CN203615540U - 一种基于dsp的轨道交通车辆空调控制器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种基于DSP的轨道交通车辆空调控制器，包括电源模块、包含DSP主控芯片的DSP主控模块，以及与所述DSP主控模块连接的IO模块、存储模块、MVB网卡、触摸屏HMI模块、温度采集模块、在线调试PTU模块、ISP程序下载模块；所述存储模块通过I2C总线与所述DSP主控模块连接，所述触摸屏HMI模块通过CAN总线控制电路与所述DSP主控模块连接，所述在线调试PTU模块、ISP程序下载模块、MVB网卡与所述DSP主控模块通过RS232接口连接，所述DSP主控模块通过RS485接口连接变频器。本实用新型通过DSP主控模块对空调的各机组的工作状况及外界温度情况的读取，实时的控制空调运行在通风、全冷、半冷、全暖、半暖、停止、自动不同的工况，并对空调机组的状态进行实时检测处理。
Description
技术领域
本实用新型属于轨道交通车辆空调控制技术领域，具体涉及一种基于DSP的轨道交通车辆空调控制器。
背景技术
随着城市人口的极具增长，许多大城市都大力发展轨道交通，轨道交通因其自身的独特性，要求运营过程必须投入大量的电动力设备，以实现对地铁建筑物内的环境与空气条件等建筑设备和系统正常运作。
由于地铁的环境非常特殊，客流量十分大，地铁安全性，舒适性及稳定性是对地铁运营状况的最重要的考核指标，因此地铁站对空气调节的系统要求非常高，就必然要求更完善的地铁空调控制系统的解决方案，当前，我国车辆空调控制器主要采用PLC作为核心处理器，一定程度上满足了乘客对乘车环境要求越来越高和城市轨道市场的开放性要求，但目前空调控制器对空调系统的控制还存在控制不够精确，实时性差的问题，不具有很强的移植性和通用性，不方便人们实时掌握空调系统的运行状态和相关故障信息。特别是空调控制系统一致处于制冷，抽湿或者加湿的工作状态，导致地铁空调控制系统一直处于高能耗，高磨损的运行状态，加重地铁运营成本，能源浪费严重，因此，开发一种控制精确、实时性好，同时具有很强的移植性和通用性的地铁空调控制器成为必需。
实用新型内容
本实用新型的目的在于解决上述技术问题而提供一种应用于在地铁、轻轨列车和城市轨道交通变频空调系统中的基于DSP的轨道交通车辆空调控制器，可进一步提升轨道交通车辆空调变频器效率，优化变频器控制，实现轨道交通车辆空调变频器更加平稳有效的对空调机组进行控制。
为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：
一种基于DSP的轨道交通车辆空调控制器，包括电源模块、包含DSP主控芯片的DSP主控模块，以及与所述DSP主控模块连接的IO模块、存储模块、MVB网卡、触摸屏HMI模块、温度采集模块、在线调试PTU模块、ISP程序下载模块；所述存储模块通过I2C总线与所述DSP主控模块连接，所述触摸屏HMI模块通过CAN总线控制电路与所述DSP主控模块连接，所述在线调试PTU模块、ISP程序下载模块、MVB网卡与所述DSP主控模块通过RS232接口连接，所述DSP主控模块通过RS485接口连接变频器。
所述电源模块包括直流110V转5V电路、直流5V转3.3V电路、以及3.3V转1.8V电路。
所述DSP主控模块包括DSP最小系统核心电路，所述DSP最小系统核心电路分别连接温度采集电路、IO输入输电路、PC 机通信电路、变频器通信电路、与人机交互模块通讯的CAN总线电路、电流电压检测和电平转换电路以及故障检测及保护电路。
所述温度采集电路包括PT100电路以及NTC电路。
所述IO输入输电路包括光电隔离输入电路以及固态继电器输出电路。
所述DSP最小系统核心电路还连接以MVB协议控制器为核心的TMS网络通信电路。
所述DSP主控芯片采用 TMS320F2812。
本实用新型通过DSP主控模块对空调的各机组的工作状况及外界温度情况的读取，实时的控制空调运行在通风、全冷、半冷、全暖、半暖、停止、自动不同的工况，并对空调机组的状态进行实时检测处理，适用于列车空调控制，可灵活控制空调机组的运行。
附图说明
图1所示为本实用新型实施例提供的基于DSP的轨道交通车辆空调控制器的结构示意图;
图2所示为本实用新型实施例提供的110V转5V的电路原理图；
图3所示为本实用新型实施例提供的5V转3.3V电路的电路原理图；
图4所示为本实用新型实施例提供的3.3V转1.8V电路原理图；
图5所示为本实用新型实例提供的IO模块输入电路图；
图6所示为本实用新型实例提供的IO模块输出电路图；
图7所示为本实用新型实例提供的UART驱动芯片电路图；
图8所示为本实用新型实例提供的存储与时钟模块的电路图；
图9所示为本实用新型实例提供的温度采集模块NTC电路的电路图；
图10所示本实用新型实例提供的温度采集模块的PT100电路的电路图；
图11 所示为本实用新型实例提供的人机交互模块的CAN总线控制电路图。
具体实施方式
下面，结合实例对本实用新型的实质性特点和优势作进一步的说明，但本实用新型并不局限于所列的实施例。
请参阅图1，一种基于DSP的轨道交通车辆空调控制器，包括电源模块、包含DSP主控芯片的DSP主控模块，以及与所述DSP主控模块连接的IO模块、存储模块、MVB网卡、触摸屏HMI模块、温度采集模块、在线调试PTU模块、ISP程序下载模块；所述存储模块通过I2C总线与所述DSP主控模块连接，所述触摸屏HMI模块通过CAN总线控制电路与所述DSP主控模块连接，所述在线调试PTU模块、ISP程序下载模块、MVB网卡与所述DSP主控模块通过RS232接口连接，所述DSP主控模块通过RS485接口连接变频器。
所述DSP主控模块包括DSP最小系统核心电路，所述DSP最小系统核心电路分别连接温度采集电路、IO输入输电路、PC 机通信电路、变频器通信电路、与人机交互模块通讯的CAN总线电路、电流电压检测和电平转换电路以及故障检测及保护电路。
