基于MVB的輔助電源通信系統(tǒng)研究

【摘要】列車輔助電源系統(tǒng)（APS）是列車運行時的重要電氣設(shè)備，而其通信系統(tǒng)又是APS監(jiān)控系統(tǒng)的重要組成部分，通信系統(tǒng)的實時性與可靠性對于實現(xiàn)監(jiān)控系統(tǒng)的實時性、網(wǎng)絡(luò)化和智能化具有重要作用。本文基于專用于列車的多功能車輛總線（MVB）對列車輔助電源的通信系統(tǒng)進行了研究和設(shè)計，闡述了MVB過程數(shù)據(jù)和消息數(shù)據(jù)通信的兩種方式和流程，展示了下位機APS監(jiān)控與通訊模塊的詳細(xì)硬件設(shè)計及其PCB實物，介紹了上下位機的通信協(xié)議架構(gòu)及其軟件集成方式，最后對APS通信系統(tǒng)的運行結(jié)果進行了演示。

【關(guān)鍵詞】輔助電源系統(tǒng)；APS；多功能車輛總線；MVB；通信系統(tǒng)

Abstract：Auxiliary Power System（APS）is an important electrical equipment when the train is running，and its communication system is an important part of APS monitoring system，the real-time and reliability of the communication system plays an important role to realize the real-time，networking and intelligent of the monitoring system.The paper has studied and designed the communication system of APS based on Multifunction Vehicle Bus（MVB）which is dedicated to the train，elaborated the two ways and processes of MVB communication including process data and message data，showed the detailed hardware design and the physical PCB card of monitoring and communication module of lower machine（APS），introduced the communication protocol and architecture and its software integrated way of PC and lower machine，in the final，the paper has demonstrated the results of the running communication system of APS.

Key Words：Auxiliary power system；APS；Communication system；Multifunction Vehicle Bus；MVB

1.引言

輔助電源系統(tǒng)是為地鐵列車除牽引電流系統(tǒng)之外的所有用電設(shè)備供電，是地鐵列車控制系統(tǒng)的重要組成部分[1]。輔助電源的監(jiān)控系統(tǒng)作為列車控制與管理系統(tǒng)（TCMS）的組成部分，其主要作用在于能夠?qū)崟r監(jiān)控APS的工作狀態(tài)，及時發(fā)現(xiàn)和診斷故障，極大方便對電源設(shè)備的維護和管理。而良好輔助電源的通信系統(tǒng)又是APS監(jiān)控系統(tǒng)的重要基礎(chǔ)，通信系統(tǒng)的實時性與可靠性對于實現(xiàn)監(jiān)控系統(tǒng)的實時性、網(wǎng)絡(luò)化和智能化具有重要作用[2]。本文輔助電源的通信系統(tǒng)是基于專用于列車的多功能車輛總線（MVB）開發(fā)的，國際電工技術(shù)委員會IEC（International Electro technical Commission）于1999年通過了一項列車通信網(wǎng)絡(luò)專用標(biāo)準(zhǔn)即TCN（IEC61375-1），MVB總線作為該標(biāo)準(zhǔn)的推薦方案，其在實時性、可靠性、尋址方式、介質(zhì)訪問控制方法、通信服務(wù)制定等方面比其它現(xiàn)場總線更具一定的優(yōu)勢，并廣泛應(yīng)用作為地鐵、輕軌等列車車輛內(nèi)部的通信總線，相比CAN總線等工業(yè)總線，MVB總線具有更強的容錯性，更高的通信可靠性[3]。

2.MVB的實時協(xié)議

根據(jù)MVB的實時協(xié)議，MVB通信數(shù)據(jù)的傳送主要通過過程數(shù)據(jù)和消息數(shù)據(jù)實現(xiàn)，兩種數(shù)據(jù)的傳送方式各有其特點。

（1）過程數(shù)據(jù)

過程數(shù)據(jù)的服務(wù)和協(xié)議分成鏈路層接口和應(yīng)用層接口。而本文的軟件設(shè)計主要調(diào)用了過程數(shù)據(jù)服務(wù)和協(xié)議的鏈路層接口，因為用這種方式可以更方便的對端口進行讀寫數(shù)據(jù)。

