CN105353651A - 机车主控系统与电空制动系统微机合屏仿真调试方法 - Google Patents

机车主控系统与电空制动系统微机合屏仿真调试方法 Download PDF

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Abstract

本发明的机车主控系统与电空制动系统微机合屏仿真调试方法，将电空制动系统的中央处理模块仿真软件装入所述仿真计算机；设置一定数量的各种电空制动系统工作状态或故障状态下电气控制单元仿真数据模拟方案；通过人机对话输入界面，将各个模拟方案的电气控制单元仿真数据信号送入仿真计算机，中央处理模块仿真软件实时把数据进行打包，通过通信转换设备发送给机车主控系统微机及其显示屏；通过实时监测显示窗口，观察核实机车主控系统发送给电空制动系统的数据，根据观察核实结果，调整被测程序软件。可随时与机车主控微机及显示屏进行联调试验，不受地点和时间的限制，实时性高，仿真度接近实际情况，提高调试效率。系统简单、便携性高。

Description

机车主控系统与电空制动系统微机合屏仿真调试方法
技术领域
本发明涉及一种机车主控系统与电空制动系统微机合屏仿真调试方法,属于机车制造技术领域。
背景技术
机车电空制动系统包括两套电子制动阀(大小闸)、一个中央处理模块(IPM)、一个I/O接口设备和一个电气控制单元(EPCU)，利用电信号通过电磁阀来操纵以压缩空气为原动力的制动机。电空制动系统作为供货厂商提供的一个独立系统一般是通过通信网络与机车主控系统的微机及其显示屏进行通信。而机车的整车制造商为简化机车系统结构，往往需要将电空制动系统结合到机车主控系统中，实现微机显示合屏，即用主控系统的微机显示屏替代电空制动系统的制动显示屏。这在进行机车主控微机及其显示屏程序编写时，涉及到大量电空制动系统的参数及方案的选取。现有技术的办法，是边编写边在电空制动系统试验台上进行大量的联调测试验证。但是，搭建电空制动系统试验台的费用非常高昂，一般只有供货厂商才具备这个条件。而且供货厂商的这种试验台主要用于生产测试，整车制造商合屏程序编写的联调测试只能插空进行，不仅影响供货厂商的正常生产，而且软件开发效率极低，加大了开发成本。
发明内容
本发明的目的就是克服上述现有技术之不足，提供一种成本低廉、简单高效的机车主控系统与电空制动系统微机合屏仿真调试方法。
本发明的目的是这样实现的：一种机车主控系统与电空制动系统微机合屏仿真调试方法，其特征在于采取下列步骤：
A.设置一个仿真计算机，通过通信转换设备实现与机车主控系统微机及其显示屏之间的通信；
B.将电空制动系统的中央处理模块仿真软件装入所述仿真计算机，所述仿真软件包括以下内容：
采用MVB通信协议实现仿真计算机与主控系统微机及其显示屏的通信；
通过控件构成监测显示窗口，实时显示机车主控系统微机及其显示屏发送的理想数据与实际数据；
将人机对话输入界面中的复选框及模拟量输入窗口与对应的功能函数绑定在一起，功能函数将输入的数据运算处理后送往机车主控系统微机及其显示屏；
C.根据调试需要，设置一定数量的各种电空制动系统工作状态或故障状态下电气控制单元仿真数据模拟方案；
D.将被测程序软件装入机车主控系统微机中，进行调试运行；
E.通过人机对话输入界面，将各个模拟方案的电气控制单元仿真数据信号送入仿真计算机，中央处理模块仿真软件实时把数据进行处理打包，通过通信转换设备发送给机车主控系统微机及其显示屏；
F.通过监测显示窗口，观察核实机车主控系统发送给电空制动系统的数据，根据观察核实结果，调整被测程序软件。
为了更好地实现本发明的目的，在步骤数B中所述的MVB通信方式中，通过访问函数对MVBAPI访问，获得MVB总线停止状态、配置状态或操作状态的具体配置细节，在停止状态进行MVB总线的初始化工作，打开MVB设备，将物理内存从MVB通道映射到用户空间，在配置状态初始化MVB输入输出端口，在操作状态从端口中读写数据。
为了更好地实现本发明的目的，所述步骤B中的人机对话输入界面，包括：模拟量数据输入框，用于输入列车管压力、总风压力、均衡风缸压力、制动缸压力和空气流量等仿真数据；故障信息的复选框，模拟制动机产生相对应的故障；大小闸位置状态；制动机当前模式；传感器自检状态。
为了更好地实现本发明的目的，所述步骤B中的监测显示窗口，显示的机车主控系统发送给电空制动系统的数据包括：机车司机室激活状态；制动机的设置状态；机车速度；机车前进方向；传感器标定状态。
