CN104977884B - 一种动车组网络控制系统仿真测试台 - Google Patents
一种动车组网络控制系统仿真测试台 Download PDFInfo
- Publication number
- CN104977884B CN104977884B CN201510352768.XA CN201510352768A CN104977884B CN 104977884 B CN104977884 B CN 104977884B CN 201510352768 A CN201510352768 A CN 201510352768A CN 104977884 B CN104977884 B CN 104977884B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- industrial personal
- personal computer
- card
- interface
- control unit
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B19/00—Programme-control systems
- G05B19/02—Programme-control systems electric
- G05B19/04—Programme control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers
- G05B19/042—Programme control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers using digital processors
- G05B19/0423—Input/output
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Computer And Data Communications (AREA)
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
Abstract
本发明公开了一种动车组网络控制系统仿真测试台，包括KVM切换器、以太网交换机以及多台工控机，多台工控机与所述动车组网络控制系统的多个控制单元一一对应设置，各工控机通过一转换装置与对应的控制单元通讯连接，多台工控机均与所述以太网交换机连接以实现各工控机之间的通讯，多台工控机均与所述KVM切换器连接以实现各工控机的监控。本发明的动车组网络控制系统仿真测试台具有结构简单、测试全面、自动化程度高、集成度高等优点。
Description
技术领域
本发明主要涉及动车网络控制系统，特指一种动车组网络控制系统仿真测试台。
背景技术
网络控制技术是动车组的核心技术之一，在该型动车上，为数众多的车载控制单元和车载设备与车载网络控制系统连接，在网络控制系统的仲裁下，实现了牵引制动控制、过分相控制、定速、旅客信息服务等功能，该套网络控制系统为司机、乘务员和维护人员提供了列车状态数据、诊断数据、维护数据等信息服务。随着动车组的运用市场不断扩大，为了能够及时快速的开发新型动车组网络控制系统应用软件，测试和验证软件功能和系统性能，急需要有一套配套的地面模拟仿真测试台，该测试台能够模拟动车组的车载控制电路和车载设备，与网络控制系统进行虚拟的数据交换，并能够监视该过程中的数据交换内容，监视网络控制系统的信号反馈状态。
目前动车组网络控制系统由多个控制单元组成，每个控制单元之间通过内部总线连接。控制单元采用机柜结构，各个单元的对外接口类型有：100V数字量输入接口、100V数字量输出接口、24V数字量输入接口、24V数字量输出接口、4线制20mA电流通信接口、光纤介质的HDLC通信接口。
传统的网络控制应用软件的开发与验证工作需要借助于测试工装进行，测试工装由连接器、连接电缆线、一定数量的开关和指示灯组成，工装通过连接器与被测试的网络控制系统外部接口连接，试验人员通过改变测试工装上各个开关的开合状态，模拟外部的输入信号，通过指示灯的显示观察被测设备的信号输出，达到对被测设备进行测试的目的。这种测试方式只能针对被测设备的数字量和模拟量通道进行测试，无法测试各种通信接口，测试覆盖面小；测试过程需要人力拨动开关，并观察指示灯的输出状态，自动化程度低，测试人员工作量大；测试环境、测试界面不友好，测试设备和被测设备零散放置，不整洁。
发明内容
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，本发明提供一种结构简单、测试全面、自动化程度高、集成度高的动车组网络控制系统仿真测试台。
为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：
一种动车组网络控制系统仿真测试台，包括KVM切换器、以太网交换机以及多台工控机，多台工控机与所述动车组网络控制系统的多个控制单元一一对应设置，各工控机通过一转换装置与对应的控制单元通讯连接，多台工控机均与所述以太网交换机连接以实现各工控机之间的通讯，多台工控机均与所述KVM切换器连接以实现各工控机的监控。
