本發(fā)明涉及一種基于CAN總線的新型停車器控制系統(tǒng)，適用于機(jī)械領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

長期以來，在駝峰尾部的防溜工具主要以鐵鞋作為主要調(diào)車設(shè)備，鐵鞋作為一種簡易的調(diào)速和防溜設(shè)備，在駝峰發(fā)展初期確實(shí)適合我國國情和當(dāng)時(shí)的路情。在駝峰尾部使用鐵鞋進(jìn)行防溜作業(yè)過程中，通過人工聯(lián)系觀察調(diào)車機(jī)車作業(yè)狀況，在人工保證進(jìn)行“放鞋”和“撤鞋”作業(yè)過程中，不但勞動(dòng)強(qiáng)度大，作業(yè)環(huán)境惡劣，而且勞動(dòng)效率低下，直接影響到駝峰尾部編組能力的進(jìn)一步提高。更為嚴(yán)重的是：由于“漏放”和“漏撤”鐵鞋而造成的調(diào)車事故，在駝峰尾部時(shí)有發(fā)生。

YT系列液壓可控停車器正是在這種條件下研制出來的。該系列停車器采用點(diǎn)式布置集中消耗走行車輛的動(dòng)能，其發(fā)展經(jīng)歷了YT-l型、YT-2型液壓可控停車器，以及目前最新的YT-2C型液壓可控停車器。YT-2C型液壓可控停車器是目前國內(nèi)一種新型的調(diào)車場尾部防溜停車安全設(shè)備。

新型液壓可控停車器的控制方式目前主要有電氣集中控制、單片機(jī)控制和尾部微機(jī)聯(lián)鎖嘲自動(dòng)控制3種。這3種控制方式的共同點(diǎn)是，驅(qū)動(dòng)電路均通過尾部信號(hào)樓的繼電器進(jìn)行停車器的制動(dòng)或緩解操作，控制驅(qū)動(dòng)線路太長；檢測信號(hào)也是通過電纜一一送到尾部信號(hào)樓進(jìn)行采集，需要大量線纜，同時(shí)增加施工難度和工作量。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決停車器控制系統(tǒng)的上述問題，本發(fā)明提出了一種基于CAN總線的新型停車器控制系統(tǒng)，該控制系統(tǒng)克服了現(xiàn)有的控制系統(tǒng)控制驅(qū)動(dòng)線路長的缺點(diǎn)，節(jié)約大量電纜，減少施工難度和工作量，同時(shí)具有實(shí)時(shí)性強(qiáng)，速度快，可靠性高等特點(diǎn)，完全滿足了編組場尾部停車器在線監(jiān)控系統(tǒng)的通信要求，值得推廣使用。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是所述新型液壓可控停車器控制系統(tǒng)由尾部信號(hào)樓繼電器室、尾部信號(hào)樓值班室和現(xiàn)場控制設(shè)備3部分組成，它們均工作于雙機(jī)冗余方式，并且通過CAN總線進(jìn)行遠(yuǎn)距離通信。

所述尾部信號(hào)樓繼電器室包括監(jiān)視機(jī)和48路開關(guān)量采集板，監(jiān)視機(jī)僅用來監(jiān)視現(xiàn)場停車器狀態(tài)、尾部道岔位置、信號(hào)機(jī)狀態(tài)和股道空閑等相關(guān)信息；48路開關(guān)量采集板(即繼電器室中的下位機(jī))通過采集繼電器室的繼電器相關(guān)節(jié)點(diǎn)的狀態(tài)來確定股道現(xiàn)場原來設(shè)備的狀態(tài)，并由監(jiān)視機(jī)A、B及上位監(jiān)控機(jī)A、B進(jìn)行現(xiàn)場狀態(tài)顯示和處理。

所述尾部信號(hào)樓值班室的監(jiān)控機(jī)A和B互為備用，同一時(shí)刻僅有一臺(tái)可以進(jìn)行控制，但可以同時(shí)進(jìn)行監(jiān)視。

所述現(xiàn)場控制設(shè)備包括現(xiàn)場雙電源和每股道的冗余控制器(即下位機(jī))，現(xiàn)場的每個(gè)下位機(jī)主要包括AT89S52和PSD934F2核心模塊、CAN通信模塊、輸出驅(qū)動(dòng)模塊和開關(guān)量輸入模塊。輸出驅(qū)動(dòng)模塊主要用來完成停車器的制動(dòng)或緩解動(dòng)作，當(dāng)輸出驅(qū)動(dòng)模塊發(fā)出驅(qū)動(dòng)命令后，經(jīng)鐵路安全型繼電器來完成停車器雙向電磁閥的換向工作。開關(guān)量輸入模塊用來采集現(xiàn)場停車器電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)信號(hào)、失壓報(bào)警信號(hào)、制動(dòng)到位信號(hào)、緩解到位信號(hào)和第三臺(tái)停車器占位信號(hào)。

