基于多can通信协议实现柴油机调速控制的系统及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及柴油机控制技术领域，尤其涉及一种基于多CAN通信协议实现柴油机调速控制的系统及方法。
【背景技术】
[0002]传统的柴油机步进电机调速控制系统如图1所示，具体是通过驱动安装在柴油机上的步进电机来控制柴油机联合调节器，实现调节柴油机转速的功能，步进电机调速控制系统不适用于电控柴油机，因而已逐渐被电喷控制技术替代。柴油机的电喷控制技术中，是由电喷控制器通过基于CAN(ControlIer Area Network，控制器局域网络)通信协议与内燃机车中机车主控制系统等其它部件进行数据交换来具体实现对柴油机的调速控制，机车主控制系统只需给出相应的控制命令即可。
[0003]CAN通信是柴油机系统与整车控制系统进行大数据交换的主要通信方式，如图2所示，电控柴油机调速控制系统中电喷控制是基于一个CAN内部通信网络，由该通信网络实现主控系统对网络内所有子板系统的CAN通信功能。但CAN通信网络是内部网络，不同柴油机所采用的CAN通信协议可能并不一致，因而采用上述基于电喷控制的柴油机调速控制系统，无法对接各种国际标准CAN通信协议的柴油机，适用范围受限，且同时使得机车主控制系统对柴油机的调速功能还需要随CAN通信协议的变化而进行更改设置，不便于实际使用。
【发明内容】
[0004]本发明要解决的技术问题就在于:针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种结构简单、所需成本低、能够基于多种CAN通信协议实现柴油机的调速控制且控制效率高的基于多CAN通信协议实现柴油机调速控制的系统及方法。
[0005]为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为:
一种基于多CAN通信协议实现柴油机调速控制的系统，包括总线接口单元、含有对应多种CAN通信协议的多个协议模块的CAN协议解析单元、以及用于执行基于CAN通信协议通信的CAN通信单元，所述CAN协议解析单元的一端通过所述总线接口单元与机车主控制系统连接，另一端通过所述CAN通信单元与柴油机的电喷控制系统连接，所述CAN协议解析单元调用所述协议模块对机车主控制系统与柴油机的电喷控制系统之间基于CAN通信协议的数据进行解析。
[0006]作为本发明系统的进一步改进:所述总线接口单元包括相互连接的双口RAM模块以及总线驱动模块，所述双口 RAM模块通过双口 RAM接收、发送两路基于CAN通信协议的通信数据。
[0007]作为本发明系统的进一步改进:所述CAN通信单元包括两路CAN通信通路，每路所述CAN通信通路均包括相互连接的CAN控制器以及CAN通信接口。
[0008]作为本发明系统的进一步改进:还包括用于根据机车主控制系统的控制信号输出电流信号给机车电喷控制系统的电流信号输出单元，所述电流信号输出单元与所述CAN协议解析单元连接。
[0009]作为本发明系统的进一步改进:所述电流信号输出单元包括依次连接的D/A转换模块、用于执行隔离以及运算放大的隔离运放模块以及用于将电压信号转换为电流信号的电压电流转换模块。
[0010]作为本发明系统的进一步改进:还包括用于根据机车主控制系统的控制信号输出P丽信号给机车电喷控制系统的P丽信号输出单元，所述P丽信号输出单元与所述总线接口单元连接;所述PWM信号输出单元包括依次连接的PWM信号采集模块、光耦隔离模块以及驱动输出模块。
[0011]作为本发明系统的进一步改进:所述CAN协议解析单元包括用于执行解析的单片机电路以及用于执行逻辑控制的CPLD电路。
