一种地铁车辆TCMS模拟调试系统的制作方法

本实用新型涉及城市轨道交通车辆技术领域，尤其涉及一种地铁车辆tcms模拟调试系统。

背景技术：

地铁车辆控制及管理系统（traincontrolandmanagementsystem，简称tcms）是集列车的控制、监控和诊断为一体的集成控制系统，用于监控、管理列车的牵引系统（variablevoltageandvariablefrequency，简称vvvf）、辅助系统（staticauxiliaryinverter,简称siv）、制动系统（breakcontrolunit，简称bcu）、空调系统（heating,ventilatingandairconditioning，简称hvac）、车门系统（electricdoorcontrolunit，简称edcu）、乘客信息显示系统（passengerinformationdisplaysystem,简称pids）、烟感系统等子系统，为列车各子系统提供实时控制信号，完成对列车的控制与监督，上述子系统通过多功能车辆总线（multifunctionvehiclebus，简称mvb）按照iec61375的标准协议相互通信,其中riom负责采集车辆的输入信号。因此，tcms是整车安全、可靠运行的核心系统。

由于tcms系统庞大且复杂，会为整车的系统调试带来很大困难。传统的车辆调试方式为在整列编组的车辆组装制造完毕后开展调试工作，车辆调试工作开始后，首先现车对每个系统的功能进行调试，以1列6节编组的列车为例，列车长度约为120m,需要3-4人每节车逐个测试，需要频繁的更换设备、拆线和接线，且期间需要多次往返于司机室和每节车的客室之间，任务量重，且调试时间长，导致测试效率低。

技术实现要素：

本实用新型提供一种地铁车辆tcms模拟调试系统，用于解决现有技术中调试tcms系统过程繁琐、任务量重的问题，降低调试人员工作量，提高调试效率。

为解决上述技术问题，本实用新型提供如下技术方案予以解决：

一种地铁车辆tcms模拟调试系统，其特征在于，包括模拟信号发生装置，所述模拟信号发生装置的输出端与所述tcms的远程输入输出模块的输入端通过压线端子连接，所述模拟信号发生装置包括上位机、与所述上位机通信的下位机和与所述下位机的至少一个驱动输出端对应相连的至少一个继电器；所述上位机用于向下位机发送调试指令；根据所接收到的调试指令，所述下位机在至少一个驱动输出端对应输出至少一个驱动信号，用于控制各继电器的线圈得电或失电，在至少一个电流输出端通过电流调节电路输出至少一个电流信号，在至少一个电压信号输出端通过电压调节电路输出至少一个电压信号；各驱动输出端通过各继电器的常开触点输出数字信号，各所述数字信号、各电流信号和各电压信号通过所述远程输入输出模块和所述tcms的多功能车辆总线输入至所述tcms中有待调试的子系统。

进一步地，所述地铁车辆tcms模拟调试系统还包括为所述下位机提供电源的外接电源，在所述外接电源和所述下位机的电源输入口之间设置有隔离电源模块。

进一步地，所述地铁车辆tcms模拟调试系统还包括第一保险管和第二保险管，所述第一保险管连接在所述外接电源和所述隔离电源模块的输入端之间，所述第二保险管连接在所述隔离电源模块的输出端和所述电源输入口之间。

进一步地，在所述驱动输出端和各继电器之间设置有光电耦合器。

进一步地，所述上位机为工控机或笔记本、平板或台式电脑，且所述下位机为单片机或arm芯片，所述上位机和所述下位机通过rs232通信接口通信。

进一步地，所述下位机还包括can通信接口和程序下载接口。

进一步地，所述电流调节电路为可调型压控电流源电路。

进一步地，所述电压调节电路为采用lm317的电源集成电路。

进一步地，所述地铁车辆tcms模拟调试系统还设置有与所述外接电源连接的启停按键，所述启停按键通过按键电路与所述下位机的控制端相连，用于控制所述下位机的工作状态。

与现有技术相比，本实用新型的优点和积极效果是：模拟信号发生装置中上位机发出调试指令，下位机接收到调试指令后发出驱动信号、电流信号和电压信号，驱动信号驱动继电器线圈得电或失电以输出数字信号，模拟信号发生装置的输出端与tcms的远程输入输出模块（remoteinput/outputmodule,简称riom）的输入端通过压线端子连接，且tcms中有待调试的子系统与riom均通过多功能车辆总线通信，因此，可以将模拟信号发生装置输出的数字信号、电流信号和电压信号通过riom和mvb总线输出至tcms中有待调试的子系统的输入端，智能实现对tcms的调试，便于测试和诊断tcms中电气设备，提高调试效率，且降低调试人员工作量。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型地铁车辆tcms模拟调试系统实施例的原理框图；