所述CAN通信模塊電路主要由獨(dú)立CAN通信控制器SJAl000、CAN總線驅(qū)動(dòng)器82C250和高速光電耦合器6N137三部分構(gòu)成。控制板上的微處理器AT89S52通過AD0～AD7總線對(duì)SJAl000進(jìn)行初始化，控制SJAl000實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的接收和發(fā)送等通信任務(wù)。

為了增加CAN總線節(jié)點(diǎn)的抗干擾能力，SJAl000的TX0和RX0并不是直接與82C250的TXD和RXD相連，而是通過高速光耦6N137與82C250相連，這樣就很好的實(shí)現(xiàn)了總線上各CAN節(jié)點(diǎn)的電氣隔離。

所述82C250與CAN總線的接口部分也采用了一定的安全和抗干擾措施。82C250的CANH和CANL引腳各通過一個(gè)5Ω的電阻與CAN總線相連，實(shí)現(xiàn)限流和保護(hù)82C250免受過流的沖擊的作用。CANH和CANL與地之間并聯(lián)了兩個(gè)30pF的小電容，可以起到濾除總線上的高頻干擾和一定的防電磁輻射的作用。另外，在兩根CAN總線輸入端與地之間分別接了一個(gè)防雷擊管，當(dāng)兩輸入端與地之間出現(xiàn)瞬變干擾時(shí)，通過防雷擊管的放電可起到一定的保護(hù)作用。82C250的凡引腳上接有一個(gè)斜率電阻，電阻大小可根據(jù)總線通信速度適當(dāng)調(diào)整，一般在16～140KΩ之間。

所述下位機(jī)軟件設(shè)計(jì)主要包括尾部信號(hào)樓繼電器室的48路開關(guān)量采集板和現(xiàn)場的停車器控制器軟件設(shè)計(jì)，兩者采集部分功能相同；不同之處在于后者多了閉環(huán)驅(qū)動(dòng)電路部分。對(duì)于48路開關(guān)量采集下位機(jī)來說，首先對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行初始化，特別是對(duì)CAN控制器SJAl000進(jìn)行初始化；然后根據(jù)定時(shí)器的定時(shí)間隔進(jìn)行信號(hào)檢測并整理成CAN通信協(xié)議數(shù)據(jù)格式，并進(jìn)行通信等待超時(shí)處理?，F(xiàn)場停車器控制器下位機(jī)除了完成開關(guān)量下位機(jī)的相關(guān)功能外，還要產(chǎn)生2000HZ的方波輸出以保證驅(qū)動(dòng)電路正常工作，同時(shí)還要檢測開關(guān)三級(jí)管的好壞。在定時(shí)器和CAN接收中斷兩者中，后者的優(yōu)先級(jí)最高，即兩者同時(shí)發(fā)生或定時(shí)器中斷正在處理中，CPU優(yōu)先響應(yīng)CAN接收中斷，以接收和上傳新數(shù)據(jù)。

本發(fā)明的有益效果是：該控制系統(tǒng)克服了現(xiàn)有的控制系統(tǒng)控制驅(qū)動(dòng)線路長的缺點(diǎn)，節(jié)約大量電纜，減少施工難度和工作量，同時(shí)具有實(shí)時(shí)性強(qiáng)，速度快，可靠性高等特點(diǎn)，完全滿足了編組場尾部停車器在線監(jiān)控系統(tǒng)的通信要求，值得推廣使用。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明。

圖1是本發(fā)明的停車器控制系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)圖。

圖2是本發(fā)明的CAN通信模塊原理圖。

圖3是本發(fā)明的下位機(jī)軟件流程圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。

如圖1，新型液壓可控停車器控制系統(tǒng)由尾部信號(hào)樓繼電器室、尾部信號(hào)樓值班室和現(xiàn)場控制設(shè)備3部分組成，它們均工作于雙機(jī)冗余方式，并且通過CAN總線進(jìn)行遠(yuǎn)距離通信。

