一种列车空调控制系统[实用新型专利]

(12)实用新型专利

(10)授权公告号 CN 208134337 U(45)授权公告日 2018.11.23

(21)申请号 201821501030.0(22)申请日 2018.09.14

(73)专利权人 新誉轨道交通科技有限公司

地址 213000 江苏省常州市武进高新技术

产业开发区凤林南路199号(72)发明人 杜晓青　马丽丽　仲启端　陈鑫铎　

陈王永　熊文欢　(74)专利代理机构 常州市科谊专利代理事务所

32225

代理人 孙彬(51)Int.Cl.

B61D 27/00(2006.01)B61L 15/00(2006.01)

权利要求书1页 说明书3页 附图3页

(54)实用新型名称

一种列车空调控制系统(57)摘要

本实用新型涉及一种列车空调控制系统，列车空调控制系统包括：列车网络通讯模块、主控制器，以及在各空调元件上分别独立设置的元件控制器；其中所述主控制器适于通过总线方式接收列车网络通讯模块发送的控制信号，再将控制信号通过总线的方式发送给若干元件控制器；以及在元件控制器控制元件运行后，所述元件控制器将运行的反馈数据通过总线方式经主控制器发送给网络通讯模块。通过列车网络通讯模块、主控制器和元件控制器配合，实现了主控制器适于接收列车网络通讯模块发送的控制信号，并将控制信号发送给若干元件控制器，从而各元件控制器控制各个元件运行。

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权　利　要　求　书

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1.一种列车空调控制系统，其特征在于，包括：列车网络通讯模块、主控制器，以及在各空调元件上分别独立设置的元件控制器；其中所述主控制器适于通过总线方式接收列车网络通讯模块发送的控制信号，再将控制信号通过总线的方式发送给若干元件控制器；以及

在元件控制器控制元件运行后，所述元件控制器将运行的反馈数据通过总线方式经主控制器发送给网络通讯模块。

2.如权利要求1所述的列车空调控制系统，其特征在于，所述元件包括：压缩机、加热器、冷凝风机、蒸发机、废排单元和风门；以及所述元件控制器包括：压缩机控制器、加热控制器、冷凝风机控制器、蒸发风机控制器、废排单元控制器和风门控制器。

3.如权利要求1所述的列车空调控制系统，其特征在于，所述空调控制系统还包括：冗余控制器；

所述冗余控制器采用总线方式分别与列车网络通讯模块和各元件控制器相连，以对主控制器接收的控制信号和反馈数据进行备份；以及

所述主控制器与冗余控制器适于切换工作。

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说　明　书一种列车空调控制系统

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技术领域

[0001]本实用新型涉及列车控制系统领域，具体为一种列车空调控制系统。

背景技术

[0002]当前集控式空调系统，一个控制器通过硬线方式控制所有空调元件，控制器与元件之间硬线数量非常多、布线难度大，当出现故障时，问题排查非常困难。[0003]控制器一个板卡控制多个元件，耦合性非常大，容易出现单个元件故障导致整个空调系统宕机现象；维修单个元件时，需要对其他耦合元件进行修改，增大维修成本。空调控制器出现大故障，将导致整个空调机组无法正常运行。

[0004]基于上述问题需要设计一种新的列车空调控制系统。

发明内容

[0005]本实用新型的目的是提供一种适于通过总线方式实现单个控制器控制多个元件的列车空调控制系统。

[0006]为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种列车空调控制系统，包括：[0007]列车网络通讯模块、主控制器，以及在各空调元件上分别独立设置的元件控制器；其中

[0008]所述主控制器适于通过总线方式接收列车网络通讯模块发送的控制信号，再将控制信号通过总线的方式发送给若干元件控制器；以及[0009]在元件控制器控制元件运行后，所述元件控制器将运行的反馈数据通过总线方式经主控制器发送给网络通讯模块。[0010]进一步，所述元件包括：压缩机、加热器、冷凝风机、蒸发机、废排单元和风门；以及[0011]所述元件控制器包括：压缩机控制器、加热控制器、冷凝风机控制器、蒸发风机控制器、废排单元控制器和风门控制器。[0012]进一步，所述空调控制系统还包括：冗余控制器；

[0013]所述冗余控制器采用总线方式分别与列车网络通讯模块和各元件控制器相连，以对主控制器接收的控制信号和反馈数据进行备份；以及[0014]所述主控制器与冗余控制器适于切换工作。[0015]本实用新型的有益效果是，本实用新型通过列车网络通讯模块、主控制器，以及在各空调元件上分别独立设置的元件控制器相互配合，实现了主控制器适于接收列车网络通讯模块发送的控制信号，并将控制信号发送给若干元件控制器，从而各元件控制器控制各个元件运行。

附图说明

[0016]下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

[0017]图1是本实用新型所涉及的列车空调控制系统的系统框图；

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图2是本实用新型所涉及的列车空调控制系统中主控制器的原理框图；

[0019]图3是本实用新型所涉及的列车空调控制系统中元件控制器的原理框图；

[0020]图4是本实用新型所涉及的列车空调控制系统中主控制器与冗余控制器之间建立的心跳机制的流程图；

[0021]图5是本实用新型所涉及的列车空调控制系统的流程图。

具体实施方式

[0022]现在结合附图对本实用新型作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本实用新型的基本结构，因此其仅显示与本实用新型有关的构成。[0023]实施例1

