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米乐体育在哪开户:一种依据MVB网络通讯的中心操控设备规划方案及其完结
时间:2022-10-06 07:55:28来源:m6米乐app官方 作者:米乐m6官网app

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  第32卷第2期2 O l O 年4月铁道学报V01.32N o.2J O U RN AL O F TH ECH I N ARAI LW AY SO CI ETYApri l2010文章编号:10018360( 2010) 02012506一种依据M VB网络通讯的中心操控设备规划方案及其完结李常贤1 2,邹积岩赵明花3 116024;2.大连交通大学电气信息学院,辽宁大连于跃4( 1.大连理工大学电气工程与运用电子技能系,辽宁大连116028;3.长春轨迹客车股份有限公司研制中心,吉林长春130062;4.我国北车集团电力牵引研制中心,辽宁大连116022)摘要:介绍中心操控设备CCU 的功用和软、硬件规划方案和完结原理,该设备依据M VB网络通讯,是TCN 网络操控体系中的要害设备之一。集M VB网络通讯功用、M VB总线办理功用、网络装备和监督功用、图形化编程功用于一体,支撑用户网络通讯装备,操控软件和确诊软件的开发。用户可运用网络装备监督软件N CM S对CCU 的网络通讯进行参数装备,并对连在M VB网络上的各类M VB设备状况进行长途监督。一起,用户能够运用契合IEC61131规范的O penPCS图形化编程软件便利、可靠地开发列车级或许车辆级的各种操控和毛病确诊程序。别的该设备还具有热备冗余功用,增强r设备运转的可靠性。该设备已运用于上海低速磁悬浮列车和西南交通大学磁浮中心等工程项目中,运转安稳,功用杰出。要害词:TCN ;M VB;图形化编程;CCU 中心操控单元中图分类号:U 285.4文献标志码:Adoi :10.3969/J .i ssn.10018360.2010.02.022The Central Control U ni t Based on M VBCom m uni cati onLIChangxi anl ” ,ZO UJ i yanl ,ZH AOM i nghua3。YU Yue4( 1.D epartm entof El ectri cs&El ectroni cs Engi neeri ng,D al i an U ni versi ty of Technol ogy。D al i an 116022.Chi na)2.Schoolof El ectroni cs and Inform ati onEngi neeri ng.D al i an J i aotong U ni versi ty。D al i an 116028,Chi na;3.R DCent er,Changchun Rai l w ay Vehi cl es Com pany Li m i ted,Changchun 130062,Chi na;4.El ectri c Tracti on R DCent er,CN R.D al i an 116022,Chi na)Abstract:Thi s arti cl e i ntroduces how t odesi gnthe softw are and hardw are of the centralw i th M VBcom m uni cati onabi l i ty.The CCU i s the key devi ce i n the TCN netw ork controlsystem s.w hi chhasthe functi ons of M VBcom m uni cati on,M VB bus supervi si on netw ork confi gurati onand m oni tori ng,and graphcontrol uni t ( CCU )i calprogram m i ng.Theusercan use the netw ork confi gurati on m anagem entsoftw are t oconfi gurethe CCUcom m uni cati on param eters and m oni tor the rem ote devi cesst at us on the M VBnetw orks.Atthe sam e ti m e。theuser can use the IEC 6 1 1 3 1一standard O penPCSgraphi calprogram m i ng softw are t o devel op the controlandfaul t di agnosi s program sattrai n and car l evel s.Further m ore the CCU has theredundancycontrolabi l i ty.i nthi s m ode the standby CCU w i l lundertake the hot CCU w hen it detects the hot one doesfft w ork.Thi s devi cehasal ready been used i n som e proj ects.Bynow it w orksvery w el l .Key w ords:TCN ;M VB;graphi cal program m i ng;centralcontroluni tIEEE于1999年将TCN El 3订为世界列车通讯网络规范,TCN 网络操控体系是当今世界干流的轨迹列车用网络操控体系,在世界各国特别是欧洲国家运用广泛,也是我国轨迹车辆相关技能发展的首要趋势 引。