CN112825464B - 一种配置多网络冗余的励磁控制装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种配置多网络冗余的励磁控制装置，包括励磁平台控制板、触发脉冲输出板和主电路，励磁平台控制板、触发脉冲输出板和主电路依次相连；励磁平台控制板用于输出脉冲信号至触发脉冲输出板，励磁平台控制板用于将脉冲信号进行隔离放大后输出至主电路，主电路与励磁平台控制板相连，用于将主电路的状态信号发送至励磁平台控制板；励磁平台控制板上设置有多个通信接口，通信接口至少包括以太网接口和MVB接口，励磁平台控制板通过以太网接口连接有以太网通信子板，励磁平台控制板通过MVB接口连接有MVB通信子板，以太网通信子板与MVB通信子板相互冗余。本发明的励磁控制装置具有接口丰富、通信可靠性高、现场调试效率高等优点。
Description
技术领域
本发明主要涉及发电机励磁控制技术领域，特指一种配置多网络冗余的励磁控制装置。
背景技术
发电机励磁控制主要应用在内燃机车、工矿车、电动轮车上，对于稳定中间电压，调节发电机功率输出具有不可替代的作用。随着用户对网络需求不一样，每次开发都要重新进行，开发费用高。
发明内容
本发明要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种接口丰富、通信可靠性高的配置多网络冗余的励磁控制装置。
为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：
一种配置多网络冗余的励磁控制装置，包括励磁平台控制板、触发脉冲输出板和主电路，所述励磁平台控制板、触发脉冲输出板和主电路依次相连；所述励磁平台控制板用于输出脉冲信号至触发脉冲输出板，所述励磁平台控制板用于将脉冲信号进行隔离放大后输出至所述主电路，所述主电路与所述励磁平台控制板相连，用于将主电路的状态信号发送至励磁平台控制板；所述励磁平台控制板上设置有多个通信接口，所述通信接口至少包括以太网接口和MVB接口，所述励磁平台控制板通过以太网接口连接有以太网通信子板，所述励磁平台控制板通过MVB接口连接有MVB通信子板，所述以太网通信子板与所述MVB通信子板相互冗余。
作为上述技术方案的进一步改进：
所述通信接口还包括RS485接口或者RS232或者CAN接口或者Lonworks接口中的一种或多种。
所述励磁平台控制板还包括控制单元、信号处理单元、电源单元和脉冲信号输出单元，所述控制单元通过以太网接口板或MVB网络接口板接收到控制指令，通过信号处理单元接收到三相交流输入电压信号计算出电压的频率和触发脉冲的导通时间，经脉冲信号输出单元输出六路脉冲波形以控制主电路各晶闸管门极触发信号。
所述以太网通信子板上设置有以太网对外接口和安装组件，所述安装组件包括固定板和安装板，所述固定板的一侧安装于所述以太网通信子板上，所述安装板安装于所述固定板的另一侧上，所述以太网对外接口固定于所述安装板上。
所述MVB通信子板上设置有MVB对外接口和安装结构，所述安装结构包括固定面板和紧固件，所述固定面板固定于所述励磁平台控制板上，所述MVB对外接口通过紧固件安装于所述固定面板上。
所述MVB接口、RS485接口、RS232和CAN接口均集成于同一接口上。
所述主电路为三相全控桥。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
本发明的配置多网络冗余的励磁控制装置，采用以太网与MVB通信双冗余方式，能够提高通信可靠性，从而保障励磁工作的可靠性；通过以太网与MVB通信，可以方便对相控控制器、励磁斩波器升级网络应用，解决整车网络兼容的问题；以太网通信子板一路设置为适时通信方式，另一路设置为调试下载方式，采用以太网现场下载和调试，相对于原有采用串口方式更加简单可靠且速度更快，在现场调试时，只需要在司机室就可以调试，而不需要打开柜门接串口线进行调试，简化了现场调试的工作量；实时以太网便于与整车网络进行数据交换，子***工作状态和故障诊断信息送给整车网络，通过显示器提供人机交互接口，完成整车级的励磁控制、状态监视、故障诊断等工作，对于实现机车信息化和智能化有积极意义。
