CN103529797A - 一种控制数据传输方法和系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种控制数据传输方法和系统，所述方法包括：工控机根据车辆测试工况向系统中每个变流器发送数据传输控制协议；每个变流器根据所述数据传输控制协议识别控制模式以及主从模式；每个变流器根据所识别的控制模式以及主从模式传输控制数据，根据所述控制数据控制与其连接的电机，控制数据直接在变流器之间传输，控制数据传输为环形传输，电机的控制为速度闭环控制，无需将控制数据上传到上位机再进行下发，提高控制数据的传输速度，简化系统控制逻辑，实现系统控制数据的实时响应；并且，变流器控制系统可以根据数据传输控制协议自由的切换控制模式，可以适用于多种车型的测试。
Description
技术领域
本发明涉及自动控制技术领域，特别是涉及一种控制数据传输方法和系统。
背景技术
随着交通运输行业的不断发展，运输车辆的种类也越来越多，除了高铁、地铁以及城际列车等客运车辆，还有各种大功率的货运车辆。为了确保各种车辆出厂后安全正常的运行，需要在车辆出厂前，采用机车动态试验台对车辆的动态性能及运行状况进行测试，确保及时发现车辆在运行中的缺陷，其中，机车动态试验台的核心是变流器控制系统。变流器控制系统由多台变流器组成，作为机车动态试验台的陪试系统，测试车辆的性能。
变流器控制系统的控制模式包括：
轴控模式：轴控是指变流器控制系统中的每个变流器都单独受控制台控制，完成速度闭环运行，各个变流器之间无主从之分；
架控模式：架控是依据车辆的转向架类型定义的，有两轴架控模式、三轴架控模式或四轴架控模式，架控模式下，每架中选择一台变流器做主变流器速度闭环，其他变流器为从变流器转矩闭环运行；
车控模式：车控是指所有变流器中选择一台为主变流器速度闭环，其余变流器都为从变流器转矩闭环。
通常，为了保证数据的传输速率，只能采用轴控、固定变流器车控以及固定变流器架控中的一种模式进行测试，系统中变流器之间的控制数据只能在一种测试模式下进行交互。固定的测试模式导致变流器控制系统只能对一种特定的车型进行性能测试。变流器控制系统的软硬件配置不灵活，当系统中一个变流器故障或者测试车型发生变化时，必须重新组建新的变流器控制系统，原有的变流器控制系统无法满足各种车型的不同的测试需求。
目前，为了解决变流器控制系统软硬件配置不灵活的问题，变流器控制系统中的各个变流器将控制数据上传给上位机，有上位机将控制数据通过工业网络总线传输至系统中各个目的变流器。虽然可以在一定程度上实现轴控、各种车控以及各种架控测试模式之间的切换，但是，各个变流器之间传输的控制数据先上传到上位机，再由上位机分发至系统中的各个目标变流器，导致控制数据传输的时间较长，系统控制逻辑复杂，并且系统控制数据的实时响应速度慢，实时控制能力以及稳定性差。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种控制数据传输方法和系统，根据工控机发送的数据传输控制协议识别控制模式以及主从模式，根据控制模式以及主从模式传输控制数据，减少了控制数据传输的时间，简化了系统控制逻辑，实现系统控制数据的实时响应。
一种控制数据传输方法，所述方法包括：
工控机根据车辆测试工况向系统中每个变流器分别发送数据传输控制协议；
每个变流器根据所述数据传输控制协议识别控制模式以及主从模式；
每个变流器根据所识别的控制模式以及主从模式传输控制数据，根据所述控制数据控制与其连接的电机。
可选的，识别控制模式为轴控模式时，所述每个变流器根据所识别的控制模式以及主从模式传输控制数据，根据所述控制数据控制与其连接的电机包括：
每个变流器根据测试工况生成一个控制数据，每个变流器根据其所生成的控制数据控制与其相连的电机。
可选的，识别控制模式为车控模式时，所述每个变流器根据所识别的控制模式以及主从模式传输控制数据包括：
主变流器根据测试工况生成一个控制数据；
所述控制数据按照变流器编号由小到大或由大到小的次序从主变流器依次传输至从变流器；
主变流器根据其所生成的控制数据控制与其相连的电机；
从变流器根据其所接收到的控制数据控制与其相连的电机。
可选的，识别控制模式为架控模式时，所述每个变流器根据所识别的控制模式以及主从模式传输控制数据包括：
每一架的主变流器根据测试工况生成一个控制数据；
每一架的控制数据按照变流器编号由小到大或由大到小的次序从主变流器依次传输至此架的从变流器；
每一架的主变流器根据其所生成的控制数据控制与其相连的电机；
每一架的从变流器根据其所接收到的控制数据控制与其相连的电机。
可选的，所述架控模式包括：
两个变流器为一架、三个变流器为一架或四个变流器为一架。
可选的，
每个变流器根据所识别的控制模式以及主从模式通过光纤传输控制数据。
一种控制数据传输系统，所述系统包括：
工控机与多个变流器相连，每个变流器与一个电机相连，多个变流器之间按照变流器编号的大小依次相连；
所述变流器的个数与测试车辆车轮的个数相等；
所述工控机，用于根据车辆测试工况向系统中每个变流器分别发送数据传输控制协议；
所述每个变流器，用于根据所述数据传输控制协议识别控制模式以及主从模式；根据所识别的控制模式以及主从模式传输控制数据，根据所述控制数据控制与其连接的电机。
可选的，识别控制模式为轴控模式时，
所述每个变流器，用于根据所述数据传输控制协议识别为轴控模式；根据测试工况生成一个控制数据，每个变流器根据其所生成的控制数据控制与其相连的电机。
可选的，识别控制模式为车控模式时，
所述每个变流器，用于根据所述数据传输控制协议识别为车控模式；
所述多个变流器中包括一个主变流器，其他的变流器都为从变流器；