[0024]图1是本实用新型所涉及的列车空调控制系统的系统框图；

[0025]图2是本实用新型所涉及的列车空调控制系统中主控制器的原理框图；[0026]图3是本实用新型所涉及的列车空调控制系统中元件控制器的原理框图。[0027]如图1所示，本实施例提供了一种列车空调控制系统，包括：列车网络通讯模块、主控制器，以及在各空调元件上分别独立设置的元件控制器；所述主控制器和所述各个元件控制器均可以采用CPM2A-CPU61型号控制器；其中所述主控制器适于通过总线方式接收列车网络通讯模块发送的控制信号，再将控制信号通过总线的方式发送给若干元件控制器；所述元件控制器与所述主控制器通过有线或无线总线方式进行通讯；所述总线通讯方式可以采用WTB总线通讯；以及在元件控制器控制元件运行后，所述元件控制器将运行的反馈数据通过总线方式经主控制器发送给网络通讯模块；如图2和图3所示，所述主控制器和所述元件控制器均通过控制器内的CPU进行数据解析，并通过I/O端口进行数据输入输出；所述主控制器接收列车网络通讯模块发送的数据和元件控制器发送的数据，分析后根据控制逻辑对列车空调系统进行总控；所述元件控制器接收主控制器发送的数据，分析后根据控制逻辑对单个元件进行局部控制。[0028]在本实施例中，所述元件包括：压缩机、加热器、冷凝风机、蒸发机、废排单元和风门；以及所述元件控制器包括：压缩机控制器、加热控制器、冷凝风机控制器、蒸发风机控制器、废排单元控制器和风门控制器；所述元件控制器布置在靠近所控制元件，通过硬线进行连接；元件控制器通过总线与空调主控制器进行通讯，减少长线使用，且布线结构简单，出现问题易排查和维修；各元件增加元件控制器，每个元件单独进行运算控制、故障诊断，运算负载小；增加元件控制器，各元件的软硬件设计都可独立，对元件进行了解耦，实现模块化，设计开发过程中各模块可并行开发、易于调试验证，可减少开发周期；增加元件控制器后，主控制器接收各元件控制器数据，将数据整合后与列车网络通信，执行系统开关、模式切换等操作，功能简化，成本大大降低。[0029]在本实施例中，所述空调控制系统还包括：冗余控制器；所述冗余控制器也可以采用CPM2A-CPU61型号控制器；所述冗余控制器采用总线方式分别与列车网络通讯模块和各元件控制器相连，以对主控制器接收的控制信号和反馈数据进行备份；以及所述主控制器与冗余控制器适于切换工作；在列车空调控制系统中，主控制器成本较低，为主控制器增加冗余控制器，可避免因控制器故障而导致的整个空调系统无法工作的情况。

[0030]图4是本实用新型所涉及的列车空调控制系统中主控制器与冗余控制器之间建立

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的心跳机制的流程图。[0031]如图4所示，在本实施例中，所述冗余控制器与主控制器之间适于建立心跳机制，主控制器每隔预设时间（所述预设时间可以但不限于是1秒）向冗余控制器发送心跳信息，冗余控制器接收心跳信息后反馈确定信息给主控制器；若所述冗余控制器连续多次（所述连续多次可以但不限于是3次）未接收到主控制器发送的心跳信息，则切换冗余控制器工作；以及若所述主控制器在连续多次未接收到冗余控制器反馈的确定信息后，判断冗余控制器异常；所述冗余控制器适于接收列车网络发送的控制信号，并将控制信号发送给若干元件控制器，从而各元件控制器控制各个元件运行，各个元件将运行数据通过各元件控制器反馈给冗余控制器。

[0032]图5是本实用新型所涉及的列车空调控制系统的流程图。[0033]在本实施例中，所述控制信号包括：广播数据、请求应答数据和命令数据；如图5所示，所述元件控制器适于接收主控制器或冗余控制器发送的封装后的广播数据、请求应答数据和命令数据，并解析封装后的广播数据、请求应答数据和命令数据后控制相应的元件执行相应的运行操作，再反馈相应运行操作的执行结果数据作为所述反馈数据；主控制器或冗余控制器根据列车网络通讯模块发送的数据和元件控制器发送的数据，进行逻辑运算，根据结果向元件控制器发送广播，和/或请求应答，和/或命令三种不同类型数据，将数据按主控制器和元件控制器间通讯协议，或冗余控制器和元件控制器之间的通讯协议（所述通讯协议可以采用WTB通讯协议）进行数据封装，封装后数据传送给相应的元件控制器单元，元件控制器接收到主控制器消息，按协议解析后发送给元件，元件执行相关操作并返回状态，和/或请求，和/或命令执行结果数据。[0034]综上所述，本实用新型通过列车网络通讯模块、主控制器，以及在各空调元件上分别独立设置的元件控制器相互配合，实现了主控制器适于接收列车网络通讯模块发送的控制信号，并将控制信号发送给若干元件控制器，从而各元件控制器控制各个元件运行。[0035]本实用新型通过为空调机组主要元件增加元件控制器，使用总线连接主控制器和元件控制器，布线简单易操作；对空调机组主要元件进行独立模块化控制，当单个元件出现故障，只报该元件控制器故障，不影响其他元件正常运行，有效避免单个元件故障而使整个系统崩溃危险；主要元件独立控制，维护方便，当某个元件出现故障，只需在元件控制器端排查问题及维护，大大减少故障排查范围；将运算负载从单个控制器转移到多个控制器，减小单个控制器运算负载，可提高效率；模块化管理元件，系统模块重用度高，开发和发布速度因可并行而变得更快，且系统的扩展性更高；为主控制器添加从设备，进行系统冗余；本列车空调系统主控制器成本大大降低，以少量的资金为主控制器添加冗余控制器，可大大提高系统的稳定性。

[0036]以上述依据本实用新型的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项实用新型技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项实用新型的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

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