[发明专利]基于WinPac控制器的机车控制系统及实现方法

说明书

技术领域

本发明涉及机车控制领域，尤其是涉及一种基于WinPac控制器的机车控制系统。

本发明还涉及一种基于WinPac控制器的机车控制系统的实现方法。

背景技术

现有的机车控制系统尤其是内燃直流调车机车的微机控制系统一般是基于单片机或者PLC技术进行控制，其中，单片机数据处理能力强，但逻辑运算能力弱；而PLC逻辑运算能力强，但也有数据处理能力弱、通讯方式较少等缺点。而WinPac技术是基于Windows CE5.0操作系统和RISC平台的工控技术，其将单片机、PLC这两种技术的优势方面结合起来，形成强大的数据处理和逻辑运算能力，而且具有多种通讯方式等优点，不论是数据采集、运动控制、信息传输、网络通讯等，都能比较容易地轻松实现。所以基于WinPac技术的机车微机控制系统，具有经济性好、运用灵活、功能强大、适用范围广泛等优点。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：针对现有技术存在的问题，提供一种数据处理和逻辑运算能力强、具有多种通讯方式的基于WinPac控制器的机车控制系统及实现方法，满足机车运行中数据采集、运动控制、信息传输、网络通讯等需求。

本发明要解决的技术问题采用以下技术方案来实现：基于WinPac控制器的机车控制系统，包括用于机车数字信号、模拟信号和频率信号采集的信号输入模块、用于机车数字信号输出的信号输出模块、用于机车主发恒功控制的励磁控制模块以及用于系统信息的显示、存储及输入输出的HMI模块和WinPac控制器；所述的信号输入模块的输出端口与WinPac控制器的输入端口相互连接，所述的信号输出模块、励磁控制模块和HMI模块的输入端口分别与WinPac控制器的输出端口相互连接。

进一步地，所述的信号输入模块包括数字量输入模块、模拟量输入模块和频率量输入模块，并且所述的数字量输入模块用于机车数字量信号的采集，所述的模拟量输入模块用于机车传感器信号的采集，所述的频率量输入模块用于频率脉冲信号的采集。

进一步地，所述的数字量输入模块、模拟量输入模块和频率量输入模块均通过WinPac控制器下面的背板总线分别与WinPac控制器的CPU电连接。

进一步地，所述的数字量输入模块至少为一个，所述的模拟量输入模块至少为一个。

进一步地，所述的信号输出模块是至少一个数字量输出模块，其输出的数字控制信号通过固态继电器放大处理后输出到执行元件。

进一步地，所述的HMI模块与WinPac控制器之间是以Modbus RTU通讯方式相互通信。

上述的基于WinPac控制器的机车控制系统的实现方法，主要包括如下步骤：S1)机车控制系统的上电自检与初始化；S2)机车控制系统起用通讯线程；S3)机车控制系统起用频率量检测与数据处理线程；S4)机车数字量和模拟量的输入检测与机车逻辑控制运算处理线程；S5)机车控制系统根据逻辑控制运算结果进行机车故障判断，如果出现故障，控制系统进行故障诊断与报警；S6)机车控制系统根据故障报警进一步判断该故障是否影响机车正常牵引，如果没有发生牵引故障，机车控制系统将维持机车恒功控制输出；S7)重复上述的S4至S6步骤。

进一步地，所述的S5)步骤中，机车控制系统根据逻辑控制运算结果进行机车故障判断时，如果没有发生故障，机车控制系统的逻辑控制输出信号控制柴油机调速，维持机车恒功控制输出，机车控制系统重新进行机车数字量和模拟量的输入检测与机车逻辑控制运算处理线程。

进一步地，所述的S6)步骤中，如果机车控制系统根据故障报警进一步判断出发生了影响机车正常牵引的牵引故障，机车控制系统将进行机车卸载保护，并输出逻辑控制输出信号来控制柴油机调速，维持机车恒功控制输出，机车控制系统重新进行机车数字量和模拟量的输入检测与机车逻辑控制运算处理线程。

进一步地，所述的机车恒功控制输出是输出幅值电压为24V、占空比为10％-99％的PWM波。