电力机车牵引控制单元的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及动力机车技术领域，尤其涉及一种电力机车牵引控制单元。
【背景技术】
[0002]随着交通运输行业的迅速发展，电力机车的需要也不断增加。牵引控制单元作为电力机车电传动系统的核心部件，其通过微控制器以及相关电路实现对整流器、牵引逆变器等的控制，并能够实现对牵引电传系统中的各子电路进行单点程序下载、故障信息下载、单点维护等功能。
[0003]目前，一种较为成熟的实现牵引控制单元的上述功能的方法是电力机车牵引控制单元的各子电路板卡卡分别通过各自对应的RJ45或M12等以太网接口连接到牵引控制单元外部的以太网交换机上，通过以太网交换机可以实现对牵引控制单元内各子电路板卡卡的单点程序及故障信息下载、单点故障信息及过程信息存储、单点维护等功能要求。
[0004]上述方案中，将以太网交换机置于牵引控制单元外部，安装在变流柜的某一位置。牵引控制单元的每个子电路板卡板卡都需要用各自对应的RJ45或M12等接口连至牵引控制单元外部的以太网交换机上，实际应用中，不但要考虑以太网交换机在变流柜中的具体安装位置，还要考虑变流柜内的布线，不但增加了设备成本，还占有较大的空间位置，布线复杂、使用不便。
【发明内容】
[0005]针对上述存在的问题，本发明提供一种电力机车牵引控制单元，用以克服现有将每个子电路板卡通过各自对应的一个以太网口连接到外部的以太网交换机上的技术方案中所导致的布线复杂、成本高，且使用不便的缺陷。
[0006]本发明提供了一种电力机车牵引控制单元，所述牵引控制单元安装于牵引控制单元机箱中，所述牵引控制单元包括:
[0007]以太网交换机板卡，以及至少一个子电路板卡，所述以太网交换机板卡和所述子电路板卡通过所述机箱中的背板以太网总线连接；
[0008]所述以太网交换机板卡上设置有一个以太网接口，所述以太网交换机板卡中包括微控制器MCU，所述MCU通过所述以太网接口接收控制指令，并根据所述控制指令对所述子电路板卡进行控制。
[0009]进一步地，所述至少一个子电路板卡中的每个子电路板卡中都具有可编程芯片，每个所述可编程芯片预先配置有芯片地址。
[0010]具体地，所述控制指令包括程序下载指令，所述程序下载指令中包括与所述每个子电路板卡分别对应的待下载程序；
[0011 ] 所述MCU具体用于在通过所述以太网接口接收到所述程序下载指令后，根据解析得到的每个所述待下载程序对应的芯片地址，将每个所述待下载程序下载到对应的子电路板卡中。
[0012]具体地，所述控制指令还包括调试指令，所述调试指令中包括待调试子电路板卡中的可编程芯片的芯片地址；
[0013]所述MCU具体用于在通过所述以太网接口接收到所述调试指令后，根据解析得到的所述待调试子电路板卡中的可编程芯片的芯片地址，对所述待调试子电路板卡进行调试控制。
[0014]进一步地，所述以太网交换机板卡中还包括中央处理器CPU、以太网芯片以及存储器；
[0015]所述CPU分别与所述以太网芯片和所述存储器连接，所述以太网芯片与所述MCU连接；
[0016]所述MCU还用于接收所述每个子电路板卡的运行信息，并将所述运行信息通过所述以太网芯片发送给所述CPU ;
[0017]所述CPU用于将所述运行信息存入所述存储器中，其中，所述运行信息中包括运行故障信息。
[0018]进一步地，所述牵引控制单元中还包括与所述MCU连接的多个网络变压器；
[0019]所述MCU通过所述多个网络变压器中的第一网络变压器与所述以太网接口连接；
[0020]所述MCU通过所述多个网络变压器中的第二网络变压器与所述以太网芯片连接；
[0021]所述MCU通过所述多个网络变压器中分别与每个所述子电路板卡对应的网络变压器与每个所述子电路板卡对应连接。
[0022]进一步地，每个所述子电路板卡中还包括与自身的可编程芯片连接的网络变压器。
