據(jù)和故障數(shù)據(jù)信號(hào)發(fā)送至輸入端CL_TXD，當(dāng)FPGA數(shù)據(jù)準(zhǔn)備發(fā)送信號(hào)I時(shí)，經(jīng)反向后進(jìn)入輸入端CL_TXD，即輸入端CL_TXD輸入為邏輯信號(hào)0，三極管Q5截止，高速光耦Ul2截止，三極管Q4導(dǎo)通，并向列車網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)TMS的輸入端輸出20mA電流模擬量信號(hào)；反之，當(dāng)輸入端CL_TXD輸入為邏輯信號(hào)I時(shí)，三極管Q5導(dǎo)通，高速光耦U12導(dǎo)通，三極管Q4不導(dǎo)通，無(wú)電流信號(hào)向列車網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)TMS的輸入端輸出。
[0044]其中，20mA電流環(huán)信號(hào)轉(zhuǎn)換部分的20mA電流環(huán)信號(hào)接收電路和20mA電流環(huán)信號(hào)發(fā)送電路均通過(guò)高速光耦實(shí)現(xiàn)信號(hào)轉(zhuǎn)換，確保輸入輸出信號(hào)在電氣上保持隔離，利于長(zhǎng)距離數(shù)據(jù)傳輸，提高系統(tǒng)干擾性。
[0045]RS232接口部分與FPGA數(shù)據(jù)處理部分進(jìn)行雙向通訊，RS232接口部分一方面用于接收FPGA數(shù)據(jù)處理部分發(fā)送的20mA電流環(huán)數(shù)據(jù)，并將上述電流環(huán)數(shù)據(jù)上傳至維護(hù)電腦，確保維護(hù)電腦能夠?qū)崟r(shí)獲取該電流環(huán)網(wǎng)關(guān)接收的數(shù)據(jù)信息，快速進(jìn)行故障診斷定位，提高工作效率；另一方面可通過(guò)RS232接口部分更新該網(wǎng)關(guān)的程序，方便完成現(xiàn)場(chǎng)程序的更新和維護(hù)。
[0046]該電流環(huán)網(wǎng)關(guān)中列車牽引變流器VVVF與列車網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)TMS之間進(jìn)行通訊的數(shù)據(jù)主要包括狀態(tài)數(shù)據(jù)和故障數(shù)據(jù)，狀態(tài)數(shù)據(jù)主要包括列車網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)TMS發(fā)出的系統(tǒng)時(shí)間數(shù)據(jù)和列車牽引變流器VVVF運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的關(guān)鍵狀態(tài)數(shù)據(jù)。系統(tǒng)時(shí)間數(shù)據(jù)主要用于更新列車牽引變流器VVVF的系統(tǒng)時(shí)間，使列車牽引變流器VVVF與列車其他設(shè)備的系統(tǒng)時(shí)間一致；關(guān)鍵狀態(tài)數(shù)據(jù)包括列車牽引變流器VVVF的電壓、電流、溫度和開(kāi)關(guān)量等狀態(tài)數(shù)據(jù)。故障數(shù)據(jù)主要包括列車牽引變流器VVVF運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的故障數(shù)據(jù)即故障特征，包括故障代碼、故障類型、故障發(fā)生時(shí)刻、故障發(fā)生前Is和故障發(fā)生后Is的系統(tǒng)運(yùn)行數(shù)據(jù)，以幫助技術(shù)人員進(jìn)行牽引變流器的故障定位和排除。
[0047]本領(lǐng)域技術(shù)人員可理解附圖只為一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例的示意圖，附圖中的工作流程并不一定是實(shí)施本發(fā)明所必須的。
[0048]最后應(yīng)說(shuō)明的是:以上實(shí)施例僅用于說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對(duì)其進(jìn)行限制，盡管參照前述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解:其依然可對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換。而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.