鏈路過程數(shù)據(jù)接口（LPI）定義由總線提供給上層協(xié)議的過程數(shù)據(jù)服務(wù)。LPI定義端口初始化，包含和移去端口的全部數(shù)據(jù)集以及與傳送整個數(shù)據(jù)集相關(guān)的同步原語。鏈路層提供多個過程數(shù)據(jù)通信端口。不同設(shè)備的鏈路層可以在一個限定的時間內(nèi)發(fā)送一個源端口的內(nèi)容給所有預(yù)訂同一端口地址的多個宿端口，并保證發(fā)送的數(shù)據(jù)集的堅固性[4]。

圖1 MVB過程數(shù)據(jù)的收發(fā)流程

圖1所示為MVB過程數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)收發(fā)的流程圖。相關(guān)原語函數(shù)執(zhí)行后MVB網(wǎng)卡（服務(wù)器）則會自動執(zhí)行過程數(shù)據(jù)的鏈路層的初始化、發(fā)送和接收。

（2）消息數(shù)據(jù)

消息數(shù)據(jù)的服務(wù)和協(xié)議除包括鏈路層接口和應(yīng)用層接口外還包括網(wǎng)絡(luò)層、會話層和傳送層。本文的軟件設(shè)計主要調(diào)用了消息數(shù)據(jù)服務(wù)和協(xié)議的應(yīng)用層接口。應(yīng)用消息接口（AMI）允許一個應(yīng)用通過網(wǎng)絡(luò)來發(fā)送和接收消息。AMI提供呼叫∕應(yīng)答服務(wù)，以及初始化、緩沖區(qū)管理和多播服務(wù)[5]。圖2所示為MVB消息數(shù)據(jù)應(yīng)用層數(shù)據(jù)收發(fā)的流程圖。相關(guān)原語函數(shù)執(zhí)行后MVB網(wǎng)卡（服務(wù)器）則會自動執(zhí)行消息數(shù)據(jù)的應(yīng)用層的初始化、發(fā)送和接收。

圖2 MVB消息數(shù)據(jù)的收發(fā)流程

3.輔助電源通信系統(tǒng)硬件設(shè)計

列車控制與管理系統(tǒng)（TCMS）是司機能夠監(jiān)控和管理列車運行的各種電氣設(shè)備的上位機系統(tǒng)，通過接入多功能車輛總線（MVB），列車司機通過該系統(tǒng)能夠查看同樣已接入MVB的電氣設(shè)備的實時運行狀態(tài)并能加以控制和管理，而輔助電源系統(tǒng)（APS）正是地鐵列車運行時必須的重要電氣設(shè)備。輔助電源系統(tǒng)（APS）與列車控制與管理系統(tǒng)（TCMS）同時掛載到多功能車輛總線（MVB）上，其通信網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖3所示。

圖3 輔助電源通信系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)圖

列車控制與管理系統(tǒng)（TCMS）的上位機主機系統(tǒng)實質(zhì)上相當(dāng)于一臺PC機，而MVB網(wǎng)卡通過PCI總線插接在主機系統(tǒng)中，MVB網(wǎng)卡同時接入MVB總線，以此為硬件基礎(chǔ)實現(xiàn)TCMS在MVB上通信，監(jiān)測和管理接入MVB的電氣設(shè)備如輔助電源系統(tǒng)（APS）。MVB網(wǎng)卡采用的是大連海天自動化有限公司生產(chǎn)的PCI接口的MVB網(wǎng)卡，在將MVB網(wǎng)卡插入主機系統(tǒng)的PCI總線前，需在主機系統(tǒng)中安裝MVB網(wǎng)卡的驅(qū)動程序，以保證MVB網(wǎng)卡的正常運行[6]。

