專(zhuān)利名稱(chēng)：一種基于plc技術(shù)的電動(dòng)客車(chē)整車(chē)控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種整車(chē)控制器，主要涉及一種基于PLC技術(shù)的電動(dòng)客車(chē)整車(chē)控制
ο
背景技術(shù)：
在現(xiàn)有的整車(chē)控制器技術(shù)中，控制器主要以單片機(jī)系統(tǒng)為主要元器件，采用C語(yǔ)言或者匯編語(yǔ)言為編程工具，這種方式的整車(chē)控制器更改程序的困難較大，專(zhuān)業(yè)水平較高， 對(duì)于目前國(guó)內(nèi)的整車(chē)加工廠來(lái)說(shuō)，不能根據(jù)需要修改自己的控制程序；而傳統(tǒng)PLC(可編程控制器)技術(shù)運(yùn)用簡(jiǎn)便，市場(chǎng)普及度高，作為成熟的工業(yè)控制技術(shù)，在工業(yè)控制領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用，但由于沒(méi)有CAN系統(tǒng)，所以在整車(chē)的運(yùn)用方面還是短板。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種基于PLC技術(shù)的電動(dòng)客車(chē)整車(chē)控制器，增加了 CAN通信系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)控制器能夠通過(guò)CAN總線方式直接與電動(dòng)客車(chē)進(jìn)行通信。為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種基于PLC技術(shù)的電動(dòng)客車(chē)整車(chē)控制器，包括主CPU、輔助CPU、數(shù)字量輸入輸出模塊、模擬量輸入輸出模塊、外部擴(kuò)展模塊、光藕隔離模塊及電源系統(tǒng)；其中電源系統(tǒng)為控制器提供工作電壓，數(shù)字量輸入輸出模塊與主 CPU相連接，模擬量輸入輸出模塊與輔助CPU相連接，主CPU與輔助CPU之間通過(guò)光藕隔離模塊連接，外部擴(kuò)展模塊與主CPU相連接；還包括通信接口模塊，該通信接口模塊與主CPU 通過(guò)CAN總線方式連接。進(jìn)一步，所述主CPU采用MCU核心處理器芯片。進(jìn)一步，所述輔助CPU采用MCU存儲(chǔ)器芯片，輔助CPU接收主CPU的指令，并通過(guò) SPI方式實(shí)現(xiàn)主CPU與輔助CPU之間的數(shù)據(jù)交互。進(jìn)一步，所述外部擴(kuò)展模塊與主CPU之間采用并行總線方式進(jìn)行通信。進(jìn)一步，所述通信接口模塊包括兩路串行通信接口和四路CAN通信接口；串行通信接口為控制器提供對(duì)外通信，CAN通信接口兼容CAN通信模式，直接與整車(chē)進(jìn)行通信。本發(fā)明技術(shù)方案的控制器基于PLC控制平臺(tái)，并兼容CAN通信模式，擁有多路CAN 接口，具有良好的擴(kuò)展功能，可直接與整車(chē)通信而不需要采用第三方轉(zhuǎn)接口。本發(fā)明技術(shù)方案的控制器提供專(zhuān)用PC軟件，可以支持梯形圖、指令列表、順序功能圖三種編程方式進(jìn)行編程，可以更為簡(jiǎn)單的書(shū)寫(xiě)和更改純電動(dòng)客車(chē)專(zhuān)用整車(chē)控制器程序。


圖1為本發(fā)明實(shí)施例所述電動(dòng)客車(chē)整車(chē)控制器的邏輯結(jié)構(gòu)圖；圖2為本發(fā)明實(shí)施例所述電動(dòng)客車(chē)整車(chē)控制器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)邏輯具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行更詳細(xì)的描述，所述實(shí)施例只用于解釋本發(fā)明，并非用于限定本發(fā)明的范圍。本發(fā)明實(shí)施例公開(kāi)了一種基于PLC技術(shù)的電動(dòng)客車(chē)整車(chē)控制器，該控制器基于 PLC控制平臺(tái)，并兼容CAN通信模式，擁有多路CAN接口，可直接與整車(chē)通信而不需要采用第三方轉(zhuǎn)接口。