一种充电机控制系统及方法与流程

本发明主要涉及充电机技术领域，特指一种充电机控制系统及方法。

背景技术：

目前蓄电池充电机需要高精度的输出控制，但所接的蓄电池负载可能比较大变化，往往需要硬件设置电位器进行调整满足要求，而且电位器的调整只能是线性的变化，对非线性的变化调整难以满足；充电机进行维护和调试时，需要通过rs232接口进行调试维护和jtag口进行程序下载，因此需要使用到专用工具，并且只能短距离的在设备附近进行维护；充电机置于车底，在线运行时只能通过显示器观察到基本状态信息，不能看到实时波形，而要检测实时波形需要接上示波器等检测设备，增加检测难度，对行车也会造成影响；当充电机在线运行时出现故障，往往不能立刻进行检修查看，需要车辆回库后进行检修，现场的情况也越来越复杂，为了能够尽快分析出故障原因，需要充电机设备本身记录越来越多的相关信息，并且采集频率也要求越来越高。这也对充电机的故障记录容量提出了新的要求。

技术实现要素：

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，本发明提供一种远程监控、维护方便的充电机控制系统，并相应提供一种安全可靠、运行平稳的充电机控制方法。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

一种充电机控制系统，包括dsp单元、powerpc单元和上位机，所述dsp单元与powerpc单元之间通过双口ram单元进行相互通信；所述上位机与powerpc单元之间通过以太网通讯连接，用于远程对充电机进行实时监控及维护。

作为上述技术方案的进一步改进：

所述dsp单元连接有存储单元，用于对实时采集到的充电机工作状态参数进行循环存储，所述powerpc单元读取存储单元内参数后传送至上位机进行显示。

本发明还公开了一种基于如上所述的充电机控制系统的控制方法，所述上位机通过以太网发送命令信号至powerpc单元，所述powerpc单元接收上位机的命令信号后，经双口ram单元发送至dsp单元，所述dsp根据上位机的命令信号执行相应动作。

作为上述技术方案的进一步改进：

当所述命令信号为参数修正命令时，所述powerpc单元将上位机的参数修正命令以及修正数据按预定协议传送至dsp单元，所述dsp单元对存储在eeprom中的数据进行更新，并将更新后的数据存放在flash中。

当所述命令信号为程序下载命令时，相应的控制过程为：

s01、上位机将目标文件解析成二进制代码格式文件，二进制代码格式文件中包含dsp单元中每一块内部flash地址及对应的内容；

s02、上位机通过以太网发送程序下载命令到powerpc单元，并把二进制代码格式文件上传到指令存储器上；

s03、powerpc单元把上位机发送过来的指令通过dpram发送给dsp单元，并告知dsp单元即将进行程序更新；

s04、dsp单元实时监测powerpc单元发送过来的命令，当发现有程序更新指令后，进入程序下载模式，关断所有中断，并开始和powerpc单元进行握手确认；

s05、dsp单元握手成功后，开始擦除指定的内部flash空间；

s06、擦除完毕后，发送指令给powerpc单元，告知其传送数据；powerpc单元收到指令后，把二进制代码格式文件按行传给dsp单元；dsp单元收到后将其写入指定的falsh中，并将发送进度信息传送至上位机；

s07、powerpc单元发送完毕，dsp单元写flash完成，dsp单元重新初始化并打开中断。

当所述命令信号为监控命令时，相应的控制过程为：。

选择需要监视的数据，并发送监视命令至powerpc单元；

s12、所述powerpc单元接收监控命令，解析配置文件，获悉上位机需监视的数据，经固定频率读取dpram相应地址的数据，并传送至上位机；

s13、上位机接收powerpc单元传送来的数据，实时缓冲、并将数据以波形的形式进行显示。

当所述命令信号为故障记录命令时，相应的控制过程为：dsp单元将实时采样到的待监控变量、寄存器数据定时写入dpram；powerpc单元按照配置文件解析出来的信息，对已配置为需要故障记录的所有地址实时进行循环缓存，当故障发生时，把当前缓存的数据记录下来，并继续记录故障点后一段时间内的数据，加上故障点时间，故障代码，车号信息以文件的形式存储到指定存储器中；

