CN109901454A - 电力机车辅助控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电力机车辅助控制装置，包括：母板和至少一个电路子板；所述电路子板包括至少一块主控板、至少一块信号输入输出板和至少一块网络板；所述主控板用于分别对辅助电气系统中的不同辅逆供电模块和/或充电模块进行控制；所述信号输入输出板用于采集来自所述辅助电气系统的输入信号并输入给所述主控板，以及接收所述主控板返回的输出信号；所述网络板用于连接所述主控板和外部设备，以使所述主控板与所述外部设备进行网络通信。本发明提供的电力机车辅助控制装置可以采集辅助电气系统中不同辅逆供电模块和/或充电模块的信息，并对信息进行处理生成相应的指令返回给辅助电气系统，以控制辅助电气系统正常工作。

Description

电力机车辅助控制装置

技术领域

本发明涉及电力机车技术领域，尤其涉及一种电力机车辅助控制装置。

背景技术

电力机车在铁路运输中起着至关重要的作用，而电力机车的辅助电气系统作为电力机车正常运营的核心，其主要实现对整车的辅助供电、辅助负载管理及其他辅助部分的保护等功能。

电力机车的辅助电气系统承担着除机车牵引系统主电路以外各种装置的供电任务。不仅要为机车辅助电机提供三相电源，还要为机车的蓄电池组充电。另外，为了防止因辅助供电设备故障而影响机车的正常运行，辅助电气系统还要设置各种故障保护及冗余功能。

电力机车的辅助电气系统同时承担着上述多项任务，而上述多项任务中的有些任务之间并没有关联关系，因此，辅助电气系统对于多项任务的控制较繁杂，而现有技术中并没有关于将辅助电气系统的多项任务信息收集起来综合控制的相关记载。

发明内容

本发明提供一种电力机车辅助控制装置，用以将辅助电气系统的多项任务信息收集起来进行综合控制。

本发明提供一种电力机车辅助控制装置，包括：母板和至少一个电路子板，电路子板均可插拔的连接在母板上；

上述电路子板包括至少一块主控板、至少一块信号输入输出板和至少一块网络板；

主控板用于分别对辅助电气系统中的不同辅逆供电模块和/或充电模块进行控制；信号输入输出板用于采集来自辅助电气系统的输入信号，并将输入信号输入给主控板，以及接收主控板返回的输出信号，并将输出信号输出给辅助电气系统；网络板用于连接主控板和外部设备，以使主控板与外部设备进行网络通信。

可选地，电路子板包括第一主控板和第二主控板，第一主控板用于对辅助电气系统中的第一辅逆供电模块和/或充电模块进行控制，第二主控板用于对辅助电器系统中的第二辅逆供电模块进行控制。

