CN201842094U - 一种基于pac技术的交流传动机车微机控制柜 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于PAC技术的交流传动机车微机控制柜，其特征在于：包括CPU控制单元和多个I/O插件，所述I/O插件均与CPU控制单元连接，所述I/O插件包括模拟量输入模块、频率量采集模块、模拟量输出模块、数字量输入输出模块、通讯模块、闭环控制模块、功率驱动模块和通讯模块，所述功率驱动模块与数字量输出模块连接，通过输出标准模拟量信号控制柴油机转速，使柴油机的平滑升降过渡以及转速的稳定；同时，采用逻辑控制取代控制电路的有触点电器控制及其线路部分，使控制线路结构简化，故障点减少。

Description

一种基于PAC技术的交流传动机车微机控制柜

技术领域

本实用新型涉及一种机车，特别是一种机车微机控制柜。

背景技术

在国内外，随着计算机技术的高速发展，网络技术的成熟，微机控制在机车上运用越来越广泛，交流传动机车微机控制柜在国内外，均是各机车产品供应商自行研制，大多采用单片机、标准EXP微机机箱插件形式制作，由于产品数量小，研制投入大，因此不仅价格昂贵，而且产品故障率高；因此采用成熟可靠的并大量生产以PAC控制技术为基础的工业控制产品作为交流传动机车微机控制柜硬件，并自主开发系统软件，这样研制的产品硬件统一，而且升级容易，不仅产品成本低，产品质量也能得到保证，同时产品售后备品数量少，售后成本也大量降低。

实用新型内容

本实用新型的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种成本更低、稳定性更好的基于PAC技术的交流传动机车微机控制柜。

本实用新型采用的技术方案是这样的：一种基于PAC技术的交流传动机车微机控制柜，包括一个CPU控制单元和多个I/O插件，所述I/O插件包括与CPU控制单元连接的模拟量输入模块、频率量采集模块、模拟量输出模块、数字量输入输出模块、通讯模块、闭环控制模块和功率驱动模块，其中模拟量输入模块通过传感器或变送器负责采集标准的电流或者电压信号，并发送给CPU控制单元，频率量采集模块负责采集频率在20k之内的高速计数脉冲信号，并发送给CPU控制单元传输信号，模拟量输出模块根据控制比例负责向柴油机油门信号控制器传输标准的4-20m A模拟电流信号，数字量输入模块负责采集外部参与控制的开关量输入信号，数字量输出模块负责输出控制开关信号，驱动功率驱动模块，闭环控制模块接收CPU控制单元输入的斩波信号，并输出相应的电压信号，调节电机的电压、电流以及输出功率，功率驱动模块负责接收数字量输出模块输出的开关量信号，通过信号放大驱动外部的执行元件，通讯模块负责与其他控制器进行数据交换及共享。

所述CPU控制单元设置有同步液晶显示屏；采用友好人机液晶界面，数据读取直观简洁，数据导入导出方便，减小维护时间；

所述闭环控制模块为PID闭环控制模块。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：通过输出标准模拟量信号控制柴油机转速，使柴油机的平滑升降过渡以及转速的稳定；同时，采用逻辑控制取代控制电路的有触点电器控制及其线路部分，使控制线路结构简化，故障点减少；另外，通过PWM斩波技术，实现机车的恒功特性控制，使机车具有良好的牵引性能；采用国际通用标准的RS串口和TCN网络进行组网控制，网络传输速度高，无错误，稳定性好。

附图说明

图1是本实用新型基于PAC技术的交流传动机车微机控制柜的结构框图；

图2是本实用新型基于PAC技术的交流传动机车微机控制柜的工作原理框图。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型作详细的说明。

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图1和图2所示，本实用新型一种基于PAC技术的交流传动机车微机控制柜以交流传动内燃机车为平台，包括一个CPU控制单元和多个I/O插件，其中I/O插件包括数字量输入输出模块，模拟量输入输出模块，频率量采集、高速计数器模块，闭环控制模块、通讯模块等几部分组成。

 CPU控制单元：用于接收数据采集模块和通讯模块的数据；针对不同的控制采用相应的逻辑控制，根据接收的数据进行检测结果的计算、整定；根据预置数据与采集数据相比较，设置故障级别，判断各个采集信号是否在规定安全范围内，若有故障，判断故障级别，根据级别的高低根据进行机车故障报警、机车卸载、柴油机停机等保护；外接串口和以太网通讯接口，满足通讯组网的要求；根据柴油机、主发电机等的特性曲线，输出相应的斩波信号给PWM插件板，完成对机车的自动控制。

模拟量输入模块与频率量采集模块：用于与各种专用传感器、变送器结合，拥有多种输入通道，具有模数转换、脉冲捕捉、频率测量、高速计数等功能，主要负责采集机车速度、柴油机转速、通风机转速、电流、电压等信号，为CPU控制单元提供相应的参数。

模拟量输出模块：根据司控器档位信号向柴油机油门信号控制器输出4－20mA的标准模拟电流信号，控制柴油机转速。

数字量输入输出模块：负责各个开关量信号的采集、输出，按照既定的逻辑控制要求，自动完成各个电气控制元件、执行元件的开通关断。

通讯模块：具有微机系统通讯的必要通讯口：RS485扩展、CAN、MVB等。满足点对点通讯、现场总线等要求。通过通讯插件板实现各种控制网络的组建、各种通讯协议的总体转换以及必要的增加I/O扩展。

闭环控制模块：基于PWM斩波控制技术，根据从CPU控制单元传送的斩波信号，采用PID闭环控制实现励磁调节功能。

功率驱动模块：一是对微机输出的数字量信号进行放大，按照既定的逻辑控制要求，自动完成各个电气控制元件、执行元件的开通关断；二是对微机输出的PWM信号进行放大，完成主发电机励磁调节。

同步液晶显示屏：用于显示机车运行过程中的各种参数和故障信息,同时可进行机车的故障诊断、故障查询，显示信息按功能分页显示，各显示页面间可手动触控相应按键进行页面切换。

在各个I/O插件在CPU控制单元的统一管理下，相互配合嵌套使用，涵盖机车逻辑控制、模拟量/频率量数据的采集与检测、牵引特性控制、空转/滑行保护、机车保护、故障诊断、数据实时显示、柴油机转速调节、现场通讯等功能。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种基于PAC技术的交流传动机车微机控制柜，其特征在于：包括CPU控制单元和多个I/O插件，所述I/O插件均与CPU控制单元连接，所述I/O插件包括模拟量输入模块、频率量采集模块、模拟量输出模块、数字量输入输出模块、通讯模块、闭环控制模块、功率驱动模块和通讯模块，所述功率驱动模块与数字量输出模块连接。

2.根据权利要求1所述的基于PAC技术的交流传动机车微机控制柜，其特征在于：所述CPU控制单元设置有同步液晶显示屏，所述同步液晶显示屏与CPU控制单元间双向传输数据。

3.根据权利要求1所述的基于PAC技术的交流传动机车微机控制柜，其特征在于：所述闭环控制模块为PID闭环控制模块。

4.根据权利要求1所述的基于PAC技术的交流传动机车微机控制柜，其特征在于：所述闭环控制模块接收CPU控制单元的斩波信号。

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