本發(fā)明涉及軌道交通機車車輛控制電器領域，具體涉及一種基于以太網控制的司機控制器。

背景技術：

司機控制器是軌道機車、動車組及工業(yè)自動化的控制設備，是作為機車換向、調速的主令電器。隨著技術的發(fā)展，以及乘客和運營商需求的提高，城軌車輛的網絡所要傳輸的信息越來越多，傳統(tǒng)的列車網絡MVB無法支持如此大的數據量，于是以太網開始應用在城軌車輛上。與傳統(tǒng)的列車通訊網絡相比，以太網傳輸數據的帶寬更高，兼容性更強。但是，現有列車上的司機控制器并不具備與車上系統(tǒng)進行以太網通信的能力。

技術實現要素：

本發(fā)明的目的是解決現有列車司機控制器不具備與車上系統(tǒng)進行以太網通信能力的問題，提供一種基于以太網通信協(xié)議進行數據傳輸的司機控制器。

本發(fā)明實現上述目的的技術方案是：

一種基于以太網控制的司機控制器，包括控制手柄組件、凸輪組件、方向開關、速動開關和光電編碼器，其特殊之處在于：還包括以太網控制器，所述速動開關用于判斷手柄位置并向以太網控制器提供手柄狀態(tài)位信息，所述光電編碼器提供牽引制動級位指令并向以太網控制器提供牽引制動級位信息，所述以太網控制器包括殼體組件、第一連接器、第二連接器、第三連接器、信號調理電路板組件、電源電路板組件和控制電路板組件；所述第一連接器與速動開關連接，采集接點狀態(tài)的電壓信號，同時連接司機控制器上的常開接點和常閉接點；信號調理電路板組件、電源電路板組件分別與第一連接器連接，將采集的接觸式電壓信號通過光電隔離芯片轉為非接觸式電信號；所述第二連接器與光電編碼器相連接，采集光電編碼器輸出的格雷碼信號，控制電路板組件與第二連接器連接，將采集到的格雷碼信號通過光電隔離芯片轉為非接觸式電信號；信號調理電路板組件、電源電路板組件均與控制電路板組件上的單片機連接，所述單片機的I/O口捕獲到以上非接觸式的電信號，通過單片機內部程序對以上電信號進行檢測和處理后，通過控制電路板組件上的具有以太網接口的第三連接器與上位機通信連接。

上述技術方案中，以太網控制器還可設置有散熱鋁板，散熱鋁板設置于電源電路板組件和殼體組件之間，散熱鋁板的一面與電源電路板組件上的電源模塊緊密貼合，另一面與殼體組件緊密貼合，以便將電源模塊工作時產生的熱量經過散熱鋁板傳遞到殼體外。

上述技術方案中，以太網控制器還包括有將高電壓轉化為低電壓，通過第二連接器傳輸給光電編碼器作為其電源電壓輸入的電源轉換模塊?？蓪C110V的高電壓轉化為DC24V的低電壓。

本發(fā)明的優(yōu)點是：在滿足目前司機控制器操縱習慣的基礎上，占用空間較小，能做到電源轉換、對司機控制器上接點的狀態(tài)信號以及光電編碼器的格雷碼輸出、進行光電隔離，輸出包括1路以太網網絡輸出。解決了現有司機控制器不能通過以太網進行通信的不足，實現了司機控制器的以太網通信功能，使司機控制器能夠實現自檢功能，實現了司機控制器的智能化，尤其是滿足了新一代列車以太網網絡的發(fā)展要求。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實施例司機控制器的結構示意圖；

圖2為本發(fā)明實施例安裝以太網控制器結構正面示意圖；

圖3為本發(fā)明實施例安裝以太網控制器結構側面示意圖；

圖4為本發(fā)明實施例工作原理圖。

圖中標記：1-控制手柄組件，2-凸輪組件，3-方向開關，4-以太網控制器，5-速動開關,6-光電編碼器，41-殼體組件，42-第一連接器，43-第二連接器，44-第三連接器，45-信號調理電路板組件，46-電源電路板組件，47-控制電路板組件，48-散熱鋁板，49-底板組件