下位機APS控制系統(tǒng)包含電源模塊（POW CARD）、DSP模塊（DSP CARD）、傳感器測量模塊（SEN CARD）、輸入輸出板（DIO CARD）、充電控制板（BCU CARD）、光纖輸出板（OPT CARD）及監(jiān)控與通訊模塊（MON CARD）與機箱背板組成。7個PCB插板插接在機箱背板總線（VME）上從而互聯(lián)為一個整體。DSP模塊主要擔(dān)任VME總線的仲裁與管理，逆變器系統(tǒng)的整個功能、系統(tǒng)控制的所有信息、SPWM調(diào)制模塊的管理，自適應(yīng)交流電壓控制算法的實現(xiàn)；傳感器測量模塊主要用于輔助電源電壓電流及故障的檢測；監(jiān)控與通訊模塊主要實現(xiàn)系統(tǒng)信息的分析與故障診斷以及通過MVB總線實現(xiàn)與上位機通訊的功能；充電控制模塊與光纖輸出板主要負(fù)責(zé)對直流110V及電池充電系統(tǒng)進行控制。其中監(jiān)控與通訊模塊（MON CARD）是將輔助電源系統(tǒng)接入MVB網(wǎng)絡(luò)并進行相關(guān)列車網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信的關(guān)鍵模塊，它由DSP、列車控制和管理系統(tǒng)（TCMS）通訊接口電路、雙口RAM、大容量非易失FLASH存儲器、RS232接口電路、電源監(jiān)視與看門狗復(fù)位電路組成。其中DSP采用TI公司的TMS320F28335浮點型處理芯片。輔助電源系統(tǒng)（APS）中MON CARD硬件基本結(jié)構(gòu)如圖4所示：

圖4 監(jiān)控與通訊模塊基本結(jié)構(gòu)

雙口RAM作為DSP與VME總線進行數(shù)據(jù)交流的接口，VME總線上的其他功能板可直接向雙口RAM中讀寫相應(yīng)的系統(tǒng)實時信息數(shù)據(jù)，MON CARD也可向此雙口RAM讀寫數(shù)據(jù)，從而實現(xiàn)數(shù)據(jù)交流，他們以檢測旗語標(biāo)志來表示是否可向雙口RAM中讀寫，以避免讀寫沖突。非易失存儲器用于存儲故障信息與歷史數(shù)據(jù)保存，是監(jiān)控與通訊模塊對系統(tǒng)信息進行分析與故障診斷的存儲保證。RS232通信端口是為方便設(shè)備維護與監(jiān)控計算機對系統(tǒng)故障信息、歷史數(shù)據(jù)等信息的讀取與顯示，也可實現(xiàn)對監(jiān)控與通訊模塊的程序更新、維護與管理。

列車控制和管理系統(tǒng)（TCMS）通訊接口電路主要包含了MVB網(wǎng)卡及其與DSP的接口電路。MVB網(wǎng)卡采用的是大連海天自動化有限公司生產(chǎn)的PC104接口的MVB網(wǎng)卡，將其嵌入到MON CARD中實現(xiàn)將APS接入到MVB總線上，進而上位機TCMS才能通過MVB總線實時監(jiān)控和管理APS系統(tǒng)[7]。其中MON CARD上DSP的地址總線和數(shù)據(jù)總線與PC104接口的地址總線和數(shù)據(jù)總線相連，實現(xiàn)16位數(shù)據(jù)讀寫，讀寫PC104接口的MVB網(wǎng)卡的基地址為0x2B0000。圖5所示為根據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計成型的監(jiān)控與通訊模塊（MON CARD）硬件實物圖，從圖中可以看到，MVB網(wǎng)卡通過PC104接口嵌入到了MON CARD上。