可选地，每个上述主控板均包括：第一对外连接器、第一母板连接器和至少一个第一处理器；

第一处理器用于进行主控板的逻辑控制和信号运算处理；

第一母板连接器连接在第一处理器与母板之间，第一对外连接器连接在第一处理器上并作为第一处理器的预留对外功能接口。

可选地，至少一块信号输入输出板包括：至少两个用于传输数字量信号的数字量信号输入输出板和至少两个用于传输模拟量信号的模拟量信号输入输出板。

可选地，至少一块信号输入输出板包括至少一个数字量信号输入板和至少一个数字量信号输出板；

数字量信号输入板包括第二对外连接器、第二处理电路、第二母板连接器；

第二对外连接器连接在辅助电气系统与第二处理电路之间，用于将采集到的辅助电气系统的数字量输入信号传输给第二处理电路；

第二处理电路包括逻辑芯片和/或光耦芯片；

第二母板连接器连接在数字量信号输入板与母板之间，用于向主控板输出数字量输入信号；

数字量信号输出板包括第三对外连接器、第三处理电路、第三母板连接器；

第三对外连接器连接在辅助电气系统与第三处理电路之间，用于将主控板返回的数字量输出信号输出给辅助电气系统；

第三处理电路用于进行数字量信号输出板的逻辑控制；

第三母板连接器连接在数字量信号输出板与母板之间，用于接收主控板返回的数字量输出信号。

可选地，至少一块信号输入输出板包括至少一个模拟量板和至少一个脉冲板；

模拟量板包括第四对外连接器、第四处理电路、第四母板连接器；

第四对外连接器连接在辅助电气系统与第四处理电路之间，用于将采集到的辅助电气系统的模拟量输入信号传输给第四处理电路；

上述第四处理电路为采样芯片和信号调理电路，用于进行模拟量输入信号的采集和将所述模拟量输入信号转换为数字信号；

第四母板连接器连接在模拟量板与母板之间，用于向上述主控板输出数字信号。

可选地，脉冲板包括：第五对外连接器、第五处理电路、第五母板连接器；

第五对外连接器连接在辅助电气系统与第五处理电路之间，用于将主控板返回的脉冲输出信号输出给辅助电气系统中的功率模块，以及接收功率模块反馈的反馈信号；

第五处理电路包括逻辑芯片和/或电平转换驱动芯片，用于进行脉冲板的逻辑控制和/或对脉冲输出信号的电平转换；

第五母板连接器连接在脉冲板与母板之间，用于接收主控板返回的脉冲输出信号，以及向主控板输出反馈信号。

可选地，网络板包括至少一个第六连接器、第一电源模块、第六处理电路；

第六连接器连接在辅助电气系统与第六处理电路之间，以使网络板与辅助电气系统进行网络通信；

第一电源模块和第六连接器连接，以向第六连接器提供直流隔离电源；

第六处理电路包括控制器局域网络CAN接口芯片和/或RS485隔离转换芯片。

可选地，上述装置还包括控制电源板和功率模块电源板；

其中，控制电源板设置在母板上，控制电源板包括至少一个用于将输入的直流电源转换为母板上的子板所需的电源的电源模块；

功率模块电源板包括至少一个第八输出连接器和第八电源模块；第八电源模块用于将输入的直流电源转换为辅助电气系统中的功率模块所需的电源；第八输出连接器用于向对应的功率模块输出电源。

可选地，上述装置还包括用于进行RS485接口与多功能车辆总线MVB接口的协议转换的网关板，网关板连接在母板与MVB接口设备之间。

本发明提供的电力机车辅助控制装置包括母板和至少一个电路子板，电路子板包括至少一块主控板、至少一块信号输入输出板和至少一块网络板；其中主控板可以实现对辅助电气系统中的不同辅逆供电模块和/或充电模块进行控制；通过信号输入输出板采集辅助电气系统的输入信号给主控板，主控板相应的返回输出信号，信号输入输出板将输出信号输出给辅助电气系统，以实现对辅助电气系统的控制，并且网络板将主控板和外部设备连接，实现了主控板与外部设备之间的网络通信。本申请提供的电力机车辅助控制装置可以采集辅助电气系统中的不同辅逆供电模块和/或充电模块的各种信息，并对信息进行处理，生成相应的指令返回给辅助电气系统，以控制辅助电气系统正常工作。

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做一简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明所提供的实施例一的电力机车辅助控制装置的结构示意图；

图2为本发明实施例所提供的电力机车辅助控制装置的主控板的结构示意图；

图3为本发明实施例所提供的电力机车辅助控制装置的数字量信号输入板的结构示意图；

图4为本发明实施例所提供的电力机车辅助控制装置的数字量信号输出板的结构示意图；

图5为本发明实施例所提供的电力机车辅助控制装置的模拟量板的结构示意图；

图6为本发明实施例所提供的电力机车辅助控制装置的脉冲板的结构示意图；

图7为本发明实施例所提供的电力机车辅助控制装置的网络板的结构示意图；

图8为本发明所提供的实施例二的电力机车辅助控制装置的结构示意图；

图9为本发明所提供的实施例三的电力机车辅助控制装置的结构示意图；

图10为本发明所提供的实施例四的电力机车辅助控制装置的电路子板连接关系示意图；

图11为本发明所提供的实施例四的电力机车辅助控制装置的电路子板的板卡位置示意图；

图12为本发明所提供的实施例四的电力机车辅助控制装置的面板示意图。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。

下面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。

下面以具体地实施例对本发明的技术方案进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例不再赘述。

图1为本发明所提供的实施例一的电力机车辅助控制装置的结构示意图，请参照图1，该装置包括：母板1和至少一个电路子板2，电路子板2均可插拔的连接在母板1上；电路子板2包括至少一块主控板21、至少一块信号输入输出板22和至少一块网络板23。

可选地，母板1可以采用3U尺寸标准板卡，母板1上的电连接器与母板1采用过盈配合的方式压接而成，这样可以提高电气连接的可靠性。电路子板2插在母板1的面板上，且电路子板2可以从母板1的前端拆除。各电路子板2均由对应面板和标准3U功能电路板组成，从而可以对应插入到母板1上，各电路子板2采用易插拔连接技术，各电路子板2的面板均安装自锁拉手，易于插拔。各电路子板2与母板1接口的连接器部分有防插错部件，通过防插错连接器将母板1与各电路子板2连接，可防止电路子板2插错。

