一種大型養路機械網絡控制系統設計方法
【專利摘要】本發明公開了一種大型養路機械網絡控制系統設計方法，根據應用的車型控制功能羅列系統輸入/輸出信號種類和數量；根據信號種類和數量與信號用途配置系統中各個模塊的數量；配置電源模塊的數量；配置網關模塊的數量；將系統中的數字量輸入、數字量輸出、模擬量輸入信號分配至相應的模塊；將系統中的儀表顯示信號、報警顯示信號分配至顯示模塊；編寫相應模塊的應用程序，實現各種輸入/輸出的邏輯關系；編寫顯示模塊頂層應用程序，實現儀表信號和報警信號的顯示；編寫顯示模塊的底層應用程序，實現對相應模塊的控制和診斷操作。本發明能夠解決現有方法擴展輸入輸出點成本較高、系統網絡結構二次構建復雜和硬件性價比不高的技術問題。
【專利說明】
一種大型養路機械網絡控制系統設計方法
技術領域
[0001]本發明涉及鐵路工程機械領域，尤其是涉及一種基于兩級CAN網絡的大型養路機械網絡控制系統設計方法。
【背景技術】
[0002]作為鐵路養路工程機械的核心技術領域，鐵路大型養路機械電氣系統擔負著全車的各種作業及輔助控制任務，是整車的大腦，直接指揮各種作業、走行及制動等動作。從電氣控制而言，它涉及到模擬控制、數字控制、計算機軟件、硬件，以及電氣控制、激光技術等多個方面。
[0003]在現有技術中，與本發明申請最接近的為本
【申請人】與株洲南車時代電氣股份有限公司于2012年03月14日申請，并于2014年04月23日公告，公告號為CN102650878B的發明專利《一種大型養路機械分布式控制系統及其設計方法》。該發明專利中的大型養路機械分布式控制系統采用了基于一級網絡控制系統的網絡結構，如附圖1所示。在附圖1中，一級網絡控制系統采用了底層模塊I到底層模塊11的11個底層模塊，以及從顯示模塊I到顯示模塊m的m個顯示模塊，且各個模塊之間采用現場總線進行互聯。底層模塊包括電源模塊、脈沖識別模塊、網關模塊和數字量輸入模塊、模擬量輸入模塊、數字量輸出模塊等網絡控制模塊。如附圖2所示，為一級網絡控制系統的構成原理圖。
[0004]現有技術中的大型養路機械電氣系統網絡控制系統設計方法大多基于分布式一級網絡結構，其主要具有以下技術缺陷:
[0005](I)現有控制系統設計方法由于系統網絡結構一經構建而成，就無法根據需要在不更改通信網絡的情況下進行輸入輸出點擴充，而只能通過增加體積較大且成本較高的網絡控制模塊數量來擴展輸入輸出點，從而導致了產品缺乏靈活性，且成本較高；
[0006](2)現有控制系統設計方法隨著網絡控制模塊數量的增加，系統網絡結構也發生了改變，使得網絡控制模塊的底層軟件需要做較多修改，系統網絡結構的二次構建和售后服務變得非常繁瑣，造成研發與售后成本的大幅增加；
[0007](3)現有控制系統設計方法中網絡控制模塊的一部分接口功能只在擴展傳感器、電子發動機調速器時使用，而大部分時間并沒有投入使用，導致模塊的硬件能力沒有得到充分的發揮。
【發明內容】
[0008]有鑒于此，本發明的目的在于提供一種大型養路機械網絡控制系統設計方法，能夠解決現有大型養路機械網絡控制系統設計方法存在的系統擴展輸入輸出點成本較高、系統網絡結構二次構建復雜和硬件性價比不高的技術問題。
[0009]為了實現上述發明目的，本發明具體提供了一種大型養路機械網絡控制系統設計方法的技術實現方案，一種大型養路機械網絡控制系統設計方法，包括以下步驟:
[0010]SlOl:根據所要應用的車型控制功能羅列出大型養路機械網絡控制系統中包括數字量輸出信號、數字量輸入信號、模擬量輸入信號在內的輸入/輸出信號種類和數量；
[0011]S102:根據信號種類和數量與信號用途配置系統中顯示模塊、主數字量輸入模塊、主數字量輸出模塊、主模擬量輸入模塊、數字量輸入擴展模塊、數字量輸出擴展模塊、模擬量輸入擴展模塊的數量；