圖5 監(jiān)控與通訊模塊（MON CARD）實物圖

4.輔助電源通信系統(tǒng)軟件設(shè)計

4.1 MVB網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)軟件架構(gòu)

下位機APS的監(jiān)控通訊單元軟件與上位機TCMS的監(jiān)控與管理軟件皆包含了MVB網(wǎng)絡(luò)通訊與系統(tǒng)數(shù)據(jù)管理兩大功能模塊。系統(tǒng)數(shù)據(jù)管理模塊主要負(fù)責(zé)存儲、管理和分析一段時間內(nèi)APS系統(tǒng)所有狀態(tài)信號數(shù)據(jù)，根據(jù)通信協(xié)議對實時數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)進行解析，進行故障診斷與維護，提供處理后的直觀數(shù)據(jù)[8]。而MVB網(wǎng)絡(luò)通訊模塊主要根據(jù)MVB通信協(xié)議實現(xiàn)上位機TCMS和下位機APS的數(shù)據(jù)交流和同步，通過MVB總線，APS向TCMS傳送輔助電源的實時和歷史數(shù)據(jù)以及初步的處理結(jié)果，接收來自TCMS的控制命令和參數(shù)信息[9]。MVB網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)的軟件架構(gòu)如圖6所示：

圖6 MVB網(wǎng)絡(luò)通信軟件架構(gòu)圖

如圖6所示，DSP與MVB網(wǎng)卡間的數(shù)據(jù)通信和PC主機與MVB網(wǎng)卡的數(shù)據(jù)通信都是一種服務(wù)器和客戶端的通信方式，客戶端（即主機系統(tǒng)）只需和服務(wù)器（MVB網(wǎng)卡）收發(fā)簡單的命令和參數(shù)及相應(yīng)的信息數(shù)據(jù)，服務(wù)器即可在MVB總線上進行讀寫數(shù)據(jù)，執(zhí)行與總線硬件相關(guān)的過程數(shù)據(jù)、消息數(shù)據(jù)和監(jiān)視數(shù)據(jù)的底層通信服務(wù)和協(xié)議。

4.2 MVB客戶端的服務(wù)協(xié)議架構(gòu)

MVB客戶端中的MVB服務(wù)和協(xié)議架構(gòu)從底至上依次可分為四層：

（1）處理器接口庫

主要包含了通過根據(jù)特定處理器（DSP）的地址總線和數(shù)據(jù)總線對MVB網(wǎng)卡的寄存器讀寫的原語，進行底層硬件級數(shù)據(jù)通信。其最常用的原語為向相應(yīng)寄存器發(fā)送數(shù)據(jù)（cpil_put_UART_reg）和從相應(yīng)寄存器接收數(shù)據(jù)（cpil_get_UART_reg），也是MVB客戶端協(xié)議中最基本的寄存器通信原語，客戶端協(xié)議中所有需要與服務(wù)器（MVB網(wǎng)卡）通信的上層原語最終都需要以這兩個原語為基礎(chǔ)。

（2）邏輯信道通信層

邏輯信道通信層的主要作用在于上層接口實現(xiàn)功能時邏輯信道能夠?qū)ο鄳?yīng)的數(shù)據(jù)進行打包，以方便按數(shù)據(jù)包批量的進行數(shù)據(jù)收發(fā)和處理。應(yīng)用層的各種接口一般都需要通過邏輯信道通信層最終調(diào)用處理器接口庫實現(xiàn)功能，也有應(yīng)用層接口跳過邏輯信道通信層直接調(diào)用處理器接口庫的情況，比如通用功能接口中的某些原語。邏輯信道通信包含了配置信道、過程數(shù)據(jù)信道、消息數(shù)據(jù)信道和生命征這四種信道，相應(yīng)的應(yīng)用層接口則會使用相應(yīng)的邏輯信道。邏輯信道通信的典型應(yīng)用可參考發(fā)送過程數(shù)據(jù)原語（lp_put_dataset）與接收過程數(shù)據(jù)原語（lp_get_dataset），通用功能和消息數(shù)據(jù)的信道通信與過程數(shù)據(jù)的信道通信類似。

（3）應(yīng)用接口層

應(yīng)用層包含了可供應(yīng)用使用的各種接口，一般情況下各接口都需調(diào)用邏輯信道通信層正常執(zhí)行。應(yīng)用層接口主要包含以下六種：

①常規(guī)功能接口

常規(guī)功能接口提供了設(shè)備的常規(guī)初始化服務(wù)，也提供了在MVB上設(shè)備通信參與的控制，此接口的主要目的在于能夠更友好的掌控設(shè)備功能。其包含的主要原語有設(shè)備通信的打開（gf_open_device）、設(shè)備通信的初始化（gf_init_device）、設(shè)備狀態(tài)的獲?。╣f_get_device_status）、常規(guī)MVB初始化（gf_mvb_init）、開始MVB通信（gf_mvb_start）和停止MVB通信（gf_mvb_stop）等。

