CN113815661B - 一种列车空调控制系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明具体涉及一种列车空调控制系统及其控制方法，本列车空调控制系统包括：至少两个空调机组；其中各空调机组之间通过控制装置电性相连；至少一个空调机组设定为主控机组，即当首个主控机组在线时，其余主控机组和剩余空调机组由首个主控机组控制工作；前一主控机组下线时，由下一主控机组控制其余主控机组和剩余空调机组工作；以及当所有主控机组下线时，剩余各空调机组独立工作；本发明通过在各空调机组内设置控制装置、执行装置，能够实现各空调机组统一控制，各空调机组通过网络连接方式实现主从转换和协调联动，简化和统一各空调机组的接口，减少列车连线，降低列车布线成本，并且方便其他设备扩展。

Description

一种列车空调控制系统及其控制方法

技术领域

本发明属于交通运输设备技术领域，具体涉及一种列车空调控制系统及其控制方法。

背景技术

目前的高铁和城轨列车空调主要以车辆硬线连接为主，如图1所示，一台空调控制器担当整个车厢空调的控制，空调控制器输入输出信号通过众多的列车线连接到中压电气柜，再通过众多的列车线连接1号客室空调机组、2号客室空调机组、废排单元、司机室单元。

因此，现有技术主要以车辆硬线为主，车内设备之间连线复杂，布线成本高，接口不统一，扩展不方便。

因此，亟需开发一种新的列车空调控制系统及其控制方法，以解决上述问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种列车空调控制系统及其控制方法。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种列车空调控制系统，其包括：至少两个空调机组；其中各空调机组分别设置在列车相应位置处，且各所述空调机组内设置有控制装置和由控制装置驱动的执行装置；各所述空调机组之间通过控制装置电性相连；至少一个所述空调机组通过相应控制装置设定为主控机组，即当首个主控机组在线时，其余主控机组和剩余空调机组由首个主控机组控制工作；前一主控机组下线时，由下一主控机组控制其余主控机组和剩余空调机组工作；以及当所有主控机组下线时，剩余各空调机组独立工作。

在其中一个实施例中，各所述空调机组依次编号，且编号在前被设定为主控机组的空调机组优先级高于编号在后被设定为主控机组的空调机组；所述控制装置包括：处理模块、与处理模块电性相连的存储模块、输入模块和输出模块；所述输入模块、输出模块连接相对应的执行装置；所述存储模块适于记录相应空调机组与各编号对应的识别码；所述处理模块适于根据识别码判断当前空调机组的优先级；所述处理模块通过输入模块采集执行装置的工作状态，并通过输出模块发送相应控制信号至执行装置，以驱动所述执行装置执行相应指令。

在其中一个实施例中，所述控制装置还包括：与处理模块电性相连的本地通讯模块；各所述空调机组通过相应控制装置内的本地通讯模块进行互联，即当所述空调机组为主控机组且在线时，该空调机组通过本地通讯模块获取其他空调机组的识别码，所述空调机组中处理模块根据识别码对比该空调机组的编号与其他主控机组的编号先后顺序；当该空调机组的编号排于其他主控机组的编号之前时，其余主控机组和剩余空调机组由该空调机组控制工作；以及当该空调机组的编号排于其他在线的主控机组的编号之后时，该空调机组由编号排在最前的主控机组控制工作。

在其中一个实施例中，当编号排在最前的主控机组下线后，由下沿顺序编号的主控机组控制其余主控机组和剩余空调机组工作。

在其中一个实施例中，所有空调机组中除主控机组外的其他空调机组在有主控机组在线时，由编号排在最前的主控机组控制工作；以及所有空调机组中除主控机组外的其他空调机组在所有主控机组都下线时，进行独立工作。

在其中一个实施例中，列车内设置有第一客室空调机组、第二客室空调机组、废排机组、司机室空调机组和至少一个扩展机组；所述第一客室空调机组、第二客室空调机组、废排机组、司机室空调机组和各扩展机组均设置相同电源接口和通讯接口，即所述第一客室空调机组、第二客室空调机组、废排机组、司机室空调机组和各扩展机组通过电源接口供电，所述第一客室空调机组、第二客室空调机组、废排机组、司机室空调机组和各扩展机组通过通讯接口互联。

