[發(fā)明專利]基于WinPac控制器的機車控制系統(tǒng)及實現(xiàn)方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310220499.2
• 申請日: 2013-06-05
• 公開（公告）號: CN103336494A
• 公開（公告）日: 2013-10-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 楊波;樊遲;王永;李茹華;孟遠(yuǎn)文;孟玉發(fā)
• 申請（專利權(quán)）人: 南車資陽機車有限公司
• 主分類號: G05B19/418
• 分類號: G05B19/418
• 代理公司: 成都九鼎天元知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 51214
• 代理人: 錢成岑;詹永斌

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及機車控制領(lǐng)域，尤其是涉及一種基于WinPac控制器的機車控制系統(tǒng)。

本發(fā)明還涉及一種基于WinPac控制器的機車控制系統(tǒng)的實現(xiàn)方法。

背景技術(shù)

現(xiàn)有的機車控制系統(tǒng)尤其是內(nèi)燃直流調(diào)車機車的微機控制系統(tǒng)一般是基于單片機或者PLC技術(shù)進(jìn)行控制，其中，單片機數(shù)據(jù)處理能力強，但邏輯運算能力弱；而PLC邏輯運算能力強，但也有數(shù)據(jù)處理能力弱、通訊方式較少等缺點。而WinPac技術(shù)是基于Windows?CE5.0操作系統(tǒng)和RISC平臺的工控技術(shù)，其將單片機、PLC這兩種技術(shù)的優(yōu)勢方面結(jié)合起來，形成強大的數(shù)據(jù)處理和邏輯運算能力，而且具有多種通訊方式等優(yōu)點，不論是數(shù)據(jù)采集、運動控制、信息傳輸、網(wǎng)絡(luò)通訊等，都能比較容易地輕松實現(xiàn)。所以基于WinPac技術(shù)的機車微機控制系統(tǒng)，具有經(jīng)濟(jì)性好、運用靈活、功能強大、適用范圍廣泛等優(yōu)點。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是：針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，提供一種數(shù)據(jù)處理和邏輯運算能力強、具有多種通訊方式的基于WinPac控制器的機車控制系統(tǒng)及實現(xiàn)方法，滿足機車運行中數(shù)據(jù)采集、運動控制、信息傳輸、網(wǎng)絡(luò)通訊等需求。

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題采用以下技術(shù)方案來實現(xiàn)：基于WinPac控制器的機車控制系統(tǒng)，包括用于機車數(shù)字信號、模擬信號和頻率信號采集的信號輸入模塊、用于機車數(shù)字信號輸出的信號輸出模塊、用于機車主發(fā)恒功控制的勵磁控制模塊以及用于系統(tǒng)信息的顯示、存儲及輸入輸出的HMI模塊和WinPac控制器；所述的信號輸入模塊的輸出端口與WinPac控制器的輸入端口相互連接，所述的信號輸出模塊、勵磁控制模塊和HMI模塊的輸入端口分別與WinPac控制器的輸出端口相互連接。

進(jìn)一步地，所述的信號輸入模塊包括數(shù)字量輸入模塊、模擬量輸入模塊和頻率量輸入模塊，并且所述的數(shù)字量輸入模塊用于機車數(shù)字量信號的采集，所述的模擬量輸入模塊用于機車傳感器信號的采集，所述的頻率量輸入模塊用于頻率脈沖信號的采集。

進(jìn)一步地，所述的數(shù)字量輸入模塊、模擬量輸入模塊和頻率量輸入模塊均通過WinPac控制器下面的背板總線分別與WinPac控制器的CPU電連接。

進(jìn)一步地，所述的數(shù)字量輸入模塊至少為一個，所述的模擬量輸入模塊至少為一個。

進(jìn)一步地，所述的信號輸出模塊是至少一個數(shù)字量輸出模塊，其輸出的數(shù)字控制信號通過固態(tài)繼電器放大處理后輸出到執(zhí)行元件。

進(jìn)一步地，所述的HMI模塊與WinPac控制器之間是以Modbus?RTU通訊方式相互通信。

上述的基于WinPac控制器的機車控制系統(tǒng)的實現(xiàn)方法，主要包括如下步驟：S1)機車控制系統(tǒng)的上電自檢與初始化；S2)機車控制系統(tǒng)起用通訊線程；S3)機車控制系統(tǒng)起用頻率量檢測與數(shù)據(jù)處理線程；S4)機車數(shù)字量和模擬量的輸入檢測與機車邏輯控制運算處理線程；S5)機車控制系統(tǒng)根據(jù)邏輯控制運算結(jié)果進(jìn)行機車故障判斷，如果出現(xiàn)故障，控制系統(tǒng)進(jìn)行故障診斷與報警；S6)機車控制系統(tǒng)根據(jù)故障報警進(jìn)一步判斷該故障是否影響機車正常牽引，如果沒有發(fā)生牽引故障，機車控制系統(tǒng)將維持機車恒功控制輸出；S7)重復(fù)上述的S4至S6步驟。

進(jìn)一步地，所述的S5)步驟中，機車控制系統(tǒng)根據(jù)邏輯控制運算結(jié)果進(jìn)行機車故障判斷時，如果沒有發(fā)生故障，機車控制系統(tǒng)的邏輯控制輸出信號控制柴油機調(diào)速，維持機車恒功控制輸出，機車控制系統(tǒng)重新進(jìn)行機車數(shù)字量和模擬量的輸入檢測與機車邏輯控制運算處理線程。

進(jìn)一步地，所述的S6)步驟中，如果機車控制系統(tǒng)根據(jù)故障報警進(jìn)一步判斷出發(fā)生了影響機車正常牽引的牽引故障，機車控制系統(tǒng)將進(jìn)行機車卸載保護(hù)，并輸出邏輯控制輸出信號來控制柴油機調(diào)速，維持機車恒功控制輸出，機車控制系統(tǒng)重新進(jìn)行機車數(shù)字量和模擬量的輸入檢測與機車邏輯控制運算處理線程。

進(jìn)一步地，所述的機車恒功控制輸出是輸出幅值電壓為24V、占空比為10％-99％的PWM波。