微型轨道车控制单元制造技术

本发明专利技术提供一种微型轨道车控制单元，包括背板，其上设置有运算板、输入板、输出板、模拟采样板、通讯板和供电板；输入板与轨道车设备连接，获取车辆设备状态信息；模拟采样板与轨道车各传感器连接，获取传感器模拟量信号；运算板包括互为冗余的第一运算板和第二运算板，每个运算板均包括两组运算单元，运算单元获取输入板及模拟采样板采集的数据，进行输出控制信息计算；输出板与列车设备连接，输出所述控制信息；通讯板与运算板、输入板和输出板通信，进一步与轨道车设备通信；供电板包括互为冗余的第一供电单元和第二供电单元，每个供电板均与运算板、输入板、输出板、模拟采样板、通讯板连接。采用集成办卡及冗余设计，体积小、安全系数高。数高。数高。

Micro rail car control unit

【技术实现步骤摘要】
微型轨道车控制单元


[0001]本专利技术属于轨道车辆智能控制
，尤其涉及一种微型轨道车控制单元。

技术介绍

[0002]传统列车控制系统由牵引控制系统、网络控制系统、制动控制系统、车载信号控制系统等系统构成。牵引控制系统负责高压电路、牵引电机的控制、监测和保护，并可以实现电制动功能。制动控制系统负责列车的制动控制。列车网络控制系统是连接各个系统的桥梁，负责列车内部各系统的逻辑控制和保护，实现对列车牵引、制动、辅助等系统的控制、监视和诊断。车载信号系统负责列车的ATP安全防护、ATO自动驾驶、安全测速定位等功能，实现列车的安全高效运行。各系统功能相对独立，由不同的控制器机箱组成，分布安装在列车的不同位置。
[0003]微型轨道车是一种运行于悬挂式轨道的微型车辆，由车体、牵引系统、制动系统、空调、车门、旅客服务系统、转向控制系统等组成。传统的车载信号控制系统、牵引控制系统、网络控制系统、制动控制系统等控制系统均由独立的机箱组成，每个机箱内部包含电源、运算、通讯、IO控制等电子板卡。各机箱间通过网络线缆连接，总体的体积和功耗较大，受限于微型轨道车有限的设备安装体积，传统的牵引、网络、制动控制机箱无法直接应用于微型轨道车辆。本专利技术提出的微型轨道车控制单元采用了全新的设计，将车载信号、牵引、网络、制动的控制算法进行整合，在一个安全运算板上实现整合后算法的运算，采用安全输入板、安全输出板、模拟采样板实现车辆IO的统一控制管理。使用通讯板实现微型轨道车控制单元外部通讯的统一管理。具有集成度高、功能强大、安全可靠、功耗低等优点。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于解决前述技术问题之一，提供一种安全等级高的微型轨道车控制系统。
[0005]为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：
[0006]一种微型轨道车控制单元，包括背板，所述背板上设置有运算板、输入板、输出板、模拟采样板、通讯板和供电板；
[0007]所述输入板与轨道车设备连接，获取车辆设备状态信息；
[0008]所述模拟采样板与轨道车各传感器连接，获取传感器模拟量信号；
[0009]所述运算板包括互为冗余的第一运算板和第二运算板，每个运算板均包括两组运算单元，所述运算单元获取输入板及模拟采样板采集的数据，进行输出控制信息计算；
[0010]所述输出板与列车设备连接，输出所述控制信息；
[0011]所述通讯板与运算板、输入板和输出板通信，进一步与轨道车设备通信；
[0012]所述供电板包括互为冗余的第一供电单元和第二供电单元，每个供电板均与运算板、输入板、输出板、模拟采样板、通讯板连接，为各板卡供电。
[0013]本技术一些实施例中，每个供电单元均包括：
[0014]防护电路：其输入端连接至供电输入，其输出端形成第一支路；
[0015]所述第一支路包括顺次连接的DC
‑
DC隔离电源模块、过压过流保护电路及开关电路；所述开关电路的输出端连接至运算板、输入板、输出板、模拟采样板和通讯板连接。
[0016]本技术一些实施例中，所述防护电路的输出端进一步形成第二支路；
[0017]所述第二支路包括顺次连接的电阻分压网络、隔离运算放大单元和电压监测电路；所述电压检测电路的输出端输出供电单元状态信号；
[0018]所述过压过流保护电路的输出端进一步连接至电压监测电路。
[0019]本技术一些实施例中，每个运算单元均包括：
[0020]看门狗电路；
[0021]监控电路：连接至看门狗电路的输出端，监控电路的输出端连接至电源板；
[0022]处理器：与看门狗电路之间可相互通信；
[0023]隔离电路：与处理器之间可相互通信；
[0024]通讯模块：与隔离电路之间可相互通信，其输出端连接至通讯板；
[0025]两个运算电压的处理器之间连接第一隔离电路，一个运算单元处理的输出端经第二隔离电路连接至另一个运算板的第二隔离电路，两个运算单元中，每个监控电路的输出端分别连接至互为冗余的两块电源板。
