動車組網絡控制系統高壓控制單元的製作方法

2023-05-05 02:19:41

專利名稱：動車組網絡控制系統高壓控制單元的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種列車網絡控制系統的控制單元，特別是一種動車組網絡控制系統高壓電路管理的控制單元。
背景技術：
近年來，我國國民經濟持續、健康、快速增長，客貨運輸需求始終十分旺盛。中國高速鐵路、城市軌道交通的建設和發展，將為我國國民經濟發展提供安全可靠、高速度、大容量運力保障，是進一步緩解鐵路運力緊張、解決大中城市發展瓶頸的重要舉措。列車網絡控制系統是高速列車控制的「神經中樞」，我國必須自主掌握。列車控制網絡連接著許多重要的控制執行設備，包括牽引/制動系統、行車安全設備、信號與控制系統等，任何一部分出現問題，後果不堪設想，只有建立我國自主的列車網絡控制系統，才能完全掌控所有指令的傳輸、響應和處理過程，保證高速列車的安全。列車網絡控制系統中的高壓電路的管理對整個系統的穩定性起著至關重要的作用，如對高壓開關管理，能量計管理，高壓保護、電流不平衡保護、諧波電流檢測等。因而，開發一種適合我國國情的列車網絡控制系統的高壓電路管理單元對我國鐵路事業的發展具有重大的意義。

發明內容
本發明的目的在於提供一種動車組列車網絡控制系統的高壓電路控制單元。本發明的技術方案為一種動車組網絡控制系統高壓控制單元，所述的高壓控制單元(CLT)包括主處理單元(MPU)、信號輸入模塊以及信號輸出模塊，所述的信號輸入模塊包括溫度採集模塊、電流值採集模塊(AD-RIL)、模數轉換模塊(A-D RIL)以及數字量輸入模塊(INDI)，溫度採集模塊採集牽引變壓器中的溫度傳感器的信號並形成模擬量電壓信號傳輸至模數轉換模塊(A-D RIL)，模數轉換模塊(A-D RIL)轉化為數字量信號後傳輸至MPU 模塊，電流值採集模塊(AD-RIL)模塊採集高壓電路中的電流傳感器信號經模數轉換模塊 (A-DRIL)轉化為數字量信號後傳輸至MPU模塊，數字量輸入模塊採集列車硬線狀態的模擬量電壓信號並轉化為數字量信號後傳輸至MPU模塊；MPU模塊對上述輸入信號進行判斷處理後將判斷結果輸出至信號輸出模塊或列車網絡控制系統中的中央控制單元；所述的信號輸出模塊包括數字量輸出模塊(USDR)，繼電器模塊(FSDO)，對高壓電路的繼電器、開關進行控制。優選的是所述的MPU模塊包括CPU模塊、MVB通訊模塊、CAN通訊模塊。優選的是所述的模數轉換模塊(A-D RIL)包括CPU模塊、I/O模塊、模數轉換 (AD)模塊以及CAN通訊模塊；通過CAN通訊模塊與MPU模塊進行數據交互，把模數轉換(AD) 模塊輸入的模擬量轉換為數字量發送給MPU模塊。優選的是所述的溫度採集模塊為PT100採集模塊，採集4路PT100傳感器信號並轉換為模擬量電壓信號，將轉換的電壓信號輸出給A-D RIL的模數轉換(AD)模塊。優選的是所述的數字量輸入模塊為32路數字量輸入模塊，數字量輸入模塊包括CPU模塊，與CPU模塊相接的2塊16路數字量輸入模塊以及CAN通訊模塊組成，通過CAN通訊模塊與MPU模塊進行數據交互。優選的是所述的數字量輸出模塊為16路數字量輸出模塊，包括CPU模塊、2塊8 路數字量輸出模塊以及CAN通訊模塊組成，通過CAN通訊模塊與MPU模塊進行數據交互，把接收的數據轉變為數字量信號進行輸出，並將模塊狀態發送給MPU模塊。優選的是所述的高壓控制單元包括電源模塊以及傳感器供電模塊。本發明的有益效果為本發明在對高壓電路進行保護、管理的過程中，具有可靠性高、實時性好的優點，採集高壓電路的各種傳感器信號後，能夠結合列車的運行狀態進行綜合全面的邏輯判斷，給出相應高壓保護方式。


