電力機(jī)車DCU軟件的模塊化研究與設(shè)計(jì).pdf

1、電力機(jī)車DCU(Drive Control Unit，驅(qū)動(dòng)控制單元)是列車牽引系統(tǒng)的核心控制設(shè)備。它是用于主整流器及牽引電機(jī)的控制裝置，包含硬件和軟件兩部分。硬件是軟件的依托，主要負(fù)責(zé)對輸入/輸出信號的轉(zhuǎn)換和整定，并為軟件提供可運(yùn)行和發(fā)揮的環(huán)境；軟件是控制的思想，它通過調(diào)節(jié)整流橋晶閘管的導(dǎo)通角來調(diào)節(jié)牽引電機(jī)的端電壓，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)機(jī)車運(yùn)行速度的調(diào)節(jié)。目前，電力機(jī)車DCU的軟、硬件正朝著通用化、模塊化和智能化方向發(fā)展。 如今，電力機(jī)車D

2、CU的硬件結(jié)構(gòu)的通用化程度已經(jīng)達(dá)到了相當(dāng)高的水平。因此，人們越來越重視DCU的軟件設(shè)計(jì)，其中模塊化、軟件組態(tài)和功能配置已成為人們研究的熱點(diǎn)?；贗EC61131-3標(biāo)準(zhǔn)的圖形化軟件組態(tài)技術(shù)正是控制領(lǐng)域向模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化、通用化方向發(fā)展的典型代表之一，開發(fā)一套基于IEC61131-3標(biāo)準(zhǔn)的電力機(jī)車DCU模塊化軟件平臺具有典型的代表意義和較高的實(shí)用價(jià)值。 本論文首先分析了韶山系列直流傳動(dòng)電力機(jī)車的傳動(dòng)原理、控制特性和電力機(jī)車DCU的功

3、能需求，然后對比分析了目前常用的兩種模塊化軟件平臺(帶解釋器的模塊化軟件平臺和帶編譯器的模塊化軟件平臺)。鑒于電力機(jī)車DCU的系統(tǒng)資源少和對實(shí)時(shí)性要求高等特殊情況，本論文最終決定選擇帶編譯器的模塊化軟件平臺作為電力機(jī)車DCU的應(yīng)用程序開發(fā)系統(tǒng)，并著重闡述了模塊化軟件平臺的體系結(jié)構(gòu)、組成以及設(shè)計(jì)開發(fā)思想。功能模塊的劃分與設(shè)計(jì)是模塊化軟件設(shè)計(jì)的核心，論文采用最新的模塊化設(shè)計(jì)理論和方法對電力機(jī)車DCU的軟件系統(tǒng)進(jìn)行了科學(xué)的、合理的功能模塊劃分

4、。在詳細(xì)描述了每個(gè)功能模塊的功能的基礎(chǔ)上，結(jié)合軟件平臺的架構(gòu)提出了基于IEC61131-3標(biāo)準(zhǔn)的電力機(jī)車DCU模塊化軟件平臺的組成和設(shè)計(jì)方案，將模塊化軟件平臺分為輸入編輯器和平臺連接器兩部分，輸入編輯器用于完成用戶程序的輸入及轉(zhuǎn)換，平臺連接器用于完成中間文件到目標(biāo)CPU可執(zhí)行文件的轉(zhuǎn)換。論文采用VC++6.0設(shè)計(jì)開發(fā)了支持FBD功能塊圖形輸入的模塊化軟件平臺。最后通過一個(gè)實(shí)例，介紹了通過該電力機(jī)車DCU模塊化軟件平臺開發(fā)SS<,3>型電