②過程數(shù)據(jù)端口接口

過程數(shù)據(jù)端口接口（在IEC-61375中也稱為鏈路層過程數(shù)據(jù)接口），它提供了通信存儲器及其端口的初始化服務(wù)、整個數(shù)據(jù)集的轉(zhuǎn)移以及伴隨著數(shù)據(jù)集傳輸?shù)耐?。其包含的主要原語有過程數(shù)據(jù)通信存儲器的創(chuàng)建及其源端口和宿端口的初始化（lp_init）、發(fā)送數(shù)據(jù)集（lp_put_dataset）和接收數(shù)據(jù)集（lp_get_dataset）等。

③過程數(shù)據(jù)變量接口

過程數(shù)據(jù)變量接口提供了變量的轉(zhuǎn)換服務(wù)，其實際存儲于數(shù)據(jù)集中。對過程數(shù)據(jù)變量的操作相當(dāng)于對過程數(shù)據(jù)集的部分操作或者對幾個數(shù)據(jù)集的整體操作。

④消息數(shù)據(jù)接口

消息數(shù)據(jù)接口提供了通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)送和接收消息的服務(wù)，包括呼叫∕應(yīng)答服務(wù)、初始化服務(wù)和緩存管理服務(wù)。消息數(shù)據(jù)接口包含的主要原語有消息數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)初始化（am_init）、設(shè)備配置（am_announce_device）、發(fā)送消息數(shù)據(jù)（am_call_request）、向會話層聲明一個應(yīng)答者實例（am_bind_replier）、準(zhǔn)備好接收呼叫（am_receive_request）、執(zhí)行應(yīng)答即回發(fā)一個Reply_Message（am_reply_request）等。

⑤設(shè)備狀態(tài)字接口

設(shè)備狀態(tài)字接口提供了通信存儲器及其DSW端口的初始化以及與同一MVB網(wǎng)絡(luò)相連的DSW的值的讀取路徑。

（4）MVB通信主程序

MVB通信主程序主要使用應(yīng)用接口管理MVB設(shè)備，按照過程數(shù)據(jù)和消息數(shù)據(jù)的通信協(xié)議實現(xiàn)在MVB總線上收發(fā)應(yīng)用中的系統(tǒng)數(shù)據(jù)。

MVB通信主程序執(zhí)行流程如下：

如圖7所示，MVB通信主程序執(zhí)行了以下功能：打開MVB設(shè)備（網(wǎng)卡）、設(shè)備初始化、初始化MVB通信配置、過程數(shù)據(jù)端口初始化、消息數(shù)據(jù)初始化、開始MVB通信、執(zhí)行過程數(shù)據(jù)和消息數(shù)據(jù)的通信循環(huán)、停止MVB通信、關(guān)閉MVB網(wǎng)卡。通信循環(huán)中，過程數(shù)據(jù)和消息數(shù)據(jù)皆根據(jù)其協(xié)議執(zhí)行了收發(fā)原語，如過程數(shù)據(jù)通信循環(huán)中運行了lp_put_dataset和lp_get_dataset常用的過程數(shù)據(jù)收發(fā)原語，消息數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)通信函數(shù)中運行了am_call_request和am_receive_request常用的消息數(shù)據(jù)收發(fā)原語。

過程數(shù)據(jù)具有其實時性的特點，主要傳送的數(shù)據(jù)是APS的電壓、電流、頻率等實時數(shù)據(jù)，因而必須循環(huán)執(zhí)行其收發(fā)原語。而消息數(shù)據(jù)主要傳送APS的診斷信息、歷史信息等非實時性的數(shù)據(jù)，不必循環(huán)執(zhí)行，為提高通信效率可在消息數(shù)據(jù)通信原語中設(shè)置標(biāo)志，按需執(zhí)行消息數(shù)據(jù)程序[10]。