电路子板2中的主控板21用于分别对辅助电气系统中的不同辅逆供电模块和/或充电模块进行控制。具体地，电力机车采用至少一组辅逆供电模块对整车进行辅助供电以及至少一组充电模块为电力机车蓄电池组充电，并且，为了防止因辅助供电设备故障而影响机车正常运行，辅助电气系统同时还设置故障保护及冗余功能。因此，主控板21需要对辅助电气系统中的不同辅逆供电模块和/或充电模块进行控制，即将辅助电气系统中的辅助变流器、辅助机组、辅助设备、车载供电设备等信息收集起来并综合各种信息实现辅助供电与充电的控制和保护。

信号输入输出板22用于采集来自辅助电气系统的输入信号，并将输入信号输入给主控板21，以及接收主控板21返回的输出信号，并将输出信号输出给辅助电气系统。具体地，输入信号可以为辅助电气系统中的辅助变流器、辅助机组、辅助设备、车载供电设备中任意一个的状态信息、复位信息、负载分配信息等，以及还可以为不同辅逆供电模块或不同充电模块的电压、电流信号等。当信号输入输出板22将采集到的输入信号输入给主控板21后，主控板21会对该输入信号进行相应的处理，并生成一携带控制指令的输出信号，主控板21再通过信号输入输出板22将该携带控制指令的输出信号输出给辅助电气系统，以控制辅助电气系统在该输出指令的命令下执行相应的动作。

网络板23用于连接主控板21和外部设备，以使主控板21与外部设备进行网络通信。具体地，外部设备可以包括笔记本电脑、个人计算机或工控机等上位机设备以及其他可以进行网络通信的设备。举例来说，当需要显示某电力机车辅助电气系统的状态信息或当前供电和充电数据时，此时可通过网络板23将主控板21与一外部具有输出显示功能的设备连接，则主控板21与该设备可以通过网络通信的方式实现对电力机车辅助电气系统状态信息或当前数据的输出显示。另外，当电路子板2中包括两个或者两个以上数目的主控板21时，网络板23还可以实现主控板21之间的控制器局域网络(Controller Area Network,简称CAN)通信。当然，主控板21与外部设备的网络通信方式并不仅限于上述所列的方式以及上述的通信情形，主控板21还可以与外部设备基于网络板23实现其他情形或其他数据的网络通信，此处并不做限制。

本实施例提供的电力机车辅助控制装置包括母板和至少一个电路子板，电路子板包括至少一块主控板、至少一块信号输入输出板和至少一块网络板；其中主控板可以实现对辅助电气系统中的不同辅逆供电模块和/或充电模块进行控制；通过信号输入输出板采集辅助电气系统的输入信号给主控板，主控板相应的返回输出信号，信号输入输出板将输出信号输出给辅助电气系统，以实现对辅助电气系统的控制，并且网络板将主控板和外部设备连接，实现了主控板与外部设备之间的网络通信。本申请提供的电力机车辅助控制装置可以采集辅助电气系统中的不同辅逆供电模块和/或充电模块的各种信息，并对信息进行处理，生成相应的指令返回给辅助电气系统，以控制辅助电气系统正常工作。

在上述实施例的基础上，本发明一实施例提供一种电力机车辅助控制装置，该辅助控制装置的电路子板2包括第一主控板和第二主控板，在辅助电气系统包括两组辅逆供电模块和一种充电模块的情况下，该辅助控制装置中的第一主控板用于对辅助电气系统中的第一辅逆供电模块和/或充电模块进行控制，第二主控板用于对辅助电气系统中的第二辅逆供电模块进行控制。

图2为本发明实施例所提供的电力机车辅助控制装置的主控板的结构示意图，请参照图2，在上述任一实施例的基础上，每个主控板21均包括：第一对外连接器211、第一母板连接器213和至少一个第一处理器212。

具体地，第一对外连接器211用于将主控板21与外部设备连接，第一对外连接器211采用防插错带自锁功能的连接器，以防止对外接线的第一对外连接器211插错以及方便第一对外连接器211锁紧。