作为上述技术方案的进一步改进：
所述工控机上设有RS485扩展卡、IO卡以及多串口卡，所述RS485扩展卡、IO卡以及多串口卡均通过PCI接口与所述工控机相连。
所述转换装置包括IO单元，所述IO单元分别与工控机的RS485扩展卡和控制单元的100V数字量输入输出端口相连，实现工控机与对应控制单元之间的通讯。
所述转换装置包括端子板，所述工控机的IO卡上设置有多芯连接器插座，所述IO卡的多芯连接器插座通过端子板与对应控制单元的24V数字量输入输出接口相连。
所述转换装置还包括电流环转换单元，所述电流环转换单元包括多块20mA电流通信转换卡，每块20mA电流通信转换卡上设有RS232S接口和20mA电流通信接口，每块20mA电流通信转换卡一端的RS232S接口与工控机多串口卡中一路RS232串口对应连接，另一端的20mA电流通信接口与对应控制单元的20mA电流通信接口相连；所述工控机模拟车载电流通信设备通过电流环转换单元与对应控制单元进行虚拟通信，实现数据交换。
所述转换装置还包括HDLC转换单元，所述HDLC转换单元的一端通过以太网接口与工控机的以太网接口相连，另一端通过光纤接口与对应控制单元的光纤接口相连；所述HDLC转换单元将以太网的UDP协议转换成HDLC协议，实现工控机与对应控制单元的数据交换。
包括多个机柜，每个控制单元以及对应的转换装置和工控机集成一个机柜内，所述KVM切换器和以太网交换机集成在一个机柜内。
所述工控机均通过以太网电缆线与所述以太网交换机连接，实现工控机之间的相互连接。
所述KVM切换器包括监控显示屏、键盘和鼠标，所述键盘和鼠标均与所述监控显示屏相连。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
本发明的动车组网络控制系统仿真测试台利用多台相互通信的工控机通过转换装置与被测设备连接，实现与被测设备的数据交换；多台工控机之间通过KVM切换器与一套输入设备（键盘、鼠标）、一套输出设备（显示器）连接，实现用一套输入输出设备对多台工控机进行维护、监视和测试软件开发工作，其结构简单、自动化程度高且集成度高。本发明的动车组网络控制系统仿真测试台利用计算机自动控制技术，采用数字IO卡取代开关和指示灯，与被测设备进行IO信号的交换，提高了测试过程的自动化率；用户通过操作主控程序的用户界面就可以完成对整个测试台的操作控制，用户界面友好，操作方便，测试过程中工作量减少；该测试台实现了与被测设备之间的全部100V数字IO信号、24V数字IO信号、20mA电流通信接口和HDLC通信接口之间的数据交换，测试覆盖面广；该测试台采用多台机柜组合的方式实现，结构简单，容易实现。
附图说明
图1为本发明的方框结构示意图。
图2为本发明的具体结构示意图。
图3为本发明的测试软件的方框示意图。
图中标号表示：1、控制单元；2、工控机；3、转换装置；4、以太网交换机；5、KVM切换器。
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至图3所示，本实施例的动车组网络控制系统仿真测试台，包括KVM切换器5、以太网交换机4以及多台工控机2，多台工控机2与动车组网络控制系统的多个控制单元1一一对应设置，各工控机2通过一转换装置3与对应的控制单元1通讯连接以进行数据传输，多台工控机2均与以太网交换机4连接以实现各工控机2之间的通讯，多台工控机2均与KVM切换器5连接以实现各工控机2的监控。本发明的动车组网络控制系统仿真测试台利用多台相互通信的工控机2通过转换装置3与被测设备连接，实现与被测设备的数据交换；多台工控机2之间通过KVM切换器5与一套输入设备（键盘、鼠标）、一套输出设备（显示器）连接，实现用一套输入输出设备对多台工控机2进行维护、监视和测试软件开发工作，其结构简单、自动化程度高且集成度高。
如图2所示，本实施例中，工控机2上设有RS485扩展卡、IO卡以及多串口卡，RS485扩展卡、IO卡以及多串口卡均通过PCI接口与工控机2相连。
本实施例中，转换装置3包括IO单元，IO单元分别与工控机2的RS485扩展卡和控制单元1的100V数字量输入输出端口相连，实现工控机2与对应控制单元1之间的通讯；其中RS485扩展卡通过通信双绞线与IO单元的控制端连接，IO单元具有与被测控制单元1的100V数字量输入输出端口相兼容的接口，通过这些接口，IO单元与控制单元1连接。IO单元接收来自对应工控机2的控制指令，模拟车载设备向被测控制单元1发送100V数字量输出信号，接收发送自控制单元1的100V输出信号，通过通信双绞线将接收到的输出信息反馈回工控机2。在其它实施例中，RS485扩展卡与IO单元的连接方案，可被替换为PCI接口的数字IO卡与外部100V继电器阵列电路组合的方案，实现测试设备与被测设备的100V数字量输入、输出端口连接。
