[发明专利]基于CAN网络控制的机车辅助控制单元

说明书

技术领域

本发明涉及一种机车辅助控制单元，具体涉及一种基于CAN网络控制的机车辅助控制单元。

背景技术

机车辅助控制单元是机车辅助控制系统的核心部分，主要用于为机车的辅助电机，风机，压缩机等辅助系统的设备供电，同时将外围传感器测量得到的辅助变流柜的电压、电流、温度、风量等传感器信号，通过机车网络传递到机车司机显示屏中，方便机车司乘人员及时对各种情况进行处理。

目前，机车采用的辅助控制单元与机车主控部分的通讯大多跟随国外技术采用MVB总线控制技术。多功能车辆MVB主要实现同一车辆内各功能控制单元之间的数据通信。MVB只有其中的物理层和链路层。MVB是一种主从方式的串行通讯总线，通信方式只能以主站轮询的方式进行，系统的实时性、可靠性较差。

发明内容

本发明要解决的技术问题采用多主方式的串行通讯总线替代主从方式的串行通讯总线，克服系统的实时性、可靠性较差的不足，满足现代化机车的工作要求。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种基于CAN网络控制的机车辅助控制单元，其特征在于：包括CAN通讯接口，CAN寄存器，FPGA控制芯片和DSP主控芯片组成；其中CAN通讯接口和CAN寄存器部分主要是处理输入输出模块输入的网络数据，进行数据转换和存储；FPGA芯片用于将CAN寄存器接收到的信息进行处理和转换，对几个控制芯片进行驱动，保证芯片的工作，之后将处理过的CAN网络信息输送给DSP控制芯片来进行控制动作的处理；DSP主控芯片通过CAN总线实现控制整个辅助控制单元的启动，停止，应急模式，对接触器的动作的逻辑，同时向主控单元发送采集到的模拟量和数字量的值，反馈实际的接触器动作信号，和主控单元需要的辅助控制模块的基本工作信息，检测故障信息，进行相应的封锁/启动脉冲的动作，保护辅助控制模块和外围控制电路。

所述DSP主控芯片采用数字信号处理芯片。

所述CAN通讯接口采用intel的82527CAN控制芯片D2。

所述CAN通讯接口的控制芯片D2的MODE选择端通过上拉电阻R1，选择了芯片的工作在模式3下；端口ALE通过电阻R2与+5V工作电源相接；XTAL端口连接20MHz的晶闸管Y1用来控制芯片的时钟频率，通过R8的0欧电阻来选通时钟信号；地址总线上的8位地址数据CAN_bus和地址控制信号CAN_bus_ENn，DIRn，通过16-bit双电源转换收发器D1，将信号送入D2的A/D、P1数据接收处理端口；芯片的控制信号CAN_ctrl通过16-bit双电源转换收发器D1的转换来给出D2的控制和驱动信号，其中通过R6接到+5V电源上；P2的一系列端口将系统错误信号和反馈信息通过I2C总线送到FPGA控制芯片(3)中进行处理；通过R10和R11将5V的电压分压送入RX0；控制芯片D2的RX1信号接收端连接到D4的B端，D4通过端口Q接电阻R4后到三极管Q1，Q1的发射极接地，集电极接发光二极管DS1的负极，发光二极管DS1的正极通过R9接+3.3V的电源，是用来监控CAN的接收信号是否正常，如正常，发光二极管点亮；D4的C端和R端通过电容C1连接之后经过R13接到+5V电源上；RX1通过R12连接到+5V电源，之后连接到光电耦合器D6的7脚的VO端，进过D6的隔离，2脚ANODE连接到隔离+5V电源，3脚CATHODE经过R15连接到D3上；同样控制芯片D2的TX1信号接收端连接到D4的B端，D4通过端口Q接电阻R3后到三极管Q2，Q2的发射极接地，集电极接发光二极管DS2的负极，发光二极管DS2的正极通过R14接+3.3V的电源，是用来监控CAN的发送信号是否正常，如正常，发光二极管点亮；D4的C端和R端通过电容C2连接之后经过R5接到+5V电源上；TX1通过R7到光电耦合器D5的3脚CATHODE，D5的2脚ANODE连接到+5V电源，之后经过光电耦合器D5的隔离，7脚的VO端通过R16连接到隔离+5V电源和CAN转接芯片D7；CAN控制芯片的信号通过D7的转换再经过电感L1送到CAN通讯的外部DB9接头的2和7针脚中，2针为接收端，7针为发送端。

所述D1为74HC245，D7为82C251。

本发明通过采用多主方式的串行通讯替代主从方式的串行通讯总线，克服系统的实时性、可靠性较差的不足，满足现代化机车的工作要求。

附图说明

图1为机车辅助控制单元的电路框图。

图2的机车辅助控制单元优选方案的电路图。

具体实施方式