第一处理器212用于进行主控板21的逻辑控制和信号运算处理。可选地，第一处理器212可以包括dsp28335芯片、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，简称FPGA)芯片、FLASH芯片、温度芯片和时间芯片等芯片中的一种或者多种。不同芯片对应不同的功能，可以相应的采集不同的信号，并对相应信号进行处理。

第一母板连接器213连接在第一处理器212与母板1之间，第一母板连接器213也具有防插错部件，通过具备防插错功能的第一母板连接器213将母板1与主控板21连接，可防止主控板21插错。第一对外连接器211连接在第一处理器212上并作为第一处理器212的预留对外功能接口。

主控板21通过第一对外连接器211、第一母板连接器213和至少一个第一处理器212之间的配合，可以完成多路模拟量信号采集，并相应的发出多路脉冲宽度调制(PulseWidth Modulation，简称PWM)波；处理多路绝缘栅双极型晶体管(Insulated Gate BipolarTransistor，简称IGBT)故障反馈输入信号，进行故障诊断，并作出相应的处理；多路数字量信号输入，并对数字量输入信号进行处理，形成多路数字量输出信号并输出。

并且主控板21还具有CAN接口、RS232接口和RS485接口，可以实现与网络板23的CAN接口、RS232、RS485串行接口的数据通信。主控板21采用嵌入式计算机技术，对实时和多任务具有很强的支持能力，能完成多项任务并且具有较短的终端响应时间；主控板21还配置有存储区并具有存储区诊断保护能力；主控板21配套通用性实时操作系统和与微处理器硬件相关的地层驱动软件、系统内核、设备对外驱动接口等功能，并且主控板板卡的资源对用户开放，便于用户实现应用软件的开发和应用调试。

另外，主控板21内置资源可以满足系统应用软件开发数据库及数据管理功能，进而能够实现各种参数设置、故障记录、过程记录，并能通过配套维护软件实现数据的应用。并且基于主控板21还可以进行系统故障测量与分析，主控板21具备上电过程中的嵌入式系统自检测功能、具备操作系统的故障诊断功能，并能根据管理策略进行必要的记录和模式转换；以及，针对本板卡和其它板卡的故障反馈，具备简单的分析判定和自动转入测试模式进行识别确认的功能。

举例来说，本发明一实施例的主控板21可以完成以下功能：32路模拟量信号采集(其中包含4路温度信号)控制；发出20路PWM波；处理20路IGBT故障反馈输入，并进行故障诊断；24路数字量输入信号输入，14路数字量输出信号输出；2路CAN、2路RS232能够实现与网络板的CAN接口、RS232、RS485串行接口的数据通信。

在上述实施例一的基础上，本发明一实施例提供一种电力机车辅助控制装置，该辅助控制装置的至少一块信号输入输出板22包括：至少两个用于传输数字量信号的数字量信号输入输出板和至少两个用于传输模拟量信号的模拟量信号输入输出板。

具体地，数字量信号输入输出板用于采集数字量输入信号，并将采集到的数字量输入信号输入给主控板21，以及接收主控板21形成的数字量输出信号，并将该数字量输出信号输出给相应的外部设备；模拟量信号输入输出板用于采集模拟量输入信号，并将采集到的模拟量输入信号输入给主控板21，以及接收主控板21形成的脉冲输出信号，并将该脉冲输出信号输出给相应的外部设备。

进一步地，至少一块信号输入输出板22包括至少一个数字量信号输入板和至少一个数字量信号输出板。

如图3所示，为本发明实施例所提供的电力机车辅助控制装置的数字量信号输入板的结构示意图，请参照图3，在上述实施例的基础上，数字量信号输入板221包括第二对外连接器2211、第二处理电路2212、第二母板连接器2213。

具体地，第二对外连接器2211用于将数字量信号输入板221与外部设备连接，第二对外连接器2211采用防插错带自锁功能的连接器，以防止对外接线的第二对外连接器2211插错以及方便第二对外连接器2211锁紧。并且第二对外连接器2211连接在辅助电气系统与第二处理电路之间2212，还用于将采集到的辅助电气系统的数字量输入信号传输给第二处理电路2212。

第二处理电路2212包括逻辑芯片和/或光耦芯片；逻辑芯片用于对数字量信号输入板221进行相应的逻辑控制，光耦芯片用于对信号进行光耦隔离，防止其他信号对采集的数字量输入信号的干扰，提高数字量输入信号的信噪比。

