Anybus DeviceNet主站模块在机车控制系统上的应用

CKD型内燃机车由大连机车车辆厂生产，该型号机车是我国出口数量最多的内燃机车。机车采用了机车微机控制器、机车通讯总线和交流变频调速等先进技术，其技术含量在同类产品中也是最高的。 在对机车进一步改进时，选用国外某知名公司的机车专用变频器作为其辅助电机变频器，用来驱动机车内的风扇马达，压缩机、水泵和空调等设备。考虑到机车内布线空间非常有限，又要完成对多台变频器众多参数的监测和控制，以及实现电机无级调速等功能，设计者决定使用DeviceNet现场总线技术作为辅助电机控制系统的通讯总线。 变频器产品本身已经支持包括DeviceNet和Profibus DP在内的多种现场总线。机车的辅助变流控制器由株洲时代广创变流技术有限公司提供，该公司对于变流和机车控制具有丰富经验，但在此之前却从未开发过任何现场总线产品。这次要实现对变频器的控制，就必须开发具有DeviceNet主站功能的控制器，这通常是需要对DeviceNet技术相当了解，并且需要进行一定时间的开发才能完成相应的软硬件设计。 时代广创公司在了解DeviceNet技术及其相关产品过程中发现了瑞典HMS公司的AnyBus技术，这是一系列支持多种现场总线的OEM产品，DeviceNet主站模块是其中之一。利用该产品，时代广创公司就可以在不必对DeviceNet技术进行非常深入研究的情况下进行主站产品的开发。 CKD型机车辅助传动控制系统的结构如图所示，其中 INV1－INV5：变频器(具有DeviceNet从站接口)。驱动辅助电机。 ACU：机车微机，对整个机车的运行进行控制。 ACT：辅助变流控制器(具有DeviceNet主站功能)，控制辅助电机变频器，并与机车微机通过机车总线通讯。其内部结构如下图所示。 AnyBus DeviceNet主站接口模块已经实现了DeviceNet主站的全部功能，并通过并行双口RAM接口与控制器内的CPU交换数据。因此不要求开发者对DeviceNet协议有很深的了解，对模块的访问就如同对普通的存储器操作一样便捷。由于使用了AnyBus时代广创公司在短短两个月内就完成了产品开发。 由于机车特殊的运行环境对车载控制设备有特殊要求，用户对AnyBus模块进行了严格的环境试验，结果表明模块的高低温特性和EMC性能均表现良好，完全满足车载设备的要求。目前该辅助变流控制器已在机车上进行了长时间的实际运行，工作状况良好。 时代广创公司的项目负责人说：“整个DeviceNet协议已实现在模块中，减少了我们在DeviceNet开发所投入的人力和物力。从而使我们能够将精力集中在产品主要部分的设计上，加快了开发速度，减少开发费用，提高产品性能。”该项目的成功也增强了时代广创公司在这一领域的竞争力。 (本文英文版刊登在HMS公司网站http://www.anybus.com/eng/applications/locom_control.asp)