LKJ2000检修培训

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1、LKJ2000监控装置检修培训哈密电务段车载设备车间 设备检修工区 2013年10月2目录第一章 监控装置的电路原理第二章 故障处理的一般方法第三章 常见故障的处理3第二章 装置的电路原理 2.1 系统原理 2.2 监控记录插件原理 2.3 地面信息处理插件原理 2.4 通信插件原理 2.5 模拟量输入/出插件原理 2.6 数字量输入插件原理 2.7 数字量输入/出插件原理 2.8 电源插件原理 2.9 过压抑制板原理 2.10 屏幕显示器硬件原理 2.11 母板的主要功能 2.12 扩展通信板的主要功能42.1.1 系统原理系统说明 一、系统说明 LKJ2000型监控装置车载部分主要由主机箱

2、、显示器、事 故状态记录器（选件）、速度传感器、压力传感器、双针 速度表组成。装置主机采用双套热备冗余工作方式，由A、 B两组完全独立的控制单元组成，每组单元都有完整的信号 输入及控制输出接口模块连接，单元内部各不带CPU的插 件之间采用VME并行总线与监控记录插件连接，不带CPU 的插件包括模拟量输入/出插件、数字量输入插件、数字量 输入/出插件及电源插件；带CPU的插件之间采用CAN标 准串行总线连接，这些模块包括监控记录插件、地面信息 处理插件及通信插件。系统内部串行通信网络也采用A、B 两组冗余方式。A、B组两个监控记录插件之间采用同步通 信方式进行数据交换。主机箱与显示器及事故状态记

3、录器 之间采用与主机箱内部网络相同的双路CAN网络进行连接 。系统原理框图如下图所示：52.1.1 系统原理系统说明62.1.1 系统原理系统说明 监控记录插件的MC68332系统是监控装置的核心。它负责对各种 外部信息进行采样并根据采集的数据和自行设定的数据对制动设备 进行控制。 色灯信号及机车工况信息由MC68332通过数字量输入插件、数字 量输入/出插件的并行口采集。 模拟量输入/出插件负责频率信号、模拟信号的采集（输入）及输出 ：模拟量输入信号通过模拟量输入/出插件的信号条件变换电路A/D 转换器进行A/D转换后，送上数据总线，由MC68332进行读取、 处理。速度、转速信号通过模拟量

4、输入/出插件信号的信号条件变换电路 后送到MC68332的TP输入口，由MC68332再进行处理。速度输出信号由MC68332输出，通过模拟量输入/出插件的信号 调整电路，D/A转换、V/I转换后驱动双针速度表。 72.1.1 系统原理系统说明 通信插件通过CAN总线与MC68332交换信息，通过RS485串 口与外部设备（如TAX2）交换信息。 地面信息处理插件通过CAN总线接收MC68332送出的信号制式 ，送出的过绝缘节（JYJ）信息则送到MC68332的外部中断 IRQ4端，由监控记录插件的CPU进行过机校正处理。同时地面 信息处理插件（含点式信息接收模块），接收点式信息发码装置 发送

5、的点式信息，并通过双口RAM实现与TMS320系统之间的 信息传递。并通过CAN总线把点式信息传送给监控记录插件。 常用制动、紧急制动继电器接点输出由MC68332通过数字量输 入/出插件的并行口控制。 MC68332通过CAN总线与显示器、事故状态记录器交换信息。 机车110V电源经过过压抑制板进行滤波及干扰信号吸收处理后送 入电源板进行电源变换产生5V、15V、24V、12V等各路输出 电压。82.1.2 系统原理VME总线概述 二、VME总线概述 1、VME总线是在VERSA总线和欧洲板结构基础上提出的开放 式32位标准总线，是用于实现信息传输的公共通路（VME是 Versa Modul