上位机通过以太网把故障记录文件下载，按照故障记录配置文件对故障文件进行解析，然后将所有数据以波形的形式进行显示。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

本发明的充电机控制系统，上位机通过以太网与充电机相连，可远程对充电机进行实时监控和维护，提高充电机作业安全性，同时提高设备维护的便利性。

本发明的充电机控制系统，充电机通过以太网与上位机相连，采用存储并实时调用运行参数，可随时调整充电机输出，避免使用电位器，可调整非线性的参数，增大了充电机的可用性和输出电压质量；通过以太网进行程序下载，使调试工作通用化，避免使用专用工具，增加了设备维护的便利性；采用以太网将充电机内部的运行参数实时传输至远程终端上进行显示并检测，对充电机的安全运行提高了有力保证；另外采用全新的故障记录方式，从而使故障记录分析更精准。

附图说明

图1为本发明的控制系统的方框结构图。

图2为本发明控制方法中参数修正的方框图。

图3为本发明控制方法中故障记录的流程图。

图4为本发明控制方法的程序下载的流程图。

图5为本发明控制方法的实时监视方框图。

图中标号表示：1、上位机；2、dsp单元；3、powerpc单元。

具体实施方式

以下结合说明书附图和具体实施例对本发明作进一步描述。

如图1所示，本实施例的充电机控制系统，包括dsp单元2、powerpc单元3和上位机1，dsp单元2与powerpc单元3之间通过双口ram单元进行相互通信；上位机1与powerpc单元3之间通过以太网通讯连接，用于远程对充电机进行实时监控及维护。本发明的充电机控制系统，上位机1通过以太网与充电机相连，可远程对充电机进行实时监控和维护，提高充电机作业安全性，同时提高设备维护的便利性。

本实施例中，dsp单元2连接有存储单元，用于对实时采集到的充电机工作状态参数进行循环存储，powerpc单元3读取存储单元内参数后传送至上位机1进行显示，实现远程监控，提高充电机工作的安全性。

本发明还公开了一种基于如上所述的充电机控制系统的控制方法，上位机1通过以太网发送命令信号至powerpc单元3，powerpc单元3接收上位机1的命令信号后，经双口ram单元发送至dsp单元2，dsp根据上位机1的命令信号执行相应动作；命令信号包括参数修正命令、程序下载命令和故障记录命令。

如图2所示，本实施例中，充电机将常用的参数，如：输出电压、充电曲线、pid参数、保护参数等提炼出来组成一个参数表，该参数表平时独立存放在flash中。软件上电时，把该表读取出来，以供程序正常运行，当收到参数变更指令后，把收到的参数重新存入flash中。上位机1软件通过以太网连接上充电机后，通过参数上传指令，把当前最新的参数下载到pc机上，并可以对相应的参数进行修改，然后通过变更按钮，把变更指令和数据传送给powerpc单元3，powerpc将从上位机1收到的指令和数据按照事先定好的协议传送给dsp，以供dsp更新当前参数。采用软件存储参数，并实时调用，可以通过pc机调整充电机输出，避免了使用电位器，并且可以调整非线性的参数，增大了充电机的可用性和输出电压质量。

