基于电力载波通讯的铁路罐车货物监视系统论文和设计-章义平

全文摘要

本实用新型公开了一种基于电力载波通讯的铁路罐车货物监视系统，该系统由电力载波调制解调器1、模数转换接口2、温度传感器3、压力传感器4、液位传感器5、上位机6、显示屏7、键盘8、报警警笛9、信号采集模块10组成。实现对铁路罐车罐体内运输的液态或者气态货物进行监视，可以监视罐体内货物的压力、温度、液位状态信息，预防货物在运输过程中的泄漏以及爆炸等事故的发生，提高铁路罐车的运输安全。本系统基于电力载波通讯进行数据传输和管理，避免了列车上电缆敷设困难的问题。

主设计要求

1.一种基于电力载波通讯的铁路罐车货物监视系统，其特征在于：包括电力载波调制解调器（1）、模数转换接口（2）、温度传感器（3）、压力传感器（4）、液位传感器（5）、上位机（6）、显示屏（7）、键盘（8）、报警警笛（9）、信号采集模块（10）；所述温度传感器（3）、压力传感器（4）和液位传感器（5）安装于每节罐车的罐体对罐车内货物的温度、压力和液位进行测量；所述电力载波调制解调器（1）与驾驶室的信号采集模块（10）通过电力载波建立通讯并将传感器测量得到的货物参数传送给驾驶室的信号采集模块（10）；所述的上位机（6）将信号采集模块（10）采集到的各节罐车的货物状态信息进行人机交互的显示并判断货物的温度、压力与液位是否超出报警限定范围。

设计方案

2.根据权利要求1所述的一种基于电力载波通讯的铁路罐车货物监视系统，其特征在于：所述温度传感器（3）为顶装式PT100温度传感器，用于检测液态和气态货物的温度。

3.根据权利要求1所述的一种基于电力载波通讯的铁路罐车货物监视系统，其特征在于：所述压力传感器（4）为压阻式压力变送器，用于检测罐车内的压力。

4.根据权利要求1所述的一种基于电力载波通讯的铁路罐车货物监视系统，其特征在于：所述液位传感器（5）为顶装雷达式液位传感器，对罐车内液态货物的液位高度进行实时测量。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及铁路列车电气领域；具体是一种基于电力载波通讯的铁路罐车货物监视系统。

背景技术

铁路罐车是在铁路物流中应用的主要铁道车辆之一，是铁道上用于装运气、液、粉等货物的主要专用车型，主要是横卧圆筒形，也有立置简形、槽形、漏斗形。分为装载轻油用罐车、粘油用罐车、酸类罐车、水泥罐车、压缩气体罐车多种。

铁路罐车在运输时，列车长度达几十节以上。列车运行过程中，车轮与铁轨焊接处的碰撞以及列车制动和拐弯等都会引起槽罐罐体上下颠簸。槽罐列车的槽罐内运输的货物多数为易燃、易爆、易挥发、易泄漏的物质，这些液态或者气态的货物在运输过程中较容易出现安全问题。罐体的上下颠簸势必引起罐体内液态货物或者气态货物的运动，甚至有可能发生物理反应或者化学反应，故运输时有必要对罐体内货物的液位高度、压力、温度等参数进行监视。而列车在行驶时列车员是不方便对所有的罐体进行检查的，这就需要远程自动监视系统。如果使用电缆通讯对所有罐体进行信号采集则需要在列车上敷设大量电缆。电缆的敷设将使得各节罐车连接处电缆连接接头增多，势必会给列车维护带来麻烦。

电力载波技术是指连接在同一电源线上的不同设备通过电源线进行信号传输，只要给通信设备连接电源即可，不需要为设备敷设信号线。列车车厢之间通过挂钩活动链接，车厢之间的管路和电线都是通过专用的接头对接。采用电力载波技术可以不需要在列车上敷设通讯电缆，只需要给每节罐车连接电源线即可，这减少了线路的敷设并减少故障率。采用本基于电力载波的铁路罐车货物监视系统后，列车员可以在列车行驶时监视所有罐体内所运输液态与气态货物的状态，本系统可以采集铁路罐车上每节罐车罐体内货物的状态信息用于列车员对货物的监视。