在其中一个实施例中，所述第一客室空调机组、第二客室空调机组被设定为主控机组，即当所述第一客室空调机组在线时，所述第二客室空调机组、废排机组、司机室空调机组和各扩展机组由第一客室空调机组控制工作；当所述第一客室空调机组下线时，由所述第二客室空调机组控制废排机组、司机室空调机组和各扩展机组工作；以及当所述第一客室空调机组、第二客室空调机组同时下线时，所述废排机组、司机室空调机组和各扩展机组独立工作。

另一方面，本发明提供一种列车空调控制方法，其包括：各空调机组之间建立局域网络进行通信；设定至少一个空调机组为主控机组；当首个主控机组在线时，其余主控机组和剩余空调机组由首个主控机组控制工作；前一主控机组下线时，由下一主控机组控制其余主控机组和剩余空调机组工作；以及当所有主控机组下线时，剩余各空调机组独立工作。

在其中一个实施例中，各空调机组依次编号，编号在前被设定为主控机组的空调机组优先级高于编号在后被设定为主控机组的空调机组；各空调机组内设置与其编号对应的识别码；各空调机组互联后，根据识别码对各空调机组排序；由编号排在最前且在线的主控机组控制其余主控机组和剩余空调机组工作；当编号排在最前的主控机组下线后，由下沿顺序编号的主控机组控制其余主控机组和剩余空调机组工作；所有空调机组中除主控机组外的其他空调机组在有主控机组在线时，由编号排在最前的主控机组控制工作；所有空调机组中除主控机组外的其他空调机组在所有主控机组都下线时，进行独立工作。

在其中一个实施例中，将第一客室空调机组、第二客室空调机组设定为主控机组，且所述第一客室空调机组、第二客室空调机组、废排机组、司机室空调机组和各扩展机组均设置相同电源接口和通讯接口，所述第一客室空调机组、第二客室空调机组、废排机组、司机室空调机组和各扩展机组通过电源接口供电，所述第一客室空调机组、第二客室空调机组、废排机组、司机室空调机组和各扩展机组通过通讯接口互联；当所述第一客室空调机组在线时，所述第二客室空调机组、废排机组、司机室空调机组和各扩展机组由第一客室空调机组控制工作；当所述第一客室空调机组下线时，由所述第二客室空调机组控制废排机组、司机室空调机组和各扩展机组工作；以及当所述第一客室空调机组、第二客室空调机组同时下线时，所述废排机组、司机室空调机组和各扩展机组独立工作。

本发明的有益效果是，本发明通过在各空调机组内设置控制装置、执行装置，能够实现各空调机组统一控制，各空调机组通过网络连接方式实现主从转换和协调联动，简化和统一各空调机组的接口，减少列车连线，降低列车布线成本，并且方便其他设备扩展。

本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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是现有技术的列车空调机组的结构图；

图2是本发明的列车空调控制系统的原理框图；

图3是本发明的各空调机组的原理框图；

图4是本发明的主控机组的控制图；

图5是本发明的具体实施例的控制框图；

图6是本发明的具体实施例的流程图。

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，下面将结合附图对本发明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。

实施例1

在本实施例中，如图2至图6所示，本实施例提供了一种列车空调控制系统，其包括：至少两个空调机组；其中各空调机组分别设置在列车相应位置处，且各所述空调机组内设置有控制装置和由控制装置驱动的执行装置；各所述空调机组之间通过控制装置电性相连；至少一个所述空调机组通过相应控制装置设定为主控机组，即当首个主控机组在线时，其余主控机组和剩余空调机组由首个主控机组控制工作；前一主控机组下线时，由下一主控机组控制其余主控机组和剩余空调机组工作；以及当所有主控机组下线时，剩余各空调机组独立工作。

在本实施例中，执行装置可以为但不限于包括压缩机、冷凝风机、蒸发风机、电加热、阀件。

在本实施例中，本实施例通过在各空调机组内设置控制装置、执行装置，能够实现各空调机组统一控制，各空调机组通过网络连接方式实现主从转换和协调联动，简化和统一各空调机组的接口，减少列车连线，降低列车布线成本，并且方便其他设备扩展。

在本实施例中，如图3所示，各所述空调机组依次编号，且编号在前被设定为主控机组的空调机组优先级高于编号在后被设定为主控机组的空调机组；所述控制装置包括：处理模块、与处理模块电性相连的存储模块、输入模块和输出模块；所述输入模块、输出模块连接相对应的执行装置；所述存储模块适于记录相应空调机组与各编号对应的识别码；所述处理模块适于根据识别码判断当前空调机组的优先级；所述处理模块通过输入模块采集执行装置的工作状态，并通过输出模块发送相应控制信号至执行装置，以驱动所述执行装置执行相应指令。