[0012]S103:根據系統中顯示模塊、主數字量輸入模塊、主數字量輸出模塊、主模擬量輸入模塊、數字量輸入擴展模塊、數字量輸出擴展模塊、模擬量輸入擴展模塊的具體數量配置電源模塊的數量；
[0013]S104:根據系統中顯示模塊、主數字量輸入模塊、主數字量輸出模塊、主模擬量輸入模塊、電源模塊的具體數量配置網關模塊的數量；
[0014]S105:將系統中的數字量輸入信號分配至所述主數字量輸入模塊或數字量輸入擴展模塊中，將系統中的數字量輸出信號分配至所述主數字量輸出模塊或數字量輸出擴展模塊中，將系統中的模擬量輸入信號分配至所述主模擬量輸入模塊或模擬量輸入擴展模塊中；
[0015]S106:將系統中的儀表顯示信號、報警顯示信號分配至所述顯示模塊中；
[0016]S107:編寫所述主數字量輸入模塊、主數字量輸出模塊、主模擬量輸入模塊的應用程序，實現各種輸入/輸出的邏輯關系；
[0017]S108:編寫所述顯示模塊的頂層應用程序，實現儀表信號和報警信號的顯示；
[0018]S109:編寫所述顯示模塊的底層應用程序，實現對所述主數字量輸入模塊、主數字量輸出模塊、主模擬量輸入模塊、數字量輸入擴展模塊、數字量輸出擴展模塊和模擬量輸入擴展模塊的控制和診斷操作。
[0019]優選的，所述電源模塊采用隔離電源，為所述現場總線網絡上的5?6個所述底層模塊提供直流電源。所述脈沖識別模塊產生同步脈沖信號，使所述現場總線網絡中的模塊實現自動識別。所述顯示模塊采用觸摸屏作為人機交互接口，并能存儲數據。
[0020]優選的，所述主數字量輸入模塊包括8個通道輸入信號接口，每個通道能采集2路外部高低電平信號，并通過CANl通信接口實現基于現場總線的通信主干網數據交換，通過CAN2通信接口擴展基于現場總線的通信I/O子網，通過RS232通信接口連接基于RS232通信協議的外部設備，并能向所述外部設備提供具有短路保護功能的可控直流現場工作電源。
[0021]優選的，所述網關模塊為所述現場總線網絡提供中繼，用于擴充所述通信主干網的通信距離或擴充所述通信I/O子網，在所述通信主干網中每多出16個所述底層模塊增加I個所述網關模塊。
[0022]優選的，所述主模擬量輸入模塊包括8個通道輸入信號接口，用于采集模擬量輸入信號，并通過CANl通信接口實現基于現場總線的通信主干網數據交換，通過CAN2通信接口擴展基于現場總線的通信I/O子網，通過RS232通信接口連接基于RS232通信協議的外部設備，并能向所述外部設備提供直流現場工作電源。
[0023]優選的，所述主數字量輸出模塊包括8個通道輸出信號接口，能輸出具有實時電流監測和過流保護功能的高電平信號或PWM脈沖信號，并通過CANl通信接口實現基于現場總線的通信主干網數據交換，通過CAN2通信接口擴展基于現場總線的通信I/O子網，通過RS232通信接口連接基于RS232通信協議的外部設備。
[0024]優選的，所述大型養路機械網絡控制系統還包括網絡始端電阻和網絡終端電阻，所述網絡始端電阻與位于網絡始端的模塊相連，所述網絡終端電阻與位于網絡終端的模塊相連，所述網絡始端電阻、網絡終端電阻用于為現場總線網絡消除信號反射。
[0025]優選的，所述數字量輸入擴展模塊包括8個通道輸入信號接口，每個通道能采集2路外部高低電平信號，通過CAN通信接口實現基于現場總線的通信I/O子網數據交換，并能向外部設備提供具有過流保護功能的可控直流現場工作電源。
[0026]優選的，所述模擬量輸入擴展模塊包括8個通道輸入信號接口，用于采集模擬量輸入信號，通過CAN通信接口實現基于現場總線的通信I/O子網數據交換，并能向外部設備提供具有過流保護功能的可控直流現場工作電源。
