[發(fā)明專利]動車組輔助控制系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510062423.0
• 申請日: 2015-02-05
• 公開（公告）號: CN104698923B
• 公開（公告）日: 2017-11-21
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 曹虎;馬翔宇;王善芬;秦嬌梅;楊其林;張玉光
• 申請（專利權(quán)）人: 中車青島四方車輛研究所有限公司
• 主分類號: G05B19/042
• 分類號: G05B19/042
• 代理公司: 青島聯(lián)信知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙)37227
• 代理人: 段秀瑛,王中云

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于鐵路電子技術(shù)領(lǐng)域，具體的說，涉及動車組輔助控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)

輔助供電系統(tǒng)作為動車組除牽引動力系統(tǒng)之外的所有用電設(shè)備提供電能，如采暖、照明、廣播等輔助設(shè)備，動車組輔助控制系統(tǒng)和動車組牽引控制系統(tǒng)一樣，是動車組的重要組成部分。動車組輔助供電系統(tǒng)一般由輔助變流器、蓄電池和充電機(jī)等組成。

如圖1所示，動車組行進(jìn)時，單向高壓電由受電弓接收，經(jīng)變壓器二次側(cè)輸出到四象限單元整流，整流后的高壓直流電經(jīng)過中間直流母線輸出到逆變單元和輔助變流器。輔助變流器經(jīng)過IGBT逆變后，輸出到三相變壓器，三相變壓器二次側(cè)輸出低壓交流電供動車組輔助設(shè)備用。動車組輔助控制系統(tǒng)的主要功能是控制輔助變流單元的工作。

現(xiàn)有技術(shù)方案：現(xiàn)行動車組輔助控制系統(tǒng)控制單元都采用32位主處理器，西門子采用AMD公司的ElanSC520，主頻133MHz；龐巴迪采用Freescale公司MC68360，主頻25MHz；ALSTOM采用ST公司的STPC,主頻133MHz；株洲所采用MPC5200D,主頻533MHz；而本發(fā)明采用了主流的Intel凌動系列處理器,主頻達(dá)到1.3～1.6GHz。

控制算法處理器的選擇方面，西門子采用了DSP56002，主頻100MHz；龐巴迪公司采用了DSP56302，主頻100MHz；阿爾斯通公司采用了ADI 21062，主頻160MHz；株洲所公司采用了TMS320C6713，主頻200MHz；本發(fā)明采用了ADI TS203S，主頻250MHz。

目前各公司使用的處理器芯片都是相對早期產(chǎn)品。現(xiàn)有技術(shù)缺點(diǎn)：現(xiàn)有輔助控制系統(tǒng)采用的芯片型號較老，系統(tǒng)響應(yīng)較慢，很多芯片已經(jīng)停產(chǎn)。由于芯片停產(chǎn)導(dǎo)致其生產(chǎn)成本較高。

另一方面，現(xiàn)有列車輔助控制系統(tǒng)多采用低速系統(tǒng)總線，系統(tǒng)響應(yīng)緩慢，處理速度低。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種動車組輔助控制系統(tǒng)，解決現(xiàn)有輔助控制系統(tǒng)因芯片停產(chǎn)、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)不合理造成的響應(yīng)速度慢、生產(chǎn)成本高等問題。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：動車組輔助控制系統(tǒng)，用于控制動車組輔助變流器功率模塊工作，背板、電源模塊、輔助控制模塊、I/O模塊、網(wǎng)絡(luò)模塊和調(diào)試模塊，

所述輔助控制模塊主要由快速運(yùn)算板、信號采樣板和脈沖接口板組成；

所述信號采樣板與采樣傳感器相連，接收采樣傳感器的采樣信號；信號采樣板還分別與快速運(yùn)算板和脈沖接口板進(jìn)行雙向通訊，接收所述脈沖接口板發(fā)送的脈沖反饋信號和接收所述快速運(yùn)算板發(fā)送的控制信號，以及向所述脈沖接口板發(fā)送脈沖信號、向所述快速運(yùn)算板發(fā)送處理后的采集信號和向所述I/O模塊發(fā)送繼電器控制信號；脈沖接口板與列車輔助功率模塊相連；

所述快速運(yùn)算板主要用于接收所述信號采樣板采集并處理的模擬量和數(shù)字量信號、接收所述處理器主機(jī)發(fā)出的控制信號，以及向所述信號采樣板發(fā)送控制信號、向所述網(wǎng)絡(luò)模塊發(fā)送處理信息；

所述脈沖接口板主要用于接收所述輔助變流器功率模塊發(fā)出IGBT狀態(tài)信號，接收所述信號采樣板對輔助變流器功率模塊的IGBT控制信號；以及向所述信號采樣板發(fā)出輔助變流器功率模塊的IGBT狀態(tài)信號，向所述輔助變流器功率模塊發(fā)出IGBT控制信號；

所述信號采樣板與快速運(yùn)算板之間通過LinkPort總線進(jìn)行雙向通訊；

所述信號采樣板與所述I/O模塊通過高速總線進(jìn)行雙向通訊；

所述I/O模塊與所述網(wǎng)絡(luò)板卡通過CAN總線進(jìn)行雙向通訊；

所述快速運(yùn)算板、所述網(wǎng)絡(luò)模塊、所述調(diào)試模塊和所述處理器主機(jī)之間通過CPCI總線進(jìn)行雙向通訊；

所述網(wǎng)絡(luò)模塊由網(wǎng)絡(luò)板卡構(gòu)成，所述網(wǎng)絡(luò)模塊接收I/O模塊發(fā)來的數(shù)字量和模擬量信號，并經(jīng)CPCI總線傳遞給處理器主機(jī)，以及通過CPCI總線接收處理器主機(jī)的命令信號，并向所述I/O模塊發(fā)送命令，控制所述I/O模塊輸出數(shù)字量和模擬量信號，以及控制MVB接口單元與外部MVB總線進(jìn)行數(shù)據(jù)交互；同時通過CPCI總線發(fā)送MVB數(shù)據(jù)發(fā)送至處理器主機(jī)，以及通過CPCI總線將處理器主機(jī)需要發(fā)送的數(shù)據(jù)發(fā)送至MVB接口單元；

所述調(diào)試模塊由調(diào)試板卡構(gòu)成，所述調(diào)試模塊通過CPCI總線接收處理器主機(jī)發(fā)送的調(diào)試命令和調(diào)試信號，所述調(diào)試模塊通過高速總線接收信號采樣板發(fā)送的調(diào)試信號；

所述電源模塊為輔助控制模塊、I/O模塊和網(wǎng)絡(luò)模塊和調(diào)試模塊供電；電源模塊還包括傳感器供電電源板，為動車組輔助供電系統(tǒng)的傳感器供電。