[发明专利]基于微机网络控制的机车电控空气制动系统中央控制单元

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于微机网络控制的机车电控空气制动系统中央控制单元。

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。传统的货车制动系统依靠压缩空气传递制动指令，由于制动波速低，各车辆制动的同步性差，导致列车纵向冲动过大，影响列车安全和运用效率。解决以上问题可以采用动力分布无线重联同步控制技术(LOCOTROL)或者列车ECP电空制动技术。

LOCOTROL技术虽然在一定程度上改善了重载组合列车制动性能，能够基本满足运用条件。但组合列车机车和各车辆制动指令仍然存在着一定的延迟时间，无法从根本上解决各车辆制动不同步的问题。

发明内容

为了解决目前重载组合列车制动不同步的技术问题，本发明提供一种基于微机网络控制的机车电控空气制动系统中央控制单元。

为了实现上述技术目的，本发明的技术方案是，一种基于微机网络控制的机车电控空气制动系统中央控制单元，包括电源模块、IO模块、控制模块和通信模块，所述的控制模块分别通信连接IO模块和通信模块，所述的电源模块为IO模块、控制模块和通信模块供电；所述的中央控制单元安装于包括列车的机车和车辆上；

所述的控制模块包括处理器、扩展CHIPDISK、总线扩展模块和双口RAM，所述的处理器分别与扩展CHIPDISK、总线扩展模块和双口RAM通信连接，总线扩展模块通信连接至IO模块，双口RAM通信连接至通信模块。

所述的一种基于微机网络控制的机车电控空气制动系统中央控制单元，所述的IO模块包括控制芯片、FPGA、输出控制电路和数字量输入电路，所述的控制芯片分别通信连接FPGA、输出控制电路和数字量输入电路，FPGA采集模拟量信号。

所述的一种基于微机网络控制的机车电控空气制动系统中央控制单元，所述的通信模块包括MVB通信模块、异步422模块和同步422模块，所述的MVB通信模块连接至FPGA，所述的异步422模块和同步422模块连接至控制芯片。

所述的一种基于微机网络控制的机车电控空气制动系统中央控制单元，其特征在于，所述的电源模块包括电源隔离转换模块，输入端连接110V直流电，并输出15V和5V直流电。

一种基于微机网络控制的机车电控空气制动系统中央控制实现方法，其特征在于，基于所述的中央控制单元，包括以下步骤：

将安装于包括列车的机车和车辆上的中央控制单元在机车网络上进行注册以建立中央控制单元信息数据库，并为各中央控制单元分配唯一的网络地址；然后通过排序过程获取任意中央控制单元在列车网络中的位置信息，同时将系统操作信息发送给所有中央控制单元，进入正常工作状态。

所述的一种基于微机网络控制的机车电控空气制动系统中央控制实现方法，所述的将安装于包括列车的机车和车辆上的中央控制单元在机车网络上进行注册，包括以下步骤：

发送设备信息查询命令，解锁设备信息查询响应；

注册所有的辅机ECU即辅机中央控制单元设备，并分配网络地址；

注册所有的EPS设备，并分配网络地址；

注册所有的CCD或EOT设备，并分配网络地址。

在注册的过程中，操纵端(有司机端)的为主机ECU，非操纵端(无司机)的为辅机ECU。ECU的全名是Electrical Control Unit。EPS是指Electrical Control Pneumatic Power Supply，CCD是指Car Control Device，EOT是指End of-Train Device。

所述的一种基于微机网络控制的机车电控空气制动系统中央控制实现方法，所述的通过排序过程获取任意中央控制单元在列车网络中的位置信息，包括以下步骤：

排序准备阶段，对设备进行排序相关的初始化；

车辆排序阶段，所有的参与排序的设备确定其在列车中的相对位置和方向；

数据收集阶段，所有的排序车辆和机车向主控ECU报告排序结果。

所述的一种基于微机网络控制的机车电控空气制动系统中央控制实现方法，所述的排序准备阶段包括以下步骤：

(a)HEU在列车总线上广播排序准备命令，初始化所有参加排序的设备；HEU是指Head End Unit。

(b)主控ECU命令230Vdc列车总线电源关闭；