如图4所示，本实施例中，当命令信号为程序下载命令时，相应的控制过程为：

s01、上位机1将目标文件(xx.out文件)解析成二进制代码格式文件(即xx.hex文件)，二进制代码格式文件中包含dsp单元2中每一块内部flash地址及对应的内容；

s02、上位机1通过以太网发送程序下载命令到powerpc单元3，并把二进制代码格式文件上传到指令存储器上；

s03、powerpc单元3把上位机1发送过来的指令通过dpram发送给dsp单元2，并告知dsp单元2即将进行程序更新；

s04、dsp单元2实时监测powerpc单元3发送过来的命令，当发现有程序更新指令后，进入程序下载模式，关断所有中断，并开始和powerpc单元3进行握手确认；

s05、dsp单元2握手成功后，开始擦除指定的内部flash空间；

s06、擦除完毕后，发送指令给powerpc单元3，告知其传送数据；powerpc单元3收到指令后，把二进制代码格式文件按行传给dsp单元2；dsp单元2收到后将其写入指定的falsh中，并将发送进度信息传送至上位机1；

s07、powerpc单元3发送完毕，dsp单元2写flash完成，dsp单元2重新初始化并打开中断。

其中dsp收到powerpc传送的数据后，会对其行号，数据进行校验，如果数据错误，还会要求进行重传，以确保数据的正确性。

如图5所示，本实施例中，当命令信号为远程监控命令时，其控制过程为：

s11、上位机1选择需要监视的数据，并发送监视命令至powerpc单元3；

s12、powerpc单元3接收监控命令，解析配置文件，获悉上位机1需监视的数据，经固定频率读取dpram相应地址的数据，并传送至上位机1；

s13、上位机1接收powerpc单元3传送来的数据，实时缓冲、并将数据以波形的形式进行显示。

其中实时监视是指在程序正常运行时，可以在线监测变流器的各模拟量、数字量、中间变量等我们任何想监视的数据，并且以波形的形式把单位时间内的变化轨迹展现出来，就像一个简易的示波器，而且比示波器同时监视的通道更多（10通道），监视的内容更多。

dsp软件在设计阶段，规划好想用于实时监视的数据，并预留足够多的备用数据。把其放在较快的定时中断里（微秒级），把这些数据写到dpram中。上位机1软件可以通过配置地址，灵活选择需要监视的数据，当打开“开始监视”按钮时，上位机1发送一个接收指令给powerpc，powerpc端解析配置文件，获悉上位机1需要监视的数据，以固定频率（同dsp写入dpram的频率相同）读取dpram相应地址的数据，并把这些数据传送给上位机1。上位机1端收到powerpc端传来的数据，实时缓冲，并通过绘图插件，把这些数据以波形的形式在显示器上绘制出来。当停止监视时，还可以把波形数据以图片、二进制数据等形式保存。其中二进制数据文件还可以在以后任何时候通过上位机1软件解析重新以波形形式打开。

另外充电机的故障记录是维护诊断的一个重要功能，在故障原因分析时发挥着不可替代的作用，它可以重现故障点前后一段时间内变流器所有模拟量、数据量及其它一些中间变量的变化趋势。采用大容量的工业cf卡进行故障记录，可以保存足够多的故障记录数据，为维修提供依据。如图3所示，本实施例中的故障记录具体实现方案如下：

dsp软件把实时采样到的模拟量、数字量，以及其它一些变量、寄存器等数据定时写入dpram。powerpc按照配置文件解析出来的信息，对已配置为需要故障记录的所有地址实时进行循环缓存，当故障发生时，把当前缓存的数据记录下来，并继续记录故障点后的一段时间内的数据，加上故障点时间，故障代码，车号等信息以文件的形式存储到指点存储器中；上位机1通过以太网把故障记录文件下载到pc机上，按照故障记录配置文件对故障文件进行解析，然后用绘图插件把所有数据以波形的形式显示到显示器上。

本实施例中，powerpc芯片选择的是德国科维公司的spc5200c，主要负责辅助变流器的逻辑控制以及作为dsp与电脑之间的通信交换中间设备；dsp芯片选择的是美国ti公司的tmsf28335，其主频可达到150mhz，并且支持浮点型运算，内部flash大小为128kb，用于存储dsp运行程序；cpld选择的是美国altera公司的epm1270t，主要负责电路板的总线控制。

以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，应视为本发明的保护范围。