電力機(jī)車牽引控制單元的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及動(dòng)力機(jī)車技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種電力機(jī)車牽引控制單元。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著交通運(yùn)輸行業(yè)的迅速發(fā)展，電力機(jī)車的需要也不斷增加。牽引控制單元作為電力機(jī)車電傳動(dòng)系統(tǒng)的核心部件，其通過微控制器以及相關(guān)電路實(shí)現(xiàn)對(duì)整流器、牽引逆變器等的控制，并能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)牽引電傳系統(tǒng)中的各子電路進(jìn)行單點(diǎn)程序下載、故障信息下載、單點(diǎn)維護(hù)等功能。
[0003]目前，一種較為成熟的實(shí)現(xiàn)牽引控制單元的上述功能的方法是電力機(jī)車牽引控制單元的各子電路板卡卡分別通過各自對(duì)應(yīng)的RJ45或M12等以太網(wǎng)接口連接到牽引控制單元外部的以太網(wǎng)交換機(jī)上，通過以太網(wǎng)交換機(jī)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)牽引控制單元內(nèi)各子電路板卡卡的單點(diǎn)程序及故障信息下載、單點(diǎn)故障信息及過程信息存儲(chǔ)、單點(diǎn)維護(hù)等功能要求。
[0004]上述方案中，將以太網(wǎng)交換機(jī)置于牽引控制單元外部，安裝在變流柜的某一位置。牽引控制單元的每個(gè)子電路板卡板卡都需要用各自對(duì)應(yīng)的RJ45或M12等接口連至牽引控制單元外部的以太網(wǎng)交換機(jī)上，實(shí)際應(yīng)用中，不但要考慮以太網(wǎng)交換機(jī)在變流柜中的具體安裝位置，還要考慮變流柜內(nèi)的布線，不但增加了設(shè)備成本，還占有較大的空間位置，布線復(fù)雜、使用不便。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對(duì)上述存在的問題，本發(fā)明提供一種電力機(jī)車牽引控制單元，用以克服現(xiàn)有將每個(gè)子電路板卡通過各自對(duì)應(yīng)的一個(gè)以太網(wǎng)口連接到外部的以太網(wǎng)交換機(jī)上的技術(shù)方案中所導(dǎo)致的布線復(fù)雜、成本高，且使用不便的缺陷。
[0006]本發(fā)明提供了一種電力機(jī)車牽引控制單元，所述牽引控制單元安裝于牽引控制單元機(jī)箱中，所述牽引控制單元包括:
[0007]以太網(wǎng)交換機(jī)板卡，以及至少一個(gè)子電路板卡，所述以太網(wǎng)交換機(jī)板卡和所述子電路板卡通過所述機(jī)箱中的背板以太網(wǎng)總線連接；
[0008]所述以太網(wǎng)交換機(jī)板卡上設(shè)置有一個(gè)以太網(wǎng)接口，所述以太網(wǎng)交換機(jī)板卡中包括微控制器MCU，所述MCU通過所述以太網(wǎng)接口接收控制指令，并根據(jù)所述控制指令對(duì)所述子電路板卡進(jìn)行控制。
[0009]進(jìn)一步地，所述至少一個(gè)子電路板卡中的每個(gè)子電路板卡中都具有可編程芯片，每個(gè)所述可編程芯片預(yù)先配置有芯片地址。
[0010]具體地，所述控制指令包括程序下載指令，所述程序下載指令中包括與所述每個(gè)子電路板卡分別對(duì)應(yīng)的待下載程序；
[0011 ] 所述MCU具體用于在通過所述以太網(wǎng)接口接收到所述程序下載指令后，根據(jù)解析得到的每個(gè)所述待下載程序?qū)?yīng)的芯片地址，將每個(gè)所述待下載程序下載到對(duì)應(yīng)的子電路板卡中。