在本实施例中，通过处理模块实现计算和逻辑判断，通过输出模块用于控制本空调机组内执行装置的启动运行，通过输入模块用于接收本空调机组内执行装置的状态反馈，通过存储模块记录本空调机组的识别码，实现每个空调机组具有唯一的识别码。

在本实施例中，如图3所示，所述控制装置还包括：与处理模块电性相连的本地通讯模块；各所述空调机组通过相应控制装置内的本地通讯模块进行互联，即当所述空调机组为主控机组且在线时，该空调机组通过本地通讯模块获取其他空调机组的识别码，所述空调机组中处理模块根据识别码对比该空调机组的编号与其他主控机组的编号先后顺序；当该空调机组的编号排于其他主控机组的编号之前时，其余主控机组和剩余空调机组由该空调机组控制工作；以及当该空调机组的编号排于其他在线的主控机组的编号之后时，该空调机组由编号排在最前的主控机组控制工作。

在本实施例中，本地通讯模块可以采用但不限于包括是RS485通讯模块、、CAN通讯模块、以太网模块，即各空调机组通过相应RS485通讯模块连接在RS485总线上、通过相应CAN通讯模块连接在CAN总线上、通过相应以太网模块连接在以太网上，从而实现各空调机组在本地网络上互联。

在本实施例中，如图3所示，所述控制装置还包括：与处理模块电性相连的远程通讯模块(在本实施例中可以采用不限于包括是4G模块、WIFI模块)，用于与地面通讯，将各空调机组的识别码、设备运转状态、设备寿命和健康信息发送到地面服务器，以实现在服务器端的大数据管理。

在本实施例中，当编号排在最前的主控机组下线后，由下沿顺序编号的主控机组控制其余主控机组和剩余空调机组工作。

在本实施例中，所有空调机组中除主控机组外的其他空调机组在有主控机组在线时，由编号排在最前的主控机组控制工作；以及所有空调机组中除主控机组外的其他空调机组在所有主控机组都下线时，进行独立工作。

在本实施例中，如图4所示，所有空调机组中除主控机组外的其他空调机组在有主控机组在线时，由编号排在最前的主控机组承担列车内各执行装置的控制，进行模式转换、温度计算、控制各空调机组运行。

在本实施例中，如图5所示，列车内设置有第一客室空调机组、第二客室空调机组、废排机组、司机室空调机组和至少一个扩展机组；所述第一客室空调机组、第二客室空调机组、废排机组、司机室空调机组和各扩展机组均设置相同电源接口和通讯接口，即所述第一客室空调机组、第二客室空调机组、废排机组、司机室空调机组和各扩展机组通过电源接口供电，所述第一客室空调机组、第二客室空调机组、废排机组、司机室空调机组和各扩展机组通过通讯接口互联。

在本实施例中，第一客室空调机组、第二客室空调机组、废排机组、司机室空调机组和各扩展机组采用模块化结构，通过网络连接实现互联。

在本实施例中，扩展机组可以但不限于包括是车厢移动式加热单元、空气净化设备和空气质量监测设备、与空调相关的设备。

在本实施例中，所述第一客室空调机组、第二客室空调机组被设定为主控机组，即当所述第一客室空调机组在线时，所述第二客室空调机组、废排机组、司机室空调机组和各扩展机组由第一客室空调机组控制工作；当所述第一客室空调机组下线时，由所述第二客室空调机组控制废排机组、司机室空调机组和各扩展机组工作；以及当所述第一客室空调机组、第二客室空调机组同时下线时，所述废排机组、司机室空调机组和各扩展机组独立工作。

实施例2

在实施例1的基础上，本实施例提供一种列车空调控制方法，如图6所示，其包括：各空调机组之间建立局域网络进行通信；设定至少一个空调机组为主控机组；当首个主控机组在线时，其余主控机组和剩余空调机组由首个主控机组控制工作；前一主控机组下线时，由下一主控机组控制其余主控机组和剩余空调机组工作；以及当所有主控机组下线时，剩余各空调机组独立工作。