尾部信號(hào)樓繼電器室包括監(jiān)視機(jī)和48路開關(guān)量采集板，監(jiān)視機(jī)僅用來監(jiān)視現(xiàn)場停車器狀態(tài)、尾部道岔位置、信號(hào)機(jī)狀態(tài)和股道空閑等相關(guān)信息；48路開關(guān)量采集板(即繼電器室中的下位機(jī))通過采集繼電器室的繼電器相關(guān)節(jié)點(diǎn)的狀態(tài)來確定股道現(xiàn)場原來設(shè)備的狀態(tài)，并由監(jiān)視機(jī)A、B及上位監(jiān)控機(jī)A、B進(jìn)行現(xiàn)場狀態(tài)顯示和處理。所述尾部信號(hào)樓值班室的監(jiān)控機(jī)A和B互為備用，同一時(shí)刻僅有一臺(tái)可以進(jìn)行控制，但可以同時(shí)進(jìn)行監(jiān)視。

現(xiàn)場控制設(shè)備包括現(xiàn)場雙電源和每股道的冗余控制器(即下位機(jī))，現(xiàn)場的每個(gè)下位機(jī)主要包括AT89S52和PSD934F2核心模塊、CAN通信模塊、輸出驅(qū)動(dòng)模塊和開關(guān)量輸入模塊。輸出驅(qū)動(dòng)模塊主要用來完成停車器的制動(dòng)或緩解動(dòng)作，當(dāng)輸出驅(qū)動(dòng)模塊發(fā)出驅(qū)動(dòng)命令后，經(jīng)鐵路安全型繼電器來完成停車器雙向電磁閥的換向工作。開關(guān)量輸入模塊用來采集現(xiàn)場停車器電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)信號(hào)、失壓報(bào)警信號(hào)、制動(dòng)到位信號(hào)、緩解到位信號(hào)和第三臺(tái)停車器占位信號(hào)。

如圖2，CAN通信模塊電路主要由3部分構(gòu)成：獨(dú)立CAN通信控制器SJAl000、CAN總線驅(qū)動(dòng)器82C250和高速光電耦合器6N137?？刂瓢迳系奈⑻幚砥鰽T89S52通過AD0～AD7總線對(duì)SJAl000進(jìn)行初始化，控制SJAl000實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的接收和發(fā)送等通信任務(wù)。

為了增加CAN總線節(jié)點(diǎn)的抗干擾能力，SJAl000的TX0和RX0并不是直接與82C250的TXD和RXD相連，而是通過高速光耦6N137與82C250相連，這樣就很好的實(shí)現(xiàn)了總線上各CAN節(jié)點(diǎn)的電氣隔離。

82C250與CAN總線的接口部分也采用了一定的安全和抗干擾措施。82C250的CANH和CANL引腳各通過一個(gè)5Ω的電阻與CAN總線相連，實(shí)現(xiàn)限流和保護(hù)82C250免受過流的沖擊的作用。CANH和CANL與地之間并聯(lián)了兩個(gè)30pF的小電容，可以起到濾除總線上的高頻干擾和一定的防電磁輻射的作用。另外，在兩根CAN總線輸入端與地之間分別接了一個(gè)防雷擊管，當(dāng)兩輸入端與地之間出現(xiàn)瞬變干擾時(shí)，通過防雷擊管的放電可起到一定的保護(hù)作用。82C250的凡引腳上接有一個(gè)斜率電阻，電阻大小可根據(jù)總線通信速度適當(dāng)調(diào)整，一般在16～140KΩ之間。

如圖3，下位機(jī)軟件設(shè)計(jì)主要包括尾部信號(hào)樓繼電器室的48路開關(guān)量采集板和現(xiàn)場的停車器控制器軟件設(shè)計(jì)，兩者采集部分功能相同；不同之處在于后者多了閉環(huán)驅(qū)動(dòng)電路部分。對(duì)于48路開關(guān)量采集下位機(jī)來說，首先對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行初始化，特別是對(duì)CAN控制器SJAl000進(jìn)行初始化；然后根據(jù)定時(shí)器的定時(shí)間隔進(jìn)行信號(hào)檢測并整理成CAN通信協(xié)議數(shù)據(jù)格式，并進(jìn)行通信等待超時(shí)處理?，F(xiàn)場停車器控制器下位機(jī)除了完成開關(guān)量下位機(jī)的相關(guān)功能外，還要產(chǎn)生2000HZ的方波輸出以保證驅(qū)動(dòng)電路正常工作，同時(shí)還要檢測開關(guān)三級(jí)管的好壞。在定時(shí)器和CAN接收中斷兩者中，后者的優(yōu)先級(jí)最高，即兩者同時(shí)發(fā)生或定時(shí)器中斷正在處理中，CPU優(yōu)先響應(yīng)CAN接收中斷，以接收和上傳新數(shù)據(jù)。