[0026]本技术一些实施例中，每个输入板均包括多路输入电路，每路输入电路均包括顺次连接的光耦隔离单元及自诊断电路，所述光耦隔离单元的输入端连接至轨道车辆设备，输出端连接至一个运算单元；所述自诊断电路的输入端与第一光耦隔离单元的输入端连接，输出端与一个运算单元之间互相通信。
[0027]本技术一些实施例中，输出板包括：
[0028]第一光电隔离单元和第一控制电路：第一光电隔离单元与第一控制电路及一个控制单元的处理器之间均可相互通信；
[0029]第二光电隔离单元和第二控制电路：第二光电隔离单元与第而控制电路及另一个控制单元的处理器之间均可相互通信；
[0030]输出板还包括开关电路，开关电路的输入端连接第一控制电路和第二控制电路的输出端，开关电路的输出端连接至轨道车设备。
[0031]本技术一些实施例中，通讯板包括:
[0032]第一CAN模块和第二CAN模块，第一CAN模块与运算板通信，第二CAN模块与轨道车控制系统通信，所述控制系统包括车门控制器、牵引控制系统、制动控制系统、转向控制器和旅客信息系统控制器；
[0033]互为冗余的第一以太网模块和第二以太网模块，与轨道车以太网通讯设备通信；
[0034]互为冗余的第一隔离RS422模块和第二隔离RS422模块，与二维码阅读器、信标阅读器通信；
[0035]互为冗余第一无线通讯模块和第二无线通讯模块，与地面控制中心通信。
[0036]本技术一些实施例中，所述模拟采样板包括多路模拟采样支路，每路模拟采样支路均包括顺次连接的信号调理电路、AD采样电路和隔离电路，所述信号调理电路的输入端连接至轨道车各传感器，所述隔离电路的输出端连接至运算单元。
[0037]本专利技术提供的微型轨道车控制系统，其有益效果在于：
[0038]1、采用了集成板卡设计，体积小，适用于微型轨道车。
[0039]2、采用安全冗余供电设计、双安全运算板冗余设计，采用安全输入板、安全输出板、模拟采样板，此设计具有较高的安全性和可用性。在单供电模块、单安全运算板发生故障的情况下，微型轨道车控制单元可以正常运行，其整体功能不受影响，微型轨道车控制单元的安全完整性等级达到SIL4级，可根据不同需求灵活配置板卡种类和数量，在保证系统安全的同时，具有较高的灵活性、适用性和可靠性。
附图说明
[0040]为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，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他的附图。
[0041]图1为微机控制单元结构示意图；
[0042]图2为供电板结构示意图；
[0043]图3为安本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种微型轨道车控制单元，其特征在于，包括背板，所述背板上设置有运算板、输入板、输出板、模拟采样板、通讯板和供电板；所述输入板与轨道车设备连接，获取车辆设备状态信息；所述模拟采样板与轨道车各传感器连接，获取传感器模拟量信号；所述运算板包括互为冗余的第一运算板和第二运算板，每个运算板均包括两组运算单元，所述运算单元获取输入板及模拟采样板采集的数据，进行输出控制信息计算；所述输出板与列车设备连接，输出所述控制信息；所述通讯板与运算板、输入板和输出板通信，进一步与轨道车设备通信；所述供电板包括互为冗余的第一供电单元和第二供电单元，每个供电板均与运算板、输入板、输出板、模拟采样板、通讯板连接，为各板卡供电。2.如权利要求1所述的微型轨道车控制单元，其特征在于，每个供电单元均包括：防护电路：其输入端连接至供电输入，其输出端形成第一支路；所述第一支路包括顺次连接的DC
‑
DC隔离电源模块、过压过流保护电路及开关电路；所述开关电路的输出端连接至运算板、输入板、输出板、模拟采样板和通讯板连接。3.如权利要求2所述的微型轨道车控制单元，其特征在于，所述防护电路的输出端进一步形成第二支路；所述第二支路包括顺次连接的电阻分压网络、隔离运算放大单元和电压监测电路；所述电压监测电路的输出端输出供电单元状态信号；所述过压过流保护电路的输出端进一步连接至电压监测电路。4.如权利要求1所述的微型轨道车控制单元，其特征在于，每个运算单元均包括：看门狗电路；监控电路：连接至看门狗电路的输出端；处理器：与看门狗电路之间可相互通信；隔离电路：与处理器之间可相互通信；通讯模块：与隔离电路之间可相互通信，其输出端连接至通讯板；两个运算电压的处理器之间连接第一隔离电路，一个运算单元处理的输出端经第二隔离电路连接至另一...

【专利技术属性】
技术研发人员：李震，赵刚，陈韶映，
申请(专利权)人：中车青岛四方车辆研究所有限公司，
类型：新型
国别省市：