專利名稱：一種基于pac技術(shù)的交流傳動機(jī)車微機(jī)控制柜的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種機(jī)車，特別是一種機(jī)車微機(jī)控制柜。
背景技術(shù)：
在國內(nèi)外，隨著計算機(jī)技術(shù)的高速發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的成熟，微機(jī)控制在機(jī)車上運(yùn)用 越來越廣泛，交流傳動機(jī)車微機(jī)控制柜在國內(nèi)外，均是各機(jī)車產(chǎn)品供應(yīng)商自行研制，大多采 用單片機(jī)、標(biāo)準(zhǔn)EXP微機(jī)機(jī)箱插件形式制作，由于產(chǎn)品數(shù)量小，研制投入大，因此不僅價格 昂貴，而且產(chǎn)品故障率高；因此采用成熟可靠的并大量生產(chǎn)以PAC控制技術(shù)為基礎(chǔ)的工業(yè) 控制產(chǎn)品作為交流傳動機(jī)車微機(jī)控制柜硬件，并自主開發(fā)系統(tǒng)軟件，這樣研制的產(chǎn)品硬件 統(tǒng)一，而且升級容易，不僅產(chǎn)品成本低，產(chǎn)品質(zhì)量也能得到保證，同時產(chǎn)品售后備品數(shù)量少， 售后成本也大量降低。

實用新型內(nèi)容本實用新型的發(fā)明目的在于針對上述存在的問題，提供一種成本更低、穩(wěn)定性更 好的基于PAC技術(shù)的交流傳動機(jī)車微機(jī)控制柜。本實用新型采用的技術(shù)方案是這樣的一種基于PAC技術(shù)的交流傳動機(jī)車微機(jī)控 制柜，包括一個CPU控制單元和多個I/O插件，所述I/O插件包括與CPU控制單元連接的模 擬量輸入模塊、頻率量采集模塊、模擬量輸出模塊、數(shù)字量輸入輸出模塊、通訊模塊、閉環(huán)控 制模塊和功率驅(qū)動模塊，其中模擬量輸入模塊通過傳感器或變送器負(fù)責(zé)采集標(biāo)準(zhǔn)的電流或 者電壓信號，并發(fā)送給CPU控制單元，頻率量采集模塊負(fù)責(zé)采集頻率在20k之內(nèi)的高速計數(shù) 脈沖信號，并發(fā)送給CPU控制單元傳輸信號，模擬量輸出模塊根據(jù)控制比例負(fù)責(zé)向柴油機(jī) 油門信號控制器傳輸標(biāo)準(zhǔn)的4-20m A模擬電流信號，數(shù)字量輸入模塊負(fù)責(zé)采集外部參與控 制的開關(guān)量輸入信號，數(shù)字量輸出模塊負(fù)責(zé)輸出控制開關(guān)信號，驅(qū)動功率驅(qū)動模塊，閉環(huán)控 制模塊接收CPU控制單元輸入的斬波信號，并輸出相應(yīng)的電壓信號，調(diào)節(jié)電機(jī)的電壓、電流 以及輸出功率，功率驅(qū)動模塊負(fù)責(zé)接收數(shù)字量輸出模塊輸出的開關(guān)量信號，通過信號放大 驅(qū)動外部的執(zhí)行元件，通訊模塊負(fù)責(zé)與其他控制器進(jìn)行數(shù)據(jù)交換及共享。所述CPU控制單元設(shè)置有同步液晶顯示屏；采用友好人機(jī)液晶界面，數(shù)據(jù)讀取直 觀簡潔，數(shù)據(jù)導(dǎo)入導(dǎo)出方便，減小維護(hù)時間；所述閉環(huán)控制模塊為PID閉環(huán)控制模塊。綜上所述，由于采用了上述技術(shù)方案，本實用新型的有益效果是通過輸出標(biāo)準(zhǔn)模 擬量信號控制柴油機(jī)轉(zhuǎn)速，使柴油機(jī)的平滑升降過渡以及轉(zhuǎn)速的穩(wěn)定；同時，采用邏輯控制 取代控制電路的有觸點電器控制及其線路部分，使控制線路結(jié)構(gòu)簡化，故障點減少；另外， 通過PWM斬波技術(shù)，實現(xiàn)機(jī)車的恒功特性控制，使機(jī)車具有良好的牽引性能；采用國際通用 標(biāo)準(zhǔn)的RS串口和TCN網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行組網(wǎng)控制，網(wǎng)絡(luò)傳輸速度高，無錯誤，穩(wěn)定性好。

