CRH3动车组半实物仿真测试台通信的设计与实现-论文.pdf

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1、第34卷第2期铁道机车车辆Vo1．34No．22014年4月RAIIWAYLOCOMOTIVE&CARApr．2014文章编号：1008—7842(2014)02—0005—05CRH。动车组半实物仿真测试台通信的设计与实现黄根生，赵红卫，王欣，姚放(中国铁道科学研究院机车车辆研究所，北京100081)摘要根据CRH。型动车组的实车通信情况，以及半实物仿真测试平台对通信的需求，对实车上的通信设备进行分类，并提出真实设备与仿真设备的概念。并在此基础上，将半实物仿真测试平台上的通信归结为半实物仿真测试台的真实

2、设备之间数据通信、仿真设备之间数据通信、真实设备与仿真设备之间的数据通信以及不同牵引单元间的数据通信。重点解决了仿真设备与真实设备之间的MVB通信、PIC通信，以及不同牵引单元间的以太网通信。关键词半实物仿真；MVB通信；PLC通信；以太网通信；仿真设备；真实设备中图分类号：U260文献标志码：Adoi：10．3969／j．issn．1008—7842．2014．O2．O2随着高速动车组在国内的广泛运用，高速动车组神采集系统(PLC开关柜)：主要由PLC控制系统及经中枢的列车网络控制系统的研究也在不断地深

3、入。DC110V驱动继电器组成，负责将整列车所有功能系由于列车网络控制系统控制和管理着列车上几乎所有统(例如牵引系统、制动系统、电源辅助系统等)与动车子系统，这些子系统与列车网络控制系统之间有着十分组车载电气柜(司机控制台)的硬件接口信号通过PLC复杂的网络通信协议，以及基于网络通信的复杂逻辑控系统将DC110V电平开关量信号转换为数字信号，为制算法和故障诊断策略。要设计和实现如此复杂和庞仿真软件提供接口；同时也将仿真软件发出的数字信号大的控制系统，并确保安全可靠，无论是在设计和实现通过PLC系统控制驱动

4、继电器转换为相应的DCl1O系统的网络通信协议和内部逻辑控制算法时，还是在列V电平开关量信号，最终控制CRH。车载电气柜中的继车运行后期维护中的故障诊断时，都迫切需要一个地面电器或者网络I／O设备实现整车的各个功能系统的监仿真测试平台，以便能够在列车网络控制系统的设计、控功能。开发、验证、维护的各个阶段，实现对列车的网络通信协软件仿真系统：硬件采用工业控制计算机及相应议、逻辑控制算法、网络控制系统性能、故障诊断策略等IO板卡，软件采用ControlBuilder(以下简称CB)仿真方面的分析验证，降低实车

5、运行带来的各种技术风险和开发软件。通过软件仿真实现CRH。型动车组各个功成本风险。综合考虑地面仿真测试平台的灵活性、实用能系统(牵引系统、制动系统、电源辅助系统、门控制系性和经济性，采用纯硬件平台和纯软件仿真平台相结合统、空调系统等)的功能模拟。该系统通过MVB网络的半实物仿真的结构形式来搭建CRH。动车组半实物与车载电气柜进行数据通信；通过以太网与采集系统的仿真测试平台。半实物仿真测试平台主要包括3大部PIC主控制器进行数据通信。分：车载电气柜(司机控制台)、采集系统和软件仿真系半实物仿真测试平台的总体

6、结构如图1所示。统。这3部分之间准确、实时、有效、可靠的信息交互是1．2半实物仿真测试台通信半实物仿真平台正常运行的基本要求。在CRH。动车组上，设备与设备之间的通信方式主1CRH动车组半实物仿真测试台要有4种(wTB网络、MVB网络、CAN网络、硬线)。1．1半实物仿真测试台结构WTB网络主要用于不同牵引单元网关之间的通信；CRH。动车组半实物仿真测试平台主要用于更深MVB网络主要用于同一牵引单元内不同MVB网络设入、方便地研究高速动车组列车网络控制系统的软件、备之间的通信；CAN总线主要用于制动控制器

7、与制动硬件技术，以及为高速动车组在运行维护中的故障复控制单元之间的通信；硬线主要用于传统电子电气元件现、分析和排查服务。其结构主要包括以下3部分：之间以及与其他设备之间的IO接口通信。在CRH。动车载电气柜：包含动车组上所有电气柜的电子电气车组半实物仿真测试台上，只有中央控制单元、人机界控制电路，主要包括硬线电路、控制手柄、按钮开关、继面、MVB中继器、MVBIO设备和传统电路设备以及司电器、接触器、空气开关、熔断器以及TCN网络设备等。控台是真实存在的(称所有这些设备为真实设备)；其他黄根生(1975一

8、)男，助理研究员(修回日期：2014—02—17)铁道机车车辆第34卷的所有设备都是通过一台工控机来模拟实现(称所有这从以上的描述中可以看出，从数据通信角度来看些设备为仿真设备)。因此所有仿真设备之间的通信都CRH。动车组半实物仿真测试台主要由3大部分组成●：●●●-可以通过软件来实现(包括MVB网络和硬线)；真实设真实的TCN网络设备(如：中央控制单元、人机界面数字、输出模块备之间的通信保持不变(包括WTB网络、MVB网络、