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列车TCN网络通信及重联控制 - 动车组列车的车载数据通信网络方案

2011年08月02日 10:16 本站整理 作者:叶子 用户评论(0
3 列车TCN网络通信及重联控制

  通信采用TCN网络,取消了以往动车组头尾2辆动车之间的所有硬连线。为了提高可靠性,采用双通道热备冗余控制方案,即采用2路WTB总线同时传递数据,当一路发生故障时,由软件自动完成转换。

  3.1 TCN网络的组成

  3.1.1 组成

  该列车通讯网络完全符合TCN标准。网络上设有2个WTB节点,头尾2辆动车上各1个。列车总线WTB和多功能车辆总线MVB通过网关连接。

  车厢总线MVB上附挂有模拟量输入/输出单元、数字量输入/输出单元、车辆控制单元、智能显示单元和无线通讯单元,这些单元通过MVB总线连接起来,传递相应的数据信息。

  3.1.2 车辆控制单元与网络的数据通信方式

  主CPU与网络通过UART仿真威廉希尔官方网站 交换数据。

  主CPU采用查询方式定时从输入缓冲区中读取2个网络节点的信息,并进行校验。当校验正确时,返回正确标志,将数据提供给本车使用;反之,若校验出错,则返回错误标志,将所收到的数据丢弃。当主微机的数据需要更新时,主CPU向输出缓冲区写数据供他车使用。正常情况下,2个网络节点是同时工作的,并通过2根WTB总线实现冗余。当主CPU检测到一路通信故障时,由网关中的软件识别并自动转换到另一路,并在显示器上提示该路网络通信故障。

  3.1.3 网关的配置

  在该动车组的列车控制与通信网络系统中,采用捷克Unicontrols公司生产的网关。该网关在购买时带有底层软件,在应用层面上只需根据需要对网关进行相应配置即可(包括动车组的组成、车厢的类型、车厢内的设备、通信存储器及端口的配置等)。

  3.2 TCN列车通信网络的功能

  3.2.1 列车重联控制功能

  头车将司机控制指令及动车状态信号传送给尾车,可实现尾车无人驾驶。尾车检测动车状态信号传送给头车,以便司机了解他车运行情况,确保列车工况一致。

  3.2.2 头尾2辆车监控数据通信功能

  头尾2辆车实时检测动车及柴油机的速度、档位、方向、温度、压力等信号,通过网络传递给智能显示单元显示,以便司机及时了解列车的运行信息,确保列车正常运行。

  3.3 动车组重联控制逻辑

  3.3.1 操纵端控制

  为了防止控制逻辑错误,首先必须确定操纵端。

  在该网络中,通过司机钥匙来确定操纵端。司机钥匙在“ON”位置的动车为操纵端,另一动车为尾车。若两动车同时设置为操纵端,则显示“操纵端设置错误”,两车控制均处于无效状态。

  3.3.2 工况控制

  头车完成本车的所有控制功能,实时检测工况、方向、司机控制器手柄等信号,并将相应的控制指令通过TCN网络传给尾车,同时将尾车的状态通过指示灯显示在司机台上。尾车接受头车指令,控制尾车相应的继电器动作,检测动作正确后,完成动车相应档位加减载控制,否则不加载并提示尾车工况错误。

  4 智能显示单元

  4.1 智能显示单元的组成及软件

  智能显示单元主要用于显示连接到列车总线上的各子系统的状态、列车基本运行数据、列车状态信息和故障诊断信息。智能显示单元由彩色液晶触摸屏、PC104嵌入式模块、网络接口卡、显示卡等组成,司机通过触摸屏,可了解动车运行情况和查询故障信息。

  智能显示单元的应用软件采用北京昆仑通态公司的MCGS全中文工业自动化控制组态软件编写。软件编写时通过对MVB逻辑端口进行配置,并将MVB逻辑端口和MCGS软件中的数据变量连接起来,通过编写脚本程序进行不同量纲间的转换和实现过程数据显示功能。软件在PC机上调试通过后,下载到智能显示单元的CF卡上,然后在智能显示单元的Win2dowsCE操作系统下运行。

  4.2 智能显示单元的主要功能

  该智能显示单元为司机及维护人员提供了良好的人机接口。具体功能如下:

  (1)实时显示动车运行参数,如动车组运行速度、柴油机转速、温度、压力、工况等;

  (2)以不同颜色的指示灯显示动车的故障信息,如柴油机超速、动车组超速、柴油机滑油压力低、柴油机水温高等,并进行相应故障处理,如报警、降功、卸载等;

  (3)日历、时间显示及校正;

  (4)查询动车故障;

  (5)完成动车轮径值修改。

  5 结语

  从内燃动车组TCN网络控制系统运行情况看,该系统工作可靠,能满足内燃动车组控制要求。但由于该控制系统的车辆控制单元采用C8051F040微处理器,其运算速度有限,存储空间较小,不能存储历史故障数据。随着计算机威廉希尔官方网站 、嵌入式系统的发展,采用带有嵌入式系统的车辆控制单元并采用图形化编程软件,使所开发的TCN网络达到国外同类产品的水平,从而开发出具有自主知识产权的列车控制与通信网络产品,是将来研究中要解决的主要问题。

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( 发表人:叶子 )

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