CN102774364B - 用于轨道交通车辆制动系统的多功能扩展板及控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于轨道交通车辆制动系统的多功能扩展板及控制系统。该扩展板包括：扩展板本体，所述扩展板本体上设置有控制器，所述控制器连接有多个信号采集接口电路；所述信号采集接口电路，与列车上的参数采集设备连接，用于获得所述参数采集设备传输过来的列车运行参数；所述控制器，用于对各信号采集接口电路采集的各列车运行参数进行打包处理，得到参数数据包，并通过总线将所述参数数据包发送给主控制电路板。本发明技术方案可通过扩展板采集列车运行参数，并通过数据包的形式发送给主控制器，便于主控制器获取列车运行参数，可适合对大量运行参数进行采集的列车制动控制中。
Description
技术领域
本发明涉及轨道交通车辆电空制动技术，尤其涉及一种用于轨道交通车辆制动系统的多功能扩展板及控制系统。
背景技术
制动控制系统是列车中的重要部件，在列车运行过程中起着对列车进行制动控制的作用，制动控制系统的性能直接影响着列车运行的安全性和稳定性。
轨道交通车辆电空制动系统中，制动控制系统主要是通过控制压缩空气压力大小来改变制动机械设备施加的摩擦制动力大小，完成对列车的制动控制。电空制动系统主要包括：主控制电路和电气设备，其中，主控制电路用于根据采集的列车运行参数，产生控制信号，以控制电气设备上的各气路的压缩空气压力，进而控制列车上制动机械设备的摩擦制动力，实现对列车的制动控制。现有制动控制系统中，主控制电路主要包括主控制器，主控制器通过与列车上的各参数采集设备之间通过传输线直接连接，从而实时获取各参数采集设备采集的列车运行参数，主控制器获得列车的运行参数后，即可根据该些列车运行参数，产生控制信号，对列车进行制动控制。
近些年来高速动车组蓬勃发展，所采用的电空制动控制系统需要获取大量的列车运行参数，如果沿用现有控制器通过传输线与列车上的参数采集设备连接的方式来采集列车运行参数，则传输线的连接将变得异常复杂而繁琐，并且成本高、故障率高、灵活性差、也不便于调试；同时，由于控制器需要同时对大量传输线进行处理，也使控制器的输入输出接口资源变得异常紧张。
发明内容
本发明提供一种用于轨道交通车辆制动系统的多功能扩展板及控制系统，可有效克服现有技术存在的问题。
本发明提供一种用于轨道交通车辆制动系统的多功能扩展板，包括：扩展板本体，所述扩展板本体上设置有控制器，所述控制器连接有多个信号采集接口电路；
所述信号采集接口电路，用于获得列车上的参数采集设备传输过来的列车运行参数；
所述控制器，用于对各信号采集接口电路采集的各列车运行参数进行打包处理，得到参数数据包，并通过总线将所述参数数据包发送给主控制电路板。
上述的用于轨道交通车辆制动系统的多功能扩展板中，所述信号采集接口电路为光电耦合电路。
上述的用于轨道交通车辆制动系统的多功能扩展板中，所述信号采集接口电路的个数为20个。
上述的用于轨道交通车辆制动系统的多功能扩展板还可包括：
功能编码接口电路，用于接收功能编码信号；
所述控制器，还用于接收功能编码信号，并根据所述功能编码对应的数据格式，对各信号采集接口电路采集的列车运行参数进行打包处理。
本发明提供一种控制系统，包括主控电路板、多功能扩展板和电源，所述多功能扩展板为采用上述本发明提供的多功能扩展板，所述多功能扩展板的数量至少为1个；
所述主控制电路板包括主控制器，所述主控制器与所述多功能扩展板上的控制器之间通过总线连接，接收所述控制器发送来的参数数据包。
上述的控制系统还可包括：
电源管理器，与所述多功能扩展板上设定的信号采集接口连接，用于根据设定的信号采集接口接收到列车运行参数时，控制所述电源为主控制电路板和多功能扩展板供电。
上述的控制系统中，所述电源管理器还与多功能扩展板上的功能编码接口电路电连接，用于根据信号采集接口接收到列车运行参数和功能编码接口电路的编码信号，控制所述电源为主控制电路板和多功能扩展板供电。
本发明提供的用于轨道交通车辆制动系统的多功能扩展板及控制系统，通过设置多个信号采集接口电路，并可通过控制器对各接口接收到的列车运行参数打包成参数数据包，并通过总线发送至主控电路板，可有效便于主控电路板中主控制器进行信号的采集，便于对信号进行集中处理；同时，在进行传输线连接时，只需要与扩展板上的信号采集接口电路连接即可，不需要直接与主控制电路板进行连接，也便于传输线的布置，以及对电路进行调试。
