[实用新型]用于电力机车制动系统的同步控制通信装置

说明书

技术领域

本实用新型主要涉及到电力机车上制动系统的设计领域，特指一种用于电力机车制动系统的同步控制通信装置。

背景技术

为满足长大重载货物列车运用的需要，需通过无线通讯网络实现各机车间的同步操纵。为实现各机车间的制动同步作用，要求与之配套的机车制动机应具备网络通讯功能。目前国内电力机车采用的DK-1型机车电空制动机，由于不具备网络通讯功能，因此不能适应同步控制要求。在原DK-1型机车电空制动机基础上，开发和研制出具备完善网络通讯功能的机车制动系统同步控制通信装置，使之与机车制动机配套使用，使其适应同步控制系统是非常有意义的。同时通过同步控制通信装置，使制动系统中的组成部分如电空制动控制器和制动系统显示屏能和制动控制单元通过现场总线通信，提高其先进性和信息化程度。

电力机车空气制动系统是实现列车操纵和控制的必需组成部分，它是采用电信号传递控制指令。通常所说的空气制动系统是指单节机车或1-2台机车通过内重联线或外重联线进行电气连接，通过列车管、平均管和总风管进行气路连接以实现电力机车制动功能的系统。由于目前市场上有扩大列车运能的需求，即将列车的运载能力从五千吨增加到一万吨，为了保证电力机车牵引和制动两方面的性能要求，列车采用诸如2台机车+53节车辆+2台机车+53节车辆的编组方式，这就要求后2台机车通过无线通信接收前2台机车中操纵节的指令，达到指令一致和同步控制的目的，这就要求制动系统前2台机车中操纵节首先将控制指令通过直接或间接通信方式发送到本节机车的无线设备，后2台机车中控制节接收到来自于本节机车无线设备通过直接或间接通信方式发送的指令后，执行操纵节发送的制动指令，从而实现最终的同步控制。但现有的通信系统一般间接的通信方式，即制动指令需通过其他设备中转才能才能和无线设备建立通信，通信方式的单一，造成了其具有功能单一、适用范围窄、可扩展性差等不足。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本实用新型提供一种结构简单紧凑、成本低廉、具有多种总线接口、适用范围广、可扩展性好、控制精度高、抗干扰能力强的用于电力机车制动系统的同步控制通信装置。

为解决上述技术问题，本实用新型提出的解决方案为：一种用于电力机车制动系统的同步控制通信装置，其特征在于：它包括主控制单元、存储单元、高速存储单元、可编程逻辑单元CPLD、CAN总线接口单元、MVB接口单元、同步RS422接口单元以及USART接口单元，所述存储单元和高速存储单元分别与主控制单元相连，所述主控制单元通过CAN总线接口单元与电空制动控制器和制动系统显示屏相连，所述主控制单元通过MVB接口单元与电力机车的中央控制单元相连，所述主控制单元通过同步RS422接口单元与电力机车的无线同步装置相连，所述主控制单元通过USART接口单元与电力机车的制动控制单元相连。

所述主控制单元包括第一微处理器和第二微处理器，所述第一微处理器用于链路层以下低层的管理与调度，第二微处理器用于与电力机车上和制动系统相关的应用层程序的处理。

所述CAN总线接口单元包括CAN控制器、光耦隔离单元和CAN收发器，所述CAN控制器的一端依次通过光耦隔离单元和CAN收发器与CAN总线相连，CAN控制器的另一端与主控制单元相连。

所述MVB接口单元包括处理器模块、通信存储器模块、通信控制器模块和存储器模块，所述处理器模块通过数据线、地址线分别与通信存储器模块、通信控制器模块和存储器模块相连，所述通信控制器模块与MVB总线单元相连。

所述同步RS接口单元包含数据发送模块和数据接收模块，所述接收模块用于将通信总线差分电压转换成数字量传送至主控制单元，数据发送模块用于将主控制单元发送的数字量转换成差分电压输出。

所述主控制单元与一看门狗电路单元相连。

与现有技术相比，本实用新型的优点就在于：

1、本实用新型的用于电力机车制动系统的同步控制通信装置，由第一微处理器和第二微处理器双CPU协调调度控制，具有响应时间快、延时较小的优点；整个装置可制作成一块电路板的形式嵌入制动控制单元中使用，也可制作成单独的一个外置装置，通过接口、连线和制动控制单元相连。由于具有CAN总线接口单元、MVB接口单元、RS422接口单元、USART接口单元等多种总线接口、适用范围广、可作为系统配置时的通用件等优点；

2、本实用新型的用于电力机车制动系统的同步控制通信装置，由于具有USART接口单元、可与国内电力机车上主要使用的DK-1型制动机等产品通过USART总线进行通信；