圖1是本實用新型基于PAC技術(shù)的交流傳動機(jī)車微機(jī)控制柜的結(jié)構(gòu)框圖；圖2是本實用新型基于PAC技術(shù)的交流傳動機(jī)車微機(jī)控制柜的工作原理框圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖，對本實用新型作詳細(xì)的說明。為了使本實用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，
以下結(jié)合附圖及實施 例，對本實用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋 本實用新型，并不用于限定本實用新型。如圖1和圖2所示，本實用新型一種基于PAC技術(shù)的交流傳動機(jī)車微機(jī)控制柜以 交流傳動內(nèi)燃機(jī)車為平臺，包括一個CPU控制單元和多個I/O插件，其中I/O插件包括數(shù)字 量輸入輸出模塊，模擬量輸入輸出模塊，頻率量采集、高速計數(shù)器模塊，閉環(huán)控制模塊、通訊 模塊等幾部分組成。CPU控制單元用于接收數(shù)據(jù)采集模塊和通訊模塊的數(shù)據(jù)；針對不同的控制采用 相應(yīng)的邏輯控制，根據(jù)接收的數(shù)據(jù)進(jìn)行檢測結(jié)果的計算、整定；根據(jù)預(yù)置數(shù)據(jù)與采集數(shù)據(jù)相 比較，設(shè)置故障級別，判斷各個采集信號是否在規(guī)定安全范圍內(nèi)，若有故障，判斷故障級別， 根據(jù)級別的高低根據(jù)進(jìn)行機(jī)車故障報警、機(jī)車卸載、柴油機(jī)停機(jī)等保護(hù)；外接串口和以太網(wǎng) 通訊接口，滿足通訊組網(wǎng)的要求；根據(jù)柴油機(jī)、主發(fā)電機(jī)等的特性曲線，輸出相應(yīng)的斬波信 號給PWM插件板，完成對機(jī)車的自動控制。模擬量輸入模塊與頻率量采集模塊用于與各種專用傳感器、變送器結(jié)合，擁有 多種輸入通道，具有模數(shù)轉(zhuǎn)換、脈沖捕捉、頻率測量、高速計數(shù)等功能，主要負(fù)責(zé)采集機(jī)車速 度、柴油機(jī)轉(zhuǎn)速、通風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速、電流、電壓等信號，為CPU控制單元提供相應(yīng)的參數(shù)。模擬量輸出模塊根據(jù)司控器檔位信號向柴油機(jī)油門信號控制器輸出4 - 20mA的 標(biāo)準(zhǔn)模擬電流信號，控制柴油機(jī)轉(zhuǎn)速。數(shù)字量輸入輸出模塊負(fù)責(zé)各個開關(guān)量信號的采集、輸出，按照既定的邏輯控制要 求，自動完成各個電氣控制元件、執(zhí)行元件的開通關(guān)斷。通訊模塊具有微機(jī)系統(tǒng)通訊的必要通訊口 RS485擴(kuò)展、CAN、MVB等。滿足點對 點通訊、現(xiàn)場總線等要求。通過通訊插件板實現(xiàn)各種控制網(wǎng)絡(luò)的組建、各種通訊協(xié)議的總體 轉(zhuǎn)換以及必要的增加I/O擴(kuò)展。閉環(huán)控制模塊基于PWM斬波控制技術(shù)，根據(jù)從CPU控制單元傳送的斬波信號，采 用PID閉環(huán)控制實現(xiàn)勵磁調(diào)節(jié)功能。