第二母板连接器2213连接在数字量信号输入板221与母板1之间，用于向主控板21输出数字量输入信号。具体地，第二母板连接器2213也具有防插错部件，通过具备防插错功能的第二母板连接器2213将母板1与数字量信号输入板221连接，可防止数字量信号输入板221插错。

举例来说，本发明一实施例中的数字量信号输入板221可以完成以下功能：可以输入24个数字量输入信号，其中数字量输入信号包括辅助电气系统的复位信号、使能信号、负载反馈信号等。

如图4所示，为本发明实施例所提供的电力机车辅助控制装置的数字量信号输出板的结构示意图，请参照图4，在上述实施例的基础上，数字量信号输出板222包括第三对外连接器2221、第三处理电路2222、第三母板连接器2223。

具体地，第三对外连接器2221用于将数字量信号输出板222与外部设备连接，第三对外连接器2221也采用防插错带自锁功能的连接器，以防止对外接线的第三对外连接器2221插错以及方便第三对外连接器2221锁紧。并且第三对外连接器2221连接在辅助电气系统与第三处理电路2222之间，用于将主控板21返回的数字量输出信号输出给辅助电气系统。

第三处理电路2222可以包括逻辑芯片，逻辑芯片用于进行对数字量信号输出板的逻辑控制，可选地，第三处理电路2222还可以包括继电器、金属-氧化层半导体场效晶体管(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor，简称MOSFET)。

第三母板连接器2223连接在数字量信号输出板222与母板1之间，用于接收主控板21返回的数字量输出信号。具体地，第三母板连接器2223也具有防插错部件，通过具备防插错功能的第三母板连接器2223将母板1与数字量信号输出板222连接，可防止数字量信号输出板222插错。

举例来说，本发明一实施例中的数字量信号输出板222可以完成以下功能：可以输出14个数字量输出信号，其中数字量输出信号可以包括辅助电气系统的主回路开关信号、负载分配信号等。

进一步地，至少一块信号输入输出板22包括至少一个模拟量板和至少一个脉冲板。

如图5所示，为本发明实施例所提供的电力机车辅助控制装置的模拟量板的结构示意图，请参照图5，在上述实施例的基础上，模拟量板223包括第四对外连接器2231、第四处理电路2232、第四母板连接器2233。

具体地，第四对外连接器2231用于将模拟量板223与外部设备连接，第四对外连接器2231采用防插错带自锁功能的连接器，以防止对外接线的第四对外连接器2231插错以及方便第四对外连接器2231锁紧。并且第四对外连接器2231连接在辅助电气系统与第四处理电路2232之间，用于将采集到的辅助电气系统的模拟量输入信号传输给第四处理电路2232。

第四处理电路2232为采样芯片和信号调理电路，用于进行模拟量输入信号的采集和将所述模拟量输入信号转换为数字信号。可选地，第四处理电路还可以包括线性光耦和运算放大器等，分别用于对所采集的模拟量输入信号进行隔离以及对模拟量输入信号进行放大。

第四母板连接器2233连接在模拟量板223与母板1之间，用于向主控板21输出模拟量输入信号。具体地，第四母板连接器2233也具有防插错部件，通过具备防插错功能的第四母板连接器2233将母板1与模拟量板223连接，可防止模拟量板223插错。

以辅助电气系统有两组辅逆供电模块和一组充电模块为例，此时需要3块模拟量板223和两块主控板21，其中，第一模拟量板可以用于采集第一辅逆供电模块的电压、电流信号等模拟量输入信号，并将采集到的模拟量输入信号输入给第一主控板；第二模拟量板可以用于采集充电模块的电压、电流信号等模拟量输入信号，并将采集到的模拟量输入信号输入给第一主控板；第三模拟量板可以用于采集第二辅逆供电模块的电压、电流信号等模拟量输入信号，并将采集到的模拟量输入信号输入给第二主控板。

如图6所示，为本发明实施例所提供的电力机车辅助控制装置的脉冲板的结构示意图，请参照图6，在上述实施例的基础上，脉冲板224包括：第五对外连接器2241、第五处理电路2242、第五母板连接器2243。

具体地，第五对外连接器2241用于将脉冲板与外部设备连接，第五对外连接器2241也采用防插错带自锁功能的连接器，以防止对外接线的第五对外连接器2241插错以及方便第五对外连接器2241锁紧。并且第五对外连接器2241连接在辅助电气系统与第五处理电路2242之间，用于将主控板21返回的脉冲输出信号输出给辅助电气系统中的功率模块，以及接收功率模块反馈的反馈信号。