本实施例中，转换装置3包括端子板，工控机2的IO卡上设置有多芯连接器插座，IO卡的多芯连接器插座通过端子板与对应控制单元1的24V数字量输入输出接口相连。其中IO卡为24V的IO卡，其内部具备有多路24V数字量输入输出电路，IO卡通过PCI接口接入工控机2的内部总线，IO卡的对外接口为一个专用多芯连接器插座，该插座通过专用线束电缆与端子板连接，通过端子板转接到被测控制单元1的24V数字量输入输出接口上。24V 的IO卡接收来自对应工控机2的控制指令，进行电路转换后将输出信号通过端子板发送到被测控制单元1的24V数字量输入端口中，接收来自被测控制单元1的24V数字量输出信号，并将输出信号经过IO卡转换后，通过PCI总线反馈给对应的工控机2。
本实施例中，转换装置3还包括电流环转换单元，电流环转换单元包括多块20mA电流通信转换卡，每块20mA电流通信转换卡上设有RS232S接口和四线制20mA电流通信接口，每块20mA电流通信转换卡一端的RS232S接口与工控机2多串口卡中一路RS232串口对应连接，另一端的20mA电流通信接口与对应控制单元1的20mA电流通信接口相连；每一块转换卡实现一路RS232接口与电流通信接口的物理层电路转换，工控机2模拟车载电流通信设备通过电流环转换单元与对应控制单元1进行虚拟通信，实现数据交换。
本实施例中，转换装置3还包括HDLC转换单元（高级数据链路控制），HDLC转换单元的一端通过以太网接口与工控机2的以太网接口相连，另一端通过光纤接口与对应控制单元1的光纤接口相连；HDLC转换单元将以太网的UDP协议转换成HDLC协议，实现工控机2与对应控制单元1的数据交换。
本实施例中，包括多个机柜，每个控制单元1以及对应的转换装置3和工控机2集成一个机柜内，KVM切换器5和以太网交换机4集成在一个机柜内。如图1所示，其中网络控制系统共包括八个控制单元1，分布在1～4#、6～9#机柜中，其中5#机柜内为KVM切换器5、以太网交换机4和直流电源，其中直流电源为其它各机柜中的电气元件提供直流稳压电源，其中KVM切换器5包括监视显示器、键盘和鼠标；在安装有被测控制单元1的八个机柜中，八个被测控制单元1之间通过跨机柜布置的内部总线连接。八个机柜的工控机2通过KVM电缆线以星型拓扑的方式与5#机柜的KVM切换器5连接，通过切换KVM切换器5上的选通按钮，可以将5#机柜的输入设备和监视显示器对应到其它八台工控机2之中的任意一台，实现用一套输入输出设备分时控制和监视多台工控机2的目的，另外各工控机2均通过以太网电缆线与以太网交换机4连接，实现工控机2之间的相互连接。另外KVM设备与多台工控机2的连接方案可以通过软件实现，通过在各个工控机2中安装虚拟桌面软件可以实现在一台工控机2上对其他工控机2进行虚拟桌面操作的目的，但是这种方式必须确保操作所涉及到的所有工控机2的虚拟桌面软件均处于正常运行状态。
如图3所示，动车组网络虚拟仿真测试台的测试软件由主控程序和子程序组成，主控程序包括用户界面程序、数据处理程序、接口程序；子程序包括接口程序、协议虚拟程序和外部接口驱动程序。其中子程序安装在各个机柜的工控机2中，通过接口程序接收来自主控程序的控制指令，通过协议虚拟程序将指令转换为对应的通信协议，借助于接口驱动程序，控制各转换装置3将指令发送给被测控制单元1，通过相反的路径，子程序获取被测控制单元1的输出信息，并发送给主控程序。主控程序可以安装在八台工控机2中的任意一台中，主控程序通过接口程序接收各个工控机2子程序发送过来的数据，经过数据处理程序对数据进行处理加工后，通过用户界面显示，同时主控程序通过用户界面接收测试台使用者发出的控制指令，或者由数据处理程序自发产生控制指令，通过接口程序转发给各个工控机2上的子程序。
虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围的情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本发明技术方案保护的范围内。
Claims (4)
1.一种动车组网络控制系统仿真测试台，其特征在于，包括KVM切换器（5）、以太网交换机（4）以及多台工控机（2），多台工控机（2）与所述动车组网络控制系统的多个控制单元（1）一一对应设置，各工控机（2）通过一转换装置（3）与对应的控制单元（1）通讯连接，多台工控机（2）均与所述以太网交换机（4）连接以实现各工控机（2）之间的通讯，多台工控机（2）均与所述KVM切换器（5）连接以实现各工控机（2）的监控；所述工控机（2）上设有RS485扩展卡、IO卡以及多串口卡，所述RS485扩展卡、IO卡以及多串口卡均通过PCI接口与所述工控机（2）相连；所述转换装置（3）包括IO单元，所述IO单元分别与工控机（2）的RS485扩展卡和控制单元（1）的100V数字量输入输出端口相连，实现工控机（2）与对应控制单元（1）之间的通讯；
所述转换装置（3）包括端子板，所述工控机（2）的IO卡上设置有多芯连接器插座，所述IO卡的多芯连接器插座通过端子板与对应控制单元（1）的24V数字量输入输出接口相连；
所述转换装置（3）还包括电流环转换单元，所述电流环转换单元包括多块20mA电流通信转换卡，每块20mA电流通信转换卡上设有RS232S接口和20mA电流通信接口，每块20mA电流通信转换卡一端的RS232S接口与工控机（2）多串口卡中一路RS232串口对应连接，另一端的20mA电流通信接口与对应控制单元（1）的20mA电流通信接口相连；所述工控机（2）模拟车载电流通信设备通过电流环转换单元与对应控制单元（1）进行虚拟通信，实现数据交换；
