MVB總線在地鐵列車控制系統中的應用
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2 硬件及軟件簡介
2.1 硬件
系統硬件主要包括車輛控制器 VTCU、總線連接器、輸入輸出單元、通訊連接器 ComC、人機顯示器 MMI 及相關子系統。
車輛控制器 VTCU 即總線控制器, 每個 3 節車單元各一個, 共由 7 塊板組成, 自帶插槽和電源, 是標準的模塊化 系 統 。 車 輛 控 制 單 元 由 網 關( VTCU- GW) , VCUT,VCUA 及 VTCU 的電源組成。網關控制列車總線( WTB)和車輛總線( MVB) , 并在兩個總線系統間轉換過程和信息數據。列車診斷板 VCUT 上有板載數據庫( ODBS) , 可通過 RS422 接口控制人機界面。列車應用程序板 VCUA里包含著列車和車輛的控制程序。VTCU的電源提供 110V直流電源, 并與供電系統的電勢隔離。
輸入輸出單元由數字輸入輸出單元 DX 和模擬輸入輸出單元 AX 組成。數字輸入輸出單元 DX 的數字數據I/O 接口一般直接連到繼電器觸點上。每輛車都有很多DX, 每個 DX 都可以設置地址。電源電壓 DC48～120 V,10 位輸入, 6 位輸出。1 位報警器輸出模擬輸入輸出單元AX 有模擬數據 I/O 接口, 每個 AX 也有自己的地址; 4 位模擬輸入( ±10 V, ±20 mA) ; 2 位模擬輸出。只有非常少的幾處, 如牽引力大小等使用模擬量。
通訊連接器 ComC 主要用于沒有 MVB 總線的第三方供貨的通訊設備 MC68360 處理器, 具有 2 MB 閃存和1 MB( 靜態存儲器) , 2 通道 RS232 , 2 通道 RS485, 1 通道RS- 485, 1 通道 RS- 232 , 標準 MVB ESD+, 以及 DC 24～120 V 標稱電壓 MVB 終端插( 每個 MVB 總線段必須帶有一個終端插) 。
2.2 軟件
系統通訊和控制拓撲圖如圖 5 所示, 其軟件結構見圖 6。
1) 控制系統中的操作系統基于 VxWorks 內核程序;
2) 用于應用程序的接口提供標準的功能實時操作系統 RTOS;
3) ANSI- C 的子集任務管理故障處理;
4) 數據記錄;
5) 事件記錄;
6) 時間同步;
7) 監控器;
8) 硬件相關功能;
9) 設備啟動控制;
10) 內存測試;
11) MVB 支持和配置: 信息數據、過程數據和總線管理。
2.2.2 應用軟件
應用軟件使用的是功能塊語言, 它實際上是一種開放式的 PLC, 代替傳統繼電器的邏輯關系。不用使用許多硬線就實現了自動控制。另外, 這種功能塊語言不需要編程基礎就能看懂, 省去了編程語言的培訓。
在車輛控制上實現的功能, 主要是牽引和制動控制。但其他一些功能, 如門、空調、信息顯示等也掛在總線下,只是在牽引安全和制動方面, 來判斷牽引和制動能否進行, 如門沒有關到位, 不能開車等。
牽引、制動、門、空調、信息顯示等是 MVB 總線下的子系統, 這些子系統不需要有共同的語言, 每個系統都可以有自己的語言系統, 但它們都必須遵循 MVB 總線協議。
雖然總線系統只有物理層和鏈路層, 同開放式互聯系統 OSI 的 7 層參考模型相比是一種低級控制, 但對實現自動控制已足夠了。
3 結束語
列車自動控制是發展趨勢, 而總線技術是實現自動控制的手段。目前已經在廣州地鐵 2 號線、深圳地鐵 1 號線、上海地鐵 1 號線延長線等地鐵車輛上成功實踐了地鐵車輛自動控制, 相信總線技術必將得到進一步的推廣和應用。
參考文獻：
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[4] 丘公偉. 實時控制與智能儀表多微機系統的通訊技術[M]. 北京: 清華大學出版社, 1996.
[5] 謝希仁. 計算機網絡[M]. 大連: 大連理工大學出版社, 1996. (end)
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