[0012]具體地，所述控制指令還包括調(diào)試指令，所述調(diào)試指令中包括待調(diào)試子電路板卡中的可編程芯片的芯片地址；
[0013]所述MCU具體用于在通過所述以太網(wǎng)接口接收到所述調(diào)試指令后，根據(jù)解析得到的所述待調(diào)試子電路板卡中的可編程芯片的芯片地址，對(duì)所述待調(diào)試子電路板卡進(jìn)行調(diào)試控制。
[0014]進(jìn)一步地，所述以太網(wǎng)交換機(jī)板卡中還包括中央處理器CPU、以太網(wǎng)芯片以及存儲(chǔ)器；
[0015]所述CPU分別與所述以太網(wǎng)芯片和所述存儲(chǔ)器連接，所述以太網(wǎng)芯片與所述MCU連接；
[0016]所述MCU還用于接收所述每個(gè)子電路板卡的運(yùn)行信息，并將所述運(yùn)行信息通過所述以太網(wǎng)芯片發(fā)送給所述CPU ;
[0017]所述CPU用于將所述運(yùn)行信息存入所述存儲(chǔ)器中，其中，所述運(yùn)行信息中包括運(yùn)行故障信息。
[0018]進(jìn)一步地，所述牽引控制單元中還包括與所述MCU連接的多個(gè)網(wǎng)絡(luò)變壓器；
[0019]所述MCU通過所述多個(gè)網(wǎng)絡(luò)變壓器中的第一網(wǎng)絡(luò)變壓器與所述以太網(wǎng)接口連接；
[0020]所述MCU通過所述多個(gè)網(wǎng)絡(luò)變壓器中的第二網(wǎng)絡(luò)變壓器與所述以太網(wǎng)芯片連接；
[0021]所述MCU通過所述多個(gè)網(wǎng)絡(luò)變壓器中分別與每個(gè)所述子電路板卡對(duì)應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)變壓器與每個(gè)所述子電路板卡對(duì)應(yīng)連接。
[0022]進(jìn)一步地，每個(gè)所述子電路板卡中還包括與自身的可編程芯片連接的網(wǎng)絡(luò)變壓器。
[0023]具體地，所述以太網(wǎng)接口包括如下接口中的任一種:
[0024]RJ45 接口、M12 接口。
[0025]具體地，所述子電路板卡包括如下板卡中的至少一種:
[0026]CPU板卡、信號(hào)板卡、數(shù)字信號(hào)輸入輸出DI/D0板卡。
[0027]本發(fā)明提供的電力機(jī)車牽引控制單元，包括以太網(wǎng)交換機(jī)板卡，以及至少一個(gè)子電路板卡，所述以太網(wǎng)交換機(jī)板卡和所述子電路板卡通過所述機(jī)箱中的背板以太網(wǎng)總線連接；所述以太網(wǎng)交換機(jī)板卡上設(shè)置有一個(gè)以太網(wǎng)接口，所述以太網(wǎng)交換機(jī)板卡中包括微控制器MCU，所述MCU通過所述以太網(wǎng)接口接收控制指令，并根據(jù)所述控制指令對(duì)所述子電路板卡進(jìn)行控制。通過在牽引控制單元中設(shè)置具有交換控制功能的以太網(wǎng)交換機(jī)板卡，并使得牽引控制單元中包含的所有子電路板卡和該以太網(wǎng)交換機(jī)板卡通過機(jī)箱中的背板以太網(wǎng)總線進(jìn)行總線連接，無需外設(shè)以太網(wǎng)交換機(jī)，從而大大降低了成本而且節(jié)省了占用空間；另外，通過以太網(wǎng)交換機(jī)板卡上設(shè)置的一個(gè)以太網(wǎng)接口，以及連接牽引控制單元中所有板卡的背板以太網(wǎng)總線便可以實(shí)現(xiàn)通過以太網(wǎng)交換機(jī)板卡對(duì)各個(gè)子電路板卡的控制，實(shí)現(xiàn)簡單方便。
【附圖說明】
[0028]圖1為本發(fā)明電力機(jī)車牽引控制單元實(shí)施例一的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029]圖2為本發(fā)明背板總線連接實(shí)施例的原理示意框圖；