[0023]具体地，所述以太网接口包括如下接口中的任一种:
[0024]RJ45 接口、M12 接口。
[0025]具体地，所述子电路板卡包括如下板卡中的至少一种:
[0026]CPU板卡、信号板卡、数字信号输入输出DI/D0板卡。
[0027]本发明提供的电力机车牵引控制单元，包括以太网交换机板卡，以及至少一个子电路板卡，所述以太网交换机板卡和所述子电路板卡通过所述机箱中的背板以太网总线连接；所述以太网交换机板卡上设置有一个以太网接口，所述以太网交换机板卡中包括微控制器MCU，所述MCU通过所述以太网接口接收控制指令，并根据所述控制指令对所述子电路板卡进行控制。通过在牵引控制单元中设置具有交换控制功能的以太网交换机板卡，并使得牵引控制单元中包含的所有子电路板卡和该以太网交换机板卡通过机箱中的背板以太网总线进行总线连接，无需外设以太网交换机，从而大大降低了成本而且节省了占用空间；另外，通过以太网交换机板卡上设置的一个以太网接口，以及连接牵引控制单元中所有板卡的背板以太网总线便可以实现通过以太网交换机板卡对各个子电路板卡的控制，实现简单方便。
【附图说明】
[0028]图1为本发明电力机车牵引控制单元实施例一的结构示意图；
[0029]图2为本发明背板总线连接实施例的原理示意框图；
[0030]图3为本发明电力机车牵引控制单元实施例二的结构示意图。
【具体实施方式】
[0031]图1为本发明电力机车牵引控制单元实施例一的结构示意图，如图1所示，该安装于牵引控制单元机箱中的电力机车牵引控制单元包括:
[0032]以太网交换机板卡1，以及至少一个子电路板卡。
[0033]举例来说，所述子电路板卡包括如下板卡中的至少一种:CPU板卡2、信号板卡3、数字信号输入输出DI/D0板卡4。可以理解的是，上述几种子电路板卡仅是举例说明，不局限于该举例中所包含的子电路板卡。
[0034]所述以太网交换机板卡I和所述子电路板卡比如CPU板卡2、信号板卡3、DI/D0板卡4通过所述机箱中的背板以太网总线连接。背板以太网总线的连接方式如图2所示的示意性说明。
[0035]值得说明的是，在牵引控制单元中设置的以太网交换机板卡I具有与以太网交换机相当的功能，可以实现数据交换、对牵引控制单元中包含的各子电路板卡进行控制、数据存储等功能。以太网交换机板卡I以及各个子电路板卡分别焊接在机箱母板上。
[0036]为了实现对牵引控制单元中各个子电路板卡的控制，所述以太网交换机板卡I上设置有一个以太网接口 11，所述以太网交换机板卡I中包括微控制器MCU 12，所述MCU 12通过所述以太网接口 11接收控制指令，并根据所述控制指令对所述子电路板卡进行控制。
[0037]其中，所述以太网接口 11包括如下接口中的任一种:RJ45接口、M12接口。
[0038]以下分别以通过以太网交换机板卡I对各子电路板卡进行单点程序下载、单点维护为例进行详细说明。其中，所谓单点可以简单的理解为对各个子电路板卡的分别控制。
[0039]首先，值得说明的是，本实施例中，以太网交换机板卡I中的MCU 12预先为其可以控制的各个子电路板卡进行芯片地址的编码，即每个子电路板卡中都具有可编程芯片，MCU12对每个子电路板卡的可编程芯片进行芯片地址的定义，以便能够实现对各个子电路板卡的寻址。
[0040]举例来说，CPU板卡2中的可编程芯片为DSP、信号板卡3的可编程芯片为FPGA、DI/DO板卡4的可编程芯片为ARM，该DSP、FPGA和ARM被预先配置了芯片地址。
[0041]以单点程序下载为例。此时，MCU 12通过以太网接口 11接收的控制指令为程序下载指令，所述程序下载指令中包括与所述每个子电路板卡分别对应的待下载程序包。具体来说，该下载程序包中包含有待下载给CPU板卡2、信号板卡3和DI/D0板卡4的程序，将这些程序打包成一个程序包，该程序包中除了包含上述各个程序内容之外，还包含每个程序要下载给的