所述主变流器，用于根据测试工况生成一个控制数据，将所述控制数据按照变流器编号由小到大或由大到小的次序传输至一个与其相连的从变流器，根据其所生成的控制数据控制与其相连的电机；
所述从变流器，用于接收按照变流器编号由小到大或由大到小的次序传输的控制数据，根据所接收到的控制数据控制与其相连的电机。
可选的，识别控制模式为架控模式时，
所述每个变流器，用于根据所述数据传输控制协议识别为架控模式；
每一架中包含一个主变流器，每一架除了主变流器以外的其他变流器为从变流器；
每一架的主变流器，用于根据测试工况生成一个控制数据，将所述控制数据按照变流器编号由小到大或由大到小的次序传输至此架的一个与其相连的从变流器，根据其所生成的控制数据控制与其相连的电机；
每一架的从变流器，用于接收此架中按照变流器编号由小到大或由大到小的次序传输的控制数据，根据所接收到的控制数据控制与其相连的电机。
可选的，
变流器之间按照变流器编号的大小通过光纤依次相连。
由上述内容可知，本发明有如下有益效果：
本发明提供了一种控制数据传输方法和系统，工控机根据车辆测试工况向系统中每个变流器发送数据传输控制协议；每个变流器根据所述数据传输控制协议识别控制模式以及主从模式；每个变流器根据所识别的控制模式以及主从模式传输控制数据，根据所述控制数据控制与其连接的电机，控制数据直接在变流器之间传输，无需将控制数据上传到上位机再进行下发，提高控制数据的传输速度，简化系统控制逻辑，实现系统控制数据的实时响应；并且，变流器控制系统可以根据数据传输控制协议自由的切换控制模式，可以适用于多种车型的测试。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明一种控制数据传输方法实施例一流程图；
图2为本发明6台变流器组成的变流器控制系统结构示意图；
图3为本发明变流器的驱动控制单元结构示意图；
图4为本发明两个变流器为一架数据传输示意图；
图5为本发明三个变流器为一架数据传输示意图；
图6为本发明8台变流器组成的变流器控制系统结构示意图；
图7为本发明四个变流器为一架数据传输示意图；
图8为本发明一种控制数据传输系统实施例二结构示意图。
具体实施方式
本发明公开了一种控制数据传输方法和系统，根据工控机发送的数据传输控制协议识别控制模式以及主从模式，根据控制模式以及主从模式传输控制数据，提高控制数据的传输速度，简化系统控制逻辑，实现系统控制数据的实时响应。
下面结合附图对本发明实施例进行详细说明。
实施例一
图1为本发明一种控制数据传输方法实施例一流程图，所述方法包括：
步骤101：工控机根据车辆测试工况向系统中每个变流器分别发送数据传输控制协议。
根据机车动态实验台对车辆进行测试的工况，实验人员进行变流器系统控制模式的设置，工况及根据实验人员的设置，生成数据传输控制协议，并将所述数据传输控制协议通过工业网络总线下发到与其相连的每一个变流器。
数据传输控制协议至少包括控制模式、主从模式以及变流器编号，下面以6台和8台变流器组成的变流器控制系统所组成的数据传输控制协议为例进行说明。这里需要说明的是，不仅限于6台或8台变流器所组成的变流器控制系统，其他个数变流器所组成的变流器控制系统的数据传输控制协议类似，这里不再赘述。
6台变流器组成的变流器控制系统的数据传输控制协议格式：
| Bit15 | Bit14 | Bit13 | Bit12 | Bit11 | Bit10 | Bit9 | Bit8 | Bit7 | Bit6 | Bit5 | Bit4 | Bit3 | Bit2 | Bit1 | Bit0 |
Bit0～Bit2表示控制模式，001为轴控模式；010为车控模式；100为2架架控模式；101为3架架控模式。其中，控制模式的编号不仅限于上述一种表示形式，还可以进行互换，只要彼此不同可以区分即可。
Bit3～Bit8表示主从模式，000001为1号变流器为主变流器，其余变流器为从变流器的主从控制模式；000010为2号变流器为主变流器，其余变流器为从变流器的主从控制模式；000100为3号变流器为主变流器，其余变流器为从变流器的主从控制模式；001000为4号变流器为主变流器，其余变流器为从变流器的主从控制模式；010000为5号变流器为主变流器，其余变流器为从变流器的主从控制模式；100000为6号变流器为主变流器，其余变流器为从变流器的主从控制模式；111111为1号至6号变流器各自单独控制的轴控模式。
Bit9～Bit14表示变流器编号，000001为1号变流器；000010为2号变流器；000100为3号变流器；001000为4号变流器；010000为5号变流器；100000为6号变流器。
Bit15为备用比特位。
6台变流器组成的变流器控制系统的数据传输控制协议格式：
| Bit15 | Bit14 | Bit13 | Bit12 | Bit11 | Bit10 | Bit9 | Bit8 | Bit7 | Bit6 | Bit5 | Bit4 | Bit3 | Bit2 | Bit1 | Bit0 |
Bit0～Bit2表示控制模式，001为轴控模式；010为车控模式；100为2架架控模式；101为3架架控模式。其中，控制模式的编号不仅限于上述一种表示形式，还可以进行互换，只要彼此不同可以区分即可。
Bit3～Bit8表示主从模式，000001为1号变流器为主变流器，其余变流器为从变流器的主从控制模式；000010为2号变流器为主变流器，其余变流器为从变流器的主从控制模式；000100为3号变流器为主变流器，其余变流器为从变流器的主从控制模式；001000为4号变流器为主变流器，其余变流器为从变流器的主从控制模式；010000为5号变流器为主变流器，其余变流器为从变流器的主从控制模式；100000为6号变流器为主变流器，其余变流器为从变流器的主从控制模式；111111为1号至6号变流器各自单独控制的轴控模式。
