專利名稱：一種電力機車運行控制裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及 一 種電力機車運行控制裝置。
技術背景電力機車本身不帶原動機，靠接受接觸網送來的電流作為能 源，由電力機車內部的控制裝置控制牽引電動機驅動機車的車輪。 電力機車具有功率大、熱效率高、速度快、過載能力強和運行可 靠等主要優(yōu)點，而且不污染環(huán)境，特別適用于運輸繁忙的鐵路干 線和隧道多，坡度大的山區(qū)鐵路。我國現有電力機車的運行控制裝置內部電路結構復雜，裝置中硬件設計采用多CPU的設計的方式，硬件電路復雜，以單片機插件為例， 其采用的集成塊多達68片，控制電路由多塊電路板構成，只將控制電路限制為一對一控制模式，集成精度低，浪費材料，不利于維修。 實用新型內容本實用新型所要解決的技術問題是提供一種電力機車 運行控制裝置，該裝置將原有模擬/數字轉換電路電路板、 數字/模擬轉換電路電路板、微處理器電路板和數字量輸入 輸出電路板通過一條數據地址總線集成在一個電路板內，簡 化了電路板之間的連接關系，很好的解決了機車運行控制裝 置內電路結構復雜，集成精度低的缺點。為了解決上述問題，本實用新型采取以下技術方案采 用一種電力機車運行控制裝置，包括模擬數字信號轉換器、數字模擬信號轉換器、數字開關量輸入輸出電路、處理器、 一條數據地址總線和控制邏輯電路，所述模擬數字信號轉換 器、數字模擬信號轉換器、數字開關量輸入輸出電路和處理 器與數據地址總線相連，其中控制邏輯電路的信號輸入端與 處理器的控制信號輸出端連接，控制邏輯電路的控制信號輸 出端分別與對應在數字模擬信號轉換器、模擬數字信號轉換 器和數字開關量輸入輸出電路的信號接收端相連。優(yōu)選的，所述模擬數字信號轉換器包括，用于接收電力機車運行狀態(tài)的模擬信號的22路模擬數字信號轉換通道、 運算放大器、多路控制開關、模擬數字轉換芯片和總線緩沖 器，其中22路模擬數字轉換通道與運算放大器的輸入端連 接，運算放大器的輸出端與多路控制開關的輸入端連接，多 路開關的輸出端與模擬數字信號轉換芯片的模擬信號輸入 端連接，模擬信號轉換芯片的輸出端與總線緩沖器的輸入端 連接。優(yōu)選的，所述數字模擬信號轉換器包括，數據鎖存器、 12位數字模擬信號轉換芯片、多路控制開關、運算放大器和 15路數字模擬信號輸出通道，其中，數據鎖存器的輸入端與 數據地址總線連接，數據鎖存器的輸出端與12位數字模擬 信號轉換芯片的輸入端連接，12位數字模擬信號轉換芯片的 輸出端與運算放大器的輸入端連接，運算放大器的輸出端與 15路數字模擬信號輸出通道相連接。采用本實用新型的電力機車運行控制裝置，將電力機車控制裝置內部的模擬數字信號轉換器、數字模擬轉換器、數 字開關量輸入輸出電路、處理器和控制邏輯電路通過地址總 線集成在一塊電路板上，由于各電器零件都通過地址總線相 互連接，相互發(fā)送和接收信號都通過地址總線完成，減少了 各電器零件之間信號傳遞的連接線，提高了電器零件的集成 精度，使一塊電路板能夠完成原來多個電路執(zhí)行的功能。


圖1是實施例電力機車電機速度控制過程框圖； 圖2是實施例電力機車電機速度控制原理圖； 圖3是圖2實施例中模擬數字轉換器的原理框圖； 圖4是圖2實施例中數字模擬轉換器的原理框圖。
具體實施方式
為使本實用新型的上述目的、特征和優(yōu)點能夠更加明顯 易懂，
以下結合附圖和具體實施方式
對本實用新型作進一步 i羊纟田的i兌明。電力機車的速度是通過控制電力機車電機電流大小實 現的，電機電流大小是通過控制電力機車整流橋的開放角大 小實現的，而整流橋是由模擬電壓來控制的。如圖1所示，電力機車的電機13電流信號、速度信號 被傳送到電力機車運行控制裝置14,電流信號經過模擬數字 轉換，將電流的數字信號發(fā)送到處理器，處理器通過讀取數的狀態(tài)信號結合，經過一系列軟件程序的計算，將計算后的 數據發(fā)送到數字模擬轉換器上，轉換成相應的模擬電壓信 號，控制整流橋12開放角大小，控制動力電源ll電流的輸 入，從而控制電力才幾車的速度。