適用于單軌車牽引逆變器的電流環(huán)網(wǎng)關(guān)，其特征在于:該電流環(huán)網(wǎng)關(guān)主要包括與T⑶接口部分、FPGA數(shù)據(jù)處理部分、20mA電流環(huán)信號(hào)轉(zhuǎn)換部分和RS232接口部分； 所述與TCU接口部分用于接收列車牽引變流器VVVF發(fā)送的運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)，并將上述數(shù)據(jù)發(fā)送至FPGA數(shù)據(jù)處理部分；以及接收FPGA數(shù)據(jù)處理部分獲取的來(lái)自列車網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)TMS的系統(tǒng)時(shí)間修改請(qǐng)求信號(hào)，并接收到的上述系統(tǒng)時(shí)間修改請(qǐng)求信號(hào)通過(guò)與TCU接口部分發(fā)送至牽引控制器T⑶； 所述FPGA數(shù)據(jù)處理部分接收該網(wǎng)關(guān)與TCU接口部分發(fā)送的運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)，并將上述數(shù)據(jù)按要求進(jìn)行打包處理成相應(yīng)的狀態(tài)數(shù)據(jù)和故障數(shù)據(jù)并根據(jù)需要發(fā)送至20mA電流環(huán)信號(hào)轉(zhuǎn)換部分；以及接收20mA電流環(huán)信號(hào)轉(zhuǎn)換部分處理后的數(shù)字信號(hào)，并將接收到的數(shù)字信號(hào)解析為狀態(tài)數(shù)據(jù)請(qǐng)求信號(hào)、故障數(shù)據(jù)請(qǐng)求信號(hào)和系統(tǒng)時(shí)間修改請(qǐng)求信號(hào)，并根據(jù)上述不同的請(qǐng)求進(jìn)行相應(yīng)的處理； 所述20mA電流環(huán)信號(hào)轉(zhuǎn)換部分接收列車網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)TMS發(fā)送的各種請(qǐng)求信號(hào)，并將上述請(qǐng)求信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)后發(fā)送至FPGA數(shù)據(jù)處理部分；以及接收該網(wǎng)關(guān)FPGA數(shù)據(jù)處理部分發(fā)送的打包數(shù)據(jù)信息，并將上述打包數(shù)據(jù)信息發(fā)送至列車網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)TMS ; 所述RS232接口部分用于該網(wǎng)關(guān)的系統(tǒng)維護(hù)，可將經(jīng)過(guò)FPGA數(shù)據(jù)處理部分處理后的來(lái)自列車網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)TMS的信息通過(guò)RS232接口部分上傳至維護(hù)電腦，并可通過(guò)該RS232接口更新該網(wǎng)關(guān)的程序，對(duì)該網(wǎng)關(guān)進(jìn)行系統(tǒng)維護(hù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適用于單軌車牽引逆變器的電流環(huán)網(wǎng)關(guān)，其特征在于:與TCU接口部分內(nèi)部設(shè)有雙口 RAM區(qū)域，采用雙口 RAM方式實(shí)現(xiàn)列車牽引控制器TCU和FPGA數(shù)據(jù)處理部分高效實(shí)時(shí)的雙向數(shù)據(jù)交互，即列車牽引控制器TCU和FPGA數(shù)據(jù)處理部分均可對(duì)該雙口 RAM區(qū)域進(jìn)行讀寫操作。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適用于單軌車牽引逆變器的電流環(huán)網(wǎng)關(guān)，其特征在于:FPGA數(shù)據(jù)處理部分內(nèi)部定義多個(gè)數(shù)據(jù)緩存區(qū)，包括故障數(shù)據(jù)緩存區(qū)和狀態(tài)數(shù)據(jù)緩存區(qū)，記錄列車牽引變流器VVVF運(yùn)行時(shí)的狀態(tài)數(shù)據(jù)和處理列車牽引變流器VVVF發(fā)生的多個(gè)故障數(shù)據(jù)，狀態(tài)數(shù)據(jù)主要包括列車網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)TMS發(fā)出的系統(tǒng)時(shí)間數(shù)據(jù)和列車牽引變流器VVVF運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的關(guān)鍵狀態(tài)數(shù)據(jù)；故障數(shù)據(jù)主要包括列車牽引變流器VVVF運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的故障數(shù)據(jù)，包括故障代碼、故障類型、故障發(fā)生時(shí)刻、故障發(fā)生前Is和故障發(fā)生后Is的系統(tǒng)運(yùn)行數(shù)據(jù)。