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發(fā)明進一步詳細描述：

如圖1所示，一種基于以太網控制的司機控制器，包括控制手柄組件1，凸輪組件2、方向開關3、速動開關5、光電編碼器6和以太網控制器4?？刂剖直M件1設有牽引四個檔位，惰性位，制動七個檔位和緊急制動位，且控制手柄集成了警惕按鈕裝置。方向開關3設有“前”，“0”，“后”三個檔位。該司機控制器利用速動開關5輸出信號判斷當前手柄位置并向以太網控制器4提供手柄狀態(tài)位信息，利用光電編碼器6輸出的10位格雷碼信號提供牽引制動級位指令并向以太網控制器4提供牽引制動級位信息。

如圖2、圖3、圖4所示，以太網控制器4包括殼體組件41、底板組件49、散熱鋁板48、第一連接器42、第二連接器43、第三連接器44、信號調理電路板組件45、電源電路板組件46和控制電路板組件47；信號調理電路板組件45、電源電路板組件46和控制電路板組件47均設置有光電隔離芯片，第一連接器42與司機控制器上的速動開關5連接，采集接點狀態(tài)的電壓信號，同時連接司機控制器上的常開接點和常閉接點；信號調理電路板組件45、電源電路板組件46與第一連接器42連接，將采集的接觸式電壓信號通過光電隔離芯片轉為非接觸式電信號；所述第二連接器43與司機控制器上控制手柄極位的兩個光電編碼器6相連接，采集光電編碼器6輸出的10位格雷碼信號，控制電路板組件47與第二連接器43連接，將采集到的格雷碼信號通過光電隔離芯片轉為非接觸式電信號；通過單片機內部程序對以上電信號進行檢測和處理，將數據寫成滿足以太網通信協(xié)議IEC61375-2-3要求的格式。此外，對司機控制器的接點通斷以及光電編碼器6的格雷碼輸出值進行檢測，如任一檔位值出現故障則需向上位機輸出故障代碼，最終需輸出的數據通過控制電路板組件47上的具有以太網接口的第三連接器44與上位機通信。

該以太網控制器4具有電源轉換模塊，可以將DC110V的電壓轉化為DC24V的電壓，通過第二連接器43傳輸給司機控制器上的光電編碼器6作為其電源。同時，散熱鋁板48的一面需要與電源電路板組件46上的電源模塊緊密貼合，另一面需要與殼體組件41緊密貼合，以便將電源模塊工作時產生的熱量經過散熱鋁板48傳遞到殼體外。

本發(fā)明是基于以太網通信協(xié)議IEC61375-2-3進行數據傳輸并可以進行自檢的司機控制器。以太網司機控制器可以根據控制手柄的位置，向系統(tǒng)發(fā)出“牽引級位”、“制動級位”、“牽引狀態(tài)”、“制動狀態(tài)”以及“惰行”等指令，系統(tǒng)將實現相應等級的牽引或者制動，另外，一些安全級別高的信號“應急制動”、“應急牽引”、和“EB”位仍然通過司機控制器上的機械接點進行信號傳輸。

本發(fā)明采集司機控制器上的速動開關5的狀態(tài)信號、光電編碼器6的格雷碼信號經過光電隔離后的信號被單片機的I/O口捕獲，以上的值被單片機按照系統(tǒng)的要求進行故障檢查和識別，若發(fā)現數據超限則向系統(tǒng)發(fā)出故障報警信號，提示系統(tǒng)有故障發(fā)生，司機控制器應立即進行檢修。從而實現了司機控制器的自檢功能。其中自檢功能包括：檢測光電編碼器6的輸出級位是否在規(guī)定的范圍內(誤差范圍應小于等于±6),同時將此時2個光電編碼器6的輸出值提供給系統(tǒng)；檢測司機控制器手柄在某一個檔位的2個編碼器的同步誤差，當二者的輸出值>2，我們認為此時光電編碼器6的同步誤差超限；檢測司機控制器接點的輸出電平值，可以根據司機控制器接點的閉合表，檢測司機控制器所有接點的高低電平是否符合閉合表的要求。同時將此時所有接點的輸出提供給系統(tǒng)。其中，應急牽引和應急制動檢測需要在應急模式下進行。自檢完畢后子系統(tǒng)將自檢的結果：“故障”、“超限”、“正?！币约白詸z項目(即手柄檔位)反饋給系統(tǒng)。