图2为本实用新型地铁车辆tcms模拟调试系统中模拟信号发生装置的电气原理图。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1所示，地铁车辆tcms20中通过mvb网络中的mvb总线连接微处理器单元21（microprocessoruint)，简称mpu）与vvvf23、siv24、bcu25、pids26、hvac27、edcu28、烟感系统29等的控制器，为了对tcms20中各子系统进行调试，需要对各子系统输入所需要的数字信号和模拟信号，例如，数字信号用于模拟vvvf23、siv24、bcu25、pids26、hvac27、edcu28、烟感系统29等，模拟信号用于模拟车辆司控室控制手柄级位的电压信号、列车自动运行系统（automatictrainoperation，简称ato）输出的控制列车牵引、制动的电流环信号等，该数字信号和模拟信号输入至tcms20的riom并通过mvb总线传输至tcms20中各子系统，实现对tcms20的整体静态调试。本实用新型涉及一种地铁车辆tcms模拟调试系统，包括模拟信号发生装置10，如图2所示，模拟信号发生装置10的输出端与tcms20的riom的输入端通过压线端子连接，模拟信号发生装置10包括上位机11、与上位机11通信的下位机12和与下位机12的至少一个驱动输出端对应相连的至少一个继电器19'；上位机11用于向下位机12发送调试指令；根据所接收到的调试指令，下位机12在至少一个驱动输出端对应输出至少一个驱动信号，用于控制各继电器19'的线圈得电或失电，在至少一个电流输出端通过电流调节电路18输出至少一个电流信号，在至少一个电压信号输出端通过电压调节电路17输出至少一个电压信号；各驱动输出端通过各继电器的常开触点输出各数字信号，各数字信号、各电流信号和各电压信号通过riom和mvb总线输入至tcms20中有待调试的子系统。

具体地，本实施例上位机11为工控机或常规电脑，例如笔记本、平板或台式电脑等，负责提供人机控制界面，控制下位机12发出对应信号，例如驱动信号、电流信号和电压信号，下位机12为单片机或arm芯片,本实施例下位机12为arm芯片，其与上位机11例如通过rs232通信，当然，上位机11和下位机12不局限于上述所述的具体类型，在此不做限制。上位机11向下位机12发出调试指令，控制下位机12发出tcms20调试所需要的数字信号和模拟信号，本实施例模拟发生装置20可以向tcms20输出40路数字信号、1路0-10v电压信号和4-20ma电流信号，其中40路数字信号中每路的生成是相同的，出于简要说明的目的，图2中仅以一路数字信号的生成为例进行说明，当然数字信号和模拟信号的数量都是可以变化的，在此不做限制。如图2所示，在本实施例中，上位机11控制下位机12发出驱动信号，驱动继电器19'得电或失电，在继电器19'得电时对应的常开触点闭合控制输出一路数字信号；上位机11通过软件程序控制下位机12输出电压信号，并通过本实施例基于型号为lm317的电源集成电路，实现1v至10v模拟电压信号输出；上位机11通过软件程序控制下位机12通过可调型压控电流源电路输出电流信号，本实施例可调型压控电流源电路为型号为lt3086的芯片，其在1.4v至40v的输入电源范围内运作集成并输出0ma至40ma模拟电流信号。

司控室主控制手柄和ato是列车牵引、制动、惰行等控制信号的来源，取决于列车驾驶模式，当人工驾驶时，采用司控室主控制手柄控车，电压信号用于模拟主控制手柄级位，当列车以ato模式自动运行时采用ato输出的模拟量电流环信号控车，tcms20负责中转这些信号并可以控制、监视、记录整个列车的信息等。由于在控车时，只选择司控室主控制手柄控车信号和ato控车信号中一路信号，因此如图1所示，模拟发生装置10输出的司控室控车模拟信号输入至riom22的输入端而ato控车模拟信号输入至riom22'，当然，也可以将司控室控车模拟信号和ato控车模拟信号输入至一个riom，只是在采集输入信号时要么采集司控室主控制手柄的指令要么采集ato的指令。

如图2所示，为arm芯片供电的外接电源13为dc20v-30v，在外接电源13和arm芯片的电源输入口之间配备有隔离电源模块14，外接电源13经过隔离电源模块14处理后供给芯片的各个电子元器件。为了避免芯片烧坏而烧毁外接电源13，在外接电源13和隔离电源模块14的输入端之间设置有保险管15且在隔离电源模块14的输出端和芯片的电源输入端之间设置有保险管16。此外，为了避免继电器19'短路会烧毁芯片，在芯片的驱动输出端和继电器19'之间设置有光电耦合器19。并且，为了放大arm芯片驱动输出端输出的驱动信号，在光电耦合器19的输出端和对应的继电器19'之间还设置在放大芯片（未示出）。

此外，该下位机12还具有用于与电路板连接通信的can通信接口（未示出）和用于下载arm芯片内程序的程序下载接口（未示出），本实施例中can通信接口不用于上位机11控制和编程，用作后续功能扩展。

针对arm芯片，还专门设置用于控制arm芯片是否输出信号的启停按键（未示出），按键电路与arm芯片的使能控制端相连，且为了保证可靠使用，如图2所示，在本实施例中，外接电源13依次通过保险管15、电源隔离模块14和保险管16后为启停按键提供电能。

在本实施例中，vvvf23、siv24、bcu25、pids26、hvac27、edcu28、烟感系统29等控制器自带led指令状态指示灯，在从上位机11控制下位机12的输出信号至tcms20的mvb网络传输，再到各子系统的动作执行指令状态，即可实现故障诊断，当某一子系统故障或网络通信不良时，例如可以在tcms20的ddu显示屏（未示出）显示出来相应的故障代码，方便快速定位故障点，为车辆检修提供信息提示。

本实施例的地铁车辆tcms模拟调试系统，模拟信号发生装置10中上位机11发出调试指令，下位机12接收到调试指令后发出驱动信号、电流信号和电压信号，驱动信号驱动继电器线圈得电或失电以输出数字信号，模拟信号发生装置10的输出端与tcms20的riom22的输入端通过压线端子连接，且tcms20中有待调试的子系统，从而将模拟信号发生装置10输出的数字信号、电流信号和电压信号通过riom与mvb输出至tcms20中有待调试的子系统的输入端，智能实现对tcms20的调试，便于测试和诊断tcms20中电气设备，提高调试效率，且降低调试人员工作量。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。