圖1為本發明的原理框圖
具體實施例方式下面結合

本發明的
具體實施例方式一種動車組網絡控制系統高壓控制單元，所述的高壓控制單元(CLT)包括主處理單元(MPU)、信號輸入模塊以及信號輸出模塊，所述的信號輸入模塊包括溫度採集模塊、電流值採集模塊(AD-RIL)、模數轉換模塊(A-D RIL)以及數字量輸入模塊(INDI)，溫度採集模塊採集牽引變壓器中的溫度傳感器的信號並形成模擬量電壓信號傳輸至模數轉換模塊 (A-D RIL)，模數轉換模塊(A-D RIL)轉化為數字量信號後傳輸至MPU模塊，電流值採集模塊(AD-RIL)模塊採集高壓電路中的電流傳感器信號經模數轉換模塊(A-D RIL)轉化為數字量信號後傳輸至MPU模塊，數字量輸入模塊採集列車硬線狀態的模擬量電壓信號並轉化為數字量信號後傳輸至MPU模塊；MPU模塊對上述輸入信號進行判斷處理後將判斷結果輸出至信號輸出模塊或列車網絡控制系統中的中央控制單元；所述的信號輸出模塊包括數字量輸出模塊(USDR)，繼電器模塊(FSDO)，對高壓電路的繼電器、開關進行控制。所述的MPU 模塊包括CPU模塊、MVB通訊模塊、CAN通訊模塊。所述的模數轉換模塊(A-D RIL)包括CPU 模塊、I/O模塊、模數轉換(AD)模塊以及CAN通訊模塊；通過CAN通訊模塊與MPU模塊進行數據交互，把模數轉換(AD)模塊輸入的模擬量轉換為數字量發送給MPU模塊。所述的溫度採集模塊為PTlOO採集模塊，採集4路PT100傳感器信號並轉換為模擬量電壓信號，將轉換的電壓信號輸出給A-D RIL的模數轉換(AD)模塊。所述的數字量輸入模塊為32路數字量輸入模塊，數字量輸入模塊包括CPU模塊，與CPU模塊相接的2塊16路數字量輸入模塊以及CAN通訊模塊組成，通過CAN通訊模塊與MPU模塊進行數據交互。所述的數字量輸出模塊為16路數字量輸出模塊，包括CPU模塊、2塊8路數字量輸出模塊以及CAN通訊模塊組成， 通過CAN通訊模塊與MPU模塊進行數據交互，把接收的數據轉變為數字量信號進行輸出，並將模塊狀態發送給MPU模塊。所述的高壓控制單元包括電源模塊以及傳感器供電模塊。各個模塊的功能具體如下1電源模塊電源模塊由電源板和濾波板組成，具有防反、抗擾動，遠程控制開關、輸出過流和短路保護等特點，可以將輸入的DCMV電源穩定的轉換為提供給高壓控制單元CLT使用的DC24V電源。2傳感器供電模塊電源模塊由電源板和濾波板組成，具有防反、抗擾動，遠程控制開關、輸出過流和短路保護等特點，可以將輸入的DC24V電壓穩定的轉換為+/-24V/20W的供電電壓，與列車低壓電路連接，給TAL、TAP電流傳感器供電。3 32路數字量輸入模塊32路數字量輸入模塊由CPU板、2塊16路數字量輸入板組成，具有CAN網絡接口， 通過CAN通訊與MPU模塊進行數據交互，將輸入的數字量信號和模塊狀態發送給MPU模塊。4 16路數字量輸出模塊16路數字量輸出模塊由CPU板、2塊8路數字量輸出板組成，具有CAN網絡接口， 通過CAN通訊與MPU模塊進行數據交互，把接收的數據轉變為數字量信號進行輸出，並將模塊狀態發送給MPU模塊。5 PT100採集模塊PT100採集模塊由4路PT100採集板組成，可以採集4路PT100傳感器信號並轉換為模擬量電壓信號，將轉換的電壓信號從連接器輸出給A-D RIL的模擬輸入模塊。6模數轉換模塊(A-D RIL)模數轉換模塊(A-D RIL)是由CPU板、I/O板、2塊AD板組成，具有CAN網絡接口， 通過CAN通訊與通訊模塊進行數據交互，可以把AD板輸入的模擬量轉換為數字量、I/O板採集的數字量和模塊本身的狀態發送給CLT-MPU模塊，並從CLT-MPU模塊接收CAN數據，把接收的數據轉變為數字量信號進行輸出。7電流值採集模塊(AD-RIL)模塊電流值採集模塊(AD-RIL)由AD-RIL板組成。把獲得從高壓傳感器(電壓和電流)到輸入卡(電壓信號)的輸入部分類型的電流信號轉換為電壓信號輸出給模數轉換模塊(A-DRIL)。8繼電器模塊繼電器模塊由繼電器板組成。用於快速執行「 TAL功能」，控制信號來自模數轉換模塊(A-D RIL)的DO單元。9CLT-MPU 模塊CLT-MPU模塊由CPU板、MVB通訊板組成，具有IEC61375標準規定的MVB-EMD網絡接口，用於執行邏輯控制及通信管理功能。高壓控制單元主要負責動車組的高壓管理，它主要的工作流程是(1)通過PT100採集模塊將來自溫度傳感器的模擬量電阻值轉換成模擬量電壓信號輸出；(2)通過電流值採集模塊(AD-RIL)將來自電流傳感器的模擬量電流信號轉換成模擬量電壓信號輸出；(3)通過模數轉換模塊(A-D RIL)將PT100採集模塊和電流值採集模塊(AD-RIL) 輸出的模擬量電壓信號轉換成MPU模塊可用的數字量信號；(4)通過32路數字量輸入模塊採集表示列車硬線狀態的模擬量電壓信號並轉換成MPU模塊可用的數字量信號；
