電力機車DCU軟件的模塊化研究與設計.pdf

1、電力機車DCU(Drive Control Unit，驅動控制單元)是列車牽引系統(tǒng)的核心控制設備。它是用于主整流器及牽引電機的控制裝置，包含硬件和軟件兩部分。硬件是軟件的依托，主要負責對輸入/輸出信號的轉換和整定，并為軟件提供可運行和發(fā)揮的環(huán)境；軟件是控制的思想，它通過調節(jié)整流橋晶閘管的導通角來調節(jié)牽引電機的端電壓，進而實現(xiàn)機車運行速度的調節(jié)。目前，電力機車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，電力機車D

2、CU的硬件結構的通用化程度已經(jīng)達到了相當高的水平。因此，人們越來越重視DCU的軟件設計，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?；贗EC61131-3標準的圖形化軟件組態(tài)技術正是控制領域向模塊化、標準化、通用化方向發(fā)展的典型代表之一，開發(fā)一套基于IEC61131-3標準的電力機車DCU模塊化軟件平臺具有典型的代表意義和較高的實用價值。 本論文首先分析了韶山系列直流傳動電力機車的傳動原理、控制特性和電力機車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)。鑒于電力機車DCU的系統(tǒng)資源少和對實時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車DCU的應用程序開發(fā)系統(tǒng)，并著重闡述了模塊化軟件平臺的體系結構、組成以及設計開發(fā)思想。功能模塊的劃分與設計是模塊化軟件設計的核心，論文采用最新的模塊化設計理論和方法對電力機車DCU的軟件系統(tǒng)進行了科學的、合理的功能模塊劃分

4、。在詳細描述了每個功能模塊的功能的基礎上，結合軟件平臺的架構提出了基于IEC61131-3標準的電力機車DCU模塊化軟件平臺的組成和設計方案，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換，平臺連接器用于完成中間文件到目標CPU可執(zhí)行文件的轉換。論文采用VC++6.0設計開發(fā)了支持FBD功能塊圖形輸入的模塊化軟件平臺。最后通過一個實例，介紹了通過該電力機車DCU模塊化軟件平臺開發(fā)SS<,3>型電