卡，同时下位机板卡通过CPCI总线将状态信息传递给处理器主机，实现动车组牵引控制系统内部的总体控制;
[0033](2)信号采样板与快速运算板通过高速差分LinkPort总线进行双向通讯，实现对逆变器功率模块和四象限功率模块的快速控制；
[0034](3)网络板卡通过CAN总线与I/O模块的各板卡进行双向通讯，并将I/O模块的各板卡发出的数字量和模拟量信号经CPCI总线传递给处理器主机，保证动车组牵引控制系统信息传输的稳定性和可靠性；
[0035](4)常用的数据通信协议是CAN等，这些协议与LinkPort相比，数据采集及传输速率低。本发明的实现了信号采样板和快速运算板之间的LinkPort传输，LinkPort是一种LVDS(Low Voltage Differential Signal)即低电压差分信号，具有高速、超低功耗、低噪声和低成本的优良特性。通过LinkPort进行数据传输，较大程度上提高了数据传输速度，数据传输速度可达到400Mbit/s。可实现牵引控制单元的快速控制；
[0036](5)动车组牵引控制系统采用主流控制芯片和先进的设计思路，采用QNX嵌入式实时操作系统。本操作系统资源占用率低，专业性强，适合特殊领域应用，系统精简，安全等级高，实时性高，代码执行效率高，支持多任务。
[0037](6)对动车组牵引控制系统的机箱结构进行了改进。动车组牵引控制系统的主机箱采用高强度加固机箱，各类板卡与主机箱板卡卡槽连接处均设有双助拔器，结构更稳定
[0038]图说明
[0039]图1为当前动车组牵引控制系统的主电路结构图；
[0040]图2为本发明动车组牵引控制系统的结构示意图；
[0041 ]图3为采样板和快速运算板结构示意图；
[0042]图4为信号采样板信号调理电路结构示意图；
[0043]图5为LinkPort通信原理图；
[0044]图6为信号采样板的LinkPort接收数据流程图；
[0045]图7为信号采样板的LinkPort发送数据流程图；
[0046]图8为脉冲接口板结构示意图；
[0047]图9为脉冲接口板远程控制单元电路结构示意图；
[0048]图10为脉冲接口板输入自诊断电路结构示意图；
[0049]图11为脉冲接口板输出诊断电路结构示意图；
[0050]图12为双助拔器的结构示意图；
[0051]图13为该协议转换器的结构示意图；
[0052]图14 为 TRDY、STOP、FRAME 和 IRDY 的具体时序图；
[0053]图15为该协议转换器1读访问局部时序图；
[0054]图16为该协议转换器访问流程图；
[0055]图17动车组牵引控制系统的软件架构；
[0056]图18动车组牵引控制系统的流程图。
【具体实施方式】
[0057]为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的图，对本发明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发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，均属于本发明的保护范围。
[0058]实施例1
[0059]动车组牵引控制系统，可同时控制2组四象限功率模块和2组逆变器功率模块。参见图2，动车组牵引控制系统主要包括电源模块、逆变/四象限模块、I/O模块、网络模块和调试模块。
[0060]电源模块由多块电源板组成，包括IlOV转24V电源板、IlOV转5V电源板、IlOV转3.3v电源板和IlOV转15V电源板。电源模块的主要功能是为逆变/四象限模块、I/O模块、网络模块和调试模块供电，同时为逆变/四象限功率模块供电，为牵引变流器内部传感器供电。
[0061]I/O模块提供对外的I/O控制，主要用于状态采集和控制输出。I/O模块主要包括数字量输入板卡、数字量输出板卡和模拟量输入输出板卡。I/o模块与逆变器/四象限模块通过高速总线进行双向通讯，I/o模块与网络模块和调试模块通过CAN总线进行双向通讯。
[0062]逆变器/四象限模块的功能是实现牵引变流器的控制和四象限的控制，主要由快速运算板、信号采样板和脉冲接口板组成。快速运算板分为逆变器快速运算板和四象限快速运算板；信号采样板分为逆变器信号采样板和四象限信号采样板；脉冲接口板分为逆变器脉冲接口板和四象限脉冲接口板。
