一种轨道交通用空调控制器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种轨道交通用空调控制器，通过设置多种通讯接口满足控制功能复杂的CO2空调的需要，采用标准3U板卡，机箱内部采用3U+3U的分层可扩展的合理化布局，并选用耐低温元件。其结构简单、功能强大、可扩展性强、并且板卡易于更换，兼容CO2空调系统控制功能，可明显降低维修成本，缩短维修维护时间。

An Air Conditioning Controller for Rail Transit

The utility model discloses an air conditioning controller for rail transit, which satisfies the need of CO2 air conditioning with complex control functions by setting various communication interfaces, adopts a standard 3U board, adopts a layered and extensible rational layout of 3U+3U inside the chassis, and chooses low temperature resistant components. It is simple in structure, powerful in function, strong in expansibility, easy to replace and compatible with the control function of CO2 air conditioning system. It can obviously reduce the maintenance cost and shorten the maintenance time.

【技术实现步骤摘要】
一种轨道交通用空调控制器
本技术专利涉及一种空调控制器装置，具体的说，涉及一种轨道交通用空调控制器。
技术介绍
随着现代技术的发展，嵌入式开发技术应用越来越多，各种嵌入式开发的控制器也是各式各样，目前主流的空调控制器主要分为以下两大类；第一类：空调控制器采用成熟的模块式的PLC控制器，此类型的控制器优点是控制器模块具有可扩展性，安装简单，缺点是模块的体积较大，通讯方式集成度不高，不同通讯方式需要选配不同的通讯扩展模块。功能需求较大的控制系统整体的体积较大，在车上紧凑的安装空间很难安装。第二类：整个控制器主要由一块主控板构成，此类型控制器的优点是整机的集成程度高，对于特定机型的空调具有较高的匹配性。此类型控制器的缺点是单板体积较大且不易更换，且功能扩展能力有限。只能适用于空调控制功能简单的车型的空调控制系统。随着高速动车领域的不断发展，车辆的舒适性要求越来越高，空调对内部环境温度的控制要求越来越高，空调的控制功能和智能化也就随之提高。第一类控制器占用的空间体积较大，接线较为复杂而且不便于迅速更换。第二类控制器不具备根据功能需求灵活扩展板卡的功能，更换也需要整体式更换，通用性不强。
技术实现思路
本技术的目的在于克服现有技术存在的上述缺陷，提供一种轨道交通用空调控制器，采用标准3U板卡，机箱内部采用3U+3U的分层可扩展的合理化布局，以确保控制器运行的可靠性和可扩展性，其结构简单、功能强大。为实现上述目的，本技术的技术方案如下：一种轨道交通用空调控制器，其特征在于，包括，内部板卡组、连接端口和机箱；内部板卡组至少包括一个CPU板卡、一个内部电源板卡、一个外部电源板卡、一个或多个数字量输入板卡、一个或多个数字量输出板卡、一个或多个模拟量输入板卡、一个或多个模拟量输出板卡、一个压力波控制板卡、一个通讯板卡条；连接端口至少包括两路以太网接口、一路RS232接口、两路CAN接口、一路RS485接口；连接端口均配备在CPU板卡上；机箱分为上下两层，机箱上层至少布置有数字量输入板卡、数字量输出板卡，机箱下层至少布置有内部电源板卡、外部电源板卡、CPU板卡、模拟量输入板卡、模拟量输出板卡、压力波控制板卡；通讯板卡条位于机箱中部，将CPU板卡与内部电源板卡、外部电源板卡、数字量