[0012]本发明进一步提供利用上述柴油机调速控制系统的方法，该方法包括:对目标柴油机进行调速控制时，所述CAN协议解析单元接收机车主控制系统输出的控制数据，根据所需执行的CAN通信协议类型调用对应的协议模块对接收到的控制数据进行解析，解析得到的控制数据发送至目标柴油机的电喷控制系统；目标柴油机的电喷控制系统实时输出运行数据，所述CAN协议解析单元接收所述运行数据，并调用对应的协议模块对接收到的运行数据进行解析后反馈给机车主控制系统。
[0013]作为本发明方法的进一步改进，所述对接收到的控制数据进行解析具体为:通过所述总线接口单元中双口 RAM模块接收两路控制数据，分别调用对应的协议模块对两路所述控制数据进行解析，解析得到的控制数据分别通过所述CAN通信单元中一路或两路CAN通信通路进行发送;所述对接收到的运行数据进行解析具体为:通过所述CAN通信单元中两路CAN通信通路接收一路或两路运行数据，调用对应的协议模块对所述运行数据进行解析，解析得到的运行数据通过所述双口 RAM模块进行发送。
[0014]作为本发明方法的进一步改进:所述进行解析时具体通过读取所述双口RAM模块中双口RAM的配置信息区，获取得到包括通信方式以及待解析数据信息的配置信息，所述通信方式包括所需采用的所述CAN通信通路以及CAN通信协议类型，根据获取的所述配置信息通过所述双口 RAM的数据区接收、发送两路数据。
[0015]与现有技术相比，本发明的优点在于:
1)本发明基于多CAN通信协议实现柴油机调速控制的系统及方法，可以在机车主控制系统、电喷控制系统为通信节点的CAN通信网络中，对接多种柴油机CAN通信协议进行解析，机车主控制系统只需做相应的配置工作即可实现与不同柴油机的电喷控制系统的数据通信，从而可以适用于多种类型柴油机进行调速及恒功率控制，使柴油机在满足需求的情况下运行在最经济的状态，且无需基于通信协议更改机车主控制系统的调速功能，控制操作简便且控制效率高；
2)本发明基于多CAN通信协议实现柴油机调速控制的系统及方法，可以获取机车主控制系统的控制数据并按照所需CAN通信方式输出给电喷控制系统，从而实现对柴油机的具体控制功能；同时使得机车控制系统还可以通过CAN通信获取柴油机反馈的运行参数、故障参数等运行数据，因而可以更好的发挥柴油机功能，确保柴油机控制功能稳定可靠，实现整车的最优控制；
3)本发明基于多CAN通信协议实现柴油机调速控制的系统及方法，进一步通过双口RAM实时交换机车主控制系统与柴油机电喷控制系统的数据，相比较CAN通信的数据更新周期，基于双口 RAM可以实现更快的数据周期更新;对双口 RAM的配置信息区进行参数设置后，通过读取配置信息区即可自动识别所需的通信方式以及所需通信的数据，以实现按照所需执行的CAN通信协议类型实时交换数据区数据；
4)本发明基于多CAN通信协议实现柴油机调速控制的系统及方法，进一步通过两路CAN通信电路可以相互实现冗余通信或执行两种不同CAN通信协议的通信方式，使得不仅可以应用在内燃机车上，也可以应用在轨道工程车上；
5)本发明基于多CAN通信协议实现柴油机调速控制的系统及方法，进一步通过与机车主控制系统、电喷控制系统之间的通信数据并行采集电流信号提供给电喷控制系统，结合重要的电流信号来调节实现柴油机的调速控制，可以实现对通信数据的冗余备份，同时进一步提高对柴油机调速控制的可靠性;通过输出电流信号还可以驱动机车上其他设备进行管路控制，从而实现机车电路的逻辑功能。
[0016]6)本发明基于多CAN通信协议实现柴油机调速控制的系统及方法，进一步通过与机车主控制系统、电喷控制系统之间的通信数据并行采集PWM信号提供给电喷控制系统，结合重要的PWM信号调节实现柴油机的调速控制，进一步确保柴油机调速控制的稳定、可靠性。
【附图说明】
[0017]图1是传统的柴油机调速控制系统的结构示意图。
[0018]图2是传统的电控柴油机调速控制中CAN通信的实现原理示意图。
[0019]图3是本实施例基于多CAN通信协议实现柴油机调速控制的系统的结构示意图。
[0020]图4是本实施例实现柴油机调速控制的原理示意图。
[0021 ]图5是本实施例中双口 RAM的区域划分原理示意图。
[0022]图