中国标准动车组车塞拉门控制系统技术方案

本发明专利技术公开了一种中国标准动车组车塞拉门控制系统，解决了目前的电控塞拉门用气动进行控制时，容易造成很多误操作的结果，导致的体验低，不够智能化的技术问题。本发明专利技术包括：电子门控器单元、永磁无刷电机和门动机构；电子门控器单元通过永磁无刷电机控制门动机构；电子门控器单元包括主控芯片、FPGA单元、PWM单元以及霍尔传感器单元；主控芯片与FPGA单元、PWM单元、霍尔传感器单元通信连接；FPGA单元，用于获取外部输入信号，并传输至主控芯片，以及将主控芯片的控制信号输出至外部；PWM单元、霍尔传感器单元通过电机驱动电路与永磁无刷电机电性连接；PWM单元用于根据主控芯片的电信号驱动永磁无刷电机，霍尔传感器单元用于获取永磁无刷电机的当前位置。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及轨道交通
，尤其涉及一种中国标准动车组车塞拉门控制系统。
技术介绍
标准动车组上的塞拉门是安装在车体侧墙上的具有密封功能的客室侧门。在门的开启和关闭过程中，门扇沿着导轨运行；门关闭后与门框塞紧，门外侧与车体外侧平齐；门开启后门扇位于车体外侧。常见的电控塞拉门由基架，门扇、驱动、操作、门锁、电控等部件组成，驱动部件中的气缸通过连杆机构、电控气动塞拉门内部、电控气动塞拉门内部与门扇、小车、脚踏板连接，门扇挂接在小车的滚轮上，门锁部件中的拨叉通过钢丝绳连接内外操作装置，电控部件中的电磁阀通过电路、气路系统连接驱动部件的气缸、门锁部件中的气缸、操作部件中的内外操作装置，具有使门的开启与关闭方便、省力、安全，能防止车门挤压旅客，还可实现全列车车门的集中控制和分别控制，使各车厢的车门开启与关闭自动化。为了能够适应中国的高速铁路运营环境和条件，满足更为复杂多样、长距离、长时间、连续高速运行等需求，打造适合中国国情、路情的高速动车组的设计、制造平台，实现高速动车组技术全面的自主化，从2012年开始，在中国铁路总公司的主导之下，集合国内有关企业、高校、科研单位等优势力量，开展了中国标准动车组的相关研制工作。目前动车组门控系统一直被国外厂商的门控器所独占，其采购和维护成本昂贵，因此亟需研发出我国自主的门控器系统。目前有的电控塞拉门用气动进行控制，容易造成很多误操作的结果，导致了体验低，不够智能化的技术问题。
技术实现思路
本专利技术公开了一种标准动车组车塞拉门控制系统，解决了目前的电控塞拉门均是用气动进行控制，容易造成很多误操作的结果，导致的体验低，不够智能化的技术问题。本专利技术实施例提供了一种塞拉门控系统，其包括电子门控器单元、永磁无刷电机和门动机构；电子门控器单元通过永磁无刷电机控制门动机构；所述电子门控器单元包括主控芯片、FPGA单元、PWM单元以及霍尔传感器单元；主控芯片与FPGA单元、PWM单元、霍尔传感器单元通信连接；其中，FPGA单元，用于获取外部输入信号，并传输至主控芯片，以及将主控芯片的控制信号输出至外部；PWM单元、霍尔传感器单元通过电机驱动电路与永磁无刷电机电性连接；PWM单元用于根据主控芯片的电信号驱动永磁无刷电机，霍尔传感器单元用于获取永磁无刷电机的当前位置。系统工作时，电子门控器单元采集门动机构控制信号，并根据采集的反馈信号获取门机构当前状态，以控制电机以及相关输出信号，保证门动机构正常工作。进一步地，电子门控器单元还包括：ETH总线，通过PHY单元与主控芯片电性连接，实现与以太网的通讯。进一步地，电子门控器单元还包括：AD采集单元，与主控芯片电性连接，用于采集系统电信息。进一步地，电子门控器单元还包括：内部数字量输入电路和内部数字量输出电路，与主控芯片电性连接；内部数字量输入电路，用于采集永磁无刷电机的故障信号；内部数字量输出电路，用于输出永磁无刷电机允许驱动的信号。进一步地，电子门控器单元还包括：系统指示灯单元，其与主控芯片电性连接，用于驱动所有塞拉门控系统的输入输出指示灯以及故障指示灯。进一步地，电子门控器单元还包括：数码管，其与主控芯片电性连接，用于驱动与电子门控器单元连接的LED数码管进行代码显示。进一步地，电子门控器单元还包括：FLASH存储器，其与主控芯片电性连接。进一步地，PWM单元和霍尔传感器单元还与电机驱动电路连接。进一步地，电子门控器单元还包括：外部数字量输入电路和外部数字量输出电路，通过FPGA单元与主控芯片电性连接。进一步地，电子门控器单元还包括：运行指示灯，其与主控芯片电性连接。进一步地，电子门控器单元还包括：电机连接端口(X1)、20位输出和电源端口(X2)、16位输入端口(X3)、16位输入端口(X4)、M12以太网接口(X5)以及CAN总线9芯连接孔型插座(X6)、CAN总线9芯连接针型插座(X7)、MVB总线9芯连接针型插座(X9)和MVB总线9芯连接孔型插座(X10)。进一步地，电子门控器单元还包括：下载调试标准方口USB接口，IO指示灯以及服务复位按钮。同时电子门控器单元还对各种保护信号进行采样，进行故障诊断和网络通信功能。从以上技术方案可以看出，本专利技术具有以下优点：用于标准化动车组门系统的无刷直流电机控制，通过接收门的控制指令或网络信息，控制电机开关门，并进行相应的灯光、蜂鸣器警示和TMCS信息通信，在算法和安全全面考虑，伺服控制，采用软硬件两级保护，在发挥产品的控制性能、开关门的平稳和准确性的基础上，又充分增加系统工作的安全性。1)塞拉门控系统具有10个输出、2个继电器输出和26个输入端口；可有效控制永磁无刷电机，同时具有MVB、以太网和CAN三种工业现场总线，极大拓展了应用范围和效果。2)通过自适应PID运动控制算法，实现塞拉门各种情况下可靠安全的开关门。3)通过硬件的冗余、合理布局等适应轨道交通行业严格的EMC、和环境实验。4)通过轨道交通行业的MVB和以太网一致性测试。5)远程实时诊断控制器的运行和诊断情况。本专利技术通过主控芯片、FPGA、PWM电路、霍尔传感器，实现了对塞拉门的智能控制，解决了目前的电控塞拉门在进行控制时，容易造成很多误操作的结果，导致的体验低，不够智能化的技术问题。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造