为了更好地实现本发明的目的，所述步骤B中的监测显示窗口显示的实际数据包括实际数值以及是否合格的定性提示。
本发明的技术方案，可模拟电空制动机的大部分功能及数据的传输，可随时与机车主控微机及显示屏进行联调试验，不受地点和时间的限制，实时性高，仿真度接近实际情况，提高调试效率。系统简单、便携性高。
附图说明
图1为机车电空制动系统原理示意图。
图2为本发明实施例的机车主控系统与电空制动系统微机合屏仿真调试原理示意图。
图3为本发明实施例中MVB通信方式的流程框图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
参看附图1和2，本实施例的机车主控系统与电空制动系统微机合屏仿真调试方法，首先设置一个仿真计算机，通过USB转MVB通信转换设备实现与机车主控系统的微机TCMS及微机显示屏之间的通信。然后，根据电空制动系统的中央处理模块IPM的功能指标，编制出仿真软件，装入仿真计算机里。仿真软件采用MVB通信方式实现仿真计算机与主控系统微机及其显示屏的通信。通过各种指示灯控件和数据显示控件构成监测显示窗口，实时显示机车主控系统微机及其显示屏发送的理想数据与实际数据，包括：机车司机室激活状态；制动机的设置状态；机车速度；机车前进方向；传感器标定状态。这些实际数据包括实际数值以及是否合格的定性提示。在人机对话界面中，各复选框与相应的布尔型变量功能函数绑定在一起，各模拟量输入窗口与对相应的字节型变量功能函数绑定在一起，将输入的数据通过功能函数转换处理后送往机车主控系统微机及其显示屏，包括：模拟量数据输入框，用于输入列车管压力、总风压力、均衡风缸压力、制动缸压力和空气流量等仿真数据；故障信息的复选框，模拟制动机产生相对应的故障；大小闸位置状态；制动机当前模式；传感器自检状态。根据调试需要，设置一定数量的各种电空制动系统工作状态或故障状态下电气控制单元仿真数据模拟方案。将被测程序软件装入机车主控系统微机中，进行调试运行。通过人机对话输入界面，将各个模拟方案的电气控制单元仿真数据信号送入仿真计算机，中央处理模块仿真软件实时把数据进行处理打包，通过通信转换设备发送给机车主控系统微机及其显示屏。通过实时监测显示窗口，观察核实机车主控系统发送给电空制动系统的数据，根据观察核实结果，调整被测程序软件。
参看附图3，在采用的MVB通信方式中，通过访问函数对MVBAPI的访问，获得MVB总线停止状态、配置状态和操作状态等具体配置细节。停止状态主要用来完成MVB总线的初始化工作，打开MVB设备，将物理内存从MVB通道映射到用户空间；配置状态主要初始化MVB输入输出端口，即给MVB通道分配一个逻辑地址，并指定端口是输出端口还是输入端；操作状态主要从端口中读写数据，即通过复选框及模拟量输入窗口输入数据，经功能函数运算处理后，送入MVB发送端口，读取MVB接收数据端口，再将读取的数据发送到控件监测显示窗口。
本实施例的仿真调试方法，支持虚实数据结合试验样本输入输出，可模拟电空制动机的大部分功能及数据的传输，可随时与机车主控微机及微机显示屏进行联调试验，不受地点和时间的限制。可以边进行微机软件的编写边进行联调验证，同时避免了某个功能影响后续软件的编写，可在编写过程中不断修复BUG，待整个主控微机及微机显示屏软件在这个仿真平台联调验证完毕后，再到现场进行制动机实物联调。由于前期已经经过这个仿真平台联调验证，实物联调时的效率大大提高。仿真过程保证了实时性要求并提高资源利用率。
本实施例的仿真调试方法，可采用高速仿真计算机，刷新率可达50ms/次，高刷新率保证了系统的高实时性，可以更快地将仿真系统的更新数据传输给微机显示屏；仿真度更接近实际情况，机车上微机显示屏与真实电空制动系统的通信为MVB通信，而本仿真系统通过转接设备可以完全模拟真实制动机跟微机显示屏的通信，对于微机显示屏来说区分不出是仿真系统还是真实制动机发送的数据，可以真实模拟制动系统的所有状态。
本实施例的仿真调试方法，具有MVB数据流监测窗口，如果发现问题可以在根源上追究到哪一个字节的哪一位出现了错误。
本实施例的仿真调试方法，系统简单、便携性高。仿真系统计算机可以采用笔记本电脑，而“USB-MVB通信转化设备”体积又很小，因此仿真装置硬件系统可以随身携带，在机车上现场进行微机显示屏系统的调试及验证工作。
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 (5)