本发明的配置多网络冗余的励磁控制装置，针对其它网络拓展，如CAN或RS485通信，采用对应的子板进行替换，即模块化设计，利用不同的子板实现不同的通信方式，减少了开发难度，降低了物料停产和升降的风险，在物料更新时，只需要改动小部分即可，成本低；同时提高了励磁平台控制板的通用性，简化了电路设计；另外，以太网接口与MVB接口的固定方式互不干扰，减少了装置整体设计难度，同时使受力进行了分散，增强了抗震动的能力。
附图说明
图1为本发明在实施例的方框结构图。
图2为本发明中励磁平台控制板在实施例中的方框结构图。
图3为本发明中励磁平台控制板与各子板在实施例中的安装结构图。
图4为本发明中以太网接口在实施例中的安装结构图。
图5为本发明中以太网对外接口与MVB对外接口在实施例中的安装结构图。
图中标号表示：1、励磁平台控制板；101、控制单元；102、信号处理单元；103、电源单元；104、脉冲信号输出单元；105、以太网接口；106、MVB接口；2、触发脉冲输出板；3、主电路；4、以太网通信子板；401、以太网对外接口；402、安装组件；4021、固定板；4022、安装板；4023、螺钉；5、MVB通信子板；501、MVB对外接口；502、固定面板；503、紧固件。
具体实施方式
以下结合说明书附图和具体实施例对本发明作进一步描述。
如图1和图2所示，本实施例的配置多网络冗余的励磁控制装置，包括励磁平台控制板1、触发脉冲输出板2和主电路3(如三相全控桥)，励磁平台控制板1、触发脉冲输出板2和主电路3依次相连；励磁平台控制板1用于输出脉冲信号至触发脉冲输出板2，励磁平台控制板1用于将脉冲信号进行隔离放大后输出至主电路3，主电路3与励磁平台控制板1相连，用于将主电路3的状态信号(包括电压、电流、温度等信号)发送至励磁平台控制板1，用于控制及监控保护；励磁平台控制板1上设置有多个通信接口，通信接口至少包括以太网接口105和MVB接口106，励磁平台控制板1通过以太网接口105连接有以太网通信子板4，励磁平台控制板1通过MVB接口106连接有MVB通信子板5，以太网通信子板4与MVB通信子板5相互冗余。
本实施例中，通信接口还包括RS485接口或者RS232或者CAN接口或者Lonworks接口中的一种或多种，当然，在其它实施例中，也可以采用其它类型的接口。在本实施例中，主要采用MVB通信与以太网通信为主要冗余，而其它各接口(如CAN接口或RS485接口)则作为备用接口。当然，MVB接口106、RS485接口、RS232和CAN接口均可以集成于同一接口上，各接口完全兼容，当不需要MVB通信时，可以配置成RS485等其它接口，以与相对应的子板连接。同理，在不需要以太网通信时，也可以配置成其它可以兼容的子板进行通信。
如图2所示，本实施例中，励磁平台控制板1还包括控制单元101、信号处理单元102、电源单元103和脉冲信号输出单元104，控制单元101通过以太网接口105板或MVB接口106接收到控制指令以及接收各种传感器的检测信号，通过信号处理单元102接收到三相交流输入电压的同步信号计算出电压的频率和触发脉冲的导通时间，经脉冲信号输出单元104输出六路脉冲波形以控制主电路3各晶闸管门极触发信号，实现相控整流的要求(如蓄电池输出电压端的稳定)。
本实施例中，励磁平台控制板1上配置了两块子板的接口位置，如图3所示，其中MVB接口106、CAN接口、RS485接口可以互换，可以根据实际选择对应的子板。另外控制单元101采用DSP28335，本身带有CAN接口和SCI串口，只需要引出到各子板上即可，在各子板上做隔离驱动，其中MVB通信子板5和以太网通信子板4内部内置有双口RAM电路，控制单元101直接通过数据地址总线片选相连，对各子板进行读写操作。
如图4所示，以太网通信子板4上设置有以太网对外接口401(如M12)和安装组件402，安装组件402包括固定板4021和安装板4022(如铝块)，固定板4021的一侧安装于以太网通信子板4上，安装板4022通过螺钉4023固定于固定板4021的另一侧，以太网对外接口401固定于安装板4022上，结构简单、对整体装置无影响。
如图5所示，本实施例中，MVB通信子板5上设置有MVB对外接口501(如DB9插座)和安装结构，安装结构包括固定面板502和紧固件503，固定面板502固定于励磁平台控制板1上的支架上，MVB对外接口501通过紧固件503(如锁紧螺杆)紧固安装于固定面板502上，上述结构能够很好解决各接口的接线问题。