附图说明
图1为本发明实施例提供的用于轨道交通车辆制动系统的多功能扩展板的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的用于轨道交通车辆制动系统的控制系统的结构示意图。
具体实施方式
图1为本发明实施例提供的用于轨道交通车辆制动系统的多功能扩展板的结构示意图。如图1所示，本实施例多功能扩展板包括扩展板本体1，该扩展板本体1上设置有控制器11，控制器11连接有多个信号采集接口电路12。其中，信号采集接口电路12与列车上的参数采集设备连接，用于获得参数采集设备传输过来的列车运行参数；控制器11用于对各信号采集接口电路12采集的各列车运行参数进行打包处理，得到参数数据包，并通过总线将参数数据包发送给主控制电路板。本实施例中，控制器可对多个信号采集接口电路采集的列车运行参数打包成参数数据包，并通过总线传输给主控制电路，使得主控制电路只需要对参数数据包进行解包处理，就可获得器所需的列车运行参数，并可根据列车运行参数对列车进行制动控制。
本实施例中，上述的信号采集接口12具体可为光电耦合电路，这样，在进行信号采集时，可以利用光电耦合电路对输入信号进行电隔离，可具有较好的电绝缘和抗干扰能力，提高整个控制系统的可靠性。
本实施例中，上述的信号采集接口12具体可为20个，且其中16个用于对数字信号进行采集，4个用于对频率输入信号进行采集。其中，数字信号可以是指：停放制动列车线状态信号、110V普通电池供电开启控制线状态信号、乘客紧急制动请求控制线状态信号、停放制动列车线施加状态信号、停放制动列车线缓解状态信号、紧急制动列车线状态信号、紧急驱动列车线状态信号、摩擦制动隔离塞门状态信号、间接制动隔离塞门状态信号、总风撒砂隔离塞门状态信号、制动缸压力隔离塞门状态信号、第一转向架压力开关状态信号以及第二转向架压力开关状态信号等；频率输入信号可以是指：乘客紧急制动列车线状态信号、停放制动隔离塞门状态信号以及三轴摩擦制动隔离电磁阀状态信号等。这里仅指出了列车运行中的部分参数，实际应用中可以为其它参数，这里不再列举；同时，上述各列车运行参数具体可以是通过设置在列车上的参数采集设备采集得到，在此不再赘述。
本实施例中，控制器11对各列车运行参数打包后，具体可通过控制器局域网络(Controller Area Network，CAN)总线传输至主控制电路板。具体地，该控制器11可将各信号采集接口电路12采集的列车运行参数打包成符合CAN传输协议的数据包，并利用CAN总线传输至主控制电路中的主控制器，将各列车运行参数以数据包的形式发送给主控制器，便于主控制器对列车运行参数进行处理。
本实施例中，如图1所示，多功能扩展板还可包括有功能编码接口电路13，用于接收功能编码信号，相应的，控制器11还可用于接收该功能编码信号，并根据功能编码信号对应的数据格式，对各信号采集接口电路采集的列车运行参数进行处理。由于控制器11需要对较多的列车运行参数进行打包处理，为便于数据包的打包处理，以及主控制器识别该数据包中各列车运行参数，可通过功能编码接口电路13输入的编码信号，来确定控制器11对列车运行参数进行打包的格式或顺序，使得多功能扩展板可实现对多种不同类型的列车运行参数的采集、打包处理。
本实施例中，所述的输入的功能编码接口电路13具体可接收具有一定电压的编码信号，从而使得控制器11可根据该编码信号确定扩展电路板要接收的列车运行参数的种类，以及打包规则，实现对列车的打包。同时，该编码信号具体可以是通过与主控制电路板上的其它电源进行连接得到的一个信号，列车运行过程中，该信号将一直持续存在，以便扩展电路板按与该编码信号对应的规则对列车运行参数进行打包处理。
本实施例中，如图1所示，扩展板本体1上还可设置有存储器，例如EEPROM存储器14，以便进行数据的存储。此外，还可设置有CAN总线驱动控制模块15，以便将控制器11打包的参数数据包发送至主控制电路板上的主控制器。
