗｅｒ ｓｕｐｐｌｙ ｓｙｓｔｅｍ；ｓｅｒｉａｌ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ；ｄａｔａ ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ ｃａｒｄ 城市轨道交通供电系统为城轨车辆的运行提供电力．是 城市轨道交通运输系统安全可靠运行的关键设备和重要保 障，所以监控其运行参数并实时掌握其工作状态非常重要。 基于能量反馈式牵引供电系统的综合监控系统，是目前国内 解决监控技术问题的深度和广度方面有很大提升。 １ 系统整体方案介绍 能馈式供电系统的综合监控主要是由外围数据源设备、 底层ＡＲＭ数据采集部分、串行通信接口转换模块，ＰＣ上位 机监控软件，数据库存储５个模块组成。 其中．底层ＡＲＭ系统负责对于监控设备的实时数据采 集，经过串行接１２１转换模块与ＰＣ机通信接口相连。上位机基 于Ｃ＃语言的监控系统使用串口和以太网协议将所有采集数 据汇总进行显示以及分析等，同时从数据采集卡接收数据波 形，利用外围数据库进行数据存储，便于调用分析，进而完成 较为先进的交流传动的监控方法之－－［”。该监控系统基于新 型牵引供电系统的特性，采用以太网通讯技术和虚拟仪器技 术，并使用ＡＲＭ及Ｃ＃语言，通过虚拟仪器界面取代过去的监 控方式，实现了对新型能馈式牵引供电系统的可靠实时监控。 文中研究的能馈式牵引供电系统综合监控技术可以保 障牵引供电系统的正常运行，对能馈式牵引供电系统动态过 程中的各个电气参数，温度值及开关量等进行测量、传输、显 示、存储及故障诊断，方便用户观察分析数据。克服了传统的 对整个系统的综合监控以及故障诊断。 仪表测量带来的不良影响，如干扰ＰＷＭ整流器的正常运行、 危及操作人员的人身安全，测试过程繁琐程序复杂等问题。 该能馈式牵引供电系统的综合监控技术的主要特征是．具有 ２底层硬件设计 本监控系统底层处理器采用了ｒｒＩ公司推出的ＡＭ３３５９ 强大的控制、存储、运算、逻辑判断能力，及自动操作等新能 力，并且在监控的准确度、灵敏度、自动化程度、使用能力及 收稿日期：２０１３—０７—１５ 稿件编号：２０１３０７１０９ 微处理器。ＡＭ３３５９在图像、图形处理、外设和诸如ＥｔｈｅｒＣＡＴ 和ＰＲＯＦＩＢＵＳ的工业接口选项方面进行了增强。支持通用存 储器（ＮＡＮＤ，ＮＯＲ，ＳＲＡＭ，等）支持高达１６位ＥＣＣ，支持最多 基金项目：国家科技支撑计划项目（２０１１ＢＡＧＯ１Ｂ０５） 作者简介：金海军（１９８ｌ一），男，辽宁盖县人，硕士研究生。研究方向：电力电子与电力传动。 １４４－ －