功率驅(qū)動模塊一是對微機(jī)輸出的數(shù)字量信號進(jìn)行放大，按照既定的邏輯控制要 求，自動完成各個電氣控制元件、執(zhí)行元件的開通關(guān)斷；二是對微機(jī)輸出的PWM信號進(jìn)行放 大，完成主發(fā)電機(jī)勵磁調(diào)節(jié)。同步液晶顯示屏用于顯示機(jī)車運(yùn)行過程中的各種參數(shù)和故障信息，同時可進(jìn)行 機(jī)車的故障診斷、故障查詢，顯示信息按功能分頁顯示，各顯示頁面間可手動觸控相應(yīng)按鍵 進(jìn)行頁面切換。 在各個I/O插件在CPU控制單元的統(tǒng)一管理下，相互配合嵌套使用，涵蓋機(jī)車邏輯 控制、模擬量/頻率量數(shù)據(jù)的采集與檢測、牽引特性控制、空轉(zhuǎn)/滑行保護(hù)、機(jī)車保護(hù)、故障診斷、數(shù)據(jù)實時顯示、柴油機(jī)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)、現(xiàn)場通訊等功能。 以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本 實用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實用新型 的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種基于PAC技術(shù)的交流傳動機(jī)車微機(jī)控制柜，其特征在于包括CPU控制單元和 多個I/O插件，所述I/O插件均與CPU控制單元連接，所述I/O插件包括模擬量輸入模塊、 頻率量采集模塊、模擬量輸出模塊、數(shù)字量輸入輸出模塊、通訊模塊、閉環(huán)控制模塊、功率驅(qū) 動模塊和通訊模塊，所述功率驅(qū)動模塊與數(shù)字量輸出模塊連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于PAC技術(shù)的交流傳動機(jī)車微機(jī)控制柜，其特征在于所 述CPU控制單元設(shè)置有同步液晶顯示屏，所述同步液晶顯示屏與CPU控制單元間雙向傳輸 數(shù)據(jù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于PAC技術(shù)的交流傳動機(jī)車微機(jī)控制柜，其特征在于所 述閉環(huán)控制模塊為PID閉環(huán)控制模塊。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于PAC技術(shù)的交流傳動機(jī)車微機(jī)控制柜，其特征在于所 述閉環(huán)控制模塊接收CPU控制單元的斬波信號。
專利摘要本實用新型公開了一種基于PAC技術(shù)的交流傳動機(jī)車微機(jī)控制柜，其特征在于包括CPU控制單元和多個I/O插件，所述I/O插件均與CPU控制單元連接，所述I/O插件包括模擬量輸入模塊、頻率量采集模塊、模擬量輸出模塊、數(shù)字量輸入輸出模塊、通訊模塊、閉環(huán)控制模塊、功率驅(qū)動模塊和通訊模塊，所述功率驅(qū)動模塊與數(shù)字量輸出模塊連接，通過輸出標(biāo)準(zhǔn)模擬量信號控制柴油機(jī)轉(zhuǎn)速，使柴油機(jī)的平滑升降過渡以及轉(zhuǎn)速的穩(wěn)定；同時，采用邏輯控制取代控制電路的有觸點電器控制及其線路部分，使控制線路結(jié)構(gòu)簡化，故障點減少。
文檔編號B61C17/00GK201842094SQ201020579020
公開日2011年5月25日 申請日期2010年10月27日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月27日
發(fā)明者倪冬, 馮坷欣, 葉頂康, 周遠(yuǎn)軍, 孟玉發(fā), 張虎, 李茹華, 楊德萍, 楊波, 樊遲, 熊明彬, 王永 申請人:南車資陽機(jī)車有限公司