DF12型內(nèi)燃機(jī)車微機(jī)控制裝置說明書[分享借鑒]

1、DF12型內(nèi)燃機(jī)車微機(jī)控制裝置說明書DF12機(jī)車微機(jī)控制裝置是專為DF12機(jī)車優(yōu)化設(shè)計(jì)研制的。該微機(jī)控制裝置可完成以下功能:l 機(jī)車牽引特性控制功能l 機(jī)車防空轉(zhuǎn)/滑行保護(hù)功能l 機(jī)車恒功/恒速控制功能（可選）l 機(jī)車海拔功率修正功能（可選）l 柴油機(jī)恒功率控制功能l 完成機(jī)車、柴油機(jī)、電氣等系統(tǒng)的保護(hù)功能l 完成機(jī)車各系統(tǒng)的故障診斷、記錄和顯示功能1 物理參數(shù)外形尺寸：632368305mm機(jī)柜質(zhì)量：約25kg安裝要求：LCS32裝置與車體之間用膠木板隔離安裝方式：底部4個(gè)M880螺釘2 電氣結(jié)構(gòu)微機(jī)裝置采用箱體結(jié)構(gòu)。箱體分兩部分：主箱體為L(zhǎng)CS32微機(jī)插箱，下側(cè)為風(fēng)扇盒，是一種強(qiáng)迫風(fēng)冷式結(jié)

2、構(gòu)。 箱體上端裝有4個(gè)62芯矩形插座CNA-CND，風(fēng)扇盒側(cè)面裝有1個(gè)7芯圓形插座作為風(fēng)扇110V供電接口，以上6個(gè)插座是微機(jī)裝置與機(jī)車線路的電氣接口。2.1 LCS32插箱LCS32插箱采用17EL267插箱結(jié)構(gòu)，共有8種9塊插件，各插件插槽位置見插裝置門蓋內(nèi)的插件位置表，8種插件的代號(hào)、圖號(hào)、名稱和插槽號(hào)的關(guān)系如下：代號(hào) 圖號(hào) 名稱 插槽號(hào) 17FE200A1 ZS30830000 開關(guān)電源插件 3 17FE910A1 ZS829218000 輔機(jī)控制插件 5、6(備用)17FE910A1 ZS829218000 柴油機(jī)調(diào)速插件 7、8（新車用）17FE840A1 ZS456340000

3、數(shù)字量輸出插件 9（備用） 17FE840A1 ZS456340000 數(shù)字量輸出插件 10 17FE830A1 ZS456330000 數(shù)字量輸入插件 1117FE830A1 ZS456330000 數(shù)字量輸入插件 12（備用） 17FE850B1 ZS456350C000 模擬量處理插件 13 17FE920A1 ZS829217000 信號(hào)變換插件 14（新車用） 17FE820A1 ZS456320A000 頻率串口插件 16 17FE810A1 ZS456310A000 CPU插件 192.1.1 總線結(jié)構(gòu)LCS32插箱內(nèi)有一塊背板或稱底板，用以連接插箱內(nèi)各種插件，其上的總線稱為FE

4、總線，對(duì)應(yīng)槽117號(hào)，總線部分為1A24C，見下表：ABC1+5V+5V+5V2+5V+5V+5V3com5com5com54com5com5com5515V15V15V6+15V+15V+15V7com15com15com158DAT0DAT19DAT2DAT310DAT4DAT511DAT6DAT712ADR0ADR113ADR2ADR314ADR4ADR515ADR6ADR716SEL0SEL117SEL2SEL318IORCIOWC19XACKRB120INITRUN21WRBCLK22RD 23ILKOTILKIN24COM5COM5表中ILKIN和ILKOT為連鎖信號(hào)，當(dāng)所有插件都

5、插上后，這條連鎖路線才通，此時(shí)微機(jī)才能工作。下面是插槽1820的總線：ABC1+5V+5V+5V2+5V+5V+5V3com5com5com54com5com5com5515V15V15V6+15V+15V+15V7com15com15com158DAT0DAT19DAT2DAT310DAT4DAT511DAT6DAT712ADR0ADR113ADR2ADR314ADR4ADR515ADR6ADR716ADR8ADR917ADRAADRB18ADRCADRD19ADREADRF20DAT8DAT921DATA DATB22DATCDATD23DATE DATF24COM5COM525BHENA