[0027]優選的，所述數字量輸出擴展模塊包括8個通道輸出信號接口，能輸出具有實時電流監測和過流保護功能的高電平信號或PWM脈沖信號，并通過CAN通信接口實現基于現場總線的通信I/O子網數據交換，并能向外部設備提供具有過流保護功能的可控直流現場工作電源。
[0028]通過實施上述本發明提供的大型養路機械網絡控制系統設計方法的技術方案，具有如下有益效果:
[0029](I)本發明設計方法由于擴展了網絡控制模塊，使得兩級現場總線網絡增加了擴展模塊功能，即可以根據需要隨時對網絡控制模塊的輸入輸出點進行方便的擴展；
[0030](2)本發明設計方法基于兩級CAN總線網絡的通信主干網網絡結構保持穩定不變，節點的增減可僅對通信I/O子網進行，避免了主網絡的軟件修改，降低了廠家和用戶的服務及維護成本；
[0031](3)本發明設計方法由于一方面主網絡控制模塊的兩路CAN總線通信接口都投入使用，另一方面擴展網絡控制模塊裁剪了部分功能而僅保留主要功能，并把控制策略、算術、邏輯等復雜運算都集中在與該模塊所在I/O子網連接的主網絡控制模塊中進行，使得主、擴展網絡控制模塊的硬件能力都得到充分發揮，無硬件資源閑置浪費；
[0032](4)本發明設計方法由于既有尺寸較大、配置較強的主網絡控制模塊，又有尺寸小、配置經濟適用的擴展網絡控制模塊，使得兩級CAN總線網絡可以根據大型養路機械功能需要進行主、擴展網絡控制模塊的合理優化搭配，在充分滿足需求的同時降低了產品使用的一次投入成本。
【附圖說明】
[0033]為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單的介紹。顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的實施例。
[0034]圖1是現有技術大型養路機械一級網絡控制系統網絡的系統結構框圖；
[0035]圖2是現有技術大型養路機械一級網絡控制系統網絡的系統結構組成示意圖；
[0036]圖3是本發明大型養路機械網絡控制系統一種【具體實施方式】的結構原理示意圖；
[0037]圖4是本發明大型養路機械網絡控制系統一種【具體實施方式】的系統結構框圖；
[0038]圖5是本發明大型養路機械網絡控制系統一種【具體實施方式】的系統結構組成示意圖；
[0039]圖6是本發明大型養路機械網絡控制系統另一種【具體實施方式】的系統結構組成示意圖；
[0040]圖中:丨-底層模塊，2-網絡模塊，101-電源模塊，102-脈沖識別模塊，103-顯示模塊，104-主數字量輸入模塊，105-網關模塊，106-主模擬量輸入模塊，107-主數字量輸出模塊，108-網絡始端電阻，109-網絡終端電阻，110-數字量輸入擴展模塊，111-模擬量輸入擴展模塊，112-數字量輸出擴展模塊。
【具體實施方式】
[0041]為了引用和清楚起見，將下文中使用的技術名詞、簡寫或縮寫記載如下:
[0042]MAIM:主模擬量輸入模塊(Master Analog Input Module)的簡稱，是兩級現場總線網絡通信的一種通用模塊；
[0043]MDIM:主數字量輸入模塊(Master Digital Input Module)的簡稱，是兩級現場總線網絡通信的一種通用模塊；
[0044]MDOM:主數字量輸出模塊(Master Digital Output Module)的簡稱，是兩級現場總線網絡通信的一種通用模塊；
[0045]EAIM:模擬量輸入擴展模塊(Expanded Analog Input Module)的簡稱，是兩級現場總線網絡通信的一種通用模塊；
[0046]EDIM:數字量輸入擴展模塊(Expanded Digital Input Module)的簡稱，是兩級現場總線網絡通信的一種通用模塊；
