专利名称：一种电力机车运行控制装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及 一 种电力机车运行控制装置。
技术背景电力机车本身不带原动机，靠接受接触网送来的电流作为能 源，由电力机车内部的控制装置控制牵引电动机驱动机车的车轮。 电力机车具有功率大、热效率高、速度快、过载能力强和运行可 靠等主要优点，而且不污染环境，特别适用于运输繁忙的铁路干 线和隧道多，坡度大的山区铁路。我国现有电力机车的运行控制装置内部电路结构复杂，装置中硬件设计采用多CPU的设计的方式，硬件电路复杂，以单片机插件为例， 其采用的集成块多达68片，控制电路由多块电路板构成，只将控制电路限制为一对一控制模式，集成精度低，浪费材料，不利于维修。 实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题是提供一种电力机车 运行控制装置，该装置将原有模拟/数字转换电路电路板、 数字/模拟转换电路电路板、微处理器电路板和数字量输入 输出电路板通过一条数据地址总线集成在一个电路板内，简 化了电路板之间的连接关系，很好的解决了机车运行控制装 置内电路结构复杂，集成精度低的缺点。为了解决上述问题，本实用新型采取以下技术方案采 用一种电力机车运行控制装置，包括模拟数字信号转换器、数字模拟信号转换器、数字开关量输入输出电路、处理器、 一条数据地址总线和控制逻辑电路，所述模拟数字信号转换 器、数字模拟信号转换器、数字开关量输入输出电路和处理 器与数据地址总线相连，其中控制逻辑电路的信号输入端与 处理器的控制信号输出端连接，控制逻辑电路的控制信号输 出端分别与对应在数字模拟信号转换器、模拟数字信号转换 器和数字开关量输入输出电路的信号接收端相连。优选的，所述模拟数字信号转换器包括，用于接收电力机车运行状态的模拟信号的22路模拟数字信号转换通道、 运算放大器、多路控制开关、模拟数字转换芯片和总线緩冲 器，其中22路模拟数字转换通道与运算放大器的输入端连 接，运算放大器的输出端与多路控制开关的输入端连接，多 路开关的输出端与模拟数字信号转换芯片的模拟信号输入 端连接，模拟信号转换芯片的输出端与总线緩冲器的输入端 连接。优选的，所述数字模拟信号转换器包括，数据锁存器、 12位数字模拟信号转换芯片、多路控制开关、运算放大器和 15路数字模拟信号输出通道，其中，数据锁存器的输入端与 数据地址总线连接，数据锁存器的输出端与12位数字模拟 信号转换芯片的输入端连接，12位数字模拟信号转换芯片的 输出端与运算放大器的输入端连接，运算放大器的输出端与 15路数字模拟信号输出通道相连接。采用本实用新型的电力机车运行控制装置，将电力机车控制装置内部的模拟数字信号转换器、数字模拟转换器、数 字开关量输入输出电路、处理器和控制逻辑电路通过地址总 线集成在一块电路板上，由于各电器零件都通过地址总线相 互连接，相互发送和接收信号都通过地址总线完成，减少了 各电器零件之间信号传递的连接线，提高了电器零件的集成 精度，使一块电路板能够完成原来多个电路执行的功能。
图1是实施例电力机车电机速度控制过程框图； 图2是实施例电力机车电机速度控制原理图； 图3是图2实施例中模拟数字转换器的原理框图； 图4是图2实施例中数字模拟转换器的原理框图。
具体实施方式
为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显 易懂，
以下结合附图和具体实施方式
对本实用新型作进一步 i羊纟田的i兌明。电力机车的速度是通过控制电力机车电机电流大小实 现的，电机电流大小是通过控制电力机车整流桥的开放角大 小实现的，而整流桥是由模拟电压来控制的。如图1所示，电力机车的电机13电流信号、速度信号 被传送到电力机车运行控制装置14,电流信号经过模拟数字 转换，将电流的数字信号发送到处理器，处理器通过读取数的状态信号结合，经过一系列软件程序的计算，将计算后的 数据发送到数字模拟转换器上，转换成相应的模拟电压信 号，控制整流桥12开放角大小，控制动力电源ll电流的输 入，从而控制电力才几车的速度。