CN211906076U - 悬浮控制器的综合测试平台 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及轨道交通领域，特别是涉及一种悬浮控制器的综合测试平台。本实用新型的悬浮控制器的综合测试平台，包括：主控板，其具有输入串口、多个以太网接口、多个IO口、多个CAN总线接口，输入串口用于连接外部的传感器；工控机，其通过多个以太网接口与主控板连接；辅助控制板，通过多个IO口与主控板连接，并且CAN总线接口至少用于连接悬浮控制器的CAN接口。本实用新型降低了对悬浮控制器的各部件状态信息检测的错误率。

Description

悬浮控制器的综合测试平台

技术领域

本实用新型涉及轨道交通领域，特别是涉及一种悬浮控制器的综合测试平台。

背景技术

悬浮控制系统包括传感器、控制器、电磁铁等部分，其中控制器是整个悬浮控制系统的核心部分，它接收来自传感器的间隙、加速度以及电流等信号，根据控制算法生成控制信号从而使得电磁铁和轨道之间保持稳定的间隙。悬浮控制器是磁浮列车的核心部分，是决定磁浮列车性能的一个关键部件。

综合检测是指对悬浮控制器进行功能性能检测、故障诊断等一系列测试。目前针对悬浮控制器的综合检测，测试人员根据厂家制定的出厂测试流程逐步检测进行操作，然后逐步观测悬浮控制器的状态，判断悬浮控制器是否合格。人工操作，人眼观测点很多，容易误判。且测试条目很多，需要的时间长，效率低。

实用新型内容

本实用新型的一个目的是要提供一种悬浮控制器的综合测试平台，至少解决上述任一方面技术问题。

本实用新型一个进一步的目的是降低对悬浮控制器的各部件状态信息检测的错误率。

本实用新型一个进一步的目的是提高悬浮控制器的检测效率。

特别地，本实用新型提供了一种悬浮控制器的综合测试平台，包括：主控板，其具有输入串口、多个以太网接口、多个IO口、多个CAN总线接口，输入串口用于连接外部的传感器；工控机，其通过多个以太网接口与主控板连接；辅助控制板，通过多个IO口与主控板连接，并且CAN总线接口至少用于连接悬浮控制器的CAN接口。

进一步地，主控板包括：信号输入板，其上设置有与传感器相连的输入串口、以太网接口中用于向工控机发送信号的第一以太网接口、CAN总线接口中用于接收悬浮控制器信号的第一CAN总线接口、IO口中用于接收辅助控制板状态信号的第一IO口；信号输出板，其上设置有以太网接口中用于接收工控机信号的第二以太网接口、CAN总线接口中用于向悬浮控制器发送信号的第二 CAN总线接口、IO口中用于向辅助控制板提供信号的第二IO口。

进一步地，信号输入板包括：第一CPLD逻辑控制芯片，其配置有输入串口以及第一IO口；第一STM32主控单元，通过高速并口连接第一CPLD逻辑控制芯片。

进一步地，第一STM32主控单元，具有第一CAN总线接口。

进一步地，信号输入板还包括：第一串口转以太网模块，连接第一STM32 主控单元的232接口，并具有第一以太网接口，其用于将232接口的信号转换为向工控机发送的信号。

进一步地，信号输入板还包括：AD采集单元，其包括用于连接悬浮控制器的模拟量输出口；第一CPLD逻辑控制芯片，还配置有与AD采集单元连接的采集接口。

进一步地，信号输出板包括：第二CPLD逻辑控制芯片，其配置有第二IO 口；第二STM32主控单元，通过高速并口连接第二CPLD逻辑控制芯片。

进一步地，第二STM32主控单元，具有第二CAN总线接口。

进一步地，信号输入板还包括：第二串口转以太网模块，连接第二STM32 主控单元的232接口，并具有第二以太网接口，其用于将工控机发送的信号转换为232串口的信号。

进一步地，第二CPLD逻辑控制芯片，还配置有多路地址位选择接口，以供输出地址位选择信号。

本实用新型的悬浮控制器的综合测试平台，包括：主控板，其具有输入串口、多个以太网接口、多个IO口、多个CAN总线接口，输入串口用于连接外部的传感器；工控机，其通过多个以太网接口与主控板连接；辅助控制板，通过多个IO口与主控板连接，并且CAN总线接口至少用于连接悬浮控制器的 CAN接口。本实用新型降低了对悬浮控制器的各部件状态信息检测的错误率。