[0047]ED0M:數字量輸出擴展模塊(Expanded Digital Output Module)的簡稱，是兩級現場總線網絡通信的一種通用模塊；
[0048]PM:電源模塊(Power Module)的簡稱，是一種為網絡上的其它非電模塊提供電源的模塊；
[0049]DM:顯示模塊(Display Module)的簡稱，是一種基于嵌入式操作系統編程的人機交互模塊；
[0050]GM:網關模塊(Gateway Module)的簡稱，是一種用于擴充網絡的通信距離或擴充子網的通用模塊；
[0051 ] CAN:控制局域網(Control Area Network)的簡稱，是一種有效支持分布式控制或實時控制的串行通信網絡；
[0052 ] RS232:美國電子工業協會制定的一種串行物理接口標準；
[°°53] NS:網絡傳感器(Network Sensor)的簡稱，是一種支持CAN通訊協議的傳感器；
[0054]EMR:電子發動機調速器(Electronic Motor Regulator)的簡稱，一般用于發動機速度與噴油量的控制、運行工況監控、通訊和診斷等；
[0055]現場總線:一種工業數據總線，是自動化領域中底層數據通信網絡。
[0056]為使本發明實施例的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整的描述。顯然，所描述的實施例僅僅是本發明的一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其它實施例，都屬于本發明保護的范圍。
[0057]如附圖3至附圖6所示，給出了本發明大型養路機械網絡控制系統的具體實施例，下面結合附圖和具體實施例對本發明作進一步說明。
[0058]一種基于上述系統的大型養路機械網絡控制系統設計方法的具體實施例，包括以下步驟:
[0059]SlOl:根據所要應用的車型控制功能羅列出大型養路機械網絡控制系統中包括數字量輸出信號、數字量輸入信號、模擬量輸入信號在內的輸入/輸出信號種類和數量；
[0060]S102:根據信號種類和數量與信號用途配置系統中顯示模塊103、主數字量輸入模塊104、主數字量輸出模塊107、主模擬量輸入模塊106、數字量輸入擴展模塊110、數字量輸出擴展模塊112、模擬量輸入擴展模塊111的數量；
[0061 ] S103:根據系統中顯示模塊103、主數字量輸入模塊104、主數字量輸出模塊107、主模擬量輸入模塊106、數字量輸入擴展模塊110、數字量輸出擴展模塊112、模擬量輸入擴展模塊111的具體數量配置電源模塊101的數量；
[0062]S104:根據系統中顯示模塊103、主數字量輸入模塊104、主數字量輸出模塊107、主模擬量輸入模塊106、電源模塊101的具體數量配置網關模塊105的數量；
[0063]S105:將系統中的數字量輸入信號分配至主數字量輸入模塊104或數字量輸入擴展模塊110中，將系統中的數字量輸出信號分配至主數字量輸出模塊107或數字量輸出擴展模塊112中，將系統中的模擬量輸入信號分配至主模擬量輸入模塊106或模擬量輸入擴展模塊111中；
[0064]S106:將系統中的儀表顯示信號、報警顯示信號分配至顯示模塊103中；
[0065]S107:編寫主數字量輸入模塊104、主數字量輸出模塊107、主模擬量輸入模塊106的應用程序，實現各種輸入/輸出的邏輯關系；
[0066]S108:編寫顯示模塊103的頂層應用程序，實現儀表信號和報警信號的顯示；
[0067]S109:編寫顯示模塊103的底層應用程序，實現對主數字量輸入模塊104、主數字量輸出模塊107、主模擬量輸入模塊106、數字量輸入擴展模塊110、數字量輸出擴展模塊112和模擬量輸入擴展模塊111的控制和診斷操作。
