第9章 微機控制系統(tǒng)《城市軌道交通車輛》教學課件

《城市軌道交通車輛》?精品課件合集微機控制系統(tǒng)第九章第一節(jié)概述一、微型計算機系統(tǒng)概述20

世紀

70

年代初期，由于微電子技術的發(fā)展，產(chǎn)生了超大規(guī)模集成電路，從而導致以微處理器為核心的微型計算機的誕生。微型計算機與其他計算機的區(qū)別在于它的中央處理器CPU是采用大規(guī)模（或超大規(guī)模）技術集成在一塊硅片而不是由相當多的集成電路組成。為了與其他計算機的CPU區(qū)別，稱微型計算機的CPU芯片為微處理器或簡稱MPU。第一節(jié)概述二、城軌車輛微機控制系統(tǒng)三、微機控制系統(tǒng)的組成及基本功能1.信息及診斷系統(tǒng)2.牽引控制單元第一節(jié)概述四、微機控制系統(tǒng)主要部件在車輛上的分布與關系1.

SIBAS16

的幾個主要構成部件在每節(jié)車輛上的分布2.SIBAS16的幾個主要構成部件之間的關系第一節(jié)概述

第二節(jié)DIN-BUS總線控制原理一、總線概念1.總線概念2.微機控制系統(tǒng)總線結構的類型3.總線分類第二節(jié)DIN-BUS總線控制原理

第二節(jié)DIN-BUS總線控制原理二、DIN

總線在城軌車輛的微機控制系統(tǒng)上所用的總線是DIN總線，DIN總線分為列車總線和車輛總線。DIN總線是SIBAS32系統(tǒng)內(nèi)部的信息交換和與外部接口的信息交換的重要信號傳輸通道。第二節(jié)DIN-BUS總線控制原理三、數(shù)據(jù)（報文）種類1.過程數(shù)據(jù)2.信息數(shù)據(jù)四、接

口1.接口概念2.接口的必要性3.端

口第二節(jié)DIN-BUS總線控制原理五、RS485

模塊六、DIN-BUS總線數(shù)據(jù)傳輸1.接收數(shù)據(jù)2.串行數(shù)據(jù)的傳送第二節(jié)DIN-BUS總線控制原理七、SIBAS-32總線接口1.列車總線連接板（列車總線連接RS485（TC485）6FH9336-3B）2.列車總線接口（RS485（TI485）6FH9335-3A）3.車輛總線接口板（串行接口RS4856FH9311-3A）4.控制總線接口板[KLIP串行總線接口（SBS）6FH9316-3B]第三節(jié)牽引控制單元

DCU/UNAS一、牽引/制動系統(tǒng)組成和工作原理1.牽引/制動系統(tǒng)組成2.牽引/制動系統(tǒng)基本工作原理第三節(jié)牽引控制單元

DCU/UNAS

第三節(jié)牽引控制單元

DCU/UNAS二、牽引控制單元結構三、牽引控制單元

DCU

的基本功能及工作原理1.DCU

的基本功能2.

DCU

的基本工作原理3.

DCU

的軟件介紹第三節(jié)牽引控制單元

DCU/UNAS四、逆變器保護單元

UNAS

的基本功能及工作原理1.

UNAS的基本功能2.

UNAS

的基本工作原理第四節(jié)牽引控制單元

DCU/UNAS

的

PCB

插件板一、DCU/UNAS插件板的組成1.

DCU

的

PCB

插件板按功能分2.UNAS

的

PCB

插件板按功能分第四節(jié)牽引控制單元

DCU/UNAS

的

PCB

插件板二、DCU

插件板1.電源板2.

DCU

的主微機板3.

DCU

的數(shù)據(jù)存儲板4.DCU

的輸入/輸出接口板第四節(jié)牽引控制單元

DCU/UNAS

的

PCB

插件板三、UNAS

的

PCB

板1.接口板2.啟動監(jiān)測板3.測量值預處理板4.測量值處理/調(diào)整板5.聯(lián)鎖邏輯控制板6.微處理單元、UNAS

診斷板第五節(jié)微機過程控制一、微機過程控制基礎1.微機測控硬件組成第五節(jié)微機過程控制2.輸入/輸出過程通道分類輸入/輸出過程通道按它們的功能不同及傳送物理量性質(zhì)不同，可以分成四大類：模擬量輸入通道、模擬量輸出通道、數(shù)字量輸入通道和數(shù)字量輸出通道。第五節(jié)微機過程控制二、DCU

工作流程分析整個牽引控制單元DCU系統(tǒng)的局部總線采用ADtranz公司設計的GERTRAC總線，連接主控微機（A304板）、速度信號處理和中斷控制板（A305板、A306板）、數(shù)據(jù)存儲板（A307板）。DCU的工作流程如圖9.9所示。第五節(jié)微機過程控制

