mvb总线在地铁列车控制系统中的应用论文

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1、MVB总线在地铁列车控制系统中的应用论文.freel。2)EMD(电的中距离传输介质),使用双绞屏蔽线,.freel。允许使用变压器连接。3)OGF(光纤媒介),使用总线连接器,传输距离可达2km。MVB总线系统是分级控制系统。系统设备共分5个级别,6种能力:1)1级设备具有的能力有设备状态和过程数据。设备端口地址一般与设备地址一致。2)2级设备具有的能力有设备状态,过程数据,信息数据,是智能设备可以通过总线配置,但不能编程。3)3级设备具有的能力有设备状态,过程数据,信息数据和用户编程。4)4级设备具有的能力有设备状态、过程数据、信息数据和总线管理器。用户编

2、程具有可选性。5)5级设备具有的能力有设备状态、过程数据、信息数据、网关和总线管理器。具有总线管理器的网关能与各种总线同步。1.2链路层数据1.2.1帧和报文格式有效的帧格式见图1。1)主帧格式:以主起动定界符开始,接着是16位报文数据,然后是8位校验序列。4位F_code码限制下面的12位并指示从帧大小,如图2所示。2)从帧格式:以从起动定界符开始,接着是16,32,64,128或256位帧数据,8位校验序列在64位数据的每个字后或在16,32位数据后。帧文每64位后就有一个校验序列,如图3所示。3)报文时序:主帧和响应它的从帧称为一个报文。4)报文类型:过

3、程数据、信息数据和监管数据报文。1.2.2数据分布媒介访问是通过总线管理器实现的,周期循环。基本周期分为4个阶段:周期阶段,监管阶段,事件阶段,警惕阶段,见图4。其中事件阶段、监管阶段和警惕阶段构成临时阶段。MVB总线的数据分为过程数据、信息数据和监管数据。其数据分布为:过程数据为周期发布,信息数据和监管数据发布周期不固定。过程数据都是一些非常重要的数据,如牵引速度,加速度的值等。2硬件及软件简介2.1硬件系统硬件主要包括车辆控制器VTCU、总线连接器、输入输出单元、通讯连接器C、人机显示器MMI及相关子系统。车辆控制器VTCU即总线控制器,每个3节车单元各一

4、个,共由7块板组成,自带插槽和电源,是标准的模块化系统。车辆控制单元由网关(VTCU-GVB),并在两个总线系统间转换过程和信息数据。列车诊断板VCUT上有板载数据库(ODBS),可通过RS422接口控制人机界面。列车应用程序板VCUA里包含着列车和车辆的控制程序。VTCU的电源提供110V直流电源,并与供电系统的电势隔离。总线连接器具有连接不同车辆总线的作用,同时也能起到信号放大的作用。输入输出单元由数字输入输出单元DX和模拟输入输出单元AX组成。数字输入输出单元DX的数字数据I/O接口一般直接连到继电器触点上。每辆车都有很多DX,每个DX都可以设置地址。电

5、源电压DC48～120V,10位输入,6位输出。1位报警器输出模拟输入输出单元AX有模拟数据I/O接口,每个AX也有自己的地址;4位模拟输入(±10V,±20mA);2位模拟输出。只有非常少的几处,如牵引力大小等使用模拟量。通讯连接器C主要用于没有MVB总线的第三方供货的通讯设备MC68360处理器,具有2MB闪存和1MB(静态存储器),2通道RS232,2通道RS485,1通道RS-485,1通道RS-232,标准MVBESD+,以及DC24～120V标称电压MVB终端插(每个MVB总线段必须带有一个终端插)。2.2软件系统通讯和控制拓扑图如图5所示,其软件

6、结构见图6。2.2.1基本软件CSS(包括基本系统软件和适时系统软件)1)控制系统中的操作系统基于VxVB支持和配置:信息数据、过程数据和总线管理。2.2.2应用软件应用软件使用的是功能块语言,它实际上是一种开放式的PLC,代替传统继电器的逻辑关系。不用使用许多硬线就实现了自动控制。另外,这种功能块语言不需要编程基础就能看懂,省去了编程语言的培训。在车辆控制上实现的功能,主要是牵引和制动控制。但其他一些功能,如门、空调、信息显示等也挂在总线下,只是在牵引安全和制动方面,来判断牵引和制动能否进行,如门没有关到位,不能开车等。牵引、制动、门、空调、信息显示等是MV

7、B总线下的子系统,这些子系统不需要有共同的语言,每个系统都可以有自己的语言系统,但它们都必须遵循MVB总线协议。虽然总线系统只有物理层和链路层,同开放式互联系统OSI的7层参考模型相比是一种低级控制,但对实现自动控制已足够了。3结束语列车自动控制是发展趋势,而总线技术是实现自动控制的手段。目前已经在广州地铁2号线、深圳地铁1号线、上海地铁1号线延长线等地铁车辆上成功实践了地铁车辆自动控制,相信总线技术必将得到进一步的推广和应用。