[0068]電源模塊101采用隔離電源，為現場總線網絡上的5?6個底層模塊I提供+24V直流電源。
[0069]脈沖識別模塊102產生50Hz的同步脈沖信號，使現場總線網絡中的模塊實現自動識別。
[0070]顯示模塊(DM)103采用觸摸屏作為系統的人機交互接口，并能存儲數據。
[0071]主數字量輸入模塊(MDIM)104包括8個通道輸入信號接口，每個通道能采集2路外部高低電平信號，支持可視化編程技術，并通過CANl通信接口實現基于CAN總線的主干網數據交換，通過CAN2通信接口擴展基于CAN總線的通信I/O子網，通過RS232通信接口連接基于RS232通信協議的外部設備，并能向外部設備提供具有短路保護功能的可控+24V直流現場工作電源。
[0072]網關模塊(GM)105為CAN總線網絡提供中繼，用于擴充通信主干網的通信距離或擴充通信I/o子網，在通信主干網中每多出16個底層模塊I增加I個網關模塊105。
[0073]主模擬量輸入模塊(MAIM)106包括8個通道輸入信號接口，用于采集±10.000V以內的模擬量輸入信號，支持可視化編程技術，并通過CANl通信接口實現基于CAN總線的主干網數據交換，通過CAN2通信接口擴展基于CAN總線的通信I/O子網，通過RS232通信接口連接基于RS232通信協議的外部設備。除此之外，每個通道都能向外部設備提供±10.0OOV現場工作電源，其中7?8通道可實現±10.0OOV或±15.0OOV現場工作電源信號輸出。
[0074]主數字量輸出模塊(MDOM)107包括8個通道輸出信號接口，支持可視化編程技術，能輸出具有實時電流監測和過流保護功能的+24V高電平信號或PWM脈沖信號，并通過CANl通信接口實現基于CAN總線的主干網數據交換，通過CAN2通信接口擴展基于CAN總線的通信I/O子網，通過RS232通信接口連接基于RS232通信協議的外部設備。
[0075]大型養路機械網絡控制系統還包括網絡始端電阻108和網絡終端電阻109，網絡始端電阻108與位于網絡始端的模塊相連，網絡終端電阻109與位于網絡終端的模塊相連。網絡始端電阻108、網絡終端電阻109都為120歐姆的電阻，用于為現場總線網絡消除信號反射。
[0076]數字量輸入擴展模塊(EDM)110包括8個通道輸入信號接口，每個通道能采集2路外部高低電平信號，通過CAN通信接口實現基于CAN總線的通信I/O子網數據交換，并能向外部設備提供具有過流保護功能的可控+24V直流現場工作電源。
[0077]模擬量輸入擴展模塊(ΕΑΠ0111包括8個通道輸入信號接口，用于采集±10.0OOV以內的模擬量輸入信號，通過CAN通信接口實現基于CAN總線的通信I/O子網數據交換，并能向外部設備提供具有過流保護功能的可控+24V直流現場工作電源。
[0078]數字量輸出擴展模塊(EDOM)112包括8個通道輸出信號接口，能輸出具有實時電流監測和過流保護功能的+24V高電平信號或PWM脈沖信號，并通過CAN通信接口實現基于CAN總線的通信I/O子網數據交換，并能向外部設備提供具有過流保護功能的可控+24V直流現場工作電源。
[0079]如附圖3、4和5所示，為基于本發明設計方法設計的大型養路機械網絡控制系統的具體實施例，包括:I?η個的底層模塊I，I?t個的網絡模塊2，以及I?m個的顯示模塊103，各個模塊之間通過現場總線(CAN總線)網絡實現互聯，其中，n、t和m均為正整數。底層模塊I包括電源模塊101、脈沖識別模塊102、網關模塊105和主數字量輸入模塊104、主模擬量輸入模塊106、主數字量輸出模塊107等主網絡控制模塊，以及數字量輸入擴展模塊110、模擬量輸入擴展模塊111和數字量輸出擴展模塊112等擴展網絡控制模塊。網絡模塊2包括網絡傳感器(NS)和電子發動機調速器(EMR)等支持CAN總線通信的第三方設備。電源模塊101、脈沖識別模塊102、顯示模塊103、主數字量輸入模塊104、網關模塊105、主模擬量輸入模塊106和主數字量輸出模塊107組成通信主干網。數字量輸入擴展模塊110、模擬量輸入擴展模塊