第五处理电路2242可以包括逻辑芯片和/或电平转换驱动芯片，其中逻辑芯片用于进行对脉冲板224的逻辑控制，电平转换驱动芯片用于对脉冲输出信号的电平转换，具体为将脉冲输出信号驱动到24V，从而可以发送给辅助电气系统中的功率模块。可选地，第五处理电路2242还可以包括光耦，用于对脉冲输出信号以及功率模块反馈的反馈信号进行隔离，防止信号干扰。

第五母板连接器2243连接在脉冲板224与1母板之间，用于接收21主控板返回的脉冲输出信号，以及向主控板输出上述反馈信号。具体地，第五母板连接器2243也具有防插错部件，通过具备防插错功能的第五母板连接器2243将母板1与脉冲板224连接，可防止脉冲板224插错。

同样以辅助电气系统有两组辅逆供电模块和一组充电模块为例，此时需要3块脉冲板224和两块主控板21，其中，第一脉冲板可以接收主控板21输出的第一辅逆供电模块的PWM信号，并将该PWM信号驱动到15V，发送给第一辅逆供电模块的功率模块，若第一辅逆供电模块的功率模块存在故障，则第一辅逆供电模块的功率模块会反馈故障信号给第一脉冲板，第一脉冲板将该故障信号输入给主控板21；第二脉冲板可以接收主控板21输出的充电模块的PWM信号，并将该PWM信号驱动到15V，发送给第一辅逆供电模块的功率模块，若第一辅逆供电模块的功率模块存在故障，则第一辅逆供电模块的功率模块会反馈故障信号给第二脉冲板，第二脉冲板将该故障信号输入给主控板21；第三脉冲板可以接收主控板21输出的第二辅逆供电模块的PWM信号，并将该PWM信号驱动到15V，发送给第二辅逆供电模块的功率模块，若第二辅逆供电模块的功率模块存在故障，则第二辅逆供电模块的功率模块会反馈故障信号给第三脉冲板，第三脉冲板将该故障信号输入给主控板21。

图7为本发明实施例所提供的电力机车辅助控制装置的网络板的结构示意图，请参照图7，在上述实施例一的基础上，网络板23包括至少一个第六连接器231、第一电源模块233、第六处理电路232。

第六连接器231连接在辅助电气系统与第六处理电路232之间，以使网络板23能够与辅助电气系统进行网络通信。

第一电源模块233和第六连接器231连接，以向第六连接器231提供直流隔离电源。可选地，第一电源模块233可以为15V转5V的小电源模块，可以将网络板23上是15V电压供电转换为5V电压，从而形成一直流隔离电源。

第六处理电路232包括控制器局域网络CAN接口芯片和/或RS485隔离转换芯片，用于实现网络板23与主控板21和/或外部设备的CAN通信和/或RS485通信。可选地，网络板23可以包括CAN接口和/或RS485接口，进而与上述CAN接口芯片和/或RS485隔离转换芯片配合，实现网络板23与主控板21和/或外部设备的CAN通信和/或RS485通信。

图8为本发明所提供的实施例二的电力机车辅助控制装置的结构示意图，请参照图8，在上述任一实施例的基础上，该装置还包括控制电源板24和功率模块电源板25。

具体地，控制电源板24设置在母板1上，控制电源板24可以包括至少一个用于将输入的直流电源转换为母板1上的各电路子板所需的电源的电源模块。举例来说，该电源模块可以为110V转15V电源模块，用于将输入的110V电源电压转换为15V电压，给电路子板供电，而且该15V电压还可以作为模拟电路板、继电器的电源。另外，该电路模块还包括15V转5V电源模块，用于将15V电压再转换为5V电压，进而满足各电路子板的需要。

功率模块电源板25包括至少一个第八输出连接器和第八电源模块。

具体地，第八电源模块用于将输入的直流电源转换为辅助电气系统中的功率模块所需的电源，可选地，该第八电源模块可以为24V转15V电源模块，用于将24V电压转换为15V电压，并通过第八连接器将该15V电压输出给辅助电气系统的相应功率模块，为功率模块提供15V电源电压。

图9为本发明所提供的实施例三的电力机车辅助控制装置的结构示意图，请参照图9，在上述任一实施例的基础上，该装置还包括用于进行RS485接口与多功能车辆总线MVB接口的协议转换的网关板26。