进一步地，本实用新型的主控板包括有信号输入板与信号输出板，信号输入板与信号输出板通过以太网与悬浮控制器进行交互，提高检测效率。

根据下文结合附图对本实用新型具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本实用新型的上述以及其他目的、优点和特征。

附图说明

后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本实用新型的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：

图1是根据本实用新型一个实施例的悬浮控制器的综合测试平台的示意性框图；

图2是根据本实用新型一个实施例的悬浮控制器的综合测试平台的示意性框图；

图3是根据图2中信号输入板的示意性框图；

图4是根据图2中信号输出板的示意性框图。

具体实施方式

图1是根据本实用新型一个实施例的悬浮控制器500的综合测试平台10 的示意性框图。图2是根据本实用新型一个实施例的悬浮控制器500的综合测试平台10的示意性框图。参见图1和图2，本实用新型提供了一种悬浮控制器 500的综合测试平台10。综合测试平台10可包括主控板200、工控机100和辅助控制板300。

主控板200可具有输入串口、多个以太网接口、多个IO口、多个CAN总线接口，输入串口用于连接外部的传感器400。传感器400传输的数据信息有：多路间隙信号、多路加速度信号、多路加速度信号预置等。上述间隙信号、加速度信号、加速度信号预置均可设置为一路或是多路信号，例如可设置为：6 路间隙信号、4路加速度信号、2路加速度信号预置等。

工控机100可通过多个以太网接口与主控板200连接。工控机100接收主控板200传送的数据信息，工控机100再对数据信息进行汇总显示、数据存储、命令发布等。

辅助控制板300可通过多个IO口与主控板200连接。辅助控制板300通过IO控制14连接至主控板200。辅助控制板300可配置有接触器。辅助控制板300可用于接收主控板200对外部负载700切换的控制。并且辅助控制板300 还可以将外部负载700切换的控制的反馈信号输出给主控机200。

CAN总线接口可至少用于连接悬浮控制器500的CAN接口。悬浮控制器 500通过CAN通信13连接至主控板200。本实施例通过设置有工控机100与主控板200，以降低对悬浮控制器500的各部件状态信息检测的错误率。

在一些实施例中，工控机100还可配置有人机界面的操作功能区。主控板 200可通过操作功能区进行界面显示和界面操作，并可实现综合测试平台10的所有流程及型式试验相关流程。若是检测过程中发现故障，立即在工控机100 的人机界面的操作功能区显示。若是检测过程中发现故障，立即进行记录。

在一些实施例中，综合测试平台10还可包括外部电源600，外部电源600 提供110VDC电源600(110V直流电源600)和330VDC电源600(330V直流电源600)。辅助控制板300可用于接收主控板200对外部110VDC电源600 和外部330VDC电源600的控制。

图3是根据图2中信号输入板210的示意性框图。图4是根据图2中信号输出板220的示意性框图。参见图3至图4，主控板200可包括信号输入板210 和信号输出板220。信号输入板210与信号输出板220可通过以太网与悬浮控制器500进行信号交互，提高检测效率。

信号输入板210上可设置有与传感器400相连的输入串口、以太网接口中用于向工控机100发送信号的第一以太网接口、CAN总线接口中用于接收悬浮控制器500信号的第一CAN总线接口、IO口中用于接收辅助控制板300状态信号的第一IO口。

信号输入板210可接收来自悬浮控制器500的CAN通信数据、以太网数据、传感器400的485数据和辅助控制板300的接触器的辅助触点的状态，并且信号输入板210可通过以太网通信11将上述所有数据信息发送至工控机 100。信号输入板210可对传感器400加速度和间隙数据进行采集。

在一些实施例中，信号输入板210可采用全隔离485协议电平，无需额外隔离电源600芯片，ADM2682内含电源600转换芯片，直接为485隔离端供电。

信号输出板220上可设置有以太网接口中用于接收工控机100信号的第二以太网接口、CAN总线接口中用于向悬浮控制器500发送信号的第二CAN总线接口、IO口中用于向辅助控制板300提供信号的第二IO口。

