一种基于CAN总线的新型停车器控制系统的制作方法

本发明涉及一种基于CAN总线的新型停车器控制系统，适用于机械领域。

背景技术：

长期以来，在驼峰尾部的防溜工具主要以铁鞋作为主要调车设备，铁鞋作为一种简易的调速和防溜设备，在驼峰发展初期确实适合我国国情和当时的路情。在驼峰尾部使用铁鞋进行防溜作业过程中，通过人工联系观察调车机车作业状况，在人工保证进行“放鞋”和“撤鞋”作业过程中，不但劳动强度大，作业环境恶劣，而且劳动效率低下，直接影响到驼峰尾部编组能力的进一步提高。更为严重的是：由于“漏放”和“漏撤”铁鞋而造成的调车事故，在驼峰尾部时有发生。

YT系列液压可控停车器正是在这种条件下研制出来的。该系列停车器采用点式布置集中消耗走行车辆的动能，其发展经历了YT-l型、YT-2型液压可控停车器，以及目前最新的YT-2C型液压可控停车器。YT-2C型液压可控停车器是目前国内一种新型的调车场尾部防溜停车安全设备。

新型液压可控停车器的控制方式目前主要有电气集中控制、单片机控制和尾部微机联锁嘲自动控制3种。这3种控制方式的共同点是，驱动电路均通过尾部信号楼的继电器进行停车器的制动或缓解操作，控制驱动线路太长；检测信号也是通过电缆一一送到尾部信号楼进行采集，需要大量线缆，同时增加施工难度和工作量。

技术实现要素：

为了解决停车器控制系统的上述问题，本发明提出了一种基于CAN总线的新型停车器控制系统，该控制系统克服了现有的控制系统控制驱动线路长的缺点，节约大量电缆，减少施工难度和工作量，同时具有实时性强，速度快，可靠性高等特点，完全满足了编组场尾部停车器在线监控系统的通信要求，值得推广使用。

本发明所采用的技术方案是所述新型液压可控停车器控制系统由尾部信号楼继电器室、尾部信号楼值班室和现场控制设备3部分组成，它们均工作于双机冗余方式，并且通过CAN总线进行远距离通信。

所述尾部信号楼继电器室包括监视机和48路开关量采集板，监视机仅用来监视现场停车器状态、尾部道岔位置、信号机状态和股道空闲等相关信息；48路开关量采集板(即继电器室中的下位机)通过采集继电器室的继电器相关节点的状态来确定股道现场原来设备的状态，并由监视机A、B及上位监控机A、B进行现场状态显示和处理。

所述尾部信号楼值班室的监控机A和B互为备用，同一时刻仅有一台可以进行控制，但可以同时进行监视。

所述现场控制设备包括现场双电源和每股道的冗余控制器(即下位机)，现场的每个下位机主要包括AT89S52和PSD934F2核心模块、CAN通信模块、输出驱动模块和开关量输入模块。输出驱动模块主要用来完成停车器的制动或缓解动作，当输出驱动模块发出驱动命令后，经铁路安全型继电器来完成停车器双向电磁阀的换向工作。开关量输入模块用来采集现场停车器电动机运转信号、失压报警信号、制动到位信号、缓解到位信号和第三台停车器占位信号。

所述CAN通信模块电路主要由独立CAN通信控制器SJAl000、CAN总线驱动器82C250和高速光电耦合器6N137三部分构成。控制板上的微处理器AT89S52通过AD0～AD7总线对SJAl000进行初始化，控制SJAl000实现数据的接收和发送等通信任务。

为了增加CAN总线节点的抗干扰能力，SJAl000的TX0和RX0并不是直接与82C250的TXD和RXD相连，而是通过高速光耦6N137与82C250相连，这样就很好的实现了总线上各CAN节点的电气隔离。

所述82C250与CAN总线的接口部分也采用了一定的安全和抗干扰措施。82C250的CANH和CANL引脚各通过一个5Ω的电阻与CAN总线相连，实现限流和保护82C250免受过流的冲击的作用。CANH和CANL与地之间并联了两个30pF的小电容，可以起到滤除总线上的高频干扰和一定的防电磁辐射的作用。另外，在两根CAN总线输入端与地之间分别接了一个防雷击管，当两输入端与地之间出现瞬变干扰时，通过防雷击管的放电可起到一定的保护作用。82C250的凡引脚上接有一个斜率电阻，电阻大小可根据总线通信速度适当调整，一般在16～140KΩ之间。