圖7 MVB通信主程序執(zhí)行流程

4.3 MVB客戶端在DSP中的集成

MON CARD的軟件開發(fā)主要使用DSP的軟件開發(fā)環(huán)境（Code Composer Studio，簡稱CCS）進行軟件開發(fā)，CCS是在DSP開發(fā)中最常用的開發(fā)工具，它具有代碼編輯、編譯、在線調(diào)試等諸多功能。本文主要使用CCS將MVB客戶端集成到DSP的整體程序中。由于原有的MVB客戶端協(xié)議是針對一般的運行環(huán)境編寫的，本文使用Code Composer Studio針對DSP運行環(huán)境的異同對MVB客戶端程序進行了一些修改，如原有協(xié)議代碼編寫的最小數(shù)據(jù)類型最低有效位為8位，而DSP運行環(huán)境中最小數(shù)據(jù)類型最低有效位為16位，且DSP對MVB網(wǎng)卡讀寫的數(shù)據(jù)也是以16位方式讀寫。比如數(shù)據(jù)類型UNSIGNED8和CHARACTER8等在普通PC環(huán)境下為8位，但遷移至DSP環(huán)境下（DSP最低只支持16位）默認(rèn)轉(zhuǎn)換成16位數(shù)據(jù)。因此主要對以下幾部分進行了一定修改，如：①邏輯信道程序mcs_clch.c中的信道收發(fā)數(shù)據(jù)函數(shù)；②處理器接口庫中讀寫網(wǎng)卡寄存器的函數(shù)；③以及MVB通信主程序中部分消息數(shù)據(jù)發(fā)送函數(shù)等等。

5.輔助電源通信系統(tǒng)運行結(jié)果演示

5.1 MVB協(xié)議在下位機APS中的運行演示

DSP的開發(fā)環(huán)境Code Composer Studio具有Console控制臺功能，當(dāng)進行DSP的在線調(diào)試時，DSP執(zhí)行一條”printf（）”打印輸出原語，CCS會將輸出的內(nèi)容顯示在Console對話框中。因此，如果在DSP程序運行的關(guān)鍵原語中或者前后加入相對應(yīng)的”printf（）”原語，可以起到觀測程序運行流程，監(jiān)控程序是否運行正常的作用。圖8所示為CCS在線調(diào)試時下位機（DSP）的實時過程數(shù)據(jù)和消息數(shù)據(jù)混合通信演示圖，并且圖中收發(fā)的數(shù)據(jù)隨著時間推移快速的更新。

圖8 實時過程數(shù)據(jù)和消息數(shù)據(jù)混合通信

其中過程數(shù)據(jù)（Process data）通信相關(guān)的參數(shù)和數(shù)據(jù)包含了以下4項：

port config——端口配置參數(shù)。SOURCE PORT表示過程數(shù)據(jù)源端口即發(fā)送過程數(shù)據(jù)的端口，0xE0B則是該源端口的地址，32bits表示該源端口的大小即一次能發(fā)送32位二進制數(shù)據(jù)；SINK PORT表示過程數(shù)據(jù)宿端口即接收過程數(shù)據(jù)的端口，0xC17則是該宿端口的地址，64bits表示該宿端口的大小即能接收64位二進制數(shù)據(jù)。過程數(shù)據(jù)端口大小最大可設(shè)為256bits。

port data——端口數(shù)據(jù)。表示該過程數(shù)據(jù)端口發(fā)送或接收到的數(shù)據(jù)，如APS運行時的電壓電流等實時數(shù)據(jù)信息。

status——宿端口狀態(tài)。表明宿端口的過程數(shù)據(jù)接收是否正常。

freshness——宿端口數(shù)據(jù)刷新值。表明宿端口中的過程數(shù)據(jù)是否新鮮，即是否剛剛接收數(shù)據(jù)并覆蓋過。數(shù)值越小表示接收到的過程數(shù)據(jù)越新。

而消息數(shù)據(jù)（Message data）部分，圖中此個瞬間APS監(jiān)控通訊模塊從TCMS接收到了一個“i”，同時向TCMS發(fā)送一個“d”。因消息數(shù)據(jù)主要傳送是按需發(fā)送的非實時性數(shù)據(jù)，其更新速度會稍慢與過程數(shù)據(jù)。