信号输出板220可通过以太网通信11与工控机100连接。并且信号输出板 220可分别与外部的指示单元和外部的悬浮控制器500连接。信号输出板220 接收来自工控机100的所有数据信息，并将所有数据信息发送给辅助控制板300 的接触器的控制部分及悬浮控制器500。

信号输入板210可包括第一CPLD逻辑控制芯片212和第一STM32主控单元211。第一CPLD逻辑控制芯片212可配置有输入串口以及第一IO口。第一STM32主控单元211可通过高速并口连接第一CPLD逻辑控制芯片212。

第一STM32主控单元211可具有第一CAN总线接口。

信号输入板210还可包括第一串口转以太网模块216。第一串口转以太网模块216可连接第一STM32主控单元211的232接口。并且第一串口转以太网模块216可具有第一以太网接口。第一串口转以太网模块216可用于将232 接口的信号转换为向工控机100发送的信号。

本实施例中的综合测试平台10通过CAN通信与外部悬浮控制器500的底层软件进行交互，可按设定的出厂检验次序进行部件和功能检测。检测过程中发现故障，立马在操作功能区进行显示，并进行记录。

信号输入板210还可包括AD采集单元213。AD采集单元213可包括用于连接悬浮控制器500的模拟量输出口。第一CPLD逻辑控制芯片212还可配置有与AD采集单元213连接的采集接口。

第一CPLD逻辑控制芯片212可分别与AD采集单元213、第一485通信单元214和多路数字量采集单元215连接。由于本实施中外部的传感器400的数据采样速率达到1MHz(1us)，任何一款MCU的IO中断相应速度都不足以满足上述要求，所以本实施例采用第一CPLD逻辑控制芯片212，应用其ns级延迟，并行处理的能力，来采集处理传感器400的数据，同时也将综合测试平台 10中的相关逻辑运算放到第一CPLD逻辑控制芯片212中运行。

本实施例的AD采集单元213采用6通道同步采集芯片AD8556芯片，对输入的模拟信号进行采集。在一些实施例中，可通过SPI总线，经由第一CPLD 逻辑控制芯片212对模拟信号进行处理，送至第一STM32主控单元211进行数据处理。为了提高模拟通道的采样精度，采用高精度运算放大器OP1177对数据进行滤波，同时提高系统的阻抗，使后续的AD采集单元213采样得到的数据更加稳定。

在一些实施例中，多路数字量采集单元215可包括多路110V和多路15V 数字量采集单元。上述多路110V和多路15V数字量采集单元均可设置为一路或是多路信号，例如可设置为：2路110V和8路15V数字量采集单元。

在一些实施例中，信号输入板210还可包括CAN通讯模块。CAN通讯模块采用隔离CAN系统，通过ZJYTS81R5和NUP2105LT，提高系统的抗干扰能力，全隔离CAN系统无需外接隔离电源600，使得本实施例中的综合测试平台10设计简单可靠。

在另一些实施例中，信号输入板210还可预留8路15V数字量输入接口和2路110V数字量输入接口，以采集数字量状态，并通过光耦进行隔离。

在又一些实施例中，信号输入板210还可包括外部电源600。为了保证系统安全可靠运行，综合测试平台10需要进线24V电源600，共输出4路电压： 5V、15V、±15V和3.3V。其中，5V为CAN通讯芯片供电，15V为数字量采集光耦供电，±15V为AD采集单元213以及运算放大器供电，3.3V为第一 STM32主控单元211和第一CPLD逻辑控制芯片212等芯片供电。

信号输出板220可包括第二CPLD逻辑控制芯片222和第二STM32主控单元221。第二CPLD逻辑控制芯片222可配置有第二IO口。第二STM32主控单元221可通过高速并口连接第二CPLD逻辑控制芯片222。

参见图4，第二CPLD逻辑控制芯片222与采集量的输出信号进行逻辑综合，将数据信号转换为1MHz的方波信号。1MHz的方波信号再经过485芯片转换为485电平信号。485电平信号包括加速度信号和间隙信号。

第二STM32主控单元221可具有第二CAN总线接口。

信号输入板210还可包括第二串口转以太网模块226。第二串口转以太网模块226可连接第二STM32主控单元221的232接口。并且第二串口转以太网模块226可具有第二以太网接口。第二串口转以太网模块226可用于将工控机100发送的信号转换为232串口的信号。