Bit9～Bit14表示变流器编号，000001为1号变流器；000010为2号变流器；000100为3号变流器；001000为4号变流器；010000为5号变流器；100000为6号变流器。
Bit15为备用比特位。
6台变流器组成的变流器控制系统的数据传输控制协议格式：
| Bit15 | Bit14～Bit9 | Bit8～Bit3 | Bit2～Bit0 |
| 备用 | 变流器编号 | 主从模式 | 控制模式 |
Bit0～Bit2表示控制模式，001为轴控模式；010为车控模式；100为2架架控模式；101为3架架控模式。其中，控制模式的编号不仅限于上述一种表示形式，还可以进行互换，只要彼此不同可以区分即可。
Bit3～Bit8表示主从模式，000001为1号变流器为主变流器，其余变流器为从变流器的主从控制模式；000010为2号变流器为主变流器，其余变流器为从变流器的主从控制模式；000100为3号变流器为主变流器，其余变流器为从变流器的主从控制模式；001000为4号变流器为主变流器，其余变流器为从变流器的主从控制模式；010000为5号变流器为主变流器，其余变流器为从变流器的主从控制模式；100000为6号变流器为主变流器，其余变流器为从变流器的主从控制模式；111111为1号至6号变流器各自单独控制的轴控模式。
Bit9～Bit14表示变流器编号，000001为1号变流器；000010为2号变流器；000100为3号变流器；001000为4号变流器；010000为5号变流器；100000为6号变流器。
Bit15为备用比特位。
8台变流器组成的变流器控制系统的数据传输控制协议格式：
| Bit19 | Bit18～Bit11 | Bit10～Bit3 | Bit2～Bit0 |
| 备用 | 变流器编号 | 主从模式 | 控制模式 |
Bit0～Bit2表示控制模式，001为轴控模式；010为车控模式；100为2架架控模式；110为4架架控模式。其中，控制模式的编号不仅限于上述一种表示形式，还可以进行互换，只要彼此不同可以区分即可。
Bit3～Bit10表示主从模式，00000001为1号变流器为主变流器，其余变流器为从变流器的主从控制模式；00000010为2号变流器为主变流器，其余变流器为从变流器的主从控制模式；00000100为3号变流器为主变流器，其余变流器为从变流器的主从控制模式；00001000为4号变流器为主变流器，其余变流器为从变流器的主从控制模式；00010000为5号变流器为主变流器，其余变流器为从变流器的主从控制模式；00100000为6号变流器为主变流器，其余变流器为从变流器的主从控制模式；01000000为7号变流器为主变流器，其余变流器为从变流器的主从控制模式；10000000为8号变流器为主变流器，其余变流器为从变流器的主从控制模式；11111111为1号至8号变流器各自单独控制的轴控模式。
Bit11～Bit18表示变流器编号，00000001为1号变流器；00000010为2号变流器；00000100为3号变流器；00001000为4号变流器；00010000为5号变流器；00100000为6号变流器；01000000为7号变流器；10000000为8号变流器。
Bit19为备用比特位。
上述6台和8台变流器所组成的变流器控制系统数据传输控制协议的编码方式不是唯一的编码方式，工控机和变流器之间还可以采用其他可识别的具体的编码方式，这里不再赘述。
步骤102：每个变流器根据所述数据传输控制协议识别控制模式以及主从模式。
每个变流器接收到数据传输控制协议后，识别控制模式是轴控、车控还是架控。若变流器识别为轴控，则每个变流器各自单独进行控制。若识别为车控，则所有变流器中有一个为主变流器，其他变流器为从变流器，识别主变流器和从变流器以便进行控制数据传输。所识别为架控，进一步识别几个变流器组成一架，若两个变流器为一架，则两个变流器中，一个变流器为主变流器，另外一个变流器为从变流器，识别主变流器和从变流器以便进行控制数据传输；若三个变流器为一架，则三个变流器中，一个变流器为主变流器，其余两个变流器为从变流器，识别主变流器和从变流器以便进行控制数据传输；若四个变流器为一架，则四个变流器中，一个变流器为主变流器，其余三个变流器为从变流器，识别主变流器和从变流器以便进行控制数据传输。
步骤103：每个变流器根据所识别的控制模式以及主从模式传输控制数据，根据所述控制数据控制与其连接的电机。
每个变流器识别出控制模式、主从模式以及变流器编号后，根据上述参数传输控制数据，变流器根据控制数据控制与其连接的电机。
下面结合附图对不同控制模式下的控制数据的传输进行详细说明。
第一种控制模式，轴控模式：
每个变流器根据测试工况生成一个控制数据，每个变流器根据其所生成的控制数据控制与其相连的电机。
轴控模式下，每个变流器自己生成一个控制数据，控制与其相连的电机，即变流器系统中，每台变流器进行独立控制，变流器之间不进行数据传输，每台电机为速度闭环控制。
下面举例说明每个变流器接收到的数据传输控制协议：
图2所示的是6台变流器组成的变流器控制系统，6台变流器通过工业网络总线与工控机相连，接收工控机发送的数据传输控制协议，每两台变流器之间通过光纤相连。
变流器1接收到的数据传输控制协议为0000001111111001；
变流器2接收到的数据传输控制协议为0000010111111001；
变流器3接收到的数据传输控制协议为0000100111111001；
变流器4接收到的数据传输控制协议为0001000111111001；