6、DR10(接com)ABC26IORCIOWC27MRDCMWTC28XACKRB129INITRUN30RB2BCLK31ACLKRB332ILKOTILKIN33 ADR11所有的I/O插件及CPU、頻率串口插件通過FE總線相互連接，進(jìn)出LCS32箱的I/O信號(hào)及微機(jī)電源通過CNA、CNB、CNC、CND四個(gè)連接器與FE總線連接。2.3 風(fēng)扇盒風(fēng)扇盒位于LCS32箱下，給箱內(nèi)各塊插件提供強(qiáng)迫風(fēng)冷。風(fēng)扇插箱內(nèi)有3臺(tái)110V直流風(fēng)扇，風(fēng)向?yàn)榇等隠CS32箱。風(fēng)扇盒側(cè)面裝有1個(gè)7芯圓形插座作為風(fēng)扇110V供電接口。3 插件說明3.1 CPU 插件該系統(tǒng)的中央處理器選用的MC68332，外部16M

7、Hz晶振。該系統(tǒng)設(shè)計(jì)的存儲(chǔ)器分程序存儲(chǔ)器(Flash,D1D2,1Mbytes),數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(RAM,D20,512Kbytes), 后備電池存儲(chǔ)器(BRAM,D24D25(27),12Mbytes)。程序存儲(chǔ)器用于存儲(chǔ)控制軟件，可現(xiàn)場(chǎng)下載；數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器用于存儲(chǔ)程序變量及系統(tǒng)堆棧等；后備電池存儲(chǔ)器用于存放控制系統(tǒng)故障記錄數(shù)據(jù)。串行通訊接口是由串行通訊控制器85C30和RS232電平轉(zhuǎn)換接口來完成的。系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，引入了多路地址/數(shù)據(jù)總線和多路總線數(shù)據(jù)緩沖器。3.2 頻率串口插件該系統(tǒng)設(shè)計(jì)為16路頻率量信號(hào)輸入采集，2路可選擇的RS232/RS422/RS485串行通訊接口。頻率范圍：10Hz10K

8、Hz幅值：過零信號(hào)（機(jī)車無源速度傳感器） -15V+15V不過零信號(hào)（機(jī)車有源速度傳感器） 0V15V通信接口:2路RS2322路RS485(帶隔離)2路RS422(帶隔離)可任選其中2路工作頻率輸入信號(hào)如下：（1）柴油機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)輸入（2）電機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)輸入3.3 數(shù)字量輸入插件該插件有32個(gè)數(shù)字量輸入通道。這些輸入通道將110V的邏輯信號(hào)轉(zhuǎn)換為5V的邏輯信號(hào)，可以由帶有FE總線的微機(jī)監(jiān)控。各輸入通道與FE總線之間的接口電路有光電隔離。數(shù)字輸入信號(hào)具體如下：（1）前進(jìn)（2）后退（3）LC閉合（4）列車管風(fēng)壓（5）空轉(zhuǎn)保護(hù)切除（6）TM1切除（7）TM2切除（8）TM3切除（9）TM4切除（10）

9、TM5切除（11）TM6切除（17）恒速/恒功轉(zhuǎn)換3.4 數(shù)字量輸出插件該插件有1路PWM輸出和12個(gè)低側(cè)驅(qū)動(dòng)器（輸出吸入電流）用以在負(fù)端接通有關(guān)接觸器和繼電器的線圈電路:PWM勵(lì)磁斬波輸出:驅(qū)動(dòng)電流6A，開關(guān)頻率300Hz;12路數(shù)字輸出: 驅(qū)動(dòng)電流1A，開關(guān)頻率1Hz;各數(shù)字量輸出信號(hào)如下： （1）撒砂（2）磁場(chǎng)削弱1（3）磁場(chǎng)削弱2（4）柴油機(jī)停機(jī)（5）微機(jī)報(bào)警 一路PWM勵(lì)磁斬波輸出，調(diào)節(jié)勵(lì)磁機(jī)勵(lì)磁電流。3.5 模擬量處理插件模擬量輸入插件有34路輸入通道，7路溫度輸入，21路10V低壓通道輸入和6路110V高壓通道輸入。各模擬量輸入信號(hào)如下： （1）高溫水出口水溫度（2）增壓器機(jī)油進(jìn)