第二CPLD逻辑控制芯片222还可配置有多路地址位选择接口，以供输出地址位选择信号。第二CPLD逻辑控制芯片222可分别与多路地址位选择通道 223、第二485通信单元224和多路继电器输出单元225连接。多路地址位选择通道223可为4路地址位选择通道。

在一些实施例中，多路继电器输出单元225可采用多路110V和多路24V 继电器输出单元。上述多路110V和多路24V继电器输出单元可设置为一路或是多路信号，例如可设置为：2路110V和8路24V继电器输出单元。

在一些实施例中，信号输出板220还可提供带光耦隔离的地址线输出接口，以便于多机调试。

在另一些实施例中，信号输出板220还可提供全隔离的8路继电器输出信号，以供后续控制继电器使用。

在又一些实施例中，信号输出板220还可提供2路110V继电器输出信号。

信号输出板220的进线24V电源600经过全隔离电源600模块，除了输出上述4路电压，还进行额外需要2路隔离的24V电源600，以提供110V继电器和24V继电器。

至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本实用新型的多个示例性实施例，但是，在不脱离本实用新型精神和范围的情况下，仍可根据本实用新型公开的内容直接确定或推导出符合本实用新型原理的许多其他变型或修改。因此，本实用新型的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。

Claims (10)

1.一种悬浮控制器的综合测试平台，其特征在于，包括：

主控板，其具有输入串口、多个以太网接口、多个IO口、多个CAN总线接口，所述输入串口用于连接外部的传感器；

工控机，其通过多个所述以太网接口与所述主控板连接；

辅助控制板，通过多个所述IO口与所述主控板连接，并且所述CAN总线接口至少用于连接所述悬浮控制器的CAN接口。

2.根据权利要求1所述的综合测试平台，其特征在于，所述主控板包括：

信号输入板，其上设置有与所述传感器相连的所述输入串口、所述以太网接口中用于向所述工控机发送信号的第一以太网接口、所述CAN总线接口中用于接收所述悬浮控制器信号的第一CAN总线接口、所述IO口中用于接收所述辅助控制板状态信号的第一IO口；

信号输出板，其上设置有所述以太网接口中用于接收所述工控机信号的第二以太网接口、所述CAN总线接口中用于向所述悬浮控制器发送信号的第二CAN总线接口、所述IO口中用于向所述辅助控制板提供信号的第二IO口。

3.根据权利要求2所述的综合测试平台，其特征在于，所述信号输入板包括：

第一CPLD逻辑控制芯片，其配置有所述输入串口以及所述第一IO口；

第一STM32主控单元，通过高速并口连接所述第一CPLD逻辑控制芯片。

4.根据权利要求3所述的综合测试平台，其特征在于

所述第一STM32主控单元，具有所述第一CAN总线接口。

5.根据权利要求3所述的综合测试平台，其特征在于，所述信号输入板还包括：

第一串口转以太网模块，连接所述第一STM32主控单元的232接口，并具有所述第一以太网接口，其用于将所述232接口的信号转换为向所述工控机发送的信号。

6.根据权利要求3所述的综合测试平台，其特征在于，所述信号输入板还包括：

AD采集单元，其包括用于连接所述悬浮控制器的模拟量输出口；

所述第一CPLD逻辑控制芯片，还配置有与所述AD采集单元连接的采集接口。

7.根据权利要求2所述的综合测试平台，其特征在于，所述信号输出板包括：

第二CPLD逻辑控制芯片，其配置有所述第二IO口；

第二STM32主控单元，通过高速并口连接所述第二CPLD逻辑控制芯片。

8.根据权利要求7所述的综合测试平台，其特征在于

所述第二STM32主控单元，具有所述第二CAN总线接口。

9.根据权利要求7所述的综合测试平台，其特征在于，所述信号输入板还包括：

第二串口转以太网模块，连接所述第二STM32主控单元的232接口，并具有所述第二以太网接口，其用于将所述工控机发送的信号转换为232串口的信号。

10.根据权利要求7所述的综合测试平台，其特征在于

所述第二CPLD逻辑控制芯片，还配置有多路地址位选择接口，以供输出地址位选择信号。

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