综上，本发明提供的用于轨道交通车辆制动系统的多功能扩展板及控制系统，通过设置多个信号采集接口电路，并可通过控制器对各接口接收到的列车运行参数打包成参数数据包，并通过总线发送至主控电路板，可有效便于主控电路板中主控制器进行信号的采集，便于对信号进行集中处理；同时，在进行传输线连接时，只需要与扩展板上的信号采集接口电路连接即可，不需要直接与主控制电路板进行连接，也便于传输线的布置，以及对电路进行调试。
图2为本发明实施例提供的用于轨道交通车辆制动系统的控制系统的结构示意图。如图2所示，本实施例控制系统包括：主控电路板2、多功能扩展板1和电源3，其中，多功能扩展板1为采用上述本发明实施例提供的多功能扩展板，且多功能扩展板的数量至少为1个；主控制电路板2包括主控制器21，该主控制器21与多功能扩展板1上的控制器11之间通过总线22连接，用于通过总线22接收控制器11发送来的参数数据包。
本实施例中，主控制器21可通过与其连接的多功能扩展板1，来实现对列车运行参数的采集，可有效提高数据采集的便利性，同时，以避免了直接通过传输线与列车上各参数采集设备连接造成的复杂布线。
本实施例中，控制系统还可包括电源管理器4，与多功能扩展板1上设定的信号采集接口12连接，用于根据信号采集接口12接收到列车运行参数时，控制电源3为主控制电路板2和多功能扩展板1供电。实际应用中，电源管理器4可在各信号采集接口12在一定时间内未接收到信号时，可将多功能电路板和扩展电路板自动进行睡眠状态，至到有新的信号过来唤醒各电路板工作。
本实施例中，上述的电源管理器4还可与多功能扩展板上的多功能编码接口13电路电连接，用于根据信号采集接口12接收到列车运行参数和功能编码接口电路13的编码信号，控制电源3为主控制电路板2和多功能扩展板1供电，具体地，该电源管理器4可以通过与门逻辑电路直接对两个信号进行与门判断，以在两个信号均存在时，才激活电源为各电路板供电，使各电路板进行正常工作状态。
本实施例中，主控制系统中的主控制器可与列车上的电气设备连接，用于根据接收到的列车运行参数，按照预设的控制规则，生成电控制信号，控制电气设备中的气路压缩空气的压力，实现对列车的制动控制。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (6)
1.一种用于轨道交通车辆制动系统的多功能扩展板，其特征在于，包括：扩展板本体，所述扩展板本体上设置有控制器，所述控制器连接有多个信号采集接口电路；
所述信号采集接口电路，用于获得列车上的参数采集设备传输过来的列车运行参数；
所述控制器，用于对各信号采集接口电路采集的各列车运行参数进行打包处理，得到参数数据包，并通过总线将所述参数数据包发送给主控制电路板；
所述用于轨道交通车辆制动系统的多功能扩展板，还包括：
功能编码接口电路，用于接收功能编码信号；
所述控制器，还用于接收功能编码信号，并根据所述功能编码对应的数据格式，对各信号采集接口电路采集的列车运行参数进行打包处理。
2.根据权利要求1所述的用于轨道交通车辆制动系统的多功能扩展板，其特征在于，所述信号采集接口电路为光电耦合电路。
3.根据权利要求1或2所述的用于轨道交通车辆制动系统的多功能扩展板，其特征在于，所述信号采集接口电路的个数为20个。
4.一种用于轨道交通车辆制动系统的控制系统，其特征在于，包括主控电路板、多功能扩展板和电源，所述多功能扩展板为采用上述权利要求1～3任一所述的多功能扩展板，所述多功能扩展板的数量至少为1个；
所述电源，用于为所述主控制电路板和多功能扩展板提供电源；
所述主控制电路板包括主控制器，所述主控制器与所述多功能扩展板上的控制器之间通过总线连接，接收所述控制器发送来的参数数据包。
5.根据权利要求4所述的用于轨道交通车辆制动系统的控制系统，其特征在于，还包括：
电源管理器，与所述多功能扩展板上的设定的信号采集接口连接，用于根据设定的信号采集接口接收到列车运行参数时，控制所述电源为主控制电路板和多功能扩展板供电。
6.根据权利要求5所述的用于轨道交通车辆制动系统的控制系统，其特征在于，所述电源管理器还与多功能扩展板上的功能编码接口电路电连接，用于根据信号采集接口接收到列车运行参数和功能编码接口电路的编码信号，控制所述电源为主控制电路板和多功能扩展板供电。
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