10、口壓力（3）主發(fā)輸出電壓（4）1牽引電動(dòng)機(jī)電樞電流（5）2牽引電動(dòng)機(jī)電樞電流（6）3牽引電動(dòng)機(jī)電樞電流（7）4牽引電動(dòng)機(jī)電樞電流（8）5牽引電動(dòng)機(jī)電樞電流（9）6牽引電動(dòng)機(jī)電樞電流（10）直流輔發(fā)電壓（11）主發(fā)勵(lì)磁電壓3.6 信號(hào)變換插件（新DF12用）該插件將7路電流傳感器送出的電流型信號(hào)變換為電壓型信號(hào)，再經(jīng)濾波放大后送入模擬量處理插件進(jìn)行處理。變換比例關(guān)系為204.8mA/5V。（1）1牽引電動(dòng)機(jī)電樞電流（2）2牽引電動(dòng)機(jī)電樞電流（3）3牽引電動(dòng)機(jī)電樞電流（4）4牽引電動(dòng)機(jī)電樞電流（5）5牽引電動(dòng)機(jī)電樞電流（6）6牽引電動(dòng)機(jī)電樞電流（7）主發(fā)輸出電壓3.7 柴油機(jī)調(diào)速板該插件的主要功能

11、：根據(jù)司控器指令，控制步進(jìn)電機(jī)正反轉(zhuǎn)來調(diào)節(jié)柴油機(jī)轉(zhuǎn)速，可以通過顯示屏可以設(shè)置最高檔位時(shí)確定步進(jìn)電機(jī)的最大步數(shù)，以及步進(jìn)電機(jī)的上升或下降時(shí)間。功能燈指示：LED6：CPU工作指示，閃爍頻率10HZLED1LED3：步進(jìn)電機(jī)A、B、C三相工作指示LED4：步進(jìn)電機(jī)正轉(zhuǎn)指示LED5：步進(jìn)電機(jī)正轉(zhuǎn)指示3.8 輔機(jī)控制插件（備用）該插件包括輔助發(fā)電機(jī)電壓調(diào)整和輔機(jī)過壓保護(hù)。電壓調(diào)整功能使輔機(jī)電壓穩(wěn)定在110VDC2%，過壓保護(hù)是指一旦輔機(jī)電壓超過1252 V，立即進(jìn)行切除保護(hù)動(dòng)作，自動(dòng)調(diào)整，使機(jī)車電路轉(zhuǎn)為固定發(fā)電。4 微機(jī)工作原理框圖插圖1 LCS32微機(jī)工作原理框圖5 電氣參數(shù)5.1數(shù)字量信號(hào)：030

12、V為邏輯“0” 55110V為邏輯“1”5.2模擬量信號(hào)：高壓通道為0110V 低壓通道為010V5.3頻率量信號(hào)：1010000HZ5.4信號(hào)變換共10路：其中7路與1000A/200mA的電流傳感器配用，特性是204.8 mA /5V；3路備用。5.5輔機(jī)過壓保護(hù)值：125V2V5.6柜內(nèi)電源參數(shù) 5V0.5% 5A 15V1.5% 2.2A6 使用注意事項(xiàng)A. 連接和卸下LCS32插箱之前，須先關(guān)斷如下開關(guān)：1)蓄電池開關(guān)和微機(jī)電源開關(guān)；2)機(jī)車控制開關(guān)。B. 更換插件時(shí)須采取如下預(yù)防措施：1)嚴(yán)禁帶電拔任何插件；2)在拔出插件前，手先摸一下接地外殼；3)卸下的插件須放在靜電屏蔽袋內(nèi)。C

13、. 戴上接地手鐲才能接觸器件。7 安裝使用方法在箱體底部有4個(gè)M857的安裝孔，分別通過4個(gè)M880的螺釘安裝在車體的膠木支架上（注意：LCS32箱與車體之間要求用膠木板實(shí)現(xiàn)電氣隔離），具體安裝尺寸參見附圖一。機(jī)車上的信號(hào)線路通過CAN-CND四個(gè)62芯矩形插頭及CNF一個(gè)20芯圓形插頭與本微機(jī)箱對(duì)應(yīng)的插座相連接，插入插頭時(shí)要注意插頭編號(hào)和插座編號(hào)一一對(duì)應(yīng)，不能插錯(cuò)順序，否則將導(dǎo)致燒毀箱內(nèi)插件。8 故障判斷與處理8.1 LCS32微機(jī)箱每塊插件均裝有1個(gè)CPLD指示燈，微機(jī)正常工作時(shí)CPLD指示燈應(yīng)閃爍。若指示燈常亮，則插件本身故障。若指示燈常滅，則有兩種可能，一是插件的確故障，二是插件本身仍

