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0 引 言
    　為了減少制動能量在列車制動電阻上的耗散，抑制地鐵隧道內溫度的升高和減少車載設備，國外一般在牽引變電所的直流母線上設置再生制動能量吸收裝置。設置再生制動能量吸收裝置的供電系統區別于傳統的二極管不控整流供電系統，又被稱為城市軌道交通新型供電系統。
    　新型牽引供電系統的結構由若干整流器單元多重化并聯組成。采用這種結構方式，可以提高系統的供電質量，同時供電裝置擴容容易，并可以提供一定的冗余性。另外其直流側的制動能量可以回饋到交流電網，交流側功率因數可調，并且直流側的輸出特性完全可控。
    　為了保障供電系統調試及運行的正常，要求對供電系統動態過程中的各電氣參量、溫度值及開關量等進行測量、傳輸、顯示、存儲及故障診斷，方便用戶觀察數據、分析數據。而目前測量電參數主要依靠示波器、電壓表、電流表以及萬用表等儀表裝置，這些儀表會影響PWM整流器的正常運行、威脅技術人員人身安全、使調試過程復雜化等，急需開發一種新的技術來代替傳統的測量儀器。此外，為方便設計人員調試修改供電系統底層程序，需要設計控制系統，實現與主控板的數據通訊。
    　為了解決以上問題，本文研究了新型供電系統的監控要求，以PWM整流器子系統為監控對象，設計了包含監測子系統和控制子系統的監控試驗平臺。

1 監控系統方案
   　 根據系統的設計要求、考慮到設計人員和使用人員的應用層次不同，本文設計的新型能饋式牽引供電系統的監控系統主要分為兩個部分，即監測子系統和控制子系統，如圖1所示。

    　由圖1可知，本監測控制系統的主要由監測子系統和控制子系統構成，其中監測子系統又包括下位機系統和上位機系統，控制子系統主要通過設計控制器實現。新型能饋式牽引供電系統監控結構圖如圖2所示。

1．1 監測子系統研究
    　新型能饋式牽引供電系統監測子系統的示意圖如圖3所示，監測子系統由下位機系統和上位機系統構成。

1．1．1 監控子系統的下位機系統研究
    　監測子系統的下位機系統主要由多路傳感器、信號調理板、監測板以及網絡通信傳輸單元構成。監測子系統的上位機系統由基于LabVIEW的監測軟件組成。
    　監測系統下位機系統的結構如圖4所示。首先傳感器采集模擬量送給模擬信號調理板，PWM整流器單元給出相關數字量給數字量調理板。調理板將調理后的模擬信號、數字信號送給監測板，監測板可以將得到的信號通過網絡傳輸單元進行數據傳輸。

1．1. 2 監控子系統的上位機系統設計
   　 監測系統上位機系統主要指上位機監測軟件。本文應用NI公司開發的LabVIEW軟件為平臺，在此基礎上開發新型能饋式牽引供電系統調試需要的上層監測軟件。監測軟件主界面大致分為6個部分，分別是供電系統狀態、PWM1狀態、PWM2狀態、PWM3狀態、PWM4狀態以及故障狀態。
  　  其中，供電系統狀態主要用來顯示供電系統的整體狀態，如變壓器、機組、接觸網信號等等；此外，在主界面右側顯示了供電系統的數字量信號，如開機信號、關機信號、整流狀態信號、逆變狀態信號、交流側接觸器狀態、直流側接觸器狀態等，如圖5所示。

   　　 PWM1、P WM2、PWM3及PWM4狀態：主要用來顯示每個PWM的運行狀態，如圖6所示。

    此外，還設計了故障顯示界面，用于顯示系統故障信號及故障診斷結果。
1．1．3 以太網通信實現
    在監測子系統中，下位機系統通過以太網將監測數據打包發送給上層監測軟件，因此，以太網通信的實現對于監測系統來說至關重要。
    以太網通信結構如圖7所示，硬件電路通過LAN91C11 1以太網芯片實現，在網絡層通過IP自動分配以及ARP請求實現握手協議，在傳輸層通過UDP實現數據通信，從而將數據從下位機傳給上位機。