收稿日期:20080227;修回日期:20080425作者简介:李常贤( 1973E-m ai l :l i changxi anzj u@ 163.corn) .男.山东莱州人。副教授,博士。TCN 网络操控体系的一切技能要求都是针对轨迹列车这一特定方针规划,具有杰出的实时性、冗余和容错及动态组网功用[ 3] 。一起,IEEE也把Lonw orks制定为列车通讯规范的一部分,并在部分列车上运用,如纽约地铁。相对于TCN 网络而言,Lonw orks网络的长处是价格便宜、组网便利、支撑双绞线、电力线、无线、光纤等多种传输方式,缺陷是带宽比较窄,只要万方数据 126铁道学报第32卷78kH z;总线办理方式是CSM A/CD介质拜访方式,当网络负荷高的时分,十分容易发生磕碰,然后影响列车的操控功用[ 4] 。TCN 网络由两级总线组成,包含M VB车辆级总线和W TB列车级总线。其间M VB通讯速度为1.5M H z,选用总线主、从介质拜访方式,根本通讯周期包含传输进程数据的周期相和传输音讯数据的偶发相。既确保了硬实时的进程数据传输,也能够传输如毛病确诊类数据的音讯数据,可很好满意车辆级网络操控要求。相对于其它总线通讯方式而言,W TB总线的特有功用便是动态组网功用,该功用经过TCN 初运转算法,以完结列车的动态编组和重联功用。因而与Lonw orks等在轨迹车辆上运用的总线比较,TCN 技能专门针对轨迹车辆规划,更适合在轨迹车辆上运用。在TCN 列车网络通讯体系中,CCU 作为中心操控单元( 或称为VCU 车辆操控单元) 是一个十分重要的要害设备( M VB4类设备) ,具有M VB总线办理功用,经过与主辅变流体系、空调体系、旅客信息服务体系、制动体系、门控体系等各功用子体系的通讯,完结列车的,包含特性曲线操控、双车联挂重联操控、电气设备逻辑操控、电气设备毛病确诊等在内的各种功用[ 5引。本文介绍的依据M VB网络通讯的CCU 中心操控单元,支撑M VB进程数据、音讯数据和监督数据通讯,并供给使用户契合IEC61131规范的图形化编程东西软件和网络装备监督软件。在此开发渠道的基础上,用户既能够运用网络装备监督软件完结对M VB网络通讯的装备和网络上的各设备状况的监督办理,还能够运用图形化编程东西便利、可靠地开发车辆操控单元对其它子功用设备单元的操控和毛病确诊程序,然后完结包含主辅变流器、受电弓、主断路器、牵引变压器、空调、门等设备的操控、确诊功用。除此之外,由于该设备在列车操控中是要害设备,还规划了设备的热备冗余功用,以完结冗余热备的两个中心操控单元设备,即当一个设备呈现毛病的时分,另一个无缝地切换曩昔。1CCU 设备体系架构规划和完结体系硬件由32位高级CPU N et+50[ 7] ,通用外围电路和M VB协议操控器驱动电路几部分组成。CPU 中的软件由N ucl eus PI。U S实时操作体系支撑,调度履行各运用使命线程。运用软件包含TCN 协议栈软件、O penPCS引擎和用户开发的列车操控程序和毛病确诊程序,也便是用户使命。其间O penPCS图形化编程东西由德国InfoTeam 公司开发,契合IEC611313规范的规则,支撑6种图形化编程言语。该渠道软件分红两部分,一部分是面向用户的O penPCS用户开发环境,一部分是O l penPCS的Runti m e引擎。此处将O penPCS引擎移植到CPU 内,担任解说和履行O penPCS用户使命。TCN 协议栈软件则是彻底自主开发,TCN 协议栈软件包含实时协议栈软件、M VB链路软件和网络办理协议栈软件3部分。体系硬件规划和完结体系硬件架构规划如图1所示,该渠道是运转N ucl eus实时操作体系、TCN 协议栈软件和O penPCS-Runti m e引擎软件的硬件渠道。模块的主CPU芯片为N et+50微操控器,该芯片选用ARM 7内核,为32位高功用嵌入式RISC处理器,最高主频为130M H z,对存储器的数据拜访支撑8位、16位、32位。并带有10/100BaseT Ethernet接口、10个通道的D M A操控器、2个彻底独立的H D LC/U ART/SPI串行口等。1.1程序存储F1ash装备存储兀舶hl 看门狗万年历及丰板温度监控CPUN etSO +体系时钟lM VBCSO l协议操控器Ethem et接口f232接uIM AU 接uI M AU 接口图1CCU 设备模块硬件结构罔通用外围电路首要包含:万年历和主板温度监控电路、看门狗电路、程序存储和运转电路、串口通讯和以太网通讯电路。其间万年历及主板温度监控电路由芯片D Sl 629担任。供给CPU 板的温度和万年历时刻。看门狗电路由芯片IM P706及外围电路完结,体系软件正常运转时,守时改写看门狗。若体系软件毛病,在规则的时刻内没有改写看门狗,则看门狗电路宣布复位信号,体系复位并从头运转。程序存储和运转电路包含16M 的SD RAM ,为上电后的程序运转和数据存储空间,8M bi t的Fl ash,其间4M bi t为体系程序存储空间,4M bi t为体系装备程序和用户程序存储空间。