所述转换装置（3）还包括HDLC转换单元，所述HDLC转换单元的一端通过以太网接口与工控机（2）的以太网接口相连，另一端通过光纤接口与对应控制单元（1）的光纤接口相连；所述HDLC转换单元将以太网的UDP协议转换成HDLC协议，实现工控机（2）与对应控制单元（1）的数据交换。
2.根据权利要求1所述的动车组网络控制系统仿真测试台，其特征在于，包括多个机柜，每个控制单元（1）以及对应的转换装置（3）和工控机（2）集成一个机柜内，所述KVM切换器（5）和以太网交换机（4）集成在一个机柜内。
3.根据权利要求2所述的动车组网络控制系统仿真测试台，其特征在于，所述工控机（2）均通过以太网电缆线与所述以太网交换机（4）连接，实现各工控机（2）之间的相互连接。
4.根据权利要求1或2或3所述的动车组网络控制系统仿真测试台，其特征在于，所述KVM切换器（5）包括监控显示屏、键盘和鼠标，所述键盘和鼠标均与所述监控显示屏相连。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201510352768.XA CN104977884B (zh) | 2015-06-24 | 2015-06-24 | 一种动车组网络控制系统仿真测试台 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201510352768.XA CN104977884B (zh) | 2015-06-24 | 2015-06-24 | 一种动车组网络控制系统仿真测试台 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN104977884A CN104977884A (zh) | 2015-10-14 |
| CN104977884B true CN104977884B (zh) | 2019-01-08 |
Family
ID=54274488
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201510352768.XA Active CN104977884B (zh) | 2015-06-24 | 2015-06-24 | 一种动车组网络控制系统仿真测试台 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN104977884B (zh) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105759631A (zh) * | 2016-03-28 | 2016-07-13 | 株洲中车时代电气股份有限公司 | 一种列车网络控制系统半实物仿真测试系统及方法 |
| CN109752616B (zh) * | 2019-01-27 | 2024-08-30 | 中国铁路上海局集团有限公司上海动车段 | 用于动车组单元级检修模式下的调试方法 |
| CN110928197B (zh) * | 2019-11-28 | 2021-08-17 | 西门子交通技术(北京)有限公司 | 列车自动控制的仿真测试方法和系统 |
| CN111674428B (zh) * | 2020-06-05 | 2022-05-03 | 中车青岛四方车辆研究所有限公司 | 列车制动控制单元以太网联调系统及联调方法 |
| CN117075572A (zh) * | 2023-03-06 | 2023-11-17 | 昆易电子科技(上海)有限公司 | 测试系统 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102323761A (zh) * | 2011-07-18 | 2012-01-18 | 铁道部运输局 | 列车控制网络半实物仿真测试平台 |
| CN203025556U (zh) * | 2012-12-10 | 2013-06-26 | 北京交控科技有限公司 | 用于车载mmi终端的检测装置 |
| WO2013134923A1 (zh) * | 2012-03-13 | 2013-09-19 | 青岛四方车辆研究所有限公司 | 列车网络设备自动试验台 |
| CN103631147A (zh) * | 2013-07-31 | 2014-03-12 | 南车青岛四方机车车辆股份有限公司 | 列车网络控制系统半实物综合仿真试验台及试验方法 |
| CN104572108A (zh) * | 2015-01-14 | 2015-04-29 | 北京纵横机电技术开发公司 | 一种列车网络控制系统软件开发方法 |
-
2015
- 2015-06-24 CN CN201510352768.XA patent/CN104977884B/zh active Active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102323761A (zh) * | 2011-07-18 | 2012-01-18 | 铁道部运输局 | 列车控制网络半实物仿真测试平台 |
