CN109144032B - 客车网络控制部件通信试验装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种客车网络控制部件通信试验装置,包括电源系统和网络通信系统,所述电源系统采用开关型电源模块并通过导线电性连接于网络通信系统,用于对网络通信系统提供工作电源,所述网络通信系统包括第一系统和第二系统;所述第一系统由逆变网关、互锁开关、485通信板、代理节点、PLC网关、PLC和显示终端组成;所述第二系统由逆变网关、代理节点、PLC网关、PLC和显示终端组成;所述第一系统和第二系统之间通过代理节点电性连接。本发明利用不同厂家的网络配件自带的通信协议或程序,采用人工切换的方式,实现对不同厂家车下电源的软件兼容,提高了检测试验效率。
Description
技术领域
本发明属于车下电源通信功能试验装置技术领域,具体涉及一种客车网络控制部件通信试验装置。
背景技术
车下电源是铁路客车逆变器模块和充电机模块的统称,以箱体形式悬挂安装于各车厢下部。逆变器用于将机车提供的直流电转换为交流电,分布于列车的各个车厢,主要为车上的空调交流负载提供电能,将机车提供的DC600V直流电,转换为DC120V(DC118~123V)的直流电,为车上的照明或为蓄电池充电。
铁路客车在运行途中需实时监控列车上各系统的工作状态,便于及时发现故障,在短时间内进行故障处理,以保证铁路客车的运行安全。在实施车下电源(逆变器、充电机)地面检修时,由于没有对车下电源通信功能进行试验的设备,要将逆变器、充电机装车后连接现车网络系统才能对通信功能试验。若装车后发现车下电源通信功能故障,还须将车下电源再次拆下返修,造成人力、物力资源的浪费。
发明内容
本发明的目的在于提供一种客车网络控制部件通信试验装置,以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:一种客车网络控制部件通信试验装置,包括电源系统和网络通信系统,所述电源系统采用开关型电源模块并通过导线电性连接于网络通信系统,用于对网络通信系统提供工作电源,所述网络通信系统包括第一系统和第二系统;
所述第一系统由逆变网关、互锁开关、485通信板、代理节点、PLC网关、PLC和显示终端组成,待测设备通过导线依次连接逆变网关、互锁开关、485通信板和代理节点,所述显示终端通过PLC电路依次连接PLC网关和代理节点;
所述第二系统由逆变网关、代理节点、PLC网关、PLC和显示终端组成,所述待测设备通过导线依次连接逆变网关、代理节点,所述显示终端通过PLC电路依次连接PLC网关和代理节点;
所述第一系统和第二系统之间通过代理节点电性连接。
优选的,所述第一系统和第二系统内的电气设备通过Lonworks网关进行连接,通过信息交换实现设备与设备或人与设备间的信息通信。
优选的,所述逆变网关一方面通过导线与PLC电性连接,用于实现逆变器与PLC的数据传递,另一方面通过LonWorks接口及列车总线实现车辆间的信息和命令传递。
优选的,所述PLC网关一方面用于实现其它网络设备与PLC的数据传递,另一方面通过LonWorks接口及列车总线实现车辆间的信息和命令传递。
优选的,所述代理节点有2个独立的LonWorks通讯接口分别为上行LonWorks通讯接口和下行LonWorks通讯接口,所述上行LonWorks通讯接口负责列车级网络通信,接收列车主机的信息,并将信息转发给下行LonWorks通讯模块;所述下行LonWorks通讯接口负责车厢级网络通信,转发集中控制命令,接收车厢级各应用节点传输的参数、工作状态信息。
优选的,所述PLC通过显示触摸屏实现人机对话,响应显示触摸屏输入的命令,通过触摸屏显示车下电源工作状态和参数。
优选的,所述显示终端为显示触摸屏,由通讯接口和PLC的外设接口进行通讯。
优选的,所述互锁开关用于控制第一系统电路闭合和切断艾斯玛通信板快速串入系统。
本发明的技术效果和优点:
(1)利用不同厂家的网络配件自带的通信协议或程序,采用人工切换的方式,实现对不同厂家车下电源的软件兼容;