圖1為本發(fā)明實(shí)施例所述電動(dòng)客車(chē)整車(chē)控制器的邏輯結(jié)構(gòu)圖，如圖1所示，該控制器包括外部擴(kuò)展模塊110、數(shù)字量輸入輸出模塊120、主CPU130、電源系統(tǒng)140、通信接口模塊150、光藕隔離模塊160、輔助CPU170及模擬量輸入輸出模塊180，其中電源系統(tǒng)140 為控制器提供工作電壓，數(shù)字量輸入輸出模塊120與主CPU130相連接，模擬量輸入輸出模塊180與輔助CPU170相連接，由輔助CPU170處理模擬量信號(hào)；主CPU130與輔助CPU170之間通過(guò)光藕隔離模塊160連接，實(shí)現(xiàn)模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)互相隔離；外部擴(kuò)展模塊110與主 CPU130通過(guò)并行總線方式相連接，通信接口模塊150通過(guò)CAN總線方式與主CPU130相連接，通信接口模塊150包括兩路串行通信接口和四路CAN通信接口，串行通信接口為控制器提供對(duì)外通信，CAN通信接口兼容CAN通信模式，能夠直接與電動(dòng)客車(chē)整車(chē)進(jìn)行通信。本發(fā)明實(shí)施例所述CAN是ControIler Area Network的縮寫(xiě)，簡(jiǎn)稱(chēng)為CAN，是ISO國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化的串行通信協(xié)議。在當(dāng)前的汽車(chē)產(chǎn)業(yè)中，出于對(duì)安全性、舒適性、方便性、低公害、 低成本的要求，各種各樣的電子控制系統(tǒng)被開(kāi)發(fā)了出來(lái)。由于這些系統(tǒng)之間通信所用的數(shù)據(jù)類(lèi)型及對(duì)可靠性的要求不盡相同，由多條總線構(gòu)成的情況很多，線束的數(shù)量也隨之增加。 為適應(yīng)“減少線束的數(shù)量”、“通過(guò)多個(gè)LAN，進(jìn)行大量數(shù)據(jù)的高速通信”的需要，1986年德國(guó)電氣商博世公司開(kāi)發(fā)出面向汽車(chē)的CAN通信協(xié)議。此后，CAN通過(guò)IS011898及IS011519進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)化，現(xiàn)在在歐洲已是汽車(chē)網(wǎng)絡(luò)的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議。本實(shí)施例所述電動(dòng)客車(chē)整車(chē)控制器使用PLC (可編程控制器)的方式進(jìn)行編程， PC(計(jì)算機(jī))端的客戶端軟件，提供IL(指令列表)、STL(梯形圖)和SFC(順序功能圖)三種方式，客戶端軟件將程序進(jìn)行編譯后，通過(guò)通信接口模塊下載到控制器，由控制器中的主 CPU執(zhí)行。本發(fā)明實(shí)施例提供的電動(dòng)客車(chē)整車(chē)控制器的輸入輸出電路采用高邊電路設(shè)計(jì)，使用的高邊場(chǎng)效應(yīng)管，能夠完成輸出電路的反饋，從而實(shí)現(xiàn)輸入輸出電路可配置，具有配置靈活的特點(diǎn)。電動(dòng)客車(chē)整車(chē)控制器更加緊湊支持4路CAN接口，高速CAN，低速CAN和動(dòng)力CAN 分離，又預(yù)留的CAN接口，具有良好的擴(kuò)展功能，并且提供專(zhuān)用PC軟件，可以支持梯形圖、指令列表、順序功能圖三種編程方式進(jìn)行編程，可以更為簡(jiǎn)單的書(shū)寫(xiě)和更改電動(dòng)客車(chē)整車(chē)控制器程序。圖2為本發(fā)明實(shí)施例所述電動(dòng)客車(chē)整車(chē)控制器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)邏輯圖，如圖2所示本發(fā)明一實(shí)施例提供的電動(dòng)客車(chē)整車(chē)控制器采用32bit MCU核心處理器芯片，具有較強(qiáng)的邏輯運(yùn)算和數(shù)學(xué)運(yùn)算功能，主CPU完成系統(tǒng)自檢、用戶程序預(yù)處理、輸入狀態(tài)檢測(cè)、執(zhí)行用戶程序、輸出狀態(tài)刷新、通訊處理等功能，是控制器系統(tǒng)的核心。外部擴(kuò)展電路包括進(jìn)行數(shù)據(jù)擴(kuò)展的SRAM，數(shù)據(jù)掉電保持的FRAM，實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片RTC，主CPU與RTC及SRAM、 FRAM之間采用并行總線方式進(jìn)行通信。輔助CPU采用16bit MCU存儲(chǔ)器芯片，用于存儲(chǔ)系統(tǒng)程序；MCU存儲(chǔ)器芯片提供2 路模擬量輸出，16路模擬量輸入，4路PWM信號(hào)輸入，4路PWM信號(hào)輸出。