具体地，网关板26连接在母板1与MVB接口设备之间。网关板26可以包括驱动芯片、接收芯片、对外连接器和母板连接器。对外连接器用于实现网关板26与外部设备的连接，其功能与作用与上述任一实施例的对外连接器相同，此处不再赘述。母板连接器用于实现网关板26与母板1的连接，其功能与作用与上述任一实施例的母板连接器相同，此处也不再赘述。

可选地，网关板26还可以包括FPGA、静态随机存取存储器(Static Random AccessMemory，简称SRAM)、dspVC33芯片，与上述驱动芯片、接收芯片、对外连接器和母板连接器共同组成网关板26，实现RS485与MVB的协议转换，进而实现与整车的网络通信。

图10为本发明所提供的实施例四的电力机车辅助控制装置的电路子板连接关系示意图，图11为本发明所提供的实施例四的电力机车辅助控制装置的电路子板的板卡位置示意图，图12为本发明所提供的实施例四的电力机车辅助控制装置的面板示意图，请同时参照图10、图11和图12，本实施例提供的电力机车辅助控制装置的电路子板包括(参照图11，图11从左往右依次排布)：控制电源板24、第一脉冲板224a、第二脉冲板224b、网关板26、第一网络板23a、第一主控板21a、第一模拟量板223a、第二模拟量板223b、第一数字量信号输入板221a、第一数字量信号输出板222a、第三脉冲板224c、第二网络板23b、第二主控板21b、第三模拟量板223c、第二数字量信号输入板221b、第二数字量信号输出板222b和功率模块电源板25。

上述17个电路子板均可插拔的连接在母板1上，与母板1共同组成本实施例的电力机车辅助控制装置，分别采集辅助电气系统中的温度传感器、电压传感器、电流传感器、负载分配反馈等输入信号，以及辅逆1功率模块(也就是上述的第一辅逆供电模块)、充电功能功率模块等的输入信号，并输出负载分配及一些开关控制量信号以及对辅逆1功率模块、充电功能功率模块等的输出控制信号。其中图10中的P1到P17对应图11中的P1到P17，为各个子板的母板连接器。控制电源板24、网关板26、第一网络板23a、第二网络板23b和功率模块电源板25均为32针连接器，即图10中的P1、P4、P5、P12和P17；第一脉冲板224a、第二脉冲板224b、第一模拟量板223a、第二模拟量板223b、第一数字量信号输入板221a、第一数字量信号输出板222a、第三脉冲板224c、第三模拟量板223c、第二数字量信号输入板221b和第二数字量信号输出板222b均为96针连接器，即图10中的P2、P3、P7、P8、P9、P10、P11、P14、P15和P16；第一主控板21a和第二主控板21b均为220针连接器，即图10中的P6和P13。

各电路子板对外优先选用48针连接器，即上述任一实施例中的对外连接器，参见图10中的X2、X3、X9-X13、X17-X19；控制电源板24和功率模块电源板25采用航插X1、X20、X21；X4、X5为MVB接口；X6和X14均为CAN接口；X7和X15均为RS485或RS232接口；X8和X16为DB25连接器。电路子板均采用3U版型，各个电路子板的具体结构及功能请参照上述任一实施例中关于电路子板的介绍，本部分不再赘述。

另外，整个装置安装在4U标准机箱内，机箱由不锈钢材料组成，符合电磁兼容设计要求。

本申请上述实施例提供的电力机车辅助控制装置包括母板和电路子板，电路子板包括至少主控板、信号输入输出板和网络板；其中主控板可以实现对辅助电气系统中的不同辅逆供电模块和/或充电模块进行控制；通过信号输入输出板采集辅助电气系统的输入信号给主控板，主控板相应的返回输出信号，信号输入输出板将输出信号输出给辅助电气系统，以实现对辅助电气系统的控制。本申请提供的电力机车辅助控制装置可以采集辅助电气系统中的不同辅逆供电模块和/或充电模块的各种信息，并对信息进行处理，生成相应的指令返回给辅助电气系统，以控制辅助电气系统正常工作。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各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，或者对其中部分或者全部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范围。

Claims (10)

