轨道交通试验台通用控制器的设计与实现

张相田

（中车青岛四方车辆研究所有限公司技术中心，山东 青岛 266031）

关键字：轨道交通试验台；控制器；灵活配置；性能可靠

前言

随着动车组和城轨车辆的迅速发展，其核心控制系统均需要配套的试验台来满足其功能、逻辑、算法和性能的测试。试验台的工作原理是控制被测设备依次执行相应的操作，并实时采集被测设备输出的数据来判断被测设备的功能和性能是否满足设计需求或满足车辆产品日常检修指标的要求。

目前多数试验台的控制器使用通用工控机和配套的采集板卡方案。该类方案的通用工控机和采集卡的硬件易于购买和集成，软件可以直接拷贝，不利于知识产权的保护。传统的工控机一般不满足轨道交通核心控制系统具有多路并行采集、智能运维、支持局域网组网和广域网接入等功能要求，另外工控机的成本相对较高。

针对现有轨道交通核心控制系统试验台控制器方案的不足，本文提供一种基于ZYNQ(ARM+FPGA）作为主处理器， CPLD和MCU作为从处理器的嵌入式轨道交通试验台通用控制器系统方案。

1 系统组成

轨道交通试验台通用控制器根据功能进行模块化划分和设计。总体划分为7个模块分别为：CPU板、电源板、模拟量采集板（AI）、模拟量输出板（AO）、数字量采集板（DI）、数字量输出板（DO）和背板。其中，电源板通过背板为系统内各个板卡提供电源。模拟量采集卡采用CPLD作为主处理器，可以并行采集多路高速信号，并通过自主开发的高速串行通信方式和CPU板卡的FPGA通信。……