变流器5接收到的数据传输控制协议为0010000111111001；
变流器6接收到的数据传输控制协议为0100000111111001。
8台变流器组成的变流器控制系统所接收到的数据传输控制协议与上述6台变流器组成的变流器控制系统的数据传输控制协议类似，参照步骤101对数据传输协议格式的说明可以得到，这里不再赘述。
如图3所示，每台变流器的驱动控制单元（Drive Control Unit，DCU）包括工业网络总线Profibus子板、ARM芯片、数字信号处理（（digital singnalprocessor，DSP）芯片，可编程门阵列（Field－Programmable Gate Array，FPGA）芯片以及光纤电路组成。每个变流器的Profibus子板接收工控机通过工业网络总线发送的数据传输控制协议，ARM芯片将数据传输控制协议发送到FPGA芯片，FPGA芯片识别轴控模式后，控制DSP芯片生成一个控制数据，根据所生成的控制数据控制与变流器相连的电机。由于轴控模式下，各变流器之间没有数据交互，光纤电路中没有数据传输。具体的，所述控制数据为实施转矩数据。
8台变流器所组成的变流器控制系统轴控模式与6台变流器所组成的变流器控制系统的轴控模式类似，这里不再赘述。
第二种控制模式，车控模式：
主变流器根据测试工况生成一个控制数据；
所述控制数据按照变流器编号由小到大或由大到小的次序从主变流器依次传输至从变流器；
主变流器根据其所生成的控制数据控制与其相连的电机；
从变流器根据其所接收到的控制数据控制与其相连的电机。
以图2所示的6台变流器所组成的变流器控制系统为例进行说明，6台变流器中，设置任意一台变流器为主控制器，其余的变流器为从控制器。主控制器生成控制数据，控制数据按照变流器编号从大到小或从小到大的顺序从主变流器依次传输到所有的从变流器。
以变流器1为主变流器进行说明：
变流器1接收到的数据传输控制协议为0000001000001010；
变流器2接收到的数据传输控制协议为0000010000001010；
变流器3接收到的数据传输控制协议为0000100000001010；
变流器4接收到的数据传输控制协议为0001000000001010；
变流器5接收到的数据传输控制协议为0010000000001010；
变流器6接收到的数据传输控制协议为0100000000001010。
8台变流器组成的变流器控制系统所接收到的数据传输控制协议与上述6台变流器组成的变流器控制系统的数据传输控制协议类似，参照步骤101对数据传输协议格式的说明可以得到，这里不再赘述。
每个变流器的Profibus子板接收工控机通过工业网络总线发送的数据传输控制协议，ARM芯片将数据传输控制协议发送到FPGA芯片。FPGA芯片接收到数据传输控制协议后，识别为车控模式，然后识别主变流器以及FPGA芯片所在的变流器的编号。
控制数据按照变流器编号由小到大的次序从主变流器依次传输至从变流器时：
变流器1的FPGA芯片识别车控模式，识别为主变流器，则控制变流器1的DSP芯片生成一个控制数据。变流器1的DSP芯片将所生成的控制数据发送到变流器1的FPGA芯片，变流器1的FPGA芯片将控制数据通过光纤发送到变流器2的FPGA芯片，变流器2的FPGA芯片将控制数据发送到变流器3的FPGA芯片，变流器3的FPGA芯片将控制数据发送到变流器4的FPGA芯片，变流器4的FPGA芯片将控制数据发送到变流器5的FPGA芯片，变流器5的FPGA芯片将控制数据发送到变流器6的FPGA芯片。并且，各个变流器的FPGA芯片再接收到控制数据时，还将控制数据传输到FPGA芯片所在的变流器中的DSP芯片上，DSP芯片根据控制数据控制与变流器相连的电机。具体的，所述控制数据为实施转矩数据。
控制数据按照变流器编号由大到小的次序从主变流器依次传输至从变流器时：
变流器1的FPGA芯片识别车控模式，识别为主变流器，则控制变流器1的DSP芯片生成一个控制数据。变流器1的DSP芯片将所生成的控制数据发送到变流器6的FPGA芯片，变流器6的FPGA芯片将控制数据通过光纤发送到变流器5的FPGA芯片，变流器5的FPGA芯片将控制数据发送到变流器4的FPGA芯片，变流器4的FPGA芯片将控制数据发送到变流器3的FPGA芯片，变流器3的FPGA芯片将控制数据发送到变流器2的FPGA芯片，变流器2的FPGA芯片将控制数据发送到变流器1的FPGA芯片。并且，各个变流器的FPGA芯片再接收到控制数据时，还将控制数据传输到FPGA芯片所在的变流器中的DSP芯片上，DSP芯片根据控制数据控制与变流器相连的电机。具体的，所述控制数据为实施转矩数据。
控制数据按照由小到大的次序从主变流器依次传输至从变流器与由大到小的次序从主变流器依次传输至从变流器所使用的是两个不同的光纤传输通路。
6台变流器所组成的变流器控制系统的变流器2至变流器6任意一个变流器为主变流器时，与上述控制数据传输方法类似，这里不再赘述。车控模式为变流控制系统中的所有变流器组成一个闭环控制系统。
8台变流器所组成的变流器控制系统车控模式与6台变流器所组成的变流器控制系统的车控模式类似，这里不再赘述。
第三种控制模式，架控模式：
每一架的主变流器根据测试工况生成一个控制数据；
每一架的控制数据按照变流器编号由小到大或由大到小的次序从主变流器依次传输至此架的从变流器；
每一架的主变流器根据其所生成的控制数据控制与其相连的电机；
每一架的从变流器根据其所接收到的控制数据控制与其相连的电机。
架控模式有两个变流器为一架、三个变流器为一架或四个变流器为一架三种形式，下面分别进行说明。
两个变流器为一架的架控模式，以6台变流器所组成的变流器控制系统为例进行说明：