RS-232串行通讯口电路供给方针板与上位机的串口通讯服务功用。以太网通讯口电路供给规范以太网通讯接口,支撑10M /100M 两种通讯方式。M VB网络协议操控器选用M VBCS01L8J ,该操控器完结M VB协议中链路层以下的功用,担任信号质量、磕碰、闲谈监测;支撑多种主帧发送方法,可经过万方数据 第2期一种依据M VB网络通讯的中心操控设备规划方案及其完结127M FS主帧槽寄存器发送单个主帧,也可经过树立主帧表主动或许守时发送主帧,然后完结总线个逻辑端口,具有宿端口改写超时检测才能。M V M AU 通道电路担任M VB数据收发驱动,支撑双线冗余功用,可依据实践需求选用ESD +或许EM D介质双绞线。Runti m e项层环境RT_U pper_Lzs降 譬f⋯妙RT-Kem el 实时体系,履行机器码1.2体系软件架构规划和完结CCU 中心操控设备的软件结构杂乱,其软件架构如图2所示。首要由3部分构成,一是用户开发的运用使命程序,二是O penPCS的Runti m e引擎,三是TCN 协议栈软件。使命凡网络办理协议栈软件i彳据://f/\j 层接口\监≮ASIJ ^m底层环境RTm eD I w l进程数据映射区IOM appi ng嚣器蕃茎疆占f⋯/⋯.!A~ 1n LZSj兰弋7音讯数据运用层/;斋:戤:攫 栈!整会话层程数据运用层接口I/传送层进程数 }运用层网络层路由功用。“ 。。。。一。。。J 逐个1J 音讯链路接口LM Ij //。。。。。进程链路接口凹\\~T 5M VB链路协议栈软件M VB通讯物理层图2CCU 设备模块软件结构图1.2.1O penPCS-Runti m e引擎和用户使命O penPCS的Runti m e引擎能够分为3部分:Runti m e顶层环境、Runti m e的履行内核RTKernel和Runti m e底层环境。其间Runti m e顶层环境经过以太网驱动程序( 或许232驱动程序) 从上位机接纳用户运用程序,并把对应的程序烧写到Fl ash中,以便下次体系上电复位时从Fl ash中加载。用户运用程序能够依据实践工程需求以单个或许多个使命的方式呈现。RTKernel 实时体系则担任从Runti m e顶层环境对应的使命中获得需求履行的代码,并翻译履行。在用户使命履行进程中,RTKernel 经过Runti m e底层环境拜访进程数据映射区,存取程序中用到的进程数据,然后完结用户使命的履行。进程数据映射区I/0M appi ng是M VB进程数据和G IpenPCS用户程序进行数据交流的同享存储区,TCN 协议栈软件经过M VB运用层AVI接口跟进程数据映射区I/O M appi ng交流数据。口1.2.2TCN 协议栈软件TCN 协议栈软件由网络办理协议栈软件、实时协议栈软件和M VB链路协议栈软件几部分组成。( 1) 网络办理协议栈软件为对TCN 网络中的各类设备进行测验、调试和保护办理,依据IEC一61375协议的规则,开发了网络办理协议栈软件,该软件运转在CCU 设备中,经过R孓232接口为网络装备监督软件N CM S供给网络服务功用。包含站服务、M VB链路服务、W TB链路、变量服务、信使服务、域服务、使命服务以及时钟和设备服务。网络办理协议栈软件经过运用进程数据接口AVI、运用监督数据接口ASI和运用音讯数据接口AM I与底层协议栈软件通讯,完结网络装备功用和网络监督功用。它首要由一个经营者进程和一个署理者进程组成,其间经营者具有网络办理的功用,经过体系地址发送办理呼叫音讯给署理者。署理者具有对设备万方数据 128铁道学报第32卷内网络办理方针的拜访功用,署理者履行网络办理指令,并构成办理应对音讯。经营者经过发送网络办理指令音讯给署理者,署理者对该办理指令进行解析,并履行该办理音讯指令,拜访本地的网络办理方针,并经过应对音讯将指令履行成果回来给经营者,然后完结网络办理功用。( 2) 实时协议栈软件实时协议栈软件支撑音讯数据通讯,依照功用分为网络层、传送层、会话层和运用层四部分,各层功用如下:①音讯数据运用层。答应用户经过网络发送和接纳音讯,并供给呼叫/应对服务以及初始化、缓冲区办理和多播服务。②会话层。有两个配对音讯:一个Cal l M essage( 呼叫音讯) 和一个Repl y_M essage( 应对音讯) 。其间Cal l M essage由呼叫者发往应对者,Repl yM essage从应对者发往呼叫者,经过两个配对音讯的合作完结音讯数据的收发。③传送层。担任将音讯从生产者传送到顾客,并供给以下服务:将长的音讯分解成便于传送的固定长度的包;经过滑动窗口协议从端到端的流量操控和过失康复;撤销传送。④网络层。该层担任将包从开始站发到最终站,包含:从本站的传送层将音讯数据传到链路层( 出境包);从M VB链路层发送音讯数据到传送层( 入境包);从一个链路层发送音讯数据到另一个链路层( 中转包)。M VB链路协议栈软件M VB链路层完结M VB进程数据、音讯数据和监督数据的链路通讯功用。进程数据链路层完结由M VB总线供给应上层协议的进程数据服务,完结进程数据端口初始化和端口数据集的读取和写入。M VB音讯链路层履行实践的音讯数据总线传送,在坐落同一总线上的源设备和意图设备之间交流包。M VB监督数据在总线活动根本周期的偶发相中发送,首要完结以下功用:①设备状况查...

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