1.一种机车主控系统与电空制动系统微机合屏仿真调试方法，其特征在于采取下列步骤：
A.设置一个仿真计算机，通过通信转换设备实现与机车主控系统微机及其显示屏之间的通信；
B.将电空制动系统的中央处理模块仿真软件装入所述仿真计算机，所述仿真软件包括以下内容：
采用MVB通信协议实现仿真计算机与主控系统微机及其显示屏的通信；
通过控件构成监测显示窗口，实时显示机车主控系统微机及其显示屏发送的理想数据与实际数据；
将人机对话输入界面中的复选框及模拟量输入窗口与对应的功能函数绑定在一起，功能函数将输入的数据运算处理后送往机车主控系统微机及其显示屏；
C.根据调试需要，设置一定数量的各种电空制动系统工作状态或故障状态下电气控制单元仿真数据模拟方案；
D.将被测程序软件装入机车主控系统微机中，进行调试运行；
E.通过人机对话输入界面，将各个模拟方案的电气控制单元仿真数据信号送入仿真计算机，中央处理模块仿真软件实时把数据进行处理打包，通过通信转换设备发送给机车主控系统微机及其显示屏；
F.通过监测显示窗口，观察核实机车主控系统发送给电空制动系统的数据，根据观察核实结果，调整被测程序软件。
2.根据权利要求1所述的机车主控系统与电空制动系统微机合屏仿真调试方法，其特征在于在步骤数B中所述的MVB通信方式中，通过访问函数对MVBAPI访问，获得MVB总线停止状态、配置状态或操作状态的具体配置细节，在停止状态进行MVB总线的初始化工作，打开MVB设备，将物理内存从MVB通道映射到用户空间，在配置状态初始化MVB输入输出端口，在操作状态从端口中读写数据。
3.根据权利要求1所述的机车主控系统与电空制动系统微机合屏仿真调试方法，其特征在于所述步骤B中的人机对话输入界面，包括：模拟量数据输入框，用于输入列车管压力、总风压力、均衡风缸压力、制动缸压力和空气流量等仿真数据；故障信息的复选框，模拟制动机产生相对应的故障；大小闸位置状态；制动机当前模式；传感器自检状态。
4.根据权利要求1所述的机车主控系统与电空制动系统微机合屏仿真调试方法，其特征在于所述步骤B中的监测显示窗口，显示的机车主控系统发送给电空制动系统的数据包括：机车司机室激活状态；制动机的设置状态；机车速度；机车前进方向；传感器标定状态。
5.根据权利要求1所述的机车主控系统与电空制动系统微机合屏仿真调试方法，其特征在于所述步骤B中的监测显示窗口显示的实际数据包括实际数值以及是否合格的定性提示。
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