两个变流器为一架，则每一架中，选择其中任意一个变流器为主变流器，另外一个变流器为从变流器，主变流器的DSP芯片生成控制数据，将控制数据发送到主变流器的FPGA芯片，主变流器的FPGA芯片将控制数据通过光纤传输至从变流器的FPGA芯片，从变流器的FPGA芯片将所接收到的控制数据传输至从变流器的DSP芯片。主变流器的DSP芯片根据所生成的控制数据控制与主变流器相连的电机，从变流器的DSP芯片根据所接收到的控制数据控制与从变流器相连的电机。
以图2所示的6台变流器所组成的变流器控制系统为例进行说明：
如图4所示，变流器1和变流器2为一架，选变流器1为主变流器，变流器2为从变流器（主变流器和从变流器可以互相切换）。
变流器1接收到的数据传输控制协议为0000001000001100；
变流器2接收到的数据传输控制协议为0000010000001100。
变流器1的DSP芯片生成控制数据，变流器1的DSP芯片将所生成的控制数据发送到变流器1的FPGA芯片，变流器1的FPGA芯片将控制数据通过光纤传输至变流器2的FPGA芯片，变流器2的FPGA芯片将所接收到的控制数据传输至变流器2的DSP芯片。变流器1的DSP芯片根据所生成的控制数据控制与变流器1相连的电机，变流器2的DSP芯片根据所接收到的控制数据控制与变流器2相连的电机。其中，所述控制数据是实施转矩数据。
变流器3和变流器4为一架，选变流器3为主变流器，变流器4为从变流器（主变流器和从变流器可以互相切换）。
变流器3接收到的数据传输控制协议为0000100000001100；
变流器4接收到的数据传输控制协议为0001000000001100。
变流器3和变流器4的控制数据的传输与变流器1和变流器2的传输方式类似，这里不再赘述。
变流器5和变流器6为一架，选变流器5为主变流器，变流器6为从变流器（主变流器和从变流器可以互相切换）。
变流器5接收到的数据传输控制协议为0010000000001100；
变流器6接收到的数据传输控制协议为0100000000001100。
变流器5和变流器6的控制数据的传输与变流器1和变流器2的传输方式类似，这里不再赘述。2个变流器为一架的架控模式是以两个变流器为一个闭环的控制系统。
三个变流器为一架的架控模式，以6台变流器所组成的变流器控制系统为例进行说明：
三个变流器为一架，则每一架中，选择其中任意一个变流器为主变流器，另外两个变流器为从变流器，主变流器的DSP芯片生成控制数据，将控制数据发送到主变流器的FPGA芯片，控制数据通过光纤按照变流器编号由小到大或由大到小的次序从主变流器的FPGA传输至从变流器的FPGA芯片。两个从变流器的FPGA芯片将所接收到的控制数据传输至从变流器的DSP芯片。主变流器的DSP芯片根据所生成的控制数据控制与主变流器相连的电机，两个从变流器的DSP芯片根据所接收到的控制数据控制与从变流器相连的电机。
以图2所示的6台变流器所组成的变流器控制系统为例进行说明：
如图5所示，变流器1、变流器2和变流器3为一架，选变流器1为主变流器，变流器2和变流器3为从变流器（主变流器和从变流器可以互相切换）。
变流器1接收到的数据传输控制协议为0000001000001101；
变流器2接收到的数据传输控制协议为0000010000001101；
变流器3接收到的数据传输控制协议为0000100000001101。
控制数据通过光纤按照变流器编号由小到大的次序从主变流器的FPGA传输至从变流器的FPGA芯片时：
变流器1的DSP芯片生成控制数据，变流器1的DSP芯片将所生成的控制数据发送到变流器1的FPGA芯片，变流器1的FPGA芯片将控制数据通过光纤传输至变流器2的FPGA芯片，变流器2的FPGA将所接收到的控制数据通过光纤传输至变流器3的FPGA芯片。并且，变流器2的FPGA芯片将所接收到的控制数据传输至变流器2的DSP芯片，变流器3的FPGA芯片将所接收到的控制数据传输至变流器3的DSP芯片。变流器1的DSP芯片根据所生成的控制数据控制与变流器1相连的电机，变流器2的DSP芯片根据所接收到的控制数据控制与变流器2相连的电机，变流器3的DSP芯片根据所接收到的控制数据控制与变流器3相连的电机。其中，所述控制数据是实施转矩数据。
变流器4、变流器5和变流器6为一架，选变流器4为主变流器，变流器5和变流器6为从变流器（主变流器和从变流器可以互相切换）。
变流器4接收到的数据传输控制协议为0001000000001101；
变流器5接收到的数据传输控制协议为0010000000001101；
变流器6接收到的数据传输控制协议为0100000000001101。
变流器4、变流器5和变流器6的控制数据的传输与变流器1、变流器2和变流器3的传输方式类似，这里不再赘述。3个变流器为一架的架控模式是以三个变流器为一个闭环的控制系统。
这里需要说明的是，控制数据还可以通过光纤按照变流器编号由大到小的次序从主变流器的FPGA传输至从变流器的FPGA芯片，也就是说，可以是变流器1的DSP芯片将所生成的控制数据发送到变流器1的FPGA芯片，变流器1的FPGA芯片将控制数据通过光纤传输至变流器3的FPGA芯片，变流器3的FPGA芯片将控制数据通过光纤传输至变流器2的FPGA芯片；变流器4的DSP芯片将所生成的控制数据发送到变流器4的FPGA芯片，变流器4的FPGA芯片将控制数据通过光纤传输至变流器6的FPGA芯片，变流器6的FPGA芯片将控制数据通过光纤传输至变流器5的FPGA芯片。控制数据按照由大到小和由小到大的次序所用的传输通道不同。
四个变流器为一架的架控模式，以8台变流器所组成的变流器控制系统为例进行说明：
8台变流器所组成的变流器控制系统，两个变流器为一架与6台变流器所组成的变流器控制系统类似，这里不再赘述。