[0063]逆变器信号采样板主要用于接收外部传感器信号、接收逆变器脉冲接口板发送的脉冲反馈信号和接收逆变器快速运算板发送的控制信号，以及向逆变器脉冲接口板发送脉冲信号、向逆变器快速运算板发送处理后的采集信号和向I/o模块发送继电器控制信号。
[0064]逆变器快速运算板主要用于接收逆变器信号采样板采集并处理的模拟量和数字量信号、接收处理器主机发出的控制信号，以及向逆变器信号采样板发送控制信号、向网络模块发送处理信息。
[0065]逆变器脉冲接口板最多与2组逆变器功率模块相连；
[0066]逆变器脉冲接口板主要用于接收逆变器功率模块发出IGBT状态信号，接收逆变器信号采样板发出的IGBT控制信号；以及向逆变器信号采样板发送IGBT状态信号，向逆变器功率模块发出IGBT控制信号。
[0067]逆变器信号采样板与逆变器快速运算板通过高速差分LinkPort总线进行双向通讯；逆变器信号采样板与I/O模块通过高速总线进行双向通讯；逆变器快速运算板与网络模块和调试模块通过CPCI总线进行双向通讯。
[0068]四象限信号采样板主要用于接收外部传感器信号、接收四象限脉冲接口板发送的脉冲反馈信号和接收四象限快速运算板发送的控制信号，以及向四象限脉冲接口板发送脉冲信号、向四象限快速运算板发送处理后的采集信号和向I/o模块发送继电器控制信号。
[0069]四象限快速运算板主要用于接收四象限信号采样板采集并处理的模拟量和数字量信号、接收处理器主机发出的控制信号，以及向四象限信号采样板发送控制信号、向网络模块发送处理信息。
[0070]四象限脉冲接口板最多与2组四象限功率模块相连；
[0071]四象限脉冲接口板主要用于接收四象限功率模块发出IGBT状态信号，接收四象限信号采样板发出的IGBT控制信号；以及向四象限信号采样板发送IGBT状态信号，向四象限功率模块发出IGBT控制信号。
[0072]四象限信号采样板与四象限快速运算板通过高速差分LinkPort总线进行双向通讯；四象限信号采样板与I/O模块通过高速总线进行双向通讯；四象限快速运算板与网络模块和调试模块通过CPCI总线进行双向通讯。
[0073]网络模块由网络板卡构成，网络模块接收I/O模块发来的数字量和模拟量信号，并经CPCI总线传递给处理器主机，以及通过CPCI总线接收处理器主机的命令信号，并向I/o模块发送命令，控制I/O模块输出数字量和模拟量信号，以及控制MVB接口单元与外部MVB总线进行数据交互；同时通过CPCI总线发送MVB数据发送至处理器主机，以及通过CPCI总线将处理器主机需要发送的数据发送至MVB接口单元。
[0074]调试模块主要用于配合网络中其它板卡完成实时调试。调试模块由调试板卡构成，调试模块通过CPCI总线接收处理器主机发送的调试命令和调试信号，调试模块通过高速总线接收信号采样板发送的调试信号，调试模块通过32路模拟量输出电路输出模拟量调试信号。
[0075]如图3所示，牵引控制系统的目的是控制变流器内部的IGBT开关来实现交流到直流再到交流的转换。工作时，电路上的传感器采集牵引变流器各电路的电流和电压信号，将信号经由信号采样板反馈到快速运算板，对信号进行分析运算，结合运算结果给出控制信号。由于采样信号包含电流信号和电压信号，本发明设计了电流电压复用采集单元。其中，信号采样板包括电流/电压采集单元和时钟管理单元。电流/电压采集单元由相互连接的?目号调理电路和ADC米样电路构成。
[0076]电流/电压采集单元有多路，均连接到信号采样板，时钟管理单元分别与信号采样板和快速运算板相连，图4为信号调理电路的结构示意图。信号调理电路包括第一电阻R1，第二电阻R2、滤波电容C和运算放大器ΟΡ，信号调理电路的输入端IN连接到信号采集端，信号调理电路的输入端IN连接到第一电阻Rl的第一端，第一电阻Rl的第二端分别连接到第二电阻R2的第一端和运算放大器OP的正向输入端，第二电阻R2的第二端接地，运算放大器OP的反向输入端与参考电压端V相连，运算放大器的输出端OUT连接到ADC采样电路；信号调理电路的输入端IN还经滤波电容C接地。
[0077]信号调理电路的信号采集端为电压