一种轨道车辆电加热地板智能控制系统的制作方法

本发明属于轨道车辆，具体是一种轨道车辆电加热地板智能控制系统。

背景技术：

1、随着科技的发展，国内各大城市轨道交通快速发展，地铁、轻轨已经成为人们出行的重要交通工具，缓解了目前城市内遇到的交通堵塞问题。现有的轨道车辆的加热系统大多采用电暖风加热，通过空调系统散布到车厢内，这种加热系统由于出风口位置的布置受到很多条件的限制，存在车厢内温度均匀性不佳，车厢干燥、容易起静电、噪音大等问题，降低了乘客舒适度，同时现有的加热系统采用电阻丝加热器加热，加热效率低。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种轨道车辆电加热地板智能控制系统，以解决上述背景技术中提出的问题和缺陷的至少一个方面。

2、为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：一种轨道车辆电加热地板智能控制系统，包括：控制模块、电源模块、温度采集模块、加热模块、显示模块、通信模块和trdp通信模块；

3、所述控制模块包括单片机芯片和继电器组；

4、所述加热模块包括若干加热地板，每块加热地板均安装有所述温度采集模块中的温度传感器，且均连接一个单独的继电器的输出端；

5、所述单片机芯片使用pid算法，结合温度采集模块的温度数据，通过继电器组控制加热模块进行恒温加热，pid算法公式如下：

6、

7、其中kp：比例系数；ki：积分系数；kd：微分系数；

8、mn：n时刻的控制量；en：n时刻的温度误差量；

9、en-1：n-1时刻的温度误差量；

10、u1＝kpen：比例运算；积分运算；

11、u3＝kd(en-en-1)：微分运算。

12、进一步地，所述温度采集模块包括室内温度传感器和加热地板温度传感器。

13、进一步地，所述加热地板包括加热膜和温控开关。

14、进一步地，所述温控开关用于加热地板故障时进行超温保护。

15、进一步地，所述通信模块用于控制模块与显示模块之间的信号传送互通。

16、进一步地，所述trdp(train real-time data protocol)通信模块采用m12型4+1芯连接器与所述控制模块进行外部通信方式连接。

17、进一步地，所述继电器组为直流固态继电器、交流固态继电器或普通继电器中的一种。

18、进一步地，所述显示模块用于各温度传感器实时数据显示，平均温度显示，目标温度设置和调试参数设置。

19、进一步地，所述调试参数设置为设置各加热地板的继电器开关、加热温度上限、加热温度下限、温度修正和超温报警。

20、进一步地，所述trdp通信模块使用trdp以太网通信，即使用以太网trdp协议进行实时通信，确保通信延时时间在50ms左右，实时性及可靠性强。

21、进一步地，所述pid算法为为根据系统误差，本发明中即各温度传感器数据与设置的目标温度之间的误差值，使用比例-积分-微分三种运算方式计算出温度控制量，从而控制各加热地板进行精确加热的算法。

22、进一步地，所述调试参数设置中的温度修正，为温度误差修正补偿，为使传感器的技术指标及性能不受温度变化影响而采取的补偿措施，设置后由单片机利用软件方法实现温度补偿。

23、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

24、1、本发明增加了加热地板，与空调配合使用，提高了车辆内部加热效率，缩短了预热时间，解决了冬季地板表面难以升温的问题。

25、2、本发明通过给每一块加热地板设置温度传感器及连接单独继电器，使控制模块对每块加热地板能够单独控制，使散热速度不同的位置温度趋于一致，提升温度均匀性。

26、3、本发明使用pid算法对温度实现精准控制，控制精度高，稳定性强，使用时只需进行目标温度设置和调试参数设置即可自动进行温度控制。

27、4、本发明使用trdp通信模块与车载集中控制系统进行通讯连接，在安装多个本发明所述轨道车辆电加热地板智能控制系统的情况下，能通过车载集中控制系统进行统一控制和故障诊断。

技术特征：

1.一种轨道车辆电加热地板智能控制系统，其特征在于，包括：控制模块、电源模块、温度采集模块、加热模块、显示模块、通信模块和trdp通信模块；

2.根据权利要求1所述的一种轨道车辆电加热地板智能控制系统，其特征在于，所述温度采集模块包括室内温度传感器和加热地板温度传感器。

3.根据权利要求1所述的一种轨道车辆电加热地板智能控制系统，其特征在于，所述加热地板包括加热膜和温控开关。

4.根据权利要求3所述的一种轨道车辆电加热地板智能控制系统，其特征在于，所述温控开关用于加热地板故障时进行超温保护。

5.根据权利要求1所述的一种轨道车辆电加热地板智能控制系统，其特征在于，所述通信模块用于控制模块与显示模块之间的信号传送互通。

6.根据权利要求1所述的一种轨道车辆电加热地板智能控制系统，其特征在于，所述trdp通信模块采用m12型4+1芯连接器与所述控制模块进行外部通信方式连接。

7.根据权利要求1所述的一种轨道车辆电加热地板智能控制系统，其特征在于，所述继电器组为直流固态继电器、交流固态继电器或普通继电器中的一种。

8.根据权利要求1所述的一种轨道车辆电加热地板智能控制系统，其特征在于，所述显示模块用于各温度传感器实时数据显示，平均温度显示，目标温度设置和调试参数设置。

9.根据权利要求8所述的一种轨道车辆电加热地板智能控制系统，其特征在于，所述调试参数设置为设置各加热地板的继电器开关、加热温度上限、加热温度下限、温度修正和超温报警限制。

技术总结本发明公开了一种轨道车辆电加热地板智能控制系统，涉及轨道车辆技术领域，包括控制模块、电源模块、温度采集模块、加热模块、显示模块、通信模块和TRDP通信模块；控制模块包括单片机芯片和继电器组；加热模块包括若干加热地板，每块加热地板均安装有所述温度采集模块中的温度传感器，且均连接一个单独的继电器的输出端；单片机芯片使用PID算法，结合温度采集模块的温度数据，通过继电器组控制加热模块进行恒温加热。本发明增加了加热地板，与空调配合使用，使车辆内部快速升温，使用PID算法对温度实现精准控制，控制精度高，稳定性强，使用时只需进行目标温度设置和调试参数设置即可自动进行温度控制。技术研发人员：张强群,吴春霞,瞿友志,陈火天,汤玲,李琼受保护的技术使用者：湖南联诚轨道装备有限公司技术研发日：技术公布日：2024/2/21