四个变流器为一架，则每一架中，选择其中任意一个变流器为主变流器，另外三个变流器为从变流器，主变流器的DSP芯片生成控制数据，将控制数据发送到主变流器的FPGA芯片，控制数据通过光纤按照变流器编号由小到大或由大到小的次序从主变流器的FPGA传输至从变流器的FPGA芯片。三个从变流器的FPGA芯片将所接收到的控制数据传输至从变流器的DSP芯片。主变流器的DSP芯片根据所生成的控制数据控制与主变流器相连的电机，三个从变流器的DSP芯片根据所接收到的控制数据控制与从变流器相连的电机。
以图6所示的8台变流器所组成的变流器控制系统为例进行说明：
8台变流器通过工业网络总线与工控机相连，接收工控机发送的数据传输控制协议，每两个变流器之间通过光纤相连。
如图7所示，变流器1、变流器2、变流器3和变流器4为一架，选变流器1为主变流器，变流器2、变流器3和变流器4为从变流器（主变流器和从变流器可以互相切换）。
变流器1接收到的数据传输控制协议为00000000100000001110；
变流器2接收到的数据传输控制协议为00000001000000001110；
变流器3接收到的数据传输控制协议为00000010000000001110。
变流器4接收到的数据传输控制协议为00000100000000001110。
控制数据通过光纤按照变流器编号由小到大的次序从主变流器的FPGA传输至从变流器的FPGA芯片时：
变流器1的DSP芯片生成控制数据，变流器1的DSP芯片将所生成的控制数据发送到变流器1的FPGA芯片，变流器1的FPGA芯片将控制数据通过光纤传输至变流器2的FPGA芯片，变流器2的FPGA将所接收到的控制数据通过光纤传输至变流器3的FPGA芯片，变流器3的FPGA将所接收到的控制数据通过光纤传输至变流器4的FPGA芯片。并且，变流器2的FPGA芯片将所接收到的控制数据传输至变流器2的DSP芯片，变流器3的FPGA芯片将所接收到的控制数据传输至变流器3的DSP芯片，变流器4的FPGA芯片将所接收到的控制数据传输至变流器4的DSP芯片。变流器1的DSP芯片根据所生成的控制数据控制与变流器1相连的电机，变流器2的DSP芯片根据所接收到的控制数据控制与变流器2相连的电机，变流器3的DSP芯片根据所接收到的控制数据控制与变流器3相连的电机，变流器4的DSP芯片根据所接收到的控制数据控制与变流器4相连的电机。其中，所述控制数据是实施转矩数据。
变流器5、变流器6、变流器7和变流器8为一架，选变流器5为主变流器，变流器6、变流器7和变流器8为从变流器（主变流器和从变流器可以互相切换）。
变流器5接收到的数据传输控制协议为00001000000000001110；
变流器6接收到的数据传输控制协议为00010000000000001110；
变流器7接收到的数据传输控制协议为00100000000000001110；
变流器8接收到的数据传输控制协议为01000000000000001110。
变流器5、变流器6、变流器7和变流器8的控制数据的传输与变流器1、变流器2、变流器3和变流器4的传输方式类似，这里不再赘述。4个变流器为一架的架控模式是以四个变流器为一个闭环的控制系统。
这里需要说明的是，控制数据还可以通过光纤按照变流器编号由大到小的次序从主变流器的FPGA传输至从变流器的FPGA芯片，也就是说，可以是变流器1的DSP芯片将所生成的控制数据发送到变流器1的FPGA芯片，变流器1的FPGA芯片将控制数据通过光纤传输至变流器4的FPGA芯片，变流器4的FPGA芯片将控制数据通过光纤传输至变流器3的FPGA芯片，变流器3的FPGA芯片将控制数据通过光纤传输至变流器2的FPGA芯片；变流器5的DSP芯片将所生成的控制数据发送到变流器5的FPGA芯片，变流器5的FPGA芯片将控制数据通过光纤传输至变流器8的FPGA芯片，变流器8的FPGA芯片将控制数据通过光纤传输至变流器7的FPGA芯片，变流器7的FPGA芯片将控制数据通过光纤传输至变流器5的FPGA芯片。控制数据按照由大到小和由小到大的次序所用的传输通道不同。
在这里需要说明的是，变流器控制系统的主变流器和从变流器之间可以互相切换，部件限于上述具体说明的设置方式。每个变流器之间有两个光纤传输通道，控制数据按照变流器编号由小到大的次序进行传输时使用一个光纤传输通道，控制数据按照变流器编号由大到小的次序进行传输时使用另外一个光纤传输通道。
由上述内容可知，本发明有如下有益效果：
工控机根据车辆测试工况向系统中每个变流器发送数据传输控制协议；每个变流器根据所述数据传输控制协议识别控制模式以及主从模式；每个变流器根据所识别的控制模式以及主从模式传输控制数据，根据所述控制数据控制与其连接的电机，控制数据直接在变流器之间传输，控制数据传输为环形传输，电机的控制为速度闭环控制，无需将控制数据上传到上位机再进行下发，提高控制数据的传输速度，简化系统控制逻辑，实现系统控制数据的实时响应；并且，变流器控制系统可以根据数据传输控制协议自由的切换控制模式，可以适用于多种车型的测试。
实施例二
图8为本发明一种控制数据传输系统实施例二结构示意图，是与实施例一所述的控制数据传输方法所对应的系统，所述系统包括：
工控机801与多个变流器C1～Cn相连，每个变流器C1～Cn与一个电机E1～En相连，多个变流器C1～Cn之间按照变流器编号的大小依次相连。
所述变流器的个数n与测试车辆车轮的个数相等。一个变流器控制系统中变流器的个数在实际应用中一般不会少于4个，不会超过12个，最常用变流器控制系统一般包含6个和8个变流器。
所述工控机801，用于根据车辆测试工况向系统中每个变流器C1～Cn分别发送数据传输控制协议。