在本实施例中，适于采用如实施例1所提供的列车空调控制系统进行工作，且所述列车空调控制系统已在实施例1中阐述清楚。

在本实施例中，各空调机组依次编号，编号在前被设定为主控机组的空调机组优先级高于编号在后被设定为主控机组的空调机组；各空调机组内设置与其编号对应的识别码；各空调机组互联后，根据识别码对各空调机组排序；由编号排在最前且在线的主控机组控制其余主控机组和剩余空调机组工作；当编号排在最前的主控机组下线后，由下沿顺序编号的主控机组控制其余主控机组和剩余空调机组工作；所有空调机组中除主控机组外的其他空调机组在有主控机组在线时，由编号排在最前的主控机组控制工作；所有空调机组中除主控机组外的其他空调机组在所有主控机组都下线时，进行独立工作。

在本实施例中，如图6所示，将第一客室空调机组、第二客室空调机组设定为主控机组，且所述第一客室空调机组、第二客室空调机组、废排机组、司机室空调机组和各扩展机组均设置相同电源接口和通讯接口，所述第一客室空调机组、第二客室空调机组、废排机组、司机室空调机组和各扩展机组通过电源接口供电，所述第一客室空调机组、第二客室空调机组、废排机组、司机室空调机组和各扩展机组通过通讯接口互联；当所述第一客室空调机组在线时，所述第二客室空调机组、废排机组、司机室空调机组和各扩展机组由第一客室空调机组控制工作；当所述第一客室空调机组下线时，由所述第二客室空调机组控制废排机组、司机室空调机组和各扩展机组工作；以及当所述第一客室空调机组、第二客室空调机组同时下线时，所述废排机组、司机室空调机组和各扩展机组独立工作。

在本实施例中，如图6所示，优先以第一客室空调机组为主控机组，第二客室空调机组和其他空调机组为从控机组；如果第一客室空调机组离线，则第二客室空调机组为主控机组，其他空调机组为从控机组；如果第一客室空调机组和第二客室空调机组都离线，则废排机组和司机室空调机组独立运行。

在本实施例中，如图6所示，判断本空调机组是第一客室空调机组，则认为自己为主控机组，第二客室空调机组、废排机组、司机室空调机组和各扩展机组受第一客室空调机组控制；如果本空调机组是第二客室空调机组，则判断第一客室空调机组当前是否在线，如果本空调机组是第一客室空调机组在线，则第二客室空调机组为从控机组，受第一客室空调机组控制；如果第一客室空调机组不在线，则第二客室空调机组为主控，废排机组、司机室空调机组和各扩展机组受第二客室空调机组控制；如果本空调机组是其他空调机组，则判断第一客室空调机组当前是否在线，如果第一客室空调机组在线，则本空调机组为从控，受第一客室空调机组控制；如果第一客室空调机组不在线，则再判断第二客室空调机组是否在线，如果第一客室空调机组在线，则本空调机组为从控机组，受第二客室空调机组控制；如果第二客室空调机组也不在线，则本空调机组独立控制。

在本实施例中，通过网络连接方式实现第一客室空调机组、第二客室空调机组、废排机组、司机室空调机组之间的主从转换和协调联动。

综上所述，本发明通过在各空调机组内设置控制装置、执行装置，能够实现各空调机组统一控制，各空调机组通过网络连接方式实现主从转换和协调联动，简化和统一各空调机组的接口，减少列车连线，降低列车布线成本，并且方便其他设备扩展。

本申请中选用的各个器件(未说明具体结构的部件)均为通用标准件或本领域技术人员知晓的部件，其结构和原理都为本技术人员均可通过技术手册得知或通过常规实验方法获知。

在本发明实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，又例如，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些通信接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (7)

1.一种列车空调控制系统，其特征在于，包括：

至少两个空调机组；其中

各空调机组分别设置在列车相应位置处，且各所述空调机组内设置有控制装置和由控制装置驱动的执行装置；

各所述空调机组之间通过控制装置电性相连；

至少一个所述空调机组通过相应控制装置设定为主控机组，即

当首个主控机组在线时，其余主控机组和剩余空调机组由首个主控机组控制工作；

前一主控机组下线时，由下一主控机组控制其余主控机组和剩余空调机组工作；以及

当所有主控机组下线时，剩余各空调机组独立工作；

各所述空调机组依次编号，且编号在前被设定为主控机组的空调机组优先级高于编号在后被设定为主控机组的空调机组；

所述控制装置包括：处理模块、与处理模块电性相连的存储模块、输入模块和输出模块；

所述输入模块、输出模块连接相对应的执行装置；

所述存储模块适于记录相应空调机组与各编号对应的识别码；

所述处理模块适于根据识别码判断当前空调机组的优先级；

所述处理模块通过输入模块采集执行装置的工作状态，并通过输出模块发送相应控制信号至执行装置，以驱动所述执行装置执行相应指令；

所述控制装置还包括：与处理模块电性相连的本地通讯模块；

各所述空调机组通过相应控制装置内的本地通讯模块进行互联，即

当所述空调机组为主控机组且在线时，该空调机组通过本地通讯模块获取其他空调机组的识别码，所述空调机组中处理模块根据识别码对比该空调机组的编号与其他主控机组的编号先后顺序；