所述温度采集电路包括PT100电路以及NTC电路。
所述IO输入输电路包括光电隔离输入电路以及固态继电器输出电路。
所述DSP最小系统核心电路还连接以MVB协议控制器为核心的TMS网络通信电路，通过MVB网络实现与TMS通信，实时传输空调的状态及对整车控制。
所述电源模块采用成熟电源设计，110V直流输入，直流110V转5V电路、直流5V转3.3V电路、以及3.3V转1.8V电路。具体电路图请参见图2-4所示。
所述DSP主控模块负责整个系统的控制和具体的算法实现功能。所述IO模块完成电压、电流信号的检测，温度采集模块完成温度采集、触摸屏HMI模块完成与HMI人机操作电路通信、MVB网卡负责MVB网络实现和TMS通信。具体以MVB协议控制器为核心的TMS网络通信电路通过MVB网络实现和TMS通信，实时传输空调的状态及对整车控制；以CAN协议控制器为核心的利用CAN总线实现和HMI人机操作电路进行通信，完成HMI人机交互，以RS485接口与变频器通信。
所述DSP采用TI公司的TMS320F2812。 以TMS320F2812型DSP为控制核心，设计相应的外围电路构成DSP主控模块。DSP主控模块由硬件和软件构成。软件包括以下子模块：空调动作响应模块、与列车管理系统通信模块、温度采集模块、故障申报模块、人机界面模块、时钟模块、在线调试PTU模块、机组保护模块、ISP程序下载模块等。硬件包括ARM最小系统、电流电压检测和电平转换电路、故障检测及保护电路。
参见图5-6所示，所述IO输入输电路包括固态继电器输出电路、光电隔离输入电路，采用24路直流24V输出驱动固态继电器，40路直流24V光电隔离数字信号输入，电路安全又可靠。IO模块采用成熟设计方案，直接操作8路数据总线，利用8个片选信号分别使能和关闭8个缓冲器，实现64路IO功能。
DSP共有2路UART异步串口，1路用做RS232接MVB网卡，1路用作RS232接ISP程序下载模块，通过芯片上McBSP同步串口模块接扩展卡，扩展出2路UART异步串口，其中1路可以用做RS485接变频器，1路可以用做RS232接PTU，UART驱动芯片图，参见图7所示。
参见图8所示，存储与时钟模块采用成熟技术方案，DSP主控模块通过SPI接口控制存储器，既可以读取、写入时间信息，又可以进行高频率的读写数据操作。选择独立的时钟模块。
参见图9-10所示，所述温度采集电路采用6路PT100，6路NTC直接连到DSP主控模块的AD控制电路，可以满对车内外温度、湿度采集需求。
参见图11所示，人机交互模块采用成熟模块。5.6寸触摸屏连接驱动板卡组成1台HMI设备，1台HMI设备通过2条CAN总线和2台控制器通信。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
Claims (7)
1.一种基于DSP的轨道交通车辆空调控制器，其特征在于，包括电源模块、包含DSP主控芯片的DSP主控模块，以及与所述DSP主控模块连接的IO模块、存储模块、MVB网卡、触摸屏HMI模块、温度采集模块、在线调试PTU模块、ISP程序下载模块；所述存储模块通过I2C总线与所述DSP主控模块连接，所述触摸屏HMI模块通过CAN总线控制电路与所述DSP主控模块连接，所述在线调试PTU模块、ISP程序下载模块、MVB网卡与所述DSP主控模块通过RS232接口连接，所述DSP主控模块通过RS485接口连接变频器。
2.根据权利要求1所述基于DSP的轨道交通车辆空调控制器，其特征在于，所述电源模块包括直流110V转5V电路、直流5V转3.3V电路、以及3.3V转1.8V电路。
3.根据权利要求1所述基于DSP的轨道交通车辆空调控制器，其特征在于，所述DSP主控模块包括DSP最小系统核心电路，所述DSP最小系统核心电路分别连接温度采集电路、IO输入输电路、PC 机通信电路、变频器通信电路、与人机交互模块通讯的CAN总线电路、电流电压检测和电平转换电路以及故障检测及保护电路。
4.根据权利要求3所述基于DSP的轨道交通车辆空调控制器，其特征在于，所述温度采集电路包括PT100电路以及NTC电路。
5.根据权利要求3或4所述基于DSP的轨道交通车辆空调控制器，其特征在于，所述IO输入输电路包括光电隔离输入电路以及固态继电器输出电路。
6.根据权利要求3所述基于DSP的轨道交通车辆空调控制器，其特征在于，所述DSP最小系统核心电路还连接以MVB协议控制器为核心的TMS网络通信电路。
7.根据权利要求1所述基于DSP的轨道交通车辆空调控制器，其特征在于，所述DSP主控芯片采用 TMS320F2812。
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|---|---|---|---|---|
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| CN104724131A (zh) * | 2015-01-15 | 2015-06-24 | 深圳市通业科技发展有限公司 | 集成kw平台的列车空调控制器 |
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| CN113264074A (zh) * | 2021-06-23 | 2021-08-17 | 中车大连机车车辆有限公司 | 一种地铁车辆及模块化空调控制盘和控制方法 |
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- 2013-12-18 CN CN201320836643.0U patent/CN203615540U/zh not_active Expired - Lifetime
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