14、能正常工作，僅僅是該指示燈(發(fā)光二極管)本身壞了。CPU插件裝入之前，應(yīng)確認(rèn)撥碼開關(guān)和跳線所處的位置正常。正常工作時(shí)CPU插件撥碼開關(guān)和跳線位置應(yīng)為：K1的1、4腳合，2、3腳斷；跳線J4斷開。系統(tǒng)正常工作時(shí)，CPU插件上的8個(gè)指示燈工作情況如下：1HL8HL 指示燈閃亮，系統(tǒng)軟件工作正常9HL 指示燈閃亮，CPLD工作正常10HL 指示燈常亮，電源工作正常若機(jī)車控制系統(tǒng)出現(xiàn)故障，可先觀察軟件指示燈的工作情況，如果指示燈某一個(gè)或多個(gè)指示不正常，可以將系統(tǒng)進(jìn)行重新復(fù)位處理。8.2 微機(jī)箱裝車運(yùn)行時(shí)，若輔助發(fā)電機(jī)不受控制，比如沒電或電壓偏高，或輔發(fā)開機(jī)自動(dòng)開關(guān)跳閘，則可能是輔機(jī)控制插件發(fā)生故障，處

15、理辦法是更換輔機(jī)控制插件（備用，DF12微機(jī)箱沒有加裝此插件）。8.3 若總控開關(guān)合閘后微機(jī)箱不工作，可通過LCS32箱內(nèi)電源插件(3#槽位)上的測(cè)試孔進(jìn)行檢查。檢查其是否符合5V0.5% 、15V1.5%的指標(biāo)，若是開關(guān)電源插件（FE200插件）有問題，則進(jìn)行開關(guān)電源更換。8.4 如CDID顯示主發(fā)電機(jī)電壓偏高，機(jī)車功率不足，則有可能是主發(fā)電機(jī)電壓傳感器或信號(hào)變換插件有問題。如CDID顯示主發(fā)電機(jī)功率過低，柴油機(jī)轉(zhuǎn)速上不去，則有可能是主發(fā)電機(jī)電壓傳感器或牽引電動(dòng)機(jī)電流傳感器及信號(hào)變換插件有問題。8.5 如電源正常而微機(jī)不工作，則可能是LCS32機(jī)箱故障，即微機(jī)故障，應(yīng)急處理方法：機(jī)車轉(zhuǎn)入故障

16、運(yùn)行（油馬達(dá)勵(lì)磁）。8.6 LCS32微機(jī)故障及處理：8.6.1 若微機(jī)完全不能工作，則有可能是CPU有問題，更換上備用插件即可，注意更換CPU插件時(shí)應(yīng)寫好軟件。8.6.2 若機(jī)車偶有空轉(zhuǎn)撒砂現(xiàn)象發(fā)生，則可能是真空轉(zhuǎn)，微機(jī)自動(dòng)給以保護(hù)，屬正?，F(xiàn)象。若某個(gè)電機(jī)電流持續(xù)異常，如某電機(jī)電流偏低時(shí)，顯示該電機(jī)電流過高，或電機(jī)電流高時(shí)，該電機(jī)電流震蕩，則有可能是電機(jī)電流傳感器有問題，應(yīng)先檢查及更換該電流傳感器；若確認(rèn)電流傳感器正常，再檢查相關(guān)電路。8.6.3 若微機(jī)控制箱控制的機(jī)車?yán)^電器如撒砂驅(qū)動(dòng)、磁場(chǎng)削弱等繼電器持續(xù)工作不正常，則應(yīng)先檢查該繼電器及其線路，在確認(rèn)正常的前提下，可更換相對(duì)應(yīng)的數(shù)字輸出插件

17、。8.6.4 若某些信號(hào)如柴油機(jī)水溫、機(jī)油壓力信號(hào)持續(xù)顯示不正常，而實(shí)際上該模擬量正常時(shí)，則應(yīng)檢查相應(yīng)的傳感器及其線路，在確認(rèn)正常的前提下，可更換模擬量輸入插件。8.6.5 若柴油機(jī)轉(zhuǎn)速異常，引起機(jī)車工作不正常，則有可能是柴油機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器有問題，應(yīng)檢查柴油機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器及其線路，在確認(rèn)正常的前提下，可更換頻率串口板。8.6.6 若機(jī)車恒功勵(lì)磁不正常如斬波管不能開通或總是滿開通，則可能是勵(lì)磁控制有問題，可更換數(shù)字輸出板。 但從微機(jī)箱使用情況來看，未發(fā)生過因微機(jī)箱自身問題而出現(xiàn)的故障，一般的故障均因傳感器及其線路所引起。遇到故障時(shí)一般應(yīng)先從相應(yīng)的外部傳感器、繼電器、接觸器及其線路方面查起，在確認(rèn)無誤