工控机801在一次控制中，给每个变流器发送的数据传输控制协议除了变流器编号以外，控制模式以及主从模式等其他的内容相同。
所述每个变流器C1～Cn，用于根据所述数据传输控制协议识别控制模式以及主从模式；根据所识别的控制模式以及主从模式传输控制数据，根据所述控制数据控制与其连接的电机E1～En。
其中，所述变流器C1～Cn之间按照变流器编号的大小通过光纤依次相连。
如图3所示，每台变流器的驱动控制单元（Drive Control Unit，DCU）包括工业网络总线Profibus子板、ARM芯片、数字信号处理（（digital singnalprocessor，DSP）芯片，可编程门阵列（Field－Programmable Gate Array，FPGA）芯片以及光纤电路组成。每个变流器的Profibus子板接收工控机通过工业网络总线发送的数据传输控制协议，ARM芯片将数据传输控制协议发送到FPGA芯片，FPGA芯片识别控制模式后，控制主变流器的DSP芯片生成一个控制数据，主变流器的DSP芯片将控制数据发送到主变流器的FPGA芯片，控制数据按照变流器编号由大到小或有小到大的顺序从主变流器依次传输至各个从变流器，各个从变流器的FPGA芯片将控制数据传输至其所在的变流器的DSP芯片。主变流器的DSP芯片根据所生成的控制数据控制与变流器相连的电机，各个从变流器的DSP芯片根据所接收的控制数据控制与变流器相连的电机。
轴控模式时：
所述每个变流器，用于根据所述数据传输控制协议识别为轴控模式；根据测试工况生成一个控制数据，每个变流器根据其所生成的控制数据控制与其相连的电机。
车控模式时：
所述每个变流器，用于根据所述数据传输控制协议识别为车控模式；
所述多个变流器中包括一个主变流器，其他的变流器都为从变流器；
所述主变流器，用于根据测试工况生成一个控制数据，将所述控制数据按照变流器编号由小到大或由大到小的次序传输至一个与其相连的从变流器，根据其所生成的控制数据控制与其相连的电机；
所述从变流器，用于接收按照变流器编号由小到大或由大到小的次序传输的控制数据，根据所接收到的控制数据控制与其相连的电机。
架控模式时：
所述每个变流器，用于根据所述数据传输控制协议识别为架控模式；
每一架中包含一个主变流器，每一架除了主变流器以外的其他变流器为从变流器；
每一架的主变流器，用于根据测试工况生成一个控制数据，将所述控制数据按照变流器编号由小到大或由大到小的次序传输至此架的一个与其相连的从变流器，根据其所生成的控制数据控制与其相连的电机；
每一架的从变流器，用于接收此架中按照变流器编号由小到大或由大到小的次序传输的控制数据，根据所接收到的控制数据控制与其相连的电机。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (11)
1.一种控制数据传输方法，其特征在于，所述方法包括：
工控机根据车辆测试工况向系统中每个变流器分别发送数据传输控制协议；
每个变流器根据所述数据传输控制协议识别控制模式以及主从模式；
每个变流器根据所识别的控制模式以及主从模式传输控制数据，根据所述控制数据控制与其连接的电机。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，识别控制模式为轴控模式时，所述每个变流器根据所识别的控制模式以及主从模式传输控制数据，根据所述控制数据控制与其连接的电机包括：
每个变流器根据测试工况生成一个控制数据，每个变流器根据其所生成的控制数据控制与其相连的电机。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，识别控制模式为车控模式时，所述每个变流器根据所识别的控制模式以及主从模式传输控制数据包括：
主变流器根据测试工况生成一个控制数据；
所述控制数据按照变流器编号由小到大或由大到小的次序从主变流器依次传输至从变流器；
主变流器根据其所生成的控制数据控制与其相连的电机；
从变流器根据其所接收到的控制数据控制与其相连的电机。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，识别控制模式为架控模式时，所述每个变流器根据所识别的控制模式以及主从模式传输控制数据包括：
每一架的主变流器根据测试工况生成一个控制数据；
每一架的控制数据按照变流器编号由小到大或由大到小的次序从主变流器依次传输至此架的从变流器；
每一架的主变流器根据其所生成的控制数据控制与其相连的电机；
每一架的从变流器根据其所接收到的控制数据控制与其相连的电机。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述架控模式包括：
两个变流器为一架、三个变流器为一架或四个变流器为一架。
6.根据权利要求1-5任意一项所述的方法，其特征在于，
每个变流器根据所识别的控制模式以及主从模式通过光纤传输控制数据。
7.一种控制数据传输系统，其特征在于，所述系统包括：
工控机与多个变流器相连，每个变流器与一个电机相连，多个变流器之间按照变流器编号的大小依次相连；
所述变流器的个数与测试车辆车轮的个数相等；
所述工控机，用于根据车辆测试工况向系统中每个变流器分别发送数据传输控制协议；
所述每个变流器，用于根据所述数据传输控制协议识别控制模式以及主从模式；根据所识别的控制模式以及主从模式传输控制数据，根据所述控制数据控制与其连接的电机。
8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，识别控制模式为轴控模式时，
所述每个变流器，用于根据所述数据传输控制协议识别为轴控模式；根据测试工况生成一个控制数据，每个变流器根据其所生成的控制数据控制与其相连的电机。