如图2和图3所示，处理器22发出读取电机电流指令 到控制逻辑电路24，控制逻辑电路24根据处理器22发出的 指令发出A/D转换控制信号，并通过多路控制开关32锁定 模拟数字转换器25的第一模拟数字转换通道31 ,电机电流 从被锁定的第一数字转换通道31经运算放大器33到模拟数 字转换芯片34进行转换，处理器22向控制逻辑电路发送控 制指令，控制逻辑电路24根据处理器的指令，发出读取控 制信号，将完成转换后的电流数据通过总线緩沖器35发送 到数据地址总线上，然后处理器读取总线上的电流数据。按 照上述对电力机车电流信号的转换方式分别还对电力机车 的速度信号、电机电压信号进行转换，根据处理器内部软件 的控制算法，将电流信号、电压信号和外部开关23的状态 信号经过 一 系列复杂的算法计算出整流桥的控制电压。如图2和图4所示，经过一系列计算后得到整流桥控制 电压，处理器22向控制逻辑电路发出输出模拟电压指令， 控制逻辑电路24根据处理器发出的指令发出D/A转换控制 信号，将处理器要转换的信息发送到数据地址总线上，并控 制数据锁存器41,将要转换的数据锁存在数字模拟转换芯片 42上，经过数字模拟转换的信号通过运算放大器43放大， 然后选通数字模拟转换器21的第一数字模拟信号输出通道44，输出模拟电压。本实用新型除了有上述功能以外还有很多功能，例如，利用各个电机的电流、电机的电压等模拟量与处理器22中软件设定的门槛值 进行比较判断，如果某一模拟量超出了门槛值，则认为机车发生了故 障，那么本控制装置通过外部开关输出端口输出跳主断指令，跳主断指令用来断开要电力机车的主断路器，从而对机车进行保护。以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出， 对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型 原理的前4是下，还可以喉支出若千改进和润饰，这些改进和润 饰也应视为本实用新型的保护范围。
权利要求1、一种电力机车运行控制装置，包括模拟数字信号转换器、数字模拟信号转换器、数字开关量输入输出电路、处理器、一条数据地址总线和控制逻辑电路，其特征在于，所述模拟数字信号转换器、数字模拟信号转换器、数字开关量输入输出电路和处理器与数据地址总线相连，其中控制逻辑电路的信号输入端与处理器的控制信号输出端连接，控制逻辑电路的控制信号输出端分别与对应在数字模拟信号转换器、模拟数字信号转换器和数字开关量输入输出电路的信号接收端相连。
2、 根据权利要求1所述电力机车运行控制装置，其特 征在于，所述模拟数字信号转换器包括，用于接收电力机 车运行状态的模拟信号的22路模拟数字信号转换通道、运 算放大器、多路控制开关、模拟数字转换芯片和总线緩沖器， 其中22路模拟数字转换通道与运算放大器的输入端连接， 运算放大器的输出端与多路控制开关的输入端连接，多路开 关的输出端与模拟数字信号转换芯片的模拟信号输入端连 接，模拟信号转换芯片的输出端与总线緩冲器的输入端连 接。
3、 根据权利要求1所述电力机车运行控制装置，其特 征在于，所述数字模拟信号转换器包括，数据锁存器、12位 数字模拟信号转换芯片、运算放大器和15路数字模拟信号 输出通道，其中，数据锁存器的输入端与数据地址总线连接，数据锁存器的输出端与12位数字模拟信号转换芯片的输入 端连接，12位数字模拟信号转换芯片的输出端与运算放大器的输入端连接，运算放大器的输出端与15路数字模拟信号输出通道相连才妾。
专利摘要本实用新型公开了一种电力机车运行控制装置，将电力机车控制装置内部的模拟数字信号转换部分、数字模拟转换部分、数字开关量输入输出电路部分、处理器部分和控制逻辑电路部分通过数据地址总线集成在一块电路板上，由于各电器零件都通过数据地址总线相互连接，相互发送和接收信号都通过数据地址总线完成，减少了各电器零件的使用个数和之间信号传递的连接线，提高了电器零件的集成精度，使一块电路板能够完成原来多个电路执行的功能。
文档编号H03M1/66GK201364477SQ200820177920
公开日2009年12月16日 申请日期2008年11月14日 优先权日2008年11月14日
发明者郭照华, 陈学军, 陈学民 申请人:株洲田龙铁道电气有限公司