輔助CPU與主CPU經(jīng)光藕隔離模塊進(jìn)行隔離整形后通過(guò)SPI方式實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交互，輔助CPU接收主CPU的指令， 并完成模擬量的輸入輸出，這種結(jié)構(gòu)能最大限度的節(jié)省主CPU的資源，使得控制器執(zhí)行速度更快。電動(dòng)客車(chē)整車(chē)控制器對(duì)外提供2路串行通信接口 COMO和COMl、4路CAN總線和高速USB。4路CAN總線分別為高速CAN0，低速CANl和動(dòng)力分離CAN2以及預(yù)留的CAN3接口 ； COMO支持RS232電平，COMO端口完成主CPU與輔助CPU之間的通信以及對(duì)程序的下載，其中設(shè)有一個(gè)通信協(xié)議切換開(kāi)關(guān)；COMl支持RS485電平，可以與PC機(jī)、HMI和其他設(shè)備之間進(jìn)行通信和控制；內(nèi)置標(biāo)準(zhǔn)Modbus協(xié)議，支持自由協(xié)議；CANO、CANU CAN2、CAN3支持CAN電平；USB 支持 USB2. OA 和 USB2. OB。為了提供PLC的邏輯電路與用戶輸入輸出信號(hào)之間的電氣隔離及信號(hào)變換，數(shù)字量輸入輸出電路可接受雙極性信號(hào)，便于設(shè)置為源型或漏型輸入方式。中頻信號(hào)輸入端口采用中速光藕進(jìn)行隔離，進(jìn)行信號(hào)整形后直接與主CPU管腳相連；普通信號(hào)輸入采用普通光藕隔離，進(jìn)行信號(hào)整形后經(jīng)過(guò)并入串出芯片后接到主CPU的SPI端口上，主CPU定時(shí)刷新數(shù)據(jù)。電源電路為整車(chē)控制器提供工作電壓。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種基于PLC技術(shù)的電動(dòng)客車(chē)整車(chē)控制器，其特征在于包括主CPU、輔助CPU、數(shù)字量輸入輸出模塊、模擬量輸入輸出模塊、外部擴(kuò)展模塊、光藕隔離模塊及電源系統(tǒng)；其中電源系統(tǒng)為控制器提供工作電壓，數(shù)字量輸入輸出模塊與主CPU相連接，模擬量輸入輸出模塊與輔助CPU相連接，主CPU與輔助CPU之間通過(guò)光藕隔離模塊連接，外部擴(kuò)展模塊與主 CPU相連接；還包括通信接口模塊，該通信接口模塊與主CPU通過(guò)CAN總線方式連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的整車(chē)控制器，其特征在于所述主CPU采用MCU核心處理器芯片。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的整車(chē)控制器，其特征在于所述輔助CPU采用MCU存儲(chǔ)器芯片，輔助CPU接收主CPU的指令，并通過(guò)SPI方式實(shí)現(xiàn)主CPU與輔助CPU之間的數(shù)據(jù)交互。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的整車(chē)控制器，其特征在于所述外部擴(kuò)展模塊與主CPU之間采用并行總線方式進(jìn)行通信。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的整車(chē)控制器，其特征在于所述通信接口模塊包括兩路串行通信接口和四路CAN通信接口 ；串行通信接口為控制器提供對(duì)外通信，CAN通信接口兼容 CAN通信模式，直接與整車(chē)進(jìn)行通信。
全文摘要
本發(fā)明實(shí)施例提供了一種基于PLC技術(shù)的電動(dòng)客車(chē)整車(chē)控制器，該控制器基于PLC控制平臺(tái)，并兼容CAN通信模式，擁有多路CAN接口，可直接與整車(chē)通信而不需要采用第三方轉(zhuǎn)接口。所述控制器包括主CPU、輔助CPU、數(shù)字量輸入輸出模塊、模擬量輸入輸出模塊、外部擴(kuò)展模塊、光藕隔離模塊、電源系統(tǒng)及通信接口模塊，其中電源系統(tǒng)為控制器提供工作電壓，數(shù)字量輸入輸出模塊與主CPU相連接，模擬量輸入輸出模塊與輔助CPU相連接，主CPU與輔助CPU之間通過(guò)光藕隔離模塊連接，外部擴(kuò)展模塊與主CPU相連接，通信接口模塊通過(guò)CAN總線方式與主CPU相連接，能夠直接與電動(dòng)客車(chē)進(jìn)行通信。
文檔編號(hào)G05B19/418GK102455697SQ20111007272
公開(kāi)日2012年5月16日 申請(qǐng)日期2011年3月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月25日
發(fā)明者嚴(yán)程健, 王旭, 谷鵬, 陳繼明 申請(qǐng)人:揚(yáng)州亞星客車(chē)股份有限公司, 深圳麥格米特電氣股份有限公司