所述下位机软件设计主要包括尾部信号楼继电器室的48路开关量采集板和现场的停车器控制器软件设计，两者采集部分功能相同；不同之处在于后者多了闭环驱动电路部分。对于48路开关量采集下位机来说，首先对系统进行初始化，特别是对CAN控制器SJAl000进行初始化；然后根据定时器的定时间隔进行信号检测并整理成CAN通信协议数据格式，并进行通信等待超时处理。现场停车器控制器下位机除了完成开关量下位机的相关功能外，还要产生2000HZ的方波输出以保证驱动电路正常工作，同时还要检测开关三级管的好坏。在定时器和CAN接收中断两者中，后者的优先级最高，即两者同时发生或定时器中断正在处理中，CPU优先响应CAN接收中断，以接收和上传新数据。

本发明的有益效果是：该控制系统克服了现有的控制系统控制驱动线路长的缺点，节约大量电缆，减少施工难度和工作量，同时具有实时性强，速度快，可靠性高等特点，完全满足了编组场尾部停车器在线监控系统的通信要求，值得推广使用。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的停车器控制系统总体结构图。

图2是本发明的CAN通信模块原理图。

图3是本发明的下位机软件流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

如图1，新型液压可控停车器控制系统由尾部信号楼继电器室、尾部信号楼值班室和现场控制设备3部分组成，它们均工作于双机冗余方式，并且通过CAN总线进行远距离通信。

尾部信号楼继电器室包括监视机和48路开关量采集板，监视机仅用来监视现场停车器状态、尾部道岔位置、信号机状态和股道空闲等相关信息；48路开关量采集板(即继电器室中的下位机)通过采集继电器室的继电器相关节点的状态来确定股道现场原来设备的状态，并由监视机A、B及上位监控机A、B进行现场状态显示和处理。所述尾部信号楼值班室的监控机A和B互为备用，同一时刻仅有一台可以进行控制，但可以同时进行监视。

现场控制设备包括现场双电源和每股道的冗余控制器(即下位机)，现场的每个下位机主要包括AT89S52和PSD934F2核心模块、CAN通信模块、输出驱动模块和开关量输入模块。输出驱动模块主要用来完成停车器的制动或缓解动作，当输出驱动模块发出驱动命令后，经铁路安全型继电器来完成停车器双向电磁阀的换向工作。开关量输入模块用来采集现场停车器电动机运转信号、失压报警信号、制动到位信号、缓解到位信号和第三台停车器占位信号。

如图2，CAN通信模块电路主要由3部分构成：独立CAN通信控制器SJAl000、CAN总线驱动器82C250和高速光电耦合器6N137。控制板上的微处理器AT89S52通过AD0～AD7总线对SJAl000进行初始化，控制SJAl000实现数据的接收和发送等通信任务。

为了增加CAN总线节点的抗干扰能力，SJAl000的TX0和RX0并不是直接与82C250的TXD和RXD相连，而是通过高速光耦6N137与82C250相连，这样就很好的实现了总线上各CAN节点的电气隔离。

82C250与CAN总线的接口部分也采用了一定的安全和抗干扰措施。82C250的CANH和CANL引脚各通过一个5Ω的电阻与CAN总线相连，实现限流和保护82C250免受过流的冲击的作用。CANH和CANL与地之间并联了两个30pF的小电容，可以起到滤除总线上的高频干扰和一定的防电磁辐射的作用。另外，在两根CAN总线输入端与地之间分别接了一个防雷击管，当两输入端与地之间出现瞬变干扰时，通过防雷击管的放电可起到一定的保护作用。82C250的凡引脚上接有一个斜率电阻，电阻大小可根据总线通信速度适当调整，一般在16～140KΩ之间。

如图3，下位机软件设计主要包括尾部信号楼继电器室的48路开关量采集板和现场的停车器控制器软件设计，两者采集部分功能相同；不同之处在于后者多了闭环驱动电路部分。对于48路开关量采集下位机来说，首先对系统进行初始化，特别是对CAN控制器SJAl000进行初始化；然后根据定时器的定时间隔进行信号检测并整理成CAN通信协议数据格式，并进行通信等待超时处理。现场停车器控制器下位机除了完成开关量下位机的相关功能外，还要产生2000HZ的方波输出以保证驱动电路正常工作，同时还要检测开关三级管的好坏。在定时器和CAN接收中断两者中，后者的优先级最高，即两者同时发生或定时器中断正在处理中，CPU优先响应CAN接收中断，以接收和上传新数据。