第五節(jié)微機過程控制1.速度信號處理2.指令參考值的處理3.模擬量的輸入與輸出4.數(shù)字量的輸入與輸出第五節(jié)微機過程控制三、執(zhí)行元件城軌車輛的列車控制有兩種方法，一種是傳統(tǒng)的有接點電路控制方式，通過一系列開關元件的“接通”和“斷開”來傳遞控制與檢測信號，從而實現(xiàn)列車級控制；另一種是總線控制方法，該總線控制包括列車總線WTB和車輛總線MVB，實現(xiàn)總線控制后，列車所有的控制監(jiān)測信號（包括車門控制和監(jiān)測信號、空氣制動檢測信號等）均可通過總線傳輸，并由列車控制系統(tǒng)通過軟件實現(xiàn)啟動和聯(lián)鎖保護功能。第五節(jié)微機過程控制四、高速斷路器控制每節(jié)

A

車有兩個高速斷路器，其中一個連接本單元B車VVVF逆變器，另一個連接本單元

C

車的

VVVF

逆變器。高速斷路器能夠斷開大電流，保護VVVF逆變器。當電流大于1

500

A

時，高速斷路器的主觸頭自動眺開。第五節(jié)微機過程控制

第五節(jié)微機過程控制五、牽引/制動控制1.牽引/制動控制設備牽引/制動控制設備主要包括司機控制器、列車自動駕駛系統(tǒng)ATO/列車自動保護系統(tǒng)ATP、參考值轉(zhuǎn)換器RVC、制動控制單元ECU和牽引控制單元DCU。這些設備在列車上的布置如圖9.11所示。第五節(jié)微機過程控制

第五節(jié)微機過程控制2.列車牽引控制列車即能人工駕駛，也能夠自動駕駛。列車上安裝了列車自動控制系統(tǒng)ATC，列車自動控制系統(tǒng)包括列車自動駕駛系統(tǒng)ATO/列車自動保護系統(tǒng)ATP。牽引控制電路采用繼電器聯(lián)鎖方式，對車門、停放制動、疏散門，空氣制動等實行聯(lián)鎖控制保護。要實現(xiàn)列車牽引，必須給定牽引方向、牽應指令和牽引參考值。第五節(jié)微機過程控制

第五節(jié)微機過程控制3.列車制動控制列車能夠進行電制動和空氣制動，在正常情況下，列車載荷為

AW0～AW2

時，電制動優(yōu)先，能提供

100%

的制動力。但是如果出現(xiàn)電網(wǎng)電壓過低或輪對打滑，僅僅靠電制動力就不能滿足制動要求，這時要求施加空氣制動，以補充制動力。第六節(jié)信息及診斷系統(tǒng)一、SIBAS32系統(tǒng)廣州地鐵車輛列車信息系統(tǒng)包括：信息及診斷系統(tǒng)、有線廣播、目的地/車次號指示器三部分組成，其中以信息及診斷系統(tǒng)所含的技術成分最高，也最為重要。信息及診斷系統(tǒng)中運用

DINBUS

總線控制系統(tǒng)，其通訊協(xié)議為

SIBAS32，是由

SIEMENS自行定義、開發(fā)的。系統(tǒng)包括中央故障存儲單元CFSU和智能化外圍接口SIBAS-KLIP子站和故障顯示器三大部分。第六節(jié)信息及診斷系統(tǒng)1.系統(tǒng)性能2.模

塊二、CFSU中央故障存儲單元的PCB板1.中央處理單元

CPU

板2變換器3.電源濾波器（RDF110

V）4.電源啟動單元（PSU110

V）5.

RVC

參考值轉(zhuǎn)換器6.

CFSU

風扇第六節(jié)信息及診斷系統(tǒng)三、SIBAS-KLIP

子站1.組成及功能2.檢測原理（1）SIBAS-KLIP初始化（2）結構測試（3）主從原理（4）總線監(jiān)測第七節(jié)故

障

與

顯

示一、故障等級1.列車診斷的故障2.子部件故障二、信息及診斷系統(tǒng)故障的讀取1.服務接口2.

PTU的使用第七節(jié)故

障

與

顯

示

第七節(jié)故

障

與

顯

示三、SIBAS-KLIP子站診斷字節(jié)的結構該診斷字節(jié)包括

SIBAS-KLIP

子站的狀態(tài)信息，Bit0～4

表示故障信號；當

SIBAS-KLIP

子站功能正常時，若出現(xiàn)整體封鎖（由控制總線接口SBS的控制單元觸發(fā)），該位就會被設置。該診斷字節(jié)可在CPU板中通過服務軟件讀出。第七節(jié)故

障

與

顯

示四、彩色顯示器1.顯示器的外部接口第七節(jié)故

障

與

顯

示2.顯示屏的界面分為兩種基本模式3.顯示器應用的注意事項4.顯示屏的操作與說明第八節(jié)牽引控制單元

PTU

軟件及應用一、要

求1.硬件要求程序可以運行在任何

IBM-PC

或是兼容機上。MAINTAIN程序必須在一個適當?shù)墓ぷ饔脖P上，因為程序運行時，所有工具文件都必須能夠虛擬地得到。計算機至少應有640

KB

的常規(guī)內(nèi)存。在啟動程序前，