18、后，再考慮更換插件。9 簡(jiǎn)單的檢查方法 a) 屬于LCS32機(jī)箱內(nèi)插件的故障，在地面請(qǐng)使用株洲所研制的32位微機(jī)專用測(cè)試臺(tái)測(cè)試。 b) 微機(jī)電源開關(guān)閉合后微機(jī)系統(tǒng)不工作，可通過LCS32箱內(nèi)電源插件(3#槽位)上的測(cè)試孔進(jìn)行檢查。檢查其是否符合5V0.5% 、15V1.5%的指標(biāo)，若是開關(guān)電源插件（FE200插件）有問題，則進(jìn)行更換。c) 信號(hào)插件：（新車有此功能） 在43c與7b（地）間通204.8mA電流（電機(jī)1電流1024A）則42b應(yīng)為5V，車上D1D顯示TM1電流1024A。 在45c與7b（地）間通204.8mA電流（電機(jī)2電流1024A）則44b應(yīng)為5V，車上D1D顯示TM2電流

19、1024A。 在47c與7b（地）間通204.8mA電流（電機(jī)3電流1024A）則46b應(yīng)為5V，車上D1D顯示TM3電流1024A。 在49c與7b（地）間通204.8mA電流（電機(jī)4電流1024A）則48b應(yīng)為5V，車上D1D顯示TM4電流1024A。 在51c與7b（地）間通204.8mA電流（電機(jī)5電流1024A）則50b應(yīng)為5V，車上D1D顯示TM4電流1024A。 在53c與7b（地）間通204.8mA電流（電機(jī)6電流1024A）則52b應(yīng)為5V，車上D1D顯示TM6電流1024A。 在55c與7b（地）間通204.8mA電流（牽引電機(jī)磁場(chǎng)電流1024A）則54b應(yīng)為5V。 d)輔

20、機(jī)插件（DF12微機(jī)箱沒有此功能）地面測(cè)試，搭接如下插圖5電路，當(dāng)電壓反饋端31a和勵(lì)磁高壓端55a接110V+, 37a接110V , 當(dāng)V反從112V110V107V變化時(shí)，V0應(yīng)按圖4變化。若調(diào)整31a至125V2V，則過壓保護(hù)開關(guān)40b42b接通。插圖4 插圖510 環(huán)境條件海拔高度 2500m工作溫度 -25+70空氣濕度 90%傾斜度 10耐振：適應(yīng)縱、橫、垂直三方面，150HZ，10m/s2耐沖擊 30m/s2裝在能防雨、雪、風(fēng)沙車體內(nèi)11 箱體對(duì)外接線表CNA:A1110V(-)步進(jìn)電機(jī)電源A2A3A4撒砂驅(qū)動(dòng)A5+110V輸入(微機(jī)電源用)A6DRVAA7DRVBA8磁場(chǎng)削弱

21、1A9警鈴驅(qū)動(dòng)(常閉)A10+110V輸入(微機(jī)電源用)A11DRVCA12A13磁場(chǎng)削弱2A14A15110V地(微機(jī)電源用)A16+110V (供步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)板用)A17A18A19A20110V地(微機(jī)電源用)A21+110V (步進(jìn)電機(jī)電源)A22A23柴油機(jī)停機(jī)A24-XC返回(110V地)A25A26A27A28+XC電源輸入(110V)A29A30A31“LC”閉合A32A33恒功/恒速轉(zhuǎn)換A34A35A36前進(jìn)A37TM1切除A38A39A40勵(lì)磁電源(110V)A41后退A42TM2切除A43A44A45主發(fā)勵(lì)磁PWM驅(qū)動(dòng)A46列車管風(fēng)壓A47TM3切除A48A49A50主發(fā)勵(lì)磁PWM驅(qū)動(dòng)返回(110V-)A51空轉(zhuǎn)保護(hù)切除A52TM4切除A53A54A55A56司控信號(hào)1A57TM5切除A58A59A60A61司控信號(hào)2A62TM6切除CNB:B1B2B3B4+15VB51#牽引電