1.一种电力机车辅助控制装置，其特征在于，所述装置包括：母板和至少一个电路子板，所述电路子板均可插拔的连接在所述母板上；

所述电路子板包括至少一块主控板、至少一块信号输入输出板和至少一块网络板；

所述主控板用于分别对辅助电气系统中的不同辅逆供电模块和/或充电模块进行控制；所述信号输入输出板用于采集来自所述辅助电气系统的输入信号，并将所述输入信号输入给所述主控板，以及接收所述主控板返回的输出信号，并将所述输出信号输出给所述辅助电气系统；所述网络板用于连接所述主控板和外部设备，以使所述主控板与所述外部设备进行网络通信。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述电路子板包括第一主控板和第二主控板，所述第一主控板用于对所述辅助电气系统中的第一辅逆供电模块和/或充电模块进行控制，所述第二主控板用于对所述辅助电气系统中的第二辅逆供电模块进行控制。

3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，每个所述主控板均包括：第一对外连接器、第一母板连接器和至少一个第一处理器；

所述第一处理器用于进行所述主控板的逻辑控制和信号运算处理；

所述第一母板连接器连接在所述第一处理器与所述母板之间，所述第一对外连接器连接在所述第一处理器上并作为所述第一处理器的预留对外功能接口。

4.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述至少一块信号输入输出板包括：至少两个用于传输数字量信号的数字量信号输入输出板和至少两个用于传输模拟量信号的模拟量信号输入输出板。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述至少一块信号输入输出板包括至少一个数字量信号输入板和至少一个数字量信号输出板；

所述数字量信号输入板包括第二对外连接器、第二处理电路、第二母板连接器；

所述第二对外连接器连接在辅助电气系统与所述第二处理电路之间，用于将采集到的所述辅助电气系统的数字量输入信号传输给所述第二处理电路；

所述第二处理电路包括逻辑芯片和/或光耦芯片；

所述第二母板连接器连接在所述数字量信号输入板与所述母板之间，用于向所述主控板输出所述数字量输入信号；

所述数字量信号输出板包括第三对外连接器、第三处理电路、第三母板连接器；

所述第三对外连接器连接在辅助电气系统与所述第三处理电路之间，用于将所述主控板返回的数字量输出信号输出给所述辅助电气系统；

所述第三处理电路用于进行所述数字量信号输出板的逻辑控制；

所述第三母板连接器连接在所述数字量信号输出板与所述母板之间，用于接收所述主控板返回的所述数字量输出信号。

6.根据权利要求4所述装置，其特征在于，所述至少一块信号输入输出板包括至少一个模拟量板和至少一个脉冲板；

所述模拟量板包括第四对外连接器、第四处理电路、第四母板连接器；

所述第四对外连接器连接在辅助电气系统与所述第四处理电路之间，用于将采集到的所述辅助电气系统的模拟量输入信号传输给所述第四处理电路；

所述第四处理电路为采样芯片和信号调理电路，用于进行所述模拟量输入信号的采集和将所述模拟量输入信号转换为数字信号；

所述第四母板连接器连接在所述模拟量板与所述母板之间，用于向所述主控板输出所述数字信号。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述脉冲板包括：第五对外连接器、第五处理电路、第五母板连接器；

所述第五对外连接器连接在辅助电气系统与所述第五处理电路之间，用于将主控板返回的脉冲输出信号输出给所述辅助电气系统中的功率模块，以及接收所述功率模块反馈的反馈信号；

所述第五处理电路包括逻辑芯片和/或电平转换驱动芯片，用于进行所述脉冲板的逻辑控制和/或对所述脉冲输出信号的电平转换；

所述第五母板连接器连接在所述脉冲板与所述母板之间，用于接收所述主控板返回的所述脉冲输出信号，以及向所述主控板输出所述反馈信号。

8.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述网络板包括至少一个第六连接器、第一电源模块、第六处理电路；

所述第六连接器连接在所述辅助电气系统与所述第六处理电路之间，以使所述网络板与所述辅助电气系统进行网络通信；

所述第一电源模块和所述第六连接器连接，以向所述第六连接器提供直流隔离电源；

所述第六处理电路包括控制器局域网络CAN接口芯片和/或RS485隔离转换芯片。

9.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述装置还包括控制电源板和功率模块电源板；

其中，所述控制电源板设置在所述母板上，所述控制电源板包括至少一个用于将输入的直流电源转换为所述母板上的子板所需的电源的电源模块；

所述功率模块电源板包括至少一个第八输出连接器和第八电源模块；所述第八电源模块用于将输入的直流电源转换为所述辅助电气系统中的功率模块所需的电源；所述第八输出连接器用于向对应的所述功率模块输出电源。

10.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述装置还包括用于进行RS485接口与多功能车辆总线MVB接口的协议转换的网关板，所述网关板连接在所述母板与MVB接口设备之间。