6、e Europa的缩写 ）。VME总线的最大实际传输 率可达30Mbps，其所有传输均采用异步控制方式，地址和数据 均以非多路复用的并行方式传输。 2、VME总线结构：VME总线采用标准96针DIN416针型连接 器实现总线连接。 3、VME总线主要由四组总线构成： A、数据传输总线：用于传输地址和数据信号。它包括：寻址线 A01-A31、AM0-AM5（地址修改码）、 LWORD（长字）。数据线 D00-D31；控制线 AS（地址选通 ）、DS0-DS1（数据选通）、BERR（总线出错）、DTACK( 数据传输应答）、WRITE（写信号）。92.1.2 系统原理VME总线概述 B、仲裁总线：

7、用于多处理器对总线资源占用权的裁决。 它包括：Bg0In Bg3In（总线授权03输入）、 Bg0OutBg3Out（总线授权03输出）、BR0 BR3(总线请 求0-3)、BBSY（总线忙）、BCLR（总线清除）。 C、优先中断总线：主要用于突发事件响应和处理。 它包括：IRQ1 IRQ7（中断请求）、IACK（中断应答）、 IACKIN（中断应答输入）、IACKOUT（中断应答输出）。 D、公用总线：主要用于给各VME总线系统中功能模块提供服务。 它包括：SYSRESET（系统复位）、SYSCLK（系统时钟， 16MHZ，占空比50%）、ERCLK（串行时钟）、SERDAT（ 串行数据）、

8、ACFAIL（交流故障）、SYSFAIL（系统故障）。 4、LKJ2000型中VME总线采用单总线连接器，96条信号线，支 持16位数据线，24位地址线。由母板上的各96针插座和各插件板 上的96针插头共同实现VME结构。102.1.3 系统原理CAN总线 三、CAN总线 CAN(局域网控制器)属于现场总线的范畴，它 是一种有效支持分布式控制或实时控制的串行 通信网络，现场总线是当今自动化领域技术发 展的热点之一，被誉为自动化领域的计算机局 域网。它的出现为分布式控制系统实现各节点 之间实时、可靠的数据通信提供了强有力的技 术支持 。 较之目前许多RS-485基于R线构建的分布式 控制系统而言

9、， 基于CAN总线的分布式控制 系统在以下方面具有明显的优越性：112.1.3 系统原理CAN总线 首先，CAN控制器工作于多主方式，网络中 的各节点都可根据总线访问优先权(取决于报 文标识符)采用无损结构的逐位仲裁的方式竞 争向总线发送数据，且CAN协议废除了站地 址编码，而代之以对通信数据进行编码，这可 使不同的节点同时接收到相同的数据，这些特 点使得CAN总线构成的网络各节点之间的数 据通信实时性强，并且容易构成冗余结构，提 高系统的可靠性和系统的灵活性。而利用RS- 485只能构成主从式结构系统，通信方式也只 能以主站轮询的方式进行，系统的实时性、可 靠性较差；122.1.3 系统原理

10、CAN总线 其次，CAN总线通过CAN控制器接口芯片 82C250的两个输出端CANH和CANL与物 理总线相连，而CANH端的状态只能是高电平 或悬浮状态，CANL端只能是低电平或悬浮状 态。这就保证不会出现象在RS-485网络中， 当系统有错误，出现多节点同时向总线发送数 据时，导致总线呈现短路，从而损坏某些节点 的现象。而且CAN节点在错误严重的情况下 具有自动关闭输出功能，以使总线上其他节点 的操作不受影响，从而保证不会出现象在网络 中，因个别节点出现问题，使得总线处于“死 锁”状态。132.1.3 系统原理CAN总线 而且，CAN具有的完善的通信协议可由CAN控制器芯片及其接口芯片来