性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。图1为本专利技术提供的塞拉门控制系统的硬件结构示意图；图2为本专利技术提供的塞拉门控制系统的软件架构示意图；图3为本专利技术提供的塞拉门控制系统的电子门控器前视图；图4为本专利技术提供的塞拉门控制系统的电子门控器后视图；图5为本专利技术提供的塞拉门控制系统的电子门控器侧视图。具体实施方式参阅图1，显示出本专利技术提供的塞拉门控制系统，其包括：电子门控器单元(EDCU，简称门控单元)1、永磁无刷电机2和门动机构3；电子门控器单元1通过永磁无刷电机2控制门动机构3；电子门控器单元1根据列车控制信号(内侧开门信号、外侧开门信号、紧急请求信号、车速>10KM/h列车线、车速>5KM/h列车线、本地关门信号、紧急解锁、隔离、开门列车线、车速<5KM/h列车线、关门列车线、门释放列车线)和相关控制元件(关到位开关，隔离开关，……)发出的信号，从而使塞拉门实现开启和关闭动作。所述电子门控器单元1包括主控芯片、FPGA单元、PWM单元以及霍尔传感器(HALL)单元；主控芯片与FPGA单元、PWM单元、霍尔传感器单元通信连接；其中，FPGA单元，用于获取外部输入信号，并传输至主控芯片，以及将主控芯片的控制信号输出至外部；PWM单元、霍尔传感器单元通过电机驱动电路与永磁无刷电机2电性连接；PWM单元用于根据主控芯片的电信号驱动永磁无刷电机2，霍尔传感器单元用于获取永磁无刷电机2的当前位置。进一步地，电子门控器单元1还包括：ETH总线，通过PHY单元与主控芯片电性连接，实现与以太网的通讯。进一步地，电子门控器单元1还包括：AD采集单元，与主控芯片电性连接，用于采集系统电信息。进一步地，电子门控本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种塞拉门控制系统，其包括：电子门控器单元、永磁无刷电机和门动机构；所述电子门控器单元通过永磁无刷电机控制门动机构；所述电子门控器单元包括主控芯片、FPGA单元、PWM单元以及霍尔传感器单元；主控芯片与FPGA单元、PWM单元、霍尔传感器单元通信连接；其中，FPGA单元，用于获取外部输入信号，并传输至主控芯片，以及将主控芯片的控制信号输出至外部；PWM单元、霍尔传感器单元通过电机驱动电路与永磁无刷电机电性连接；PWM单元用于根据主控芯片的电信号驱动永磁无刷电机，霍尔传感器单元用于获取永磁无刷电机的当前位置；系统工作时，电子门控器单元采集门动机构控制信号，并根据采集的反馈信号获取门动机构当前状态，以控制永磁无刷电机以及相关输出信号，保证门动机构正常工作。

【技术特征摘要】
1.一种塞拉门控制系统，其包括：电子门控器单元、永磁无刷电机和门动机构；所述电子门控器单元通过永磁无刷电机控制门动机构；所述电子门控器单元包括主控芯片、FPGA单元、PWM单元以及霍尔传感器单元；主控芯片与FPGA单元、PWM单元、霍尔传感器单元通信连接；其中，FPGA单元，用于获取外部输入信号，并传输至主控芯片，以及将主控芯片的控制信号输出至外部；PWM单元、霍尔传感器单元通过电机驱动电路与永磁无刷电机电性连接；PWM单元用于根据主控芯片的电信号驱动永磁无刷电机，霍尔传感器单元用于获取永磁无刷电机的当前位置；系统工作时，电子门控器单元采集门动机构控制信号，并根据采集的反馈信号获取门动机构当前状态，以控制永磁无刷电机以及相关输出信号，保证门动机构正常工作。2.根据权利要求1所述的塞拉门控制系统，其特征在于，所述电子门控器单元还包括：ETH总线，通过PHY单元与主控芯片电性连接，实现与以太网的通讯。3.根据权利要求1所述的塞拉门控制系统，其特征在于，所述电子门控器单元还包括：AD采集单元，与主控芯片电性连接，用于采集系统电信息。4.根据权利要求1所述的塞拉门控制系统，其特征在于，所述电子门控器单元还包括：内部数字量输入电路和内部数字量输出电路，与主控芯片电性连接；内部数字量输入电路用于采集永磁无刷电机的故障信号；内部数字量输出电路用于输出永磁无刷电机允许驱动的信号。5.根据权利要求1所述的塞拉门控制系统，其特征在于，所述电子门控器单元还包括：系统指示灯单元，其与主控芯片电性连接，用于驱动所有塞拉门...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏兰，
申请(专利权)人：北京波斯曼技术有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11