机车的网络控制系统技术方案

本发明专利技术提供一种机车的网络控制系统，包括：主控单元、通信单元组、输入/输出单元组以及通信总线，各个单元与通信总线相连接。主控单元用于对机车的运行状态进行网络控制，并管理各单元之间基于通信总线的数据交换，该系统与各个机车系统通过通信单元进行数据通信，而输入/输出单元用于传输在主控单元进行网络控制过程中所产生的各个输入信号及输出信号。基于本发明专利技术实施例提供的系统，可以依据机车的配置设置各个通信单元及输入/输出单元，可以应用于内燃机车及电力机车，实行机车的网络控制功能，统一了这两种机车的网络控制系统框架。统一了这两种机车的网络控制系统框架。统一了这两种机车的网络控制系统框架。

【技术实现步骤摘要】
机车的网络控制系统


[0001]本专利技术涉及自动控制
，特别是涉及一种机车的网络控制系统。

技术介绍

[0002]随着轨道交通的快速发展，内燃机车以及电力机车已广泛应用于轨道交通中。机车的网络控制系统是机车实现各个功能的重要系统之一，而内燃机车与电力机车分别采用了不同的网络控制系统进行控制。
[0003]内燃机车一般采用机箱式的内燃机车微机控制装置，如LCS32控制平台，以及网关组成网络控制系统。通过微机控制装置内部配置的资源，实现对机车运行状态的控制。而电力机车通常采用模块化分布式控制技术构建网络控制系统，如采用分布式结构的DTECS平台。通过分散布置的各个模块进行信号采集以及中央控制，实现对机车运行状态的控制。
[0004]现有技术中，内燃机车与电力机车采用了不同的网络控制系统框架，设备差异较大，互相间无法兼容，导致在生产及设计过程中需要配备两套不同的生产及设计系统，给生产研发工作带来了较大压力。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术实施例提供一种机车的网络控制系统，以解决内燃机车与电力机车的网络控制系统差异较大，需配备不同的生产及设计系统，给生产研发工作带来了较大压力的问题。
[0006]为实现上述目的，本专利技术实施例提供如下技术方案：
[0007]一种机车的网络控制系统，包括：
[0008]主控单元、通信单元组、输入/输出单元组以及通信总线；
[0009]所述通信单元组中包括至少一个通信单元；
[0010]所述输入/输出单元组中包括至少一个输入/输出单元；
[0011]所述主控单元、各个所述通信单元以及各个所述输入/输出单元，分别与所述通信总线相连接；
[0012]所述主控单元用于对机车的运行状态进行网络控制，并管理所述主控单元、各个所述通信单元及各个所述输入/输出单元之间基于所述通信总线的数据交换；
[0013]所述网络控制系统与所述机车的各个机车系统之间通过各个所述通信单元进行数据通信；
[0014]各个所述输入/输出单元用于传输在所述主控单元对所述机车的运行状态进行网络控制的过程中所产生的各个输入信号以及输出信号。
[0015]上述的系统，可选的，还包括：
[0016]背板；
[0017]所述背板上设置有多个卡槽，每个所述卡槽中设置有与所述通信总线对应的总线接口；
[0018]所述通信总线设置在所述背板上；
[0019]所述主控单元、各个所述通信单元及各个所述输入/输出单元分别设置在其对应的卡槽中；
[0020]所述主控单元、各个所述通信单元以及各个所述输入/输出单元分别通过其各自所在卡槽中的总线接口与所述通信总线相连接。
[0021]上述的系统，可选的，所述通信总线为紧凑型外设部件互连标准CPCI总线、RS485总线、控制器局域网络CAN总线或低电压差分信号LVDS总线。
[0022]上述的系统，可选的，所述通信单元组中的各个通信单元根据所述网络控制系统的功能及所述机车的各个机车系统之间的通信组网方式进行设置；
[0023]所述通信单元组中包括：多功能车辆总线MVB通信单元、绞线式列车总线WTB通信单元、高级数据链路控制HDLC通信单元、控制器局域网络CAN通信单元、RS485通信单元、光纤通信单元、电流环通信单元、低电压差分信号LVDS通信单元以及无线通信单元中的至少一种或任意几种的组合。
[0024]上述的系统，可选的，所述输入/输出单元组中的各个输入/输出单元根据所述网络控制系统输入及输出信号的类型进行设置；
[0025]所述输入/输出单元组中包括：至少一个数字量输入单元、至少一个数字量输出单元以及至少一个模拟量输入/输出单元；
[0026]所述数字量输入单元用于采集所述主控单元对所述机车的运行状态进行网络控制的过程中所需的数字信号；
[0027]所述数字量输出单元用于输出所述主控单元在对所述机车的运行状态进行网络控制的过程中所产生的数字信号；
[0028]所述模拟量输入/输出单元用于采集所述主控单元对所述机车的运行状态进行网络控制的过程中所需的模拟信号，以及输出所述主控单元在对所述机车的运行状态进行网络控制的过程中所产生的模拟信号。
[0029]上述的系统，可选的，还包括：电源单元；
[0030]所述电源单元用于为所述网络控制系统供电。
[0031]上述的系统，可选的，每个所述卡槽中还设置有以太网接口以及双向二线制同步串行I2C总线接口；
[0032]每个所述卡槽中的所述以太网接口通过设置在所述背板上的以太网通道接入以太网；