111、數字量輸出擴展模塊112和網絡模塊2組成通信I/O子網。通信I/O子網由主數字量輸入模塊104、網關模塊105、主模擬量輸入模塊106、主數字量輸出模塊107中的任意一種或幾種模塊進行擴展。
[0080]擴展網絡控制模塊除了能從主網絡控制模塊上進行擴展外，還可以直接從網關模塊105或支持CAN通訊的設備上進行擴展。由網關模塊105、擴展網絡控制模塊和顯示模塊103可以構成一個簡單網絡控制系統，如附圖6所示。該系統能實現采集數據和控制設備等功能，且結構簡單、成本低廉，可用于小型網絡產品或遠程子網擴充。
[0081]本發明上述具體實施例以CAN總線作為現場通信總線為例對技術方案進行介紹，場總線作為通信總線完成本發明技術方案。
[0082]本發明上述具體實施例提出了一種由主干網和I/O子網組成的基于兩級CAN網絡的大型養路機械網絡控制系統設計方法，實現了對大型養路機械走行、作業功能的分散控制。其中，主干網由主網絡控制模塊、電源模塊11、脈沖識別模塊1 2、網關模塊1 5等組成。I/O子網由擴展網絡控制模塊、網絡模塊2等組成。本發明大型養路機械網絡控制系統設計方法由于既有尺寸較大且配置強大的主網絡控制模塊，又有尺寸小且配置經濟適用的擴展網絡控制模塊，解決了現有技術采用一級網絡結構只能通過增加成本較高且體積較大的模擬量輸入、數字量輸入、數字量輸出等網絡控制模塊來擴展系統輸入輸出點數量，不能就現有網絡控制模塊進行輸入輸出點擴展的技術問題。本發明設計方法由于采用兩級網絡結構，解決了現有技術隨著網絡控制模塊數量的增加導致通訊網絡結構發生改變而造成網絡控制模塊底層軟件需要做較多修改，系統網絡結構二次構建和售后服務變得繁瑣等技術問題。本發明設計方法由于有能通過現有接口進行擴展的主網絡控制模塊，解決了現有技術中網絡控制模塊一部分接口功能沒有得到使用而導致模塊硬件能力沒有得到充分發揮的技術問題。通過本發明設計的基于兩級CAN網絡的大型養路機械網絡控制系統具有抗干擾能力強、響應速度快、成本較低、硬件利用率高、系統配置靈活、通用性高等優點，適用于大型養路機械領域的所有車型。此外，主數字量輸入模塊104、主數字量輸出模塊107、主模擬量輸入模塊106等主網絡控制模塊支持可視化編程技術，并可擴展基于CAN總線的通信I/O子網，因此具有功能擴展性高的特點。由于數字量輸入擴展模塊110、數字量輸出擴展模塊
112、模擬量輸入擴展模塊111與網絡傳感器、電子發動機調速器等網絡模塊2構建成的通信I/O子網由主數字量輸入模塊104、主數字量輸出模塊107、主模擬量輸入模塊106等主網絡控制模塊擴展，通信I/O子網中的數據經過了主網絡控制模塊的過濾，因此減少了通信主干網中的數據流量，降低了通信主干網的總線占有率，提高了系統的響應時間。
[0083]通過實施本發明具體實施例描述的大型養路機械網絡控制系統的技術方案，能夠產生如下技術效果:
[0084](I)本發明具體實施例描述的大型養路機械網絡控制系統設計方法由于擴展了網絡控制模塊，使得兩級現場總線網絡增加了擴展模塊功能，即可以根據需要隨時對網絡控制模塊的輸入輸出點進行方便的擴展；
[0085](2)本發明具體實施例描述的大型養路機械網絡控制系統設計方法采用兩級CAN總線網絡結構，通信主干網網絡結構保持穩定不變，節點的增減可僅對通信I/O子網進行，避免了主網絡的軟件修改，降低了廠家和用戶的服務及維護成本；