(5) CLT-MPU模塊對來自模數轉換模塊(A_D RIL)、32路數字量輸入模塊的數字量信號進行邏輯判斷，並將判斷結果輸出至16路數字量輸出模塊、繼電器模塊或主處理單元；(6) 16路數字量輸出模塊、繼電器模塊根據來自MPU模塊的數字量信號對高壓電路的主要繼電器、開關進行控制，最終實現高壓管理。
權利要求
1.一種動車組網絡控制系統高壓控制單元，其特徵在於所述的高壓控制單元(CLT) 包括主處理單元(MPU)、信號輸入模塊以及信號輸出模塊，所述的信號輸入模塊包括溫度採集模塊、電流值採集模塊(AD-RIL)、模數轉換模塊(A-D RIL)以及數字量輸入模塊(INDI)， 溫度採集模塊採集牽引變壓器中的溫度傳感器的信號並形成模擬量電壓信號傳輸至模數轉換模塊(A-D RIL)，模數轉換模塊(A-D RIL)轉化為數字量信號後傳輸至MPU模塊，電流值採集模塊(AD-RIL)模塊採集高壓電路中的電流傳感器信號經模數轉換模塊(A-D RIL) 轉化為數字量信號後傳輸至MPU模塊，數字量輸入模塊採集列車硬線狀態的模擬量電壓信號並轉化為數字量信號後傳輸至MPU模塊；MPU模塊對上述輸入信號進行判斷處理後將判斷結果輸出至信號輸出模塊或列車網絡控制系統中的中央控制單元；所述的信號輸出模塊包括數字量輸出模塊(USDR)，繼電器模塊(FSDO)，對高壓電路的繼電器、開關進行控制。
2.如權利要求1所述的動車組網絡控制系統高壓控制單元，其特徵在於所述的MPU 模塊包括CPU模塊、MVB通訊模塊、CAN通訊模塊。
3.如權利要求1所述的動車組網絡控制系統高壓控制單元，其特徵在於所述的模數轉換模塊(A-D RIL)包括CPU模塊、I/O模塊、模數轉換(AD)模塊以及CAN通訊模塊；通過CAN通訊模塊與MPU模塊進行數據交互，把模數轉換(AD)模塊輸入的模擬量轉換為數字量發送給MPU模塊。
4.如權利要求3所述的動車組網絡控制系統高壓控制單元，其特徵在於所述的溫度採集模塊為PTlOO採集模塊，採集4路PT100傳感器信號並轉換為模擬量電壓信號，將轉換的電壓信號輸出給模數轉換模塊(A-D RIL)的模數轉換(AD)模塊。
5.如權利要求1所述的動車組網絡控制系統高壓控制單元，其特徵在於所述的數字量輸入模塊為32路數字量輸入模塊，數字量輸入模塊包括CPU模塊，與CPU模塊相接的2 塊16路數字量輸入模塊以及CAN通訊模塊組成，通過CAN通訊模塊與MPU模塊進行數據交互。
6.如權利要求1所述的動車組網絡控制系統高壓控制單元，其特徵在於所述的數字量輸出模塊為16路數字量輸出模塊，包括CPU模塊、2塊8路數字量輸出模塊以及CAN通訊模塊組成，通過CAN通訊模塊與MPU模塊進行數據交互，把接收的數據轉變為數字量信號進行輸出，並將模塊狀態發送給MPU模塊。
7.如權利要求1-6任意一項所述的動車組網絡控制系統高壓控制單元，其特徵在於 所述的高壓控制單元包括電源模塊以及傳感器供電模塊。
全文摘要
本發明涉及一種動車組網絡控制系統高壓控制單元，所述的高壓控制單元(CLT)包括主處理單元(MPU)、信號輸入模塊以及信號輸出模塊，所述的信號輸入模塊包括溫度採集模塊、電流值採集模塊(AD-RIL)、模數轉換模塊(A-D RIL)以及數字量輸入模塊(INDI)，MPU模塊對上述輸入信號進行判斷處理後將判斷結果輸出至信號輸出模塊或列車網絡控制系統中的中央控制單元；所述的信號輸出模塊包括數字量輸出模塊(USDR)，繼電器模塊(FSDO)，對高壓電路的繼電器、開關進行控制。本發明在對高壓電路進行保護、管理的過程中，具有可靠性高、實時性好的優點，採集高壓電路的各種傳感器信號後，能夠結合列車的運行狀態進行綜合全面的邏輯判斷，給出相應高壓保護方式。
文檔編號G05F3/02GK102183987SQ20111005168
公開日2011年9月14日 申請日期2011年3月4日 優先權日2011年3月4日
發明者崔鳳釗, 張鵬, 李國平, 李震, 殷培強, 王偉 申請人:青島四方車輛研究所有限公司