MVB總線在地鐵列車控制系統(tǒng)中的應(yīng)用
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2 硬件及軟件簡介
2.1 硬件
系統(tǒng)硬件主要包括車輛控制器 VTCU、總線連接器、輸入輸出單元、通訊連接器 ComC、人機(jī)顯示器 MMI 及相關(guān)子系統(tǒng)。
車輛控制器 VTCU 即總線控制器, 每個 3 節(jié)車單元各一個, 共由 7 塊板組成, 自帶插槽和電源, 是標(biāo)準(zhǔn)的模塊化 系 統(tǒng) 。 車 輛 控 制 單 元 由 網(wǎng) 關(guān)( VTCU- GW) , VCUT,VCUA 及 VTCU 的電源組成。網(wǎng)關(guān)控制列車總線( WTB)和車輛總線( MVB) , 并在兩個總線系統(tǒng)間轉(zhuǎn)換過程和信息數(shù)據(jù)。列車診斷板 VCUT 上有板載數(shù)據(jù)庫( ODBS) , 可通過 RS422 接口控制人機(jī)界面。列車應(yīng)用程序板 VCUA里包含著列車和車輛的控制程序。VTCU的電源提供 110V直流電源, 并與供電系統(tǒng)的電勢隔離。
輸入輸出單元由數(shù)字輸入輸出單元 DX 和模擬輸入輸出單元 AX 組成。數(shù)字輸入輸出單元 DX 的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)I/O 接口一般直接連到繼電器觸點(diǎn)上。每輛車都有很多DX, 每個 DX 都可以設(shè)置地址。電源電壓 DC48～120 V,10 位輸入, 6 位輸出。1 位報警器輸出模擬輸入輸出單元AX 有模擬數(shù)據(jù) I/O 接口, 每個 AX 也有自己的地址; 4 位模擬輸入( ±10 V, ±20 mA) ; 2 位模擬輸出。只有非常少的幾處, 如牽引力大小等使用模擬量。
通訊連接器 ComC 主要用于沒有 MVB 總線的第三方供貨的通訊設(shè)備 MC68360 處理器, 具有 2 MB 閃存和1 MB( 靜態(tài)存儲器) , 2 通道 RS232 , 2 通道 RS485, 1 通道RS- 485, 1 通道 RS- 232 , 標(biāo)準(zhǔn) MVB ESD+, 以及 DC 24～120 V 標(biāo)稱電壓 MVB 終端插( 每個 MVB 總線段必須帶有一個終端插) 。
2.2 軟件
系統(tǒng)通訊和控制拓?fù)鋱D如圖 5 所示, 其軟件結(jié)構(gòu)見圖 6。
1) 控制系統(tǒng)中的操作系統(tǒng)基于 VxWorks 內(nèi)核程序;
2) 用于應(yīng)用程序的接口提供標(biāo)準(zhǔn)的功能實時操作系統(tǒng) RTOS;
3) ANSI- C 的子集任務(wù)管理故障處理;
4) 數(shù)據(jù)記錄;
5) 事件記錄;
6) 時間同步;
7) 監(jiān)控器;
8) 硬件相關(guān)功能;
9) 設(shè)備啟動控制;
10) 內(nèi)存測試;
11) MVB 支持和配置: 信息數(shù)據(jù)、過程數(shù)據(jù)和總線管理。
2.2.2 應(yīng)用軟件
應(yīng)用軟件使用的是功能塊語言, 它實際上是一種開放式的 PLC, 代替?zhèn)鹘y(tǒng)繼電器的邏輯關(guān)系。不用使用許多硬線就實現(xiàn)了自動控制。另外, 這種功能塊語言不需要編程基礎(chǔ)就能看懂, 省去了編程語言的培訓(xùn)。
在車輛控制上實現(xiàn)的功能, 主要是牽引和制動控制。但其他一些功能, 如門、空調(diào)、信息顯示等也掛在總線下,只是在牽引安全和制動方面, 來判斷牽引和制動能否進(jìn)行, 如門沒有關(guān)到位, 不能開車等。
牽引、制動、門、空調(diào)、信息顯示等是 MVB 總線下的子系統(tǒng), 這些子系統(tǒng)不需要有共同的語言, 每個系統(tǒng)都可以有自己的語言系統(tǒng), 但它們都必須遵循 MVB 總線協(xié)議。
雖然總線系統(tǒng)只有物理層和鏈路層, 同開放式互聯(lián)系統(tǒng) OSI 的 7 層參考模型相比是一種低級控制, 但對實現(xiàn)自動控制已足夠了。
3 結(jié)束語
列車自動控制是發(fā)展趨勢, 而總線技術(shù)是實現(xiàn)自動控制的手段。目前已經(jīng)在廣州地鐵 2 號線、深圳地鐵 1 號線、上海地鐵 1 號線延長線等地鐵車輛上成功實踐了地鐵車輛自動控制, 相信總線技術(shù)必將得到進(jìn)一步的推廣和應(yīng)用。
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