[0086](3)本發明具體實施例描述的大型養路機械網絡控制系統設計方法由于一方面主網絡控制模塊的兩路CAN總線通信接口都投入使用，另一方面擴展網絡控制模塊裁剪了部分功能而僅保留主要功能，并把控制策略、算術、邏輯等復雜運算都集中在與該模塊所在I/O子網連接的主網絡控制模塊中進行，使得主、擴展網絡控制模塊的硬件能力都得到充分發揮，無硬件資源閑置浪費；
[0087](4)本發明具體實施例描述的大型養路機械網絡控制系統設計方法由于既有尺寸較大、配置較強的主網絡控制模塊，又有尺寸小、配置經濟適用的擴展網絡控制模塊，使得兩級CAN總線網絡可以根據大型養路機械功能需要進行主、擴展網絡控制模塊的合理優化搭配，在充分滿足需求的同時降低了產品使用的一次投入成本。
[0088]本說明書中各個實施例采用遞進的方式描述，每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處，各個實施例之間相同相似部分互相參見即可。
[0089]以上所述，僅是本發明的較佳實施例而已，并非對本發明作任何形式上的限制。雖然本發明已以較佳實施例揭示如上，然而并非用以限定本發明。任何熟悉本領域的技術人員，在不脫離本發明的精神實質和技術方案的情況下，都可利用上述揭示的方法和技術內容對本發明技術方案做出許多可能的變動和修飾，或修改為等同變化的等效實施例。因此，凡是未脫離本發明技術方案的內容，依據本發明的技術實質對以上實施例所做的任何簡單修改、等同替換、等效變化及修飾，均仍屬于本發明技術方案保護的范圍。
【主權項】
1.一種大型養路機械網絡控制系統設計方法，其特征在于，包括以下步驟: SlOl:根據所要應用的車型控制功能羅列出大型養路機械網絡控制系統中包括數字量輸出信號、數字量輸入信號、模擬量輸入信號在內的輸入/輸出信號種類和數量； S102:根據信號種類和數量與信號用途配置系統中顯示模塊(103)、主數字量輸入模塊(104)、主數字量輸出模塊(I07)、主模擬量輸入模塊(106)、數字量輸入擴展模塊(I 1)、數字量輸出擴展模塊(112)、模擬量輸入擴展模塊(111)的數量； S1 3:根據系統中顯示模塊(103)、主數字量輸入模塊(I 04)、主數字量輸出模塊(1 7)、主模擬量輸入模塊(106)、數字量輸入擴展模塊(110)、數字量輸出擴展模塊(112)、模擬量輸入擴展模塊(111)的具體數量配置電源模塊(101)的數量； SI 04:根據系統中顯示模塊(103)、主數字量輸入模塊(104)、主數字量輸出模塊(107)、主模擬量輸入模塊(106)、電源模塊(101)的具體數量配置網關模塊(105)的數量； S105:將系統中的數字量輸入信號分配至所述主數字量輸入模塊(104)或數字量輸入擴展模塊(110)中，將系統中的數字量輸出信號分配至所述主數字量輸出模塊(107)或數字量輸出擴展模塊(112)中，將系統中的模擬量輸入信號分配至所述主模擬量輸入模塊(106)或模擬量輸入擴展模塊(111)中； S106:將系統中的儀表顯示信號、報警顯示信號分配至所述顯示模塊(103)中； S107:編寫所述主數字量輸入模塊(104)、主數字量輸出模塊(107)、主模擬量輸入模塊(106)的應用程序，實現各種輸入/輸出的邏輯關系； S108:編寫所述顯示模塊(103)的頂層應用程序，實現儀表信號和報警信號的顯示； S109:編寫所述顯示模塊(103)的底層應用程序，實現對所述主數字量輸入模塊(104)、主數字量輸出模塊(107)、主模擬量輸入模塊(106)、數字量輸入擴展模塊(110)、數字量輸出擴展模塊(112)和模擬量輸入擴展模塊(111)的控制和診斷操作。2.