[0030]圖3為本發(fā)明電力機(jī)車牽引控制單元實(shí)施例二的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0031]圖1為本發(fā)明電力機(jī)車牽引控制單元實(shí)施例一的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖1所示，該安裝于牽引控制單元機(jī)箱中的電力機(jī)車牽引控制單元包括:
[0032]以太網(wǎng)交換機(jī)板卡1，以及至少一個(gè)子電路板卡。
[0033]舉例來說，所述子電路板卡包括如下板卡中的至少一種:CPU板卡2、信號(hào)板卡3、數(shù)字信號(hào)輸入輸出DI/D0板卡4?？梢岳斫獾氖牵鲜鰩追N子電路板卡僅是舉例說明，不局限于該舉例中所包含的子電路板卡。
[0034]所述以太網(wǎng)交換機(jī)板卡I和所述子電路板卡比如CPU板卡2、信號(hào)板卡3、DI/D0板卡4通過所述機(jī)箱中的背板以太網(wǎng)總線連接。背板以太網(wǎng)總線的連接方式如圖2所示的示意性說明。
[0035]值得說明的是，在牽引控制單元中設(shè)置的以太網(wǎng)交換機(jī)板卡I具有與以太網(wǎng)交換機(jī)相當(dāng)?shù)墓δ?，可以?shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換、對(duì)牽引控制單元中包含的各子電路板卡進(jìn)行控制、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)等功能。以太網(wǎng)交換機(jī)板卡I以及各個(gè)子電路板卡分別焊接在機(jī)箱母板上。
[0036]為了實(shí)現(xiàn)對(duì)牽引控制單元中各個(gè)子電路板卡的控制，所述以太網(wǎng)交換機(jī)板卡I上設(shè)置有一個(gè)以太網(wǎng)接口 11，所述以太網(wǎng)交換機(jī)板卡I中包括微控制器MCU 12，所述MCU 12通過所述以太網(wǎng)接口 11接收控制指令，并根據(jù)所述控制指令對(duì)所述子電路板卡進(jìn)行控制。
[0037]其中，所述以太網(wǎng)接口 11包括如下接口中的任一種:RJ45接口、M12接口。
[0038]以下分別以通過以太網(wǎng)交換機(jī)板卡I對(duì)各子電路板卡進(jìn)行單點(diǎn)程序下載、單點(diǎn)維護(hù)為例進(jìn)行詳細(xì)說明。其中，所謂單點(diǎn)可以簡單的理解為對(duì)各個(gè)子電路板卡的分別控制。
[0039]首先，值得說明的是，本實(shí)施例中，以太網(wǎng)交換機(jī)板卡I中的MCU 12預(yù)先為其可以控制的各個(gè)子電路板卡進(jìn)行芯片地址的編碼，即每個(gè)子電路板卡中都具有可編程芯片，MCU12對(duì)每個(gè)子電路板卡的可編程芯片進(jìn)行芯片地址的定義，以便能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)各個(gè)子電路板卡的尋址。
[0040]舉例來說，CPU板卡2中的可編程芯片為DSP、信號(hào)板卡3的可編程芯片為FPGA、DI/DO板卡4的可編程芯片為ARM，該DSP、FPGA和ARM被預(yù)先配置了芯片地址。
[0041]以單點(diǎn)程序下載為例。此時(shí)，MCU 12通過以太網(wǎng)接口 11接收的控制指令為程序下載指令，所述程序下載指令中包括與所述每個(gè)子電路板卡分別對(duì)應(yīng)的待下載程序包。具體來說，該下載程序包中包含有待下載給CPU板卡2、信號(hào)板卡3和DI/D0板卡4的程序，將這些程序打包成一個(gè)程序包，該程序包中除了包含上述各個(gè)程序內(nèi)容之外，還包含每個(gè)程序要下載給的