| WO2013134923A1 (zh) * | 2012-03-13 | 2013-09-19 | 青岛四方车辆研究所有限公司 | 列车网络设备自动试验台 |
| CN203025556U (zh) * | 2012-12-10 | 2013-06-26 | 北京交控科技有限公司 | 用于车载mmi终端的检测装置 |
| CN103631147A (zh) * | 2013-07-31 | 2014-03-12 | 南车青岛四方机车车辆股份有限公司 | 列车网络控制系统半实物综合仿真试验台及试验方法 |
| CN104572108A (zh) * | 2015-01-14 | 2015-04-29 | 北京纵横机电技术开发公司 | 一种列车网络控制系统软件开发方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 一种利用电流环的长距离串行通信的实现;肖晓波等;《现代电子技术》;20020825(第8期);第12-14页 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN104977884A (zh) | 2015-10-14 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN104977884B (zh) | 一种动车组网络控制系统仿真测试台 | |
| CN107167680B (zh) | 一种基于rtds的配电网分布式测试系统 | |
| CN102439944B (zh) | 具有用于飞行器混合机舱控制面板系统的最优化接口的体系结构 | |
| CN104297623A (zh) | 机上电缆完整性自动测试系统 | |
| CN108919777B (zh) | 一种稳控系统的数字化闭环测试系统及方法 | |
| CN106444420A (zh) | 一种机车半实物仿真测试系统及方法 | |
| CN103925853A (zh) | 一种运载火箭地面测试系统装置 | |
| CN208298013U (zh) | 一种多接口、多总线综合测试设备 | |
| CN103822539A (zh) | 一种基于冗余架构的火箭地面测试控制系统 | |
| CN113067745A (zh) | 一种飞机1394b总线通信仿真测试平台 | |
| CN207529185U (zh) | 数据采集装置及飞行模拟器系统 | |
| CN108594791A (zh) | 用于综合航电设备的集成验证系统 | |
| CN210668925U (zh) | 通信线束、仿真测试设备和系统 | |
| CN108445286A (zh) | 一种三相四线制电能表故障模拟装置 | |
| CN114563762B (zh) | 一种机载甚高频导航系统接收机自动测试装置 | |
| CN111221265A (zh) | 一种舵系统在回路的总线信息提取装置及半实物仿真方法 | |
| CN205318374U (zh) | 一种rs-232串口的冗余电路 | |
| CN115903618A (zh) | 一种车机控制设备 | |
| CN108802514B (zh) | 一种基于环形总线网络的地面试验系统及方法 | |
| CN108646705A (zh) | 一种飞机地面试验用信号交联测控系统 | |
| CN106656723A (zh) | 一种铁鸟台试验数据网络传输系统 | |
| CN106712294A (zh) | 用于电网视频与环境监控系统的数据分析装置及监控方法 | |
| KR101690187B1 (ko) | 광통신 기술을 이용한 분산제어 시스템(dcs)의 입/출력 제어카드 확장장치 | |
| CN112965398A (zh) | 一种具有负载功率模拟的机电综合管理系统试验验证平台 | |
| CN110599854A (zh) | 一种飞行模拟器接口系统 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CP01 | Change in the name or title of a patent holder | ||
| CP01 | Change in the name or title of a patent holder |
Address after: The age of 412001 in Hunan Province, Zhuzhou Shifeng District Road No. 169 Patentee after: ZHUZHOU CRRC TIMES ELECTRIC Co.,Ltd. Address before: The age of 412001 in Hunan Province, Zhuzhou Shifeng District Road No. 169 Patentee before: ZHUZH CSR TIMES ELECTRIC Co.,Ltd. |