[发明专利]基于CANopen协议的分布式机车制动控制装置及方法

说明书

本发明公开了一种基于CANopen协议的分布式机车制动控制装置及方法，装置包括分布式制动处理模块和四个制动控制子模块；分布式制动处理模块采用CAN双绞线与四个制动控制子模块相连，构成总线式通信拓扑结构的内部CAN网络；四个制动控制子模块分别为均衡控制模块、电子分配阀控制模块、列车控制模块、补机控制模块，用于完成各自负责的传感器状态信息采集和执行机构控制；分布式制动处理模块与制动控制子模块及机车其它设备通信，用于完成自身信号采集与输出、监控并记录内部CAN网络通信数据和各制动控制子模块状态信息；当某个模块负责的传感器和执行机构出现故障时，由其它模块协同制动。本发明能够有效提高系统的可靠性和安全性。

技术领域

本发明涉及一种用于列车制动控制的分布式制动控制装置，特别涉及一种基于CANopen协议的分布式机车制动控制装置及方法。

背景技术

世界轨道交通在朝着“重载列车，高速客运”的目标发展。但是货物重量和列车速运的提升使得机车在制动控制有效可靠性能上提出了更高的要求。

目前应用较为广泛的重载列车制动控制单元多为DK-2型制动控制单元，该系统采用集中式设计，整体系统采用单个CPU的工作模式，并辅助以外围输入输出、通信电路实现数据的采集和输出，该系统已成熟应用于我国大多数的电力机车制动系统中，但是考虑到集中式控制所带来的容错以及系统高负荷等问题，提高制动系统的可靠性和安全性，急需研究多个控制模块组成的分布式制动控制单元。

发明内容

本发明所解决的技术问题是，针对现有技术的不足，提供一种基于CANopen协议的分布式机车制动控制装置，能够有效提高系统的可靠性和安全性。

本发明所提供的技术方案是：

一种基于CANopen协议的分布式机车制动控制装置，包括分布式制动处理模块(DBPU)和四个制动控制子模块；

所述分布式制动处理模块采用CAN双绞线与四个制动控制子模块相连，构成总线式通信拓扑结构的内部CAN网络，内部CAN网络采用CANopen协议进行通信；

四个制动控制子模块分别为均衡控制模块ERCP、电子分配阀控制模块EDCP、列车控制模块BPCP、补机控制模块SLCP，用于完成各自负责的传感器状态信息采集和电磁阀及执行机构控制；

所述分布式制动处理模块与制动控制子模块及机车其它设备通信，用于完成自身信号采集与输出、监控并记录内部CAN网络通信数据和各制动控制子模块状态信息；

当分布式制动处理模块和四个制动控制子模块中，某个模块负责的传感器和执行机构出现故障时，由其它模块协同制动。

所述的分布式制动处理模块包括第一控制模块和通信模块；

所述通信模块包括MVB网络通信模块和第一CAN通信模块；所述第一控制模块通过MVB网络通信模块与机车其它设备通信连接，并通过第一CAN通信模块与制动控制子模块通信连接；第一控制模块用于接收机车内部网络信号并产生相应控制输出。

所述制动控制子模块包括第二控制模块、第二CAN通信模块、PWM输出模块和状态记录模块；

第二控制模块用于处理数字及模拟输入信号，接收制动装置内部CAN网络信号，同时产生相应的控制信号；

第二CAN通信模块用于与制动装置内部的CAN通信设备进行数据通信；

PWM输出模块用于输出PWM数字量信号；

状态记录模块用于记录第二控制模块的输入输出控制指令数据、第二CAN通信模块的信号输入、输出数据、PWM输出模块的输出数据。

所述第二控制模块通过第二CAN通信模块与其它三个制动控制子模块以及分布式制动处理模块通信连接。