(2)制作不同厂家对应的通信串口,采用快速接头与客车网络控制部件试验装置的通信输入线连接,实现不同厂家通信接口的硬件兼容;
(3)由于不同厂家车下电源与系统所采用的网络配件软硬件完全实现兼容,因此系统具有良好的稳定性。
附图说明
图1为本发明的原理结构框图;
图2为本发明的第一系统电路结构示意图;
图3为本发明的第一系统电路结构示意图;
图4为本发明的PLC与显示终端通信线路连接结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅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。
如图1-4所示,一种客车网络控制部件通信试验装置,包括电源系统和网络通信系统,所述电源系统采用开关型电源模块并通过导线电性连接于网络通信系统,用于对网络通信系统提供工作电源,所述网络通信系统包括第一系统和第二系统;
所述第一系统由逆变网关、互锁开关、485通信板、代理节点、PLC网关、PLC和显示终端组成,待测设备通过导线依次连接逆变网关、互锁开关、485通信板和代理节点,所述显示终端通过PLC电路依次连接PLC网关和代理节点;
所述第二系统由逆变网关、代理节点、PLC网关、PLC和显示终端组成,所述待测设备通过导线依次连接逆变网关代理节点,所述显示终端通过PLC电路依次连接PLC网关和代理节点;
所述第一系统和第二系统之间通过代理节点电性连接。
第一系统和第二系统内的待测设备通过LonWorks网关将各个孤立的电气设备进行连接,通过信息交换实现设备与设备或人与设备间的信息通信。
所述逆变网关一方面通过导线与PLC电性连接,用于实现逆变器与PLC的数据传递,另一方面通过LonWorks接口及列车总线实现车辆间的信息和命令传递。
所述PLC网关一方面用于实现其它网络设备与PLC的数据传递,另一方面通过LonWorks接口及列车总线实现车辆间的信息和命令传递。
所述代理节点有2个独立的LonWorks通讯接口分别为上行LonWorks通讯接口和下行LonWorks通讯接口,所述上行LonWorks通讯接口负责列车级网络通信,接收列车主机的信息,并将信息转发给下行LonWorks通讯模块;所述下行LonWorks通讯接口负责车厢级网络通信,转发集中控制命令,接收车厢级各应用节点传输的参数、工作状态信息。
所述PLC通过显示触摸屏实现人机对话,响应显示触摸屏输入的命令,通过触摸屏显示车下电源工作状态和参数。
所述显示终端为显示触摸屏,采用全中文液晶显示触摸屏(带背光),具有字符类型和图象类型显示,由通讯接口和PLC的外设接口进行通讯用于实时显示联网功能设备参数、状态通信信息,以及实现联网通信功能的参数调阅。
所述互锁开关用于控制第一系统电路闭合和切断艾斯玛通信板快速串入系统。
1、客车网络控制部件通信试验装置外部连接
(1)电源连接
客车网络控制部件通信试验装置采用AC220V供电,应用三角插头和两根1平方毫米多芯电缆,将AC220V交流电引入柜内总电源空开。
(2)通信信号输入连接
客车网络控制部件通信试验装置信号输入线采用两芯屏蔽线,利用电气连接快速接头与自制的9针通信串口插头或PCB插拔式插头连接后,与待测试通信功能的逆变器或充电机主控板的通信端口进行连接。
2、客车网络控制部件通信试验装置内部连接
(1)电源部分连接
利用两根1平方毫米多芯电缆,两端用铜接线端子进行冷压接,将AC220V交流电引入AC220V转DC24V电源模块,电源模块输出的两组DC24V正负电源,各用两根1平方毫米多芯电缆作为DC24V正负线,采用铜接线端子冷压接后,两根正电源线分别与第一系统和第二系统的电源空开上端连接,两根负线分别引入第一系统和第二系统的笼式弹簧压接端子。
第一系统和第二系统的电源空开下端正线,再用1平方毫米多芯电缆与汇流排连接。