[0033]每个所述卡槽中的所述I2C总线接口与设置在所述背板上的I2C总线相连接。
[0034]上述的系统，可选的，还包括：
[0035]记录单元组和交换单元组；
[0036]所述记录单元组中包括至少一个记录单元，所述记录单元为事件记录单元或大容量数据记录单元；
[0037]所述交换单元组中包括列车以太组成网络ECN交换单元和列车以太骨干网络ETB交换单元中的至少一种交换单元；
[0038]各个所述记录单元以及各个所述交换单元分别设置在其对应的卡槽中；
[0039]各个所述记录单元通过其各自所在卡槽中的所述总线接口与所述通信总线相连
接；
[0040]所述主控单元、各个所述交换单元、各个所述通信单元以及各个所述记录单元分别通过其各自所在卡槽中的所述以太网接口接入以太网；
[0041]各个所述交换单元用于控制所述主控单元、各个所述通信单元以及各个所述记录单元基于以太网进行数据通信；
[0042]所述主控单元、各个所述交换单元、各个所述通信单元、各个所述记录单元、各个所述输入/输出单元以及所述电源单元分别通过其各自所在卡槽中的所述I2C总线接口与所述I2C总线相连接；
[0043]所述I2C总线用于作为所述通信总线的备用总线。
[0044]上述的系统，可选的，所述主控单元，还用于配置为：
[0045]通过所述I2C总线监控各个所述记录单元、各个所述通信单元、各个所述交换单元、各个所述输入/输出单元以及所述电源单元的温度以及电压，以便于在发生故障时进行报警。
[0046]上述的系统，可选的，还包括：冗余主控单元以及冗余电源单元；
[0047]所述交换单元组中，还包括：与每个所述交换单元对应的冗余交换单元；
[0048]所述冗余主控单元用于热备用，以在所述主控单元发生故障时，接替所述主控单元对所述机车的运行状态进行网络控制；
[0049]所述冗余电源单元用于与所述电源单元共同为所述网络控制系统供电，并且当所述电源单元的供电电压低于预定数值时，为所述网络控制系统供电；
[0050]所述冗余交换单元用于控制所述主控单元、各个所述记录单元和各个所述通信单元基于设置在所述背板上的冗余以太网通道进行数据通信。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种机车的网络控制系统，其特征在于，包括：主控单元、通信单元组、输入/输出单元组以及通信总线；所述通信单元组中包括至少一个通信单元；所述输入/输出单元组中包括至少一个输入/输出单元；所述主控单元、各个所述通信单元以及各个所述输入/输出单元，分别与所述通信总线相连接；所述主控单元用于对机车的运行状态进行网络控制，并管理所述主控单元、各个所述通信单元及各个所述输入/输出单元之间基于所述通信总线的数据交换；所述网络控制系统与所述机车的各个机车系统之间通过各个所述通信单元进行数据通信；各个所述输入/输出单元用于传输在所述主控单元对所述机车的运行状态进行网络控制的过程中所产生的各个输入信号以及输出信号。2.根据权利要求1所述的网络控制系统，其特征在于，还包括：背板；所述背板上设置有多个卡槽，每个所述卡槽中设置有与所述通信总线对应的总线接口；所述通信总线设置在所述背板上；所述主控单元、各个所述通信单元及各个所述输入/输出单元分别设置在其对应的卡槽中；所述主控单元、各个所述通信单元以及各个所述输入/输出单元分别通过其各自所在卡槽中的总线接口与所述通信总线相连接。3.根据权利要求1所述的网络控制系统，其特征在于，所述通信总线为紧凑型外设部件互连标准CPCI总线、RS485总线、控制器局域网络CAN总线或低电压差分信号LVDS总线。4.根据权利要求1所述的网络控制系统，其特征在于，所述通信单元组中的各个通信单元根据所述网络控制系统的功能及所述机车的各个机车系统之间的通信组网方式进行设置；所述通信单元组中包括：多功能车辆总线MVB通信单元、绞线式列车总线WTB通信单元、高级数据链路控制HDLC通信单元、控制器局域网络CAN通信单元、RS485通信单元、光纤通信单元、电流环通信单元、低电压差分信号LVDS通信单元以及无线通信单元中的至少一种或任意几种的组合。5.根据权利要求1所述的网络控制系统，其特征在于，所述输入/输出单元组中的各个输入/输出单元根据所述网络控制系统输入及输出信号的类型进行设置；所述输入/输出单元组中包括：至少一个数字量输入单元、至少一个数字量输出单元以及至少一个模拟量输入/输出单元；所述数字量输入单元用于采集所述主控单元对所述机车的运行状态进行网络控制的过程中所需的数字信号；所述数字量输出单元用于输出所述主控单元在对所述机车的运行状态进行网络控制的过程中所产生的数字信号；所述模拟量输入/输出单元用于采集所述主控单元对所述机车的运行状态进行网络控
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【专利技术属性】
技术研发人员：谢小婷，杨哲，代宏泽，唐军，贺云香，赵军伟，张东方，郭建，肖武军，吴文慧，
申请(专利权)人：株洲中车时代电气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：