根據權利要求1所述的大型養路機械網絡控制系統設計方法，其特征在于:所述電源模塊(101)采用隔離電源，為所述現場總線網絡上的5?6個所述底層模塊(I)提供直流電源;所述脈沖識別模塊(102)產生同步脈沖信號，使所述現場總線網絡中的模塊實現自動識另IJ;所述顯示模塊(103)采用觸摸屏作為人機交互接口，并能存儲數據。3.根據權利要求1或2所述的大型養路機械網絡控制系統設計方法，其特征在于:所述主數字量輸入模塊(104)包括8個通道輸入信號接口，每個通道能采集2路外部高低電平信號，并通過CANl通信接口實現基于現場總線的通信主干網數據交換，通過CAN2通信接口擴展基于現場總線的通信I/O子網，通過RS232通信接口連接基于RS232通信協議的外部設備，并能向所述外部設備提供具有短路保護功能的可控直流現場工作電源。4.根據權利要求3所述的大型養路機械網絡控制系統設計方法，其特征在于:所述網關模塊(105)為所述現場總線網絡提供中繼，用于擴充所述通信主干網的通信距離或擴充所述通信I/O子網，在所述通信主干網中每多出16個所述底層模塊(I)增加I個所述網關模塊(105)。5.根據權利要求1、2或4中任一項所述的大型養路機械網絡控制系統設計方法，其特征在于:所述主模擬量輸入模塊(106)包括8個通道輸入信號接口，用于采集模擬量輸入信號，并通過CANl通信接口實現基于現場總線的通信主干網數據交換，通過CAN2通信接口擴展基于現場總線的通信I/O子網，通過RS232通信接口連接基于RS232通信協議的外部設備，并能向所述外部設備提供直流現場工作電源。6.根據權利要求5所述的大型養路機械網絡控制系統設計方法，其特征在于:所述主數字量輸出模塊(107)包括8個通道輸出信號接口，能輸出具有實時電流監測和過流保護功能的高電平信號或PWM脈沖信號，并通過CANl通信接口實現基于現場總線的通信主干網數據交換，通過CAN2通信接口擴展基于現場總線的通信I/O子網，通過RS232通信接口連接基于RS232通信協議的外部設備。7.根據權利要求1、2、4或6中任一項所述的大型養路機械網絡控制系統設計方法，其特征在于:所述大型養路機械網絡控制系統還包括網絡始端電阻(108)和網絡終端電阻(109)，所述網絡始端電阻(108)與位于網絡始端的模塊相連，所述網絡終端電阻(109)與位于網絡終端的模塊相連，所述網絡始端電阻(108)、網絡終端電阻(109)用于為現場總線網絡消除信號反射。8.根據權利要求7所述的大型養路機械網絡控制系統設計方法，其特征在于:所述數字量輸入擴展模塊(110)包括8個通道輸入信號接口，每個通道能采集2路外部高低電平信號，通過CAN通信接口實現基于現場總線的通信I/O子網數據交換，并能向外部設備提供具有過流保護功能的可控直流現場工作電源。9.根據權利要求1、2、4、6或8中任一項所述的大型養路機械網絡控制系統設計方法，其特征在于:所述模擬量輸入擴展模塊(111)包括8個通道輸入信號接口，用于采集模擬量輸入信號，通過CAN通信接口實現基于現場總線的通信I/O子網數據交換，并能向外部設備提供具有過流保護功能的可控直流現場工作電源。10.根據權利要求9所述的大型養路機械網絡控制系統設計方法，其特征在于:所述數字量輸出擴展模塊(112)包括8個通道輸出信號接口，能輸出具有實時電流監測和過流保護功能的高電平信號或PWM脈沖信號，并通過CAN通信接口實現基于現場總線的通信I/O子網數據交換，并能向外部設備提供具有過流保護功能的可控直流現場工作電源。
【文檔編號】H04L12/40GK106027350SQ201610341395
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年5月23日
【發明人】李懿, 陳平松, 王東星, 卓海軍, 白小蘭, 李超, 余高翔, 李華偉, 劉林, 成峰, 鐘大力
【申請人】株洲時代電子技術有限公司