第一系统和第二系统的各个网络配件DC24V电源线,均从汇流排笼式弹簧压接端子,用1平方毫米多芯电缆,连接到各网络配件的PCB插头。汇流排的各网络配件电源正和电源负线的笼式弹簧端子间,用笼式端子短连片与其所在系统电源空开引到汇流排的正线短接,系统中各配件电源为并联关系,统一受其所在系统电源空开控制。
其中,第一系统485通信板的电源正线,由汇流排各网络配件电源正线笼式端子24V正线处与485通信板电源空开上端,用1平方毫米多芯电缆及铜接线端子冷压接后接牢固;485通信板电源空开下端再用1平方毫米多芯电缆与485通信板电源端口进行连接。
第一系统网络连接:
应用自制匹配的通信插头和两芯屏蔽线,从逆变器或充电机主控板通信端口连接到装置内第一系统的通信输入互锁开关(通路1和通路2)的上端并联(线号RN3和RP3),互锁开关(通路1)下端引到第一系统内部汇流排RN和RP端子,再从汇流排将通信信号线引到逆变网关PCB插头的RT和RR(8和9)端子,逆变器和充电机的通信信号经逆变网关处理后,由PCB插头LW1A和LW1B(3和4)用两芯屏蔽电缆引至第一系统汇流排,与PLC网关PCB插头(3和4)和代理节点PCB插头(3和4)引出的LW1A和LW1B在汇流排并联。
互锁开关(通路2)的下端,用两芯屏蔽线将信号引入到485通信板输入信号连接插头COM1(自制9针通信串口),485通信板输出信号连接插头COM2(自制9针通信串口)与汇流排第一系统汇流排RN和RP端子并联。
PLC网关的PCB插头RG、RT、RR端子(7、8、9),用三芯屏蔽线引入到PLC适配器(CPM1-CIF01),并制作9针串口插头进行连接;PLC网关的PCB插头LW1A和LW1B端子(3和4)用两芯屏蔽线与汇流排的LW1A和LW1B并联;
PLC的PORT口与触摸屏的PORT口,用自制的9针型插头和25针型插头,用通信屏蔽电缆连接。
第二系统网络连接:
应用自制匹配的通信插头和两芯屏蔽线,从逆变器或充电机主控板通信端口连接到装置内第二系统的内部汇流排RN和RP端子,再从汇流排将通信信号线引到逆变网关PCB插头的RT和RR(8和9)端子,逆变器和充电机的通信信号经逆变网关处理后,由PCB插头LW1A和LW1B(3和4)用两芯屏蔽电缆引至第二系统汇流排,与PLC网关PCB插头(3和4)和代理节点PCB插头(3和4)引出的LW1A和LW1B在第二系统汇流排并联。
PLC网关的PCB插头RG、RT、RR端子(7、8、9),用三芯屏蔽线引入到PLC适配器(CPM1-CIF01),并制作9针串口插头进行连接;PLC网关的PCB插头LW1A和LW1B端子(3和4)用两芯屏蔽线与汇流排的LW1A和LW1B并联;
PLC的PORT口与触摸屏的PORT口,用自制的9针型插头和25针型插头,用通信屏蔽电缆连接。
代理节点PCB插头LW1A和LW1B(3和4端子),用两芯屏蔽线与汇流排LW1A和LW1B并联;代理节点的PCB插头LWA和LWB端子(8和9)用两芯屏蔽线连接至汇流排接线端子,再通过两芯屏蔽线与第一系统汇流排LWA和LWB笼式弹簧端子连接,实现A和第二系统间的相互联系。
工作原理:
1、本试验装置采用AC220V-DC24V开关电源,为系统提供DC24工作电源,由Q1(交流电源输入)空开对系统交流输入侧短路保护,1Q1和2Q1分别为A/B两个通信试验装置工作电源空开,A/B两个通信试验装置,可同时进行通信试验或单独进行通信试验,互不干扰。
2、通信试验时,车下电源主控板输出的通信信号经逆变网关转换后,与PLC网关、代理节点连接,经PLC后将信息反馈给触摸屏,直观的将车下电源的工作参数、工作状态显示出来。工作者可以直观的判断车下电源通信功能是否正常,工作状态或故障代码。A/B柜之间用代理节点实现系统间的连接,通过触摸屏实现A对B或B对A的参数调阅,因此可实现列车级联网功能测试。
3、为保证信息传输的稳定和兼容性,客车网络控制部件通信试验装置所需的网关、代理节点、PLC、触摸屏,全部采用与铁路25G/25T客车相同的网络通信配件,针对不同厂家车下电源,通过对输入接口切换和对应的测试通道转换,实现网络通信功能的测试。
测试方法:
启动待测试的车下电源→连接装置第一系统或第二系统与车下电源的通信端口→开启装置的总电源和连接的第一系统或第二系统电源开关→触摸屏查看通信状态。
1、(1)车下电源(逆变器、充电机)通信功能试验
车下电源启动输出后,将客车网络控制部件试验装置内第一系统或第二系统的通信信号输入线,与待通信测试的车下电源通信接口连接,开启相应通信系统电源开关,即可通过客车网络控制部件试验装置的触摸屏(显示终端)查看车下电源能工作状态和工作参数,实现通信功能的试验。
(2)客车网络部件功能试验
利用“元件代换法”将待测试的元件,串入通信系统进行试验,串入待测试元件前后,通信状态一致,即可判断待测元件功能状态。
(3)车下电源故障诊断功能
利用车下电源(逆变器、充电机)主控板DSP自带的故障诊断程序,通过客车网络控制部件试验装置,将车下电源的工作状态代码显示出来,从而实现车下电源的故障诊断功能。
最后应说明的是:以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,对于本领域的技术人员来说,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同替换,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、同替换、改进,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种客车网络控制部件通信试验装置,包括电源系统和网络通信系统,所述电源系统采用开关型电源模块并通过导线电性连接于网络通信系统,用于对网络通信系统提供工作电源,其特征在于:
所述网络通信系统包括第一系统和第二系统;
所述第一系统由逆变网关、互锁开关、485通信板、代理节点、PLC网关、PLC和显示终端组成,待测设备通过导线依次连接逆变网关、互锁开关、485通信板和代理节点,所述显示终端通过PLC电路依次连接PLC网关和代理节点;
所述第二系统由逆变网关、代理节点、PLC网关、PLC和显示终端组成,所述待测设备通过导线依次连接逆变网关、代理节点,所述显示终端通过PLC电路依次连接PLC网关和代理节点;
所述第一系统和第二系统之间通过代理节点电性连接;
所述第一系统和第二系统内的电气设备通过Lonworks网关进行连接,通过信息交换实现设备与设备或人与设备间的信息通信;
所述互锁开关用于控制第一系统常规通信输入电路与艾斯玛通信输入通信电路的切换并互锁;
所述客车网络控制部件通信试验装置包含外部连接和内部连接;
所述外部连接包含电源连接和通信信号输入连接;
所述内部连接包含电源部分连接和网络连接;
所述电源部分连接,利用两根1平方毫米多芯电缆,两端用铜接线端子进行冷压接,将AC220V交流电引入AC220V转DC24V电源模块,电源模块输出的两组DC24V正负电源,各用两根1平方毫米多芯电缆作为DC24V正负线,采用铜接线端子冷压接后,两根正电源线分别与第一系统和第二系统的电源空开上端连接,两根负线分别引入第一系统和第二系统的笼式弹簧压接端子;
第一系统和第二系统的电源空开下端正线,再用1平方毫米多芯电缆与汇流排连接;
第一系统和第二系统的各个网络配件DC24V电源线,均从汇流排笼式弹簧压接端子,用1平方毫米多芯电缆,连接到各网络配件的PCB插头,汇流排的各网络配件电源正和电源负线的笼式弹簧端子间,用笼式端子短连片与其所在系统电源空开引到汇流排的正线短接,系统中各配件电源为并联关系,统一受其所在系统电源空开控制;
其中,第一系统485通信板的电源正线,由汇流排各网络配件电源正线笼式端子24V正线处与485通信板电源空开上端,用1平方毫米多芯电缆及铜接线端子冷压接后接牢固;485通信板电源空开下端再用1平方毫米多芯电缆与485通信板电源端口进行连接;
所述的网络连接分为第一系统网络连接和第二系统网络连接:
所述第一系统网络连接应用自制匹配的通信插头和两芯屏蔽线,从逆变器或充电机主控板通信端口连接到装置内第一系统的通信输入互锁开关的上端并联,互锁开关下端引到第一系统内部汇流排RN和RP端子,再从汇流排将通信信号线引到逆变网关PCB插头的RT和RR端子,逆变器和充电机的通信信号经逆变网关处理后,由PCB插头LW1A和LW1B用两芯屏蔽电缆引至第一系统汇流排,与PLC网关PCB插头和代理节点PCB插头引出的LW1A和LW1B在汇流排并联;
互锁开关的下端,用两芯屏蔽线将信号引入到485通信板输入信号连接插头COM1,485通信板输出信号连接插头COM2与汇流排第一系统汇流排RN和RP端子并联;
PLC网关的PCB插头RG、RT、RR端子,用三芯屏蔽线引入到PLC适配器,并制作9针串口插头进行连接;PLC网关的PCB插头LW1A和LW1B端子用两芯屏蔽线与汇流排的LW1A和LW1B并联;
PLC的PORT口与触摸屏的PORT口,用自制的9针型插头和25针型插头,用通信屏蔽电缆连接;
第二系统网络连接:
应用自制匹配的通信插头和两芯屏蔽线,从逆变器或充电机主控板通信端口连接到装置内第二系统的内部汇流排RN和RP端子,再从汇流排将通信信号线引到逆变网关PCB插头的RT和RR端子,逆变器和充电机的通信信号经逆变网关处理后,由PCB插头LW1A和LW1B用两芯屏蔽电缆引至第二系统汇流排,与PLC网关PCB插头和代理节点PCB插头引出的LW1A和LW1B在第二系统汇流排并联;
PLC网关的PCB插头RG、RT、RR端子,用三芯屏蔽线引入到PLC适配器,并制作9针串口插头进行连接;PLC网关的PCB插头LW1A和LW1B端子用两芯屏蔽线与汇流排的LW1A和LW1B并联;
PLC的PORT口与触摸屏的PORT口,用自制的9针型插头和25针型插头,用通信屏蔽电缆连接;
代理节点PCB插头LW1A和LW1B,用两芯屏蔽线与汇流排LW1A和LW1B并联;代理节点的PCB插头LWA和LWB端子用两芯屏蔽线连接至汇流排接线端子,再通过两芯屏蔽线与第一系统汇流排LWA和LWB笼式弹簧端子连接,实现A和第二系统间的相互联系。
2.根据权利要求1所述的一种客车网络控制部件通信试验装置,包括外部连接和内部连接,所述外部连接包含电源连接和通信信号输入连接,所述电源连接采用AC220V供电;所述通信信号输入连接采用两芯屏蔽线,利用电气连接快速接头与自制的9针通信串口插头或PCB插拔式插头连接后,与待测试通信功能的逆变器或充电机主控板的通信端口进行连接;
客车网络控制部件通信试验装置内部连接包含电源部分连接和系统网路连接。
3.根据权利要求1所述的一种客车网络控制部件通信试验装置,其特征在于:所述逆变网关一方面通过导线与逆变器电性连接,用于实现逆变器与PLC的数据传递,另一方面通过Lonworks接口及列车总线实现车辆间的信息和命令传递。
4.根据权利要求1所述的一种客车网络控制部件通信试验装置,其特征在于:所述PLC网关一方面用于实现其它网络设备与PLC的数据传递,另一方面通过Lonworks接口及列车总线实现车辆间的信息和命令传递。
5.根据权利要求1所述的一种客车网络控制部件通信试验装置,其特征在于:所述代理节点有2个独立的Lonworks通讯接口分别为上行Lonworks通讯接口和下行Lonworks通讯接口,所述上行Lonworks通讯接口负责列车级网络通信,接收列车主机的信息,并将信息转发给下行Lonworks通讯模块;所述下行Lonworks通讯接口负责车厢级网络通信,转发集中控制命令,接收车厢级各应用节点传输的参数、工作状态信息。
6.根据权利要求1所述的一种客车网络控制部件通信试验装置,其特征在于:所述PLC通过显示触摸屏实现人机对话,响应显示触摸屏输入的命令,通过触摸屏显示车下电源工作状态和参数。
7.根据权利要求1所述的一种客车网络控制部件通信试验装置,其特征在于:所述显示终端为显示触摸屏,由通讯接口和PLC的外设接口进行通讯。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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