如圖2和圖3所示，處理器22發(fā)出讀取電機電流指令 到控制邏輯電路24，控制邏輯電路24根據處理器22發(fā)出的 指令發(fā)出A/D轉換控制信號，并通過多路控制開關32鎖定 模擬數字轉換器25的第一模擬數字轉換通道31 ,電機電流 從被鎖定的第一數字轉換通道31經運算放大器33到模擬數 字轉換芯片34進行轉換，處理器22向控制邏輯電路發(fā)送控 制指令，控制邏輯電路24根據處理器的指令，發(fā)出讀取控 制信號，將完成轉換后的電流數據通過總線緩沖器35發(fā)送 到數據地址總線上，然后處理器讀取總線上的電流數據。按 照上述對電力機車電流信號的轉換方式分別還對電力機車 的速度信號、電機電壓信號進行轉換，根據處理器內部軟件 的控制算法，將電流信號、電壓信號和外部開關23的狀態(tài) 信號經過 一 系列復雜的算法計算出整流橋的控制電壓。如圖2和圖4所示，經過一系列計算后得到整流橋控制 電壓，處理器22向控制邏輯電路發(fā)出輸出模擬電壓指令， 控制邏輯電路24根據處理器發(fā)出的指令發(fā)出D/A轉換控制 信號，將處理器要轉換的信息發(fā)送到數據地址總線上，并控 制數據鎖存器41,將要轉換的數據鎖存在數字模擬轉換芯片 42上，經過數字模擬轉換的信號通過運算放大器43放大， 然后選通數字模擬轉換器21的第一數字模擬信號輸出通道44，輸出模擬電壓。本實用新型除了有上述功能以外還有很多功能，例如，利用各個電機的電流、電機的電壓等模擬量與處理器22中軟件設定的門檻值 進行比較判斷，如果某一模擬量超出了門檻值，則認為機車發(fā)生了故 障，那么本控制裝置通過外部開關輸出端口輸出跳主斷指令，跳主斷指令用來斷開要電力機車的主斷路器，從而對機車進行保護。以上所述僅是本實用新型的優(yōu)選實施方式，應當指出， 對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型 原理的前4是下，還可以喉支出若千改進和潤飾，這些改進和潤 飾也應視為本實用新型的保護范圍。
權利要求1、一種電力機車運行控制裝置，包括模擬數字信號轉換器、數字模擬信號轉換器、數字開關量輸入輸出電路、處理器、一條數據地址總線和控制邏輯電路，其特征在于，所述模擬數字信號轉換器、數字模擬信號轉換器、數字開關量輸入輸出電路和處理器與數據地址總線相連，其中控制邏輯電路的信號輸入端與處理器的控制信號輸出端連接，控制邏輯電路的控制信號輸出端分別與對應在數字模擬信號轉換器、模擬數字信號轉換器和數字開關量輸入輸出電路的信號接收端相連。
2、 根據權利要求1所述電力機車運行控制裝置，其特 征在于，所述模擬數字信號轉換器包括，用于接收電力機 車運行狀態(tài)的模擬信號的22路模擬數字信號轉換通道、運 算放大器、多路控制開關、模擬數字轉換芯片和總線緩沖器， 其中22路模擬數字轉換通道與運算放大器的輸入端連接， 運算放大器的輸出端與多路控制開關的輸入端連接，多路開 關的輸出端與模擬數字信號轉換芯片的模擬信號輸入端連 接，模擬信號轉換芯片的輸出端與總線緩沖器的輸入端連 接。
3、 根據權利要求1所述電力機車運行控制裝置，其特 征在于，所述數字模擬信號轉換器包括，數據鎖存器、12位 數字模擬信號轉換芯片、運算放大器和15路數字模擬信號 輸出通道，其中，數據鎖存器的輸入端與數據地址總線連接，數據鎖存器的輸出端與12位數字模擬信號轉換芯片的輸入 端連接，12位數字模擬信號轉換芯片的輸出端與運算放大器的輸入端連接，運算放大器的輸出端與15路數字模擬信號輸出通道相連才妾。
專利摘要本實用新型公開了一種電力機車運行控制裝置，將電力機車控制裝置內部的模擬數字信號轉換部分、數字模擬轉換部分、數字開關量輸入輸出電路部分、處理器部分和控制邏輯電路部分通過數據地址總線集成在一塊電路板上，由于各電器零件都通過數據地址總線相互連接，相互發(fā)送和接收信號都通過數據地址總線完成，減少了各電器零件的使用個數和之間信號傳遞的連接線，提高了電器零件的集成精度，使一塊電路板能夠完成原來多個電路執(zhí)行的功能。
文檔編號H03M1/66GK201364477SQ200820177920
公開日2009年12月16日 申請日期2008年11月14日 優(yōu)先權日2008年11月14日
發(fā)明者郭照華, 陳學軍, 陳學民 申請人:株洲田龍鐵道電氣有限公司