本发明的配置多网络冗余的励磁控制装置，采用以太网与MVB通信双冗余方式，能够提高通信可靠性，从而保障励磁工作的可靠性；通过以太网与MVB通信，可以方便对相控控制器、励磁斩波器升级网络应用，解决整车网络兼容的问题；以太网通信子板4一路设置为适时通信方式，另一路设置为调试下载方式，采用以太网现场下载和调试，相对于原有采用串口方式更加简单可靠且速度更快，在现场调试时，只需要在司机室就可以调试，而不需要打开柜门接串口线进行调试，简化了现场调试的工作量；实时以太网便于与整车网络进行数据交换，子***工作状态和故障诊断信息送给整车网络，通过显示器提供人机交互接口，完成整车级的励磁控制、状态监视、故障诊断等工作，对于实现机车信息化和智能化有积极意义。
针对其它网络拓展，如CAN或RS485通信，可以采用对应的子板进行替换，即模块化设计，利用不同的子板实现不同的通信方式，减少了开发难度，降低了物料停产和升降的风险，在物料更新时，只需要改动小部分即可；同时提高了励磁平台控制板1的通用性，简化了电路设计；另外，以太网接口105与MVB接口106的固定方式互不干扰，减少了装置整体设计难度，同时使受力进行了分散，增强了抗震动的能力。
以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，应视为本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种配置多网络冗余的励磁控制装置，其特征在于，包括励磁平台控制板(1)、触发脉冲输出板(2)和主电路(3)，所述励磁平台控制板(1)、触发脉冲输出板(2)和主电路(3)依次相连；所述励磁平台控制板(1)用于输出脉冲信号至触发脉冲输出板(2)，所述励磁平台控制板(1)用于将脉冲信号进行隔离放大后输出至所述主电路(3)，所述主电路(3)与所述励磁平台控制板(1)相连，用于将主电路(3)的状态信号发送至励磁平台控制板(1)；所述励磁平台控制板(1)上设置有多个通信接口，所述通信接口至少包括以太网接口(105)和MVB接口(106)，所述励磁平台控制板(1)通过以太网接口(105)连接有以太网通信子板(4)，所述励磁平台控制板(1)通过MVB接口(106)连接有MVB通信子板(5)，所述以太网通信子板(4)与所述MVB通信子板(5)相互冗余；
所述励磁平台控制板(1)还包括控制单元(101)、信号处理单元(102)、电源单元(103)和脉冲信号输出单元(104)，所述控制单元(101)通过以太网接口(105)板或MVB网络接口板接收到控制指令，通过信号处理单元(102)接收到三相交流输入电压信号计算出电压的频率和触发脉冲的导通时间，经脉冲信号输出单元(104)输出六路脉冲波形以控制主电路(3)各晶闸管门极触发信号。
2.根据权利要求1所述的配置多网络冗余的励磁控制装置，其特征在于，所述通信接口还包括RS485接口或者RS232或者CAN接口或者Lonworks接口中的一种或多种。
3.根据权利要求1或2所述的配置多网络冗余的励磁控制装置，其特征在于，所述以太网通信子板(4)上设置有以太网对外接口(401)和安装组件(402)，所述安装组件(402)包括固定板(4021)和安装板(4022)，所述固定板(4021)的一侧安装于所述以太网通信子板(4)上，所述安装板(4022)安装于所述固定板(4021)的另一侧上，所述以太网对外接口(401)固定于所述安装板(4022)上。
4.根据权利要求1或2所述的配置多网络冗余的励磁控制装置，其特征在于，所述MVB通信子板(5)上设置有MVB对外接口(501)和安装结构，所述安装结构包括固定面板(502)和紧固件(503)，所述固定面板(502)固定于所述励磁平台控制板(1)上，所述MVB对外接口(501)通过紧固件(503)安装于所述固定面板(502)上。
5.根据权利要求1或2所述的配置多网络冗余的励磁控制装置，其特征在于，所述MVB接口(106)、RS485接口、RS232和CAN接口均集成于同一接口上。
6.根据权利要求1或2所述的配置多网络冗余的励磁控制装置，其特征在于，所述主电路(3)为三相全控桥。
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