实用新型内容

本实用新型目的在于，提供一种基于电力载波通讯的铁路罐车货物监视系统，以解决对铁路罐车运输的货物进行状态监视的问题。本系统可以采集铁路罐车每节罐车罐体内货物的状态信息用于列车员对货物的监视。并且本系统采用电力载波技术进行数据传输，不需要在列车上敷设信号电缆。

本系统对货物的状态进行采集与监视，可提高铁路罐车的运输安全，并且本系统不需要敷设信号线，安装和维护很方便。

为了实现上述的目的，本实用新型采用如下技术方案：

本基于电力载波通讯的铁路罐车货物监视系统由电力载波调制解调器、模数转换接口、温度传感器、压力传感器、液位传感器、上位机、显示屏、键盘、报警警笛、信号采集模块组成。在每一节罐车的罐体上分别安装温度传感器、压力传感器和液位传感器，这些传感器分别对罐体内货物的温度、压力和液位进行实时测量。传感器测量到的信号经模数转换接口转换后，再由电力载波调制解调器将信号调制到电力载波上经电源线将信息传送给驾驶室内的信号采集模块，信号采集模块将货物状态信息传送给上位机。上位机连接有显示屏、键盘和报警警笛，用户可以通过显示屏查看每节罐车内货物的状态，并可以设置各参数的报警限定值。当某参数值超过报警限定后报警警笛将发出声光报警。

所述电力载波调制解调器为每节罐车各安装一台。各节罐车的电力载波调制解调器通过电力载波与驾驶室的信号采集模块建立通讯后，将实时地向信号采集模块发送传感器测得的货物状态参数。信号采集模块再将信息传递给上位机用于对货物状态的显示和报警。

本系统基于电力载波进行信号传输，只需要一根电源线不需要敷设信号电缆，使得安装和维护更加简单方便。安装本系统后列车员可以在驾驶室对所有罐车内的货物进行监视。

采用本系统后列车员可以通过驾驶室的显示屏掌握所有罐车的货物状态信息，并对罐体内货物压力、温度、液位存在问题的罐车采取相应的措施，从而减少铁路罐车运输的安全隐患，提高铁路罐车运输的可靠性及安全性。

附图说明

图1为一种基于电力载波通讯的铁路罐车货物监视系统的系统原理图。

图2为一种基于电力载波通讯的铁路罐车货物监视系统的传感器安装图。

图中：1-电力载波调制解调器、2-模数转换接口、3-温度传感器、4-压力传感器、5-液位传感器、6-上位机、7-显示屏、8-键盘、9-报警警笛、10-信号采集模块。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1，本实用新型提供一种基于电力载波通讯的铁路罐车货物监视系统。包括电力载波调制解调器1、模数转换接口2、温度传感器3、压力传感器4、液位传感器5、上位机6、显示屏7、键盘8、报警警笛9、信号采集模块10。所述温度传感器3为PT100温度传感器，用于测量罐体内温度；所述压力传感器4为压阻式压力变送器，用于测量罐体内压力；所述液位传感器5为顶装雷达式液位变送器。温度传感器3、压力传感器4和液位传感器5连接至模数转换接口2，模数转换接口2将传感器检测到的信号转换为数字信号再传送给电力载波调制解调器1，电力载波调制解调器1通过电力载波通讯经由电源线将传感器检测到的信号发送给驾驶室的信号采集单元10。信号采集单元10将信号传送给上位机6，上位机6将信息显示在显示屏7上并判断货物参数是否超出正常范围，并对不正常的货物参数做出相应报警以提醒列车员采取相应的措施。

图2所示为一种基于电力载波通讯的铁路罐车货物监视系统的传感器安装图，温度传感器3为PT100热电阻形式的温度传感器，采用顶装式安装，其电阻阻值随温度变化而发生变化。压力传感器4为压阻式压力变送器，采用顶装式安装。液位传感器5为顶装雷达式，可测量罐车内货物的液面高度。

设计图

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