9.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，识别控制模式为车控模式时，
所述每个变流器，用于根据所述数据传输控制协议识别为车控模式；
所述多个变流器中包括一个主变流器，其他的变流器都为从变流器；
所述主变流器，用于根据测试工况生成一个控制数据，将所述控制数据按照变流器编号由小到大或由大到小的次序传输至一个与其相连的从变流器，根据其所生成的控制数据控制与其相连的电机；
所述从变流器，用于接收按照变流器编号由小到大或由大到小的次序传输的控制数据，根据所接收到的控制数据控制与其相连的电机。
10.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，识别控制模式为架控模式时，
所述每个变流器，用于根据所述数据传输控制协议识别为架控模式；
每一架中包含一个主变流器，每一架除了主变流器以外的其他变流器为从变流器；
每一架的主变流器，用于根据测试工况生成一个控制数据，将所述控制数据按照变流器编号由小到大或由大到小的次序传输至此架的一个与其相连的从变流器，根据其所生成的控制数据控制与其相连的电机；
每一架的从变流器，用于接收此架中按照变流器编号由小到大或由大到小的次序传输的控制数据，根据所接收到的控制数据控制与其相连的电机。
11.根据权利要求7-10任意一项所述的系统，其特征在于，
变流器之间按照变流器编号的大小通过光纤依次相连。
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|---|---|---|---|
| CN201310494875.7A CN103529797B (zh) | 2013-10-21 | 一种控制数据传输方法和系统 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201310494875.7A CN103529797B (zh) | 2013-10-21 | 一种控制数据传输方法和系统 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN103529797A true CN103529797A (zh) | 2014-01-22 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106130640A (zh) * | 2016-06-17 | 2016-11-16 | 中车株洲电力机车研究所有限公司 | 一种主从型光纤网络的通讯方法及装置 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004057298A1 (en) * | 2002-12-20 | 2004-07-08 | Korea Railroad Research Institute | Electric railroad test measurement system |
| CN201373908Y (zh) * | 2008-11-28 | 2009-12-30 | 中国铁道科学研究院机车车辆研究所 | 可变陪试电机组合交流牵引传动试验系统 |
| CN102393729A (zh) * | 2011-09-23 | 2012-03-28 | 铁道部运输局 | 辅助变流器控制单元的试验平台系统及试验方法 |
| CN102445611A (zh) * | 2011-09-23 | 2012-05-09 | 铁道部运输局 | 辅助变流器半实物仿真试验台及其仿真方法 |
| CN102680253A (zh) * | 2011-03-18 | 2012-09-19 | 铁道部运输局 | 高速动车组制动测试方法及测试系统 |
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004057298A1 (en) * | 2002-12-20 | 2004-07-08 | Korea Railroad Research Institute | Electric railroad test measurement system |
| CN201373908Y (zh) * | 2008-11-28 | 2009-12-30 | 中国铁道科学研究院机车车辆研究所 | 可变陪试电机组合交流牵引传动试验系统 |
| CN102680253A (zh) * | 2011-03-18 | 2012-09-19 | 铁道部运输局 | 高速动车组制动测试方法及测试系统 |
| CN102393729A (zh) * | 2011-09-23 | 2012-03-28 | 铁道部运输局 | 辅助变流器控制单元的试验平台系统及试验方法 |
| CN102445611A (zh) * | 2011-09-23 | 2012-05-09 | 铁道部运输局 | 辅助变流器半实物仿真试验台及其仿真方法 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106130640A (zh) * | 2016-06-17 | 2016-11-16 | 中车株洲电力机车研究所有限公司 | 一种主从型光纤网络的通讯方法及装置 |
| CN106130640B (zh) * | 2016-06-17 | 2018-12-21 | 中车株洲电力机车研究所有限公司 | 一种主从型光纤网络的通讯方法及装置 |
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