当该空调机组的编号排于其他主控机组的编号之前时，其余主控机组和剩余空调机组由该空调机组控制工作；以及

当该空调机组的编号排于其他在线的主控机组的编号之后时，该空调机组由编号排在最前的主控机组控制工作。

2.如权利要求1所述的列车空调控制系统，其特征在于，

当编号排在最前的主控机组下线后，由下沿顺序编号的主控机组控制其余主控机组和剩余空调机组工作。

3.如权利要求2所述的列车空调控制系统，其特征在于，

所有空调机组中除主控机组外的其他空调机组在有主控机组在线时，由编号排在最前的主控机组控制工作；以及

所有空调机组中除主控机组外的其他空调机组在所有主控机组都下线时，进行独立工作。

4.如权利要求1所述的列车空调控制系统，其特征在于，

列车内设置有第一客室空调机组、第二客室空调机组、废排机组、司机室空调机组和至少一个扩展机组；

所述第一客室空调机组、第二客室空调机组、废排机组、司机室空调机组和各扩展机组均设置相同电源接口和通讯接口，即

所述第一客室空调机组、第二客室空调机组、废排机组、司机室空调机组和各扩展机组通过电源接口供电，所述第一客室空调机组、第二客室空调机组、废排机组、司机室空调机组和各扩展机组通过通讯接口互联。

5.如权利要求4所述的列车空调控制系统，其特征在于，

所述第一客室空调机组、第二客室空调机组被设定为主控机组，即

当所述第一客室空调机组在线时，所述第二客室空调机组、废排机组、司机室空调机组和各扩展机组由第一客室空调机组控制工作；

当所述第一客室空调机组下线时，由所述第二客室空调机组控制废排机组、司机室空调机组和各扩展机组工作；以及

当所述第一客室空调机组、第二客室空调机组同时下线时，所述废排机组、司机室空调机组和各扩展机组独立工作。

6.一种列车空调控制方法，其特征在于，包括：

各空调机组之间建立局域网络进行通信；

设定至少一个空调机组为主控机组；

当首个主控机组在线时，其余主控机组和剩余空调机组由首个主控机组控制工作；

前一主控机组下线时，由下一主控机组控制其余主控机组和剩余空调机组工作；以及

当所有主控机组下线时，剩余各空调机组独立工作；

各空调机组依次编号，编号在前被设定为主控机组的空调机组优先级高于编号在后被设定为主控机组的空调机组；

各空调机组内设置与其编号对应的识别码；

各空调机组互联后，根据识别码对各空调机组排序；

由编号排在最前且在线的主控机组控制其余主控机组和剩余空调机组工作；

当编号排在最前的主控机组下线后，由下沿顺序编号的主控机组控制其余主控机组和剩余空调机组工作；

所有空调机组中除主控机组外的其他空调机组在有主控机组在线时，由编号排在最前的主控机组控制工作；

所有空调机组中除主控机组外的其他空调机组在所有主控机组都下线时，进行独立工作。

7.如权利要求6所述的列车空调控制方法，其特征在于，

将第一客室空调机组、第二客室空调机组设定为主控机组，且所述第一客室空调机组、第二客室空调机组、废排机组、司机室空调机组和各扩展机组均设置相同电源接口和通讯接口，所述第一客室空调机组、第二客室空调机组、废排机组、司机室空调机组和各扩展机组通过电源接口供电，所述第一客室空调机组、第二客室空调机组、废排机组、司机室空调机组和各扩展机组通过通讯接口互联；

当所述第一客室空调机组在线时，所述第二客室空调机组、废排机组、司机室空调机组和各扩展机组由第一客室空调机组控制工作；

当所述第一客室空调机组下线时，由所述第二客室空调机组控制废排机组、司机室空调机组和各扩展机组工作；以及

当所述第一客室空调机组、第二客室空调机组同时下线时，所述废排机组、司机室空调机组和各扩展机组独立工作。

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