毕业设计 城轨车辆网络控制系统的分析及故障排除 - 图文 下载本文

正在着手制定现场总线和以太网通信的新标准,该标准将使网络能看到“对象”,工业自动化开放网络联盟(IAONA)最近与DeviceNet供应商协会(ODVA)集团就共同推进Etherenet和TCP/IP统一认识,努力建立了一个统一的工业以太网环境;现场总线基金会在推进高速以太网HSE的技术规范和应用;工业以太网协会与美国的ARC、Advisory Group等单位合作,正在进行工业以太网关键技术的研究。

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第3章 常见列车网络控制系统

3.1.SIBAS系统

SIBAS系统是德国Siemens公司提供的列车控制系统,能够实现列车牵引系统控制、信息传输、运行监控和诊断等全部控制任务。SIBAS系统目前有SIBAS-16和SIBAS-32两个系列,主要运用到我国早期的西门子进口城市轨道交通地铁车辆中,如上海地铁1、2号线车辆使用的SIBAS-16控制系统;广州地铁1号线车

辆使用的SIBAS-32控制系统。

节点 终端 列车总线 列车 总线 车辆 总线 图3—1 列车总线

SIBAS-16是典型的第一代微机控制系统,核心部件有16位的8086型未处理器构成的中央计算机、存储器组件以及一个或多个控制机(8088,80C188)组成。该系统采用集中式机箱和插件式机械结构,控制系统由中央控制器集中管理,采用分层结构,即列车控制层。机车控制层和传动层。采用多个串行总线系统,在传输速度和运行记录方面能满足列车控制的影响要求。SIBAS-16本质上还不能算是一个分布式的列车网络控制系统。SIBAS-16的编程工具为SIBASL0G,系统提供大量的标准的程序模块,为控制软件的编程提供了有利的条件。

20世纪90年代,Siemens公司在SIBAS-16的基础上进一步采用32位芯片(Intel486)的SIBAS-32系统,并保持与SIBAS-16系统的接口兼容。为了减少传统机车车辆布线,SIBAS-32系统设有智能外围设备连接终端,即SIBAS KLIP站。采用SIBAS KLIP可以迅速综合信息和控制指令,并且通过一根串行总线传输给中央控制装置。KLIP站可以很自由地分布在各类车辆上。

3.2. MITRAC.系统

MITRAC系统是Bombardier(庞巴迪)公司的系列产品,包括MITRAC TC(牵引

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逆变器) 、MITRAC CC(列车控制系统)、MITRAC AU(辅助逆变器)MITRAC DR(牵引驱动器)。公司为了适应不同用户,推出了MITRAC500系、1000系、3000系。500主要用于城际有轨列车,1000系主要用于高速及地铁列车,3000系主要用于大功率机车。在广州地铁2号线、深圳地铁1号线一期庞巴迪地铁车辆中就使用了该系统。 MITRAC CC主要特点:

1)符合各国际标准(EN50155车辆上的电子设备标准;ENV50121-3-2:铁路应用电磁兼容性的标准;ENV50204:数字无线电话电磁场辐射标准;IEC61375-1:列车通信网络标准;IEEE1473:1999中关于列车通信协议标准;UIC556/557 列车中信息传输的诊断标准),具有开放接口。

2)该系统器件结构紧凑,电源直接由列车蓄电池供电,可以实现分布式安装且不需要额外的加热或制冷,器件配线最少,质量显著降低。

3)用线少,通过余增强系统的可用性,传感器的短距离连接和I/O设备接口减少了冲突。可测性和模块化使系统配置离火,并可兼容和连接以前不同的列车控制系统。

4)该系统具有自诊断功能。诊断功能组合在监控系统中,通过数据克视化的远程交付式诊断、车辆跟踪详细目录、GPS系统、货物跟踪、旅客载量数据等方式,进行实时监控和故障诊断,提高了应用的可靠性。

5)支持远程无线数据恢复系统。系统可以支持轨旁无线系统通信,如GSM/R和无线局域网。因特网和企业互联网作为客户端调的访问介质,通过MVB或者其他的通讯方式连接车辆通讯系统。国外先进的MITRAC CC系统可通过提供连接到运行车辆上的数据来实现远程维护,增强维护服务质量;并允许诊断和操作数据直接通过因特网传递给列车系统的操作者。系统使用开放得标准,例如移动电话、无线局域网以及因特网相关的通信协议。

6)提供MITRAC CC远程控制平台。MITRAC CC 远程平台使用互联网技术和移动通信,结合庞巴迪公司的铁路专用技术,开发出心技术以降低维护成本,推进整个系统的可可靠信。MITRAC CC远程平台提供多种服务,通过标准接口访问车辆。由于服务本身来源不同的厂商,该远程平台不接受未经授权调的厂商的访问,同时保证在线的控制通信系统不冲突。

MITRAC列车控制通信系统的核心是TCN(列车通信网络)标准,允许不同用户之间的相互操作。交换信息使用的额传输介质为屏蔽双绞线或者光纤,列车上所有MITRAC CC器件都连在一个网络上,从而可以交换程序和诊断数据,很容易

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增加新的设备。在MITRAC中没有控制柜和机箱,而是各个控制单元或I/O单元均自成一体封装在一个具有较好的电池兼容性能得机壳中。每个刻体军友自己的电源和车辆总线接口。

列车微机控制系统由列车总线和多功能车辆总线两部分组成,它们在关键区域提供冗余,即WTB或MVB中的单点故障不会导致列车运行停止。列车控制分为列车控制级、车辆控制级以及子系统控制级三级(包括牵引控制、气制动控制、辅助电源控制、门控制、空调控制、乘客信息控制等。)列车控制级上的WTB通过安装在每个单元的VTCU中的大功率网关与MVB相连,进行数据交换。列车控制级和车辆控制级与每个3节车单元的VTCU构成一个整体,执行如下的主要功能:通过WTB进行列车控制;总线管理和过程数据的通信;监督和诊断;通过MVB在各个子系统之间进行通信;提供与外部PC机之间的服务端口等。各部分功能如下:

(1)列车总线(WTB)与多功能车辆总线

列车总线(硬线连接总线WTB)连接着两个3单元的VTCU,两个VTCU之间通过WTB进行通信。多功能车辆总线MVB与车辆及列车控制单元VTCU 直接连接.VTCU包括多功能车辆总线控制器,大容量的事件记录器等,可以对车辆总线通信进行管理。VTCU通过MVB与车辆所有子控制系统进行数据交换,实现列车控制和车辆控制,车辆控制级,子系统控制级,以及本车于同一单元的其他车之间通过本地车辆总线进行通信和数据传输。

(2)车辆及列车控制单元VTCU 车辆及列车控单元

VTCU为带集成诊断功能和控制功能的车辆与列车控制装置,每三节车单元拥有一个VTCU,作为总线管理主机,他是一个带有32位数字处理器,8MB闪烁内存的微机控制单元,还包含静态电池缓冲RAM,串行接口,独立电源。

(3)列车管理系统(TMS)

它是以VTCU为核心的一个列车控制系统,是列车微机控制和网络系统的重要组成部分。他由列车控制级的多台计算机系统和一些专门开发的高处理速度的微机组成。TMS负责列车的控制,监控和诊断,该系统可以为列车子系统控制和模块提供各种实时控制信号。

(4)列车故障诊断(VTCU)

通过列车微机控制和网络系统接受从各个子控制系统或I-O控制单元传来的故障报告,并附带所选者的环境数据和相应的时间参数。所有列车运行所需的关键的诊断信息则是通过安装在驾驶室驾驶台上的TFT液晶彩色触摸式显示起

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