11、实现，从而大大降 低系统开发难度，缩短了开发周期，这些是只 仅仅有电气协议的RS-485所无法比拟的。另 外，与其它现场总线比较而言，CAN总线是具有通信速率高、容易实现、且性价比高等诸 多特点的一种已形成国际标准的现场总线。这 些也是目前 CAN总线应用于众多领域，具有强劲的市场竞争力的重要原因。142.1.4 系统原理双机热备 原理介绍 四、双机热备工作原理介绍 为了提高工作可靠性，系统采用双 机主从热备冗余方式，系统主机由A 、B两组完全独立控制单元组成， 如下图所示：152.1.4 系统原理双机热备 原理介绍系统双机冗余结构示意图162.1.4 系统原理双机热备原理介绍 1、双机中两个

12、单元互为热备，两个单元同时工作，一个处 于主机工作状态，另一个处于备机工作状态，一旦主机单 元任何一块插件或插件上的某一通道发生故障时，备机单 元的相应插件或相应通道将马上投入工作（电源插件和监 控记录插件除外）。当主机单元的监控记录插件或电源插 件发生故障时，备机单元将马上转为主机工作状态，故障 单元将自动退出主机工作状态。监控记录插件的1B灯点亮 ，表示其正处于主机工作状态。 2、双机中每组单元都有完整的信号输入及控制输出接口模 块。每组单元中110V等级数字量输入/输出模块、50V等 级数字量输入模块及模拟量输入/输出模块均是不带CPU的 插件，这些插件与主机CPU是通过VME总线方式连

13、接，而 地面信息处理、通信、显示器等单元部件，本身都有独立 的CPU来处理本单元的信息，这些单元与主机CPU之间通 过CAN串行总线来交换信息。172.1.4 系统原理双机热备 原理介绍 3、系统内部CAN串行通信网络也采用 A、B组冗余方式工作。A、B两组总线 同时进行发送和接收，复位时系统以 CANA为主，当CANA出现故障时自动 切换至以CANB为主。 4、为了保证记录的数据的完整性和唯一 性，备机不进行主动记录，备机记录的 数据来源于主机。182.1.5 系统原理电路原理 分析方法 五、电路原理分析方法 由于LKJ2000型监控装置是一个多CPU系统，所以要明 确各CPU的工作任务及相

14、互之间的密切联系，要注意各 CPU间信息交换方式。 深入理解LKJ2000型比LKJ-93A型新增的双机冗余、 CAN总线、VME总线等知识。 在理解系统原理的基础上理解各插件的电路原理，学习各 插件原理时，了解各主要芯片的功能、作用及其实现方法 ，弄清各信号的走向。 监控装置各功能模块以欧洲标准的插件方式联接，通过母 板完成各插件的CAN总线连接、VME总线连接、输入/输 出信号的连接。所以要通过母板明确各插件间的联系。192.2 监控记录插件原理 监控记录插件负责完成监控运行参数的记录和同步，通过CAN总线及VME总线与其它插件或装置进行数据信息交换，并具有将所记录的数据向转储器传送的功能

15、。其原理如下图所示： 202.2 监控记录插件原理监控记录插件原理框图212.2 监控记录插件原理本插件是监控装置的核心，它以32位单片机 MC68332为核心器件。其主要的功能包括： 1、以预先存储在EPROM(U5、U6)内的线路 运行参数为依据，通过实时检测列车速度，计 算列车的走行距离和限制速度，从而不断确定 和校正列车的位置和控制速度； 2、确定列车距信号机的距离，检测列车速度 是否超过限速； 3、实时采样列车制动管压力和内燃机柴油机 转速或电力机车原边电流、电压；222.2 监控记录插件原理4、控制数字量输入，继电器输出； 5、完成监控运行状态参数的记录和同步； 6、提供系统内部的日历时钟； 7、通过同步通信实现工作主机与热备主机之 间的数据交换； 8、通过双路CAN串行通信总线或VME并行总 线实现对系统其它功能模块的控制与管理。 9、文件的转储传送功能； 10、向地面信息处理插件传递当前地面轨道电 路信号制式及闭塞方法，并以中断方式接收地 面信息处理插件的过节信号。232.2.1 监控记录插件原理 器件说明 一、本插件主要器件说明 （