输入板卡、数字量输出板卡、模拟量输入板卡、模拟量输出板卡、压力波控制板连接；内部电源板卡给CPU板卡、外部电源板卡、数字量输入板卡、数字量输出板卡、模拟量输入板卡、模拟量输出板卡、压力波控制板卡供电；外部电源板卡给外部系统供电；CPU板卡用于控制器的通讯控制、控制逻辑处理、数据处理以及维护；数字量输入板卡接收第一外部电器件的反馈信号和手动模式输入信号；模拟量输入板卡采集温度传感器的电阻信号和压力传感器的电压信号；模拟量输出板卡接收CPU板卡发出的访问信号，并向第二外部电器件发出控制信号；压力波控制板卡采集压力波传感器的压力波动信号，进行内部逻辑判断后发出执行压力波保护的动作信号，并向CPU板卡发出压力波动作的反馈信号。进一步地，所述CPU板卡通过通讯板卡条接收数字量输入板卡、模拟量输入板卡和数字量输出板卡发出的反馈信号；CPU板卡通过以太网口接收车辆空调控制信号、压力波控制板卡动作信号和空调控制盘上的HMI显示屏的发出的控制命令信号；CPU板卡通过CAN总线接口接收VIP区域风量控制器的反馈信号；CPU板卡通过RS485接口发出控制空调机组的风机的工作信号，并反馈风机实时的运行信息；CPU板卡通过通讯板卡条向数字量输出板卡发出开关量信号；CPU板卡根据模拟量输入板卡采集系统的温度和压力进行计算并通过通讯板卡条向模拟量输出板卡发出控制信号；CPU板卡通过以太网口向车辆总线发出运行信号及相关故障信息；通过RS232接口与HMI显示屏实现信号的交互。进一步地，所述CPU板卡还用于软件下载、故障信息上载功能。进一步地，所述通讯板卡条采用CAN总线。进一步地，所述内部电源板卡所提供的电源为5VDC电压。进一步地，所述外部电源板卡所提供的电源为75W的24VDC电压。进一步地，所述外部系统至少包括空调控制盘上的HMI显示屏、温度传感器的风扇、电子膨胀阀执行模块、观光区风量调节系统；第一外部电器件至少包括外围接触器、手动旋钮开关；第二外部电器件至少包括电子膨胀阀及变频器。进一步地，所述机箱设有带有安装板的固定安装槽位，各板卡通过板卡滑轨与槽位连接，每种类型的板卡还设有防插错编码。进一步地，所述内部板卡组的每块板卡采用后出线的方式，每块板卡均采用F48芯的铁路专用HARTING连接器。进一步地，所述机箱两侧设有安装法兰，每个安装法兰开有4个孔位将机箱固定在空调控制盘的外围框架上，经在前面板两侧安装有把手，机箱上下两侧设有蜂窝式网孔。从上述技术方案可以看出，本技术通过设置多种通讯接口和合理的3U+3U的机箱布局以及标准板卡设置，并选用耐低温元件，其结构简单、功能强大和可扩展性强，兼容CO2空调系统控制功能。因此，本技术具有降低维修成本，缩短维修维护时间的显著特点。附图说明图1是本技术框架结构示意图；图2是本技术实施例的机箱结构图；图3是本技术实施例的板卡布局图；图中10是机箱，11是内部电源板安装槽位，21是内部电源板卡，12是外部电源板卡安装槽位，22是外部电源板卡，13是CPU板卡安装槽位，23是CPU板卡，14是模拟量输入板卡安装槽位，24是模拟量输入板卡，15是模拟量输出板卡安装槽位，25是模拟量输出板卡，16是压力波控制板卡安装槽位，26是压力波控制板卡，17是数字量输入板卡安装槽位，27是数字量输入板卡，18是数字量输出板卡安装槽位，28是数字量输出板卡。具体实施方式下面结合附图，对本技术的具体实施方式作进一步的详细说明。需要说明的是，在下述的具体实施方式中，在详述本技术的实施方式时，为了清楚地表示本技术的结构以便于说明，特对附图中的结构不依照一般比例绘图，并进行了局部放大、变形及简化处理，因此，应避免以此作为对本技术的限定来加以理解。在以下本技术的具体实施方式中，请参阅图1，图1是本技术框架结构示意图。并同时参考图2和3，图2是本技术实施例的机箱结构图，图3是本技术实施例的板卡布局图。如图1～3所示，一种轨道交通用空调控制器，其特征在于：包括内部板卡组、连接端口和机箱。本技术实施例中，内部板卡均被安置在机箱中，并通过连接端口与外部进行通讯，通讯对象包括车辆总线、车辆空调、温度传感器、压力传感器、电子膨胀阀、变频器、空调控制盘、观光区风量调节系统等。内部板卡组包括一个CPU板卡，一个内部电源板卡，一个外部电源板卡，一个或多个数字量输入板卡，一个或多个数字量输出板卡，一个或多个模拟量输入板卡，一个或多个模拟量输出板卡，一个压力波控制板卡，一个通讯板卡条。