4.一種如權(quán)利要求1所述的數(shù)據(jù)傳輸方法:其特征在于包括以下方法步驟: 1)該電流環(huán)網(wǎng)關(guān)可實(shí)時(shí)獲取列車牽引變流器VVVF的運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)，并將列車牽引變流器VVVF運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)置于FPGA數(shù)據(jù)處理部分的狀態(tài)數(shù)據(jù)緩存區(qū)中，根據(jù)要求進(jìn)行數(shù)據(jù)打包處理形成狀態(tài)數(shù)據(jù)和故障數(shù)據(jù)； 2)FPGA數(shù)據(jù)處理部分時(shí)刻準(zhǔn)備接收來(lái)自列車網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)TMS的數(shù)據(jù)請(qǐng)求信號(hào)，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行校驗(yàn)，一旦接收到數(shù)據(jù)校驗(yàn)成功，F(xiàn)PGA數(shù)據(jù)處理部分立刻將狀態(tài)數(shù)據(jù)緩存區(qū)中已經(jīng)打包處理好的狀態(tài)數(shù)據(jù)通過(guò)20mA電流環(huán)信號(hào)轉(zhuǎn)換部分發(fā)送至列車網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)TMS ; 3)當(dāng)列車牽引變流器VVVF發(fā)生故障時(shí)，列車牽引控制器TCU將與該網(wǎng)關(guān)交互的信息中的相應(yīng)故障位進(jìn)行置位，當(dāng)該網(wǎng)關(guān)的FPGA數(shù)據(jù)處理部分識(shí)別到故障位被置位時(shí)，立刻記錄故障特征并提取當(dāng)前狀態(tài)數(shù)據(jù)緩存區(qū)中的狀態(tài)數(shù)據(jù)，經(jīng)過(guò)處理后保存于故障數(shù)據(jù)緩存區(qū)中，同時(shí)將即將發(fā)送給列車網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)TMS的狀態(tài)數(shù)據(jù)中的相應(yīng)故障位進(jìn)行置位，等待觸發(fā)列車網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)TMS的故障數(shù)據(jù)請(qǐng)求信號(hào)； 4)當(dāng)FPGA數(shù)據(jù)處理部分收到列車網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)TMS的故障數(shù)據(jù)請(qǐng)求信號(hào)時(shí)，隨即將已經(jīng)處理好的故障數(shù)據(jù)發(fā)送至列車網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)TMS。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的數(shù)據(jù)傳輸方法，其特征在于:所述步驟3)中，故障數(shù)據(jù)緩存區(qū)可針對(duì)列車牽引變流器VVVF的3個(gè)歷史重故障和I個(gè)歷史輕故障進(jìn)行存儲(chǔ)，包括故障發(fā)生前后的列車牽引變流器VVVF運(yùn)行數(shù)據(jù)，當(dāng)故障數(shù)量多于3個(gè)歷史重故障和I個(gè)歷史輕故障，故障數(shù)據(jù)緩存區(qū)采取“先進(jìn)先出”原則，將最早發(fā)生的故障數(shù)據(jù)覆蓋。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種電流環(huán)通信網(wǎng)關(guān)，具體的說(shuō)，涉及一種適用于單軌車牽引逆變器的電流環(huán)網(wǎng)關(guān)及數(shù)據(jù)傳輸方法，該電流環(huán)網(wǎng)關(guān)基于20mA電流環(huán)技術(shù)，采用高性能FPGA芯片，獲取列車牽引變流器VVVF的運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)并對(duì)上述數(shù)據(jù)進(jìn)行打包處理，并通過(guò)高速光耦將FPGA芯片處理的數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)化為20mA電流信號(hào)發(fā)送給網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)TMS，同時(shí)接收列車網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)TMS的請(qǐng)求數(shù)據(jù)并傳送至FPGA芯片處理，實(shí)現(xiàn)單軌車牽引變流器VVVF與列車網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)TMS的信息交互,20mA電流環(huán)信號(hào)轉(zhuǎn)換部分通過(guò)高速光耦實(shí)現(xiàn)信號(hào)轉(zhuǎn)換，確保輸入輸出信號(hào)在電氣上保持隔離，利于長(zhǎng)距離數(shù)據(jù)傳輸，提高系統(tǒng)干擾性。
【IPC分類】G05B19-418
【公開(kāi)號(hào)】CN104850097
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510148932
【發(fā)明人】孫國(guó)斌, 孫叢君, 牟述佳, 薛浩飛, 張亞偉, 夏猛, 李政達(dá), 劉玉萍
【申請(qǐng)人】青島四方車輛研究所有限公司
【公開(kāi)日】2015年8月19日
【申請(qǐng)日】2015年3月31日