5.2 基于MVB通信的TCMS運行演示

輔助電源系統(tǒng)（APS）和列車控制與管理系統(tǒng)（TCMS）同時掛載在MVB通信網(wǎng)絡(luò)上，通過MVB網(wǎng)絡(luò)，TCMS可以實時監(jiān)控APS的各種實時狀態(tài)，傳輸APS的診斷信息和歷史信息等數(shù)據(jù)。根據(jù)MVB通信的兩種數(shù)據(jù)傳送方式和特點的不同，APS各種數(shù)據(jù)分別采用了不同的方式進行傳輸，APS的電壓、電流、頻率等實時數(shù)據(jù)主要通過實時性強的過程數(shù)據(jù)傳送，APS的診斷信息、歷史信息等非實時性的數(shù)據(jù)主要通過消息數(shù)據(jù)傳送?；贛VB通信，TCMS實現(xiàn)了APS的系統(tǒng)狀態(tài)信息和系統(tǒng)故障信息的監(jiān)控、有實時狀態(tài)變化的APS電氣主回路的直觀顯示、逆變系統(tǒng)（SIV）與充電系統(tǒng)（BCU）控制曲線的顯示、交流信號波形的采集、故障記錄的管理等功能。部分功能演示如下：

圖9所示為APS的實時數(shù)據(jù)與狀態(tài)顯示界面，該畫面中TCMS實時顯示了APS各傳感數(shù)據(jù)、開關(guān)邏輯與故障信息。其中顯示的主要傳感數(shù)據(jù)有三相交流輸出電壓值（ACPT）、三相交流輸出電流值（ACCT）、電網(wǎng)直流輸入電壓值（DCPT）、電網(wǎng)直流輸入電流值（DCCT）、蓄電池輸出電壓值（BCPT）、蓄電池輸出電流值（BCCT）等，顯示的主要故障信息有電網(wǎng)直流輸入過電壓（DCOV）、電網(wǎng)直流輸入過電流（DCOC）、交流輸出過載（OVLD）、交流輸出低電壓（ACUV）、蓄電池輸出過電壓（BCOV）、蓄電池輸出過電流（BCOC）等，顯示的主要邏輯狀態(tài)信息有APS關(guān)閉信號（3201）、APS運行/停止信號（3106）、測試信號（TEST）、逆變器高速斷路控制信號（IVHBX）、交流輸出正常（ACOK）、蓄電池充電輸出接觸器輸出信號（BCKX）等。

圖9 TCMS監(jiān)控系統(tǒng)中APS的實時數(shù)據(jù)與狀態(tài)界面

圖10 TCMS監(jiān)控系統(tǒng)中APS的逆變系統(tǒng)曲線分析界面

圖10所示為APS逆變系統(tǒng)（SIV）控制曲線監(jiān)控界面，圖中直觀的顯示了三相交流輸出的電壓曲線和電流曲線，如添加選擇，還可顯示電網(wǎng)直流輸入的電壓電流曲線，界面右下角還同時顯示了逆變系統(tǒng)當(dāng)前狀態(tài)的具體參數(shù)值，極大的方便了我們對APS逆變系統(tǒng)實時狀態(tài)的了解與監(jiān)控。

6.結(jié)語

本文對基于多功能車輛總線（MVB）的輔助電源通信系統(tǒng)的硬軟件進行了研究設(shè)計，將MVB通信協(xié)議集成于輔助電源系統(tǒng)的DSP軟件運行環(huán)境中，并取得了良好的效果。經(jīng)實際車間驗證，本系統(tǒng)在硬件和軟件方面基本運行良好，在與CAN、RS232等工業(yè)總線基礎(chǔ)上建立起來的通信系統(tǒng)相比，該通信系統(tǒng)具有實時性好、可靠性高、傳輸容量大等優(yōu)勢，并為下一步建立可靠穩(wěn)定的輔助電源監(jiān)控系統(tǒng)奠定了良好的數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)。

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