连接端口包括两路以太网接口，一路RS232接口，两路CAN接口，一路RS485接口；连接端口均配备在CPU板卡上。本技术实施例中，控制器配置有多种通讯接口，可以满足控制功能复杂的CO2空调的需要，两路CAN接口中1路内部板卡通讯，另1路对外接CAN总线设备。机箱分为上下两层，机箱上层布置有数字量输入板卡、数字量输出板卡，机箱下本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种轨道交通用空调控制器，其特征在于，包括，内部板卡组、连接端口和机箱；内部板卡组至少包括一个CPU板卡、一个内部电源板卡、一个外部电源板卡、一个或多个数字量输入板卡、一个或多个数字量输出板卡、一个或多个模拟量输入板卡、一个或多个模拟量输出板卡、一个压力波控制板卡、一个通讯板卡条；连接端口至少包括两路以太网接口、一路RS232接口、两路CAN接口、一路RS485接口；连接端口均配备在CPU板卡上；机箱分为上下两层，机箱上层至少布置有数字量输入板卡、数字量输出板卡，机箱下层至少布置有内部电源板卡、外部电源板卡、CPU板卡、模拟量输入板卡、模拟量输出板卡、压力波控制板卡；通讯板卡条位于机箱中部，将CPU板卡与内部电源板卡、外部电源板卡、数字量输入板卡、数字量输出板卡、模拟量输入板卡、模拟量输出板卡、压力波控制板连接；内部电源板卡给CPU板卡、外部电源板卡、数字量输入板卡、数字量输出板卡、模拟量输入板卡、模拟量输出板卡、压力波控制板卡供电；外部电源板卡给外部系统供电；CPU板卡用于控制器的通讯控制、控制逻辑处理、数据处理以及维护；数字量输入板卡接收第一外部电器件的反馈信号和手动模式输入信号；模拟量输入板卡采集温度传感器的电阻信号和压力传感器的电压信号；模拟量输出板卡接收CPU板卡发出的访问信号，并向第二外部电器件发出控制信号；压力波控制板卡采集压力波传感器的压力波动信号，进行内部逻辑判断后发出执行压力波保护的动作信号，并向CPU板卡发出压力波动作的反馈信号。...

【技术特征摘要】
1.一种轨道交通用空调控制器，其特征在于，包括，内部板卡组、连接端口和机箱；内部板卡组至少包括一个CPU板卡、一个内部电源板卡、一个外部电源板卡、一个或多个数字量输入板卡、一个或多个数字量输出板卡、一个或多个模拟量输入板卡、一个或多个模拟量输出板卡、一个压力波控制板卡、一个通讯板卡条；连接端口至少包括两路以太网接口、一路RS232接口、两路CAN接口、一路RS485接口；连接端口均配备在CPU板卡上；机箱分为上下两层，机箱上层至少布置有数字量输入板卡、数字量输出板卡，机箱下层至少布置有内部电源板卡、外部电源板卡、CPU板卡、模拟量输入板卡、模拟量输出板卡、压力波控制板卡；通讯板卡条位于机箱中部，将CPU板卡与内部电源板卡、外部电源板卡、数字量输入板卡、数字量输出板卡、模拟量输入板卡、模拟量输出板卡、压力波控制板连接；内部电源板卡给CPU板卡、外部电源板卡、数字量输入板卡、数字量输出板卡、模拟量输入板卡、模拟量输出板卡、压力波控制板卡供电；外部电源板卡给外部系统供电；CPU板卡用于控制器的通讯控制、控制逻辑处理、数据处理以及维护；数字量输入板卡接收第一外部电器件的反馈信号和手动模式输入信号；模拟量输入板卡采集温度传感器的电阻信号和压力传感器的电压信号；模拟量输出板卡接收CPU板卡发出的访问信号，并向第二外部电器件发出控制信号；压力波控制板卡采集压力波传感器的压力波动信号，进行内部逻辑判断后发出执行压力波保护的动作信号，并向CPU板卡发出压力波动作的反馈信号。2.根据权利要求1所述的轨道交通用空调控制器，其特征在于，所述CPU板卡通过通讯板卡条接收数字量输入板卡、模拟量输入板卡和数字量输出板卡发出的反馈信号；CPU板卡通过以太网口接收车辆空调控制信号、压力波控制板卡动作信号和空调控制盘上的HMI显示屏的发出的控制命令信号；CPU板卡通过CAN总线...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵博，梁晟铭，白刚，刘耀，黄飞，程显耀，
申请(专利权)人：中车大连机车研究所有限公司，
类型：新型
国别省市：辽宁,21