第7章 微机系统Word文档下载推荐.docx

1、控制AB（一）辅机/电源插箱此插箱采用标准插箱，箱内信号变换插件1块、电源插件1块、辅机控制插件2块（热备份方式，有面板开关切换）。从左至右各插件的位置如右图所示。（二）EXP插箱 EXP插箱插件EXP插箱插件及相应的槽号如表71所示： EXP插箱插件及相应的槽号 表71槽号名 称卡 号1数字输出17FE161A12NC3456励磁控制板17FE160A178数字输入17FE102A19101112传感器输入17FE122A113模拟扩展I/O17FE119A11415频率输入17FE114A116171819CPU80C18617FE162B120存储器/串行I/O17FE197A1 FE总

2、线结构EXP插箱内有一块背板或称底板，用以连接插箱内各种插件板，其上的总线称FE总线，对117总线部分为1A24C，即I/O总线，如表72。 I/O总线 表72序号C+5VCOM515V+15VCOM15DAT0*DAT1*DAT2*DAT3*DAT4*DAT5*DAT6*DAT7*ADR1*ADR2*ADR3*ADR4*ADR5*ADR6*ADR7*ADR8*SEL0SEL1SEL2SEL3IORC*IOWC*XACK*RB1INIT*RUN*21WR*BLCK22RD*23ILKINILKOT24表中“”号表示低电平有效；ILKIN和ILKOT为连锁信号，需要所有插件都插上后，这条连锁路线

3、才通，此时微机系统才能工作。表73所示是插槽1820的总线，即系统总线；“”号表示低电平有效。 系统总线 表73DTA0*ADR0*ADR9*ADRA*ADRB*ADRC*ADRD*ADRE*ADRF*DAT8*DAT9*DATA*DATB*DATC*DATD*DATE*DATF*25BHEN*ADR10*2627MRDC*MWTC*282930RB2BCLK31ACLKRB33233ADR11*（三）风扇插箱风扇插箱上下各一个，下有2台风扇，上有1台风扇。（四）逻辑结构本控制柜对外提供多种通道，数量分别为：数字量输入 32路数字量输出 8路模拟量输入 47路（其中6路为高压通道，分辨率12位

4、 4.88mV LSB）频率量输入 16路PWM输出 1路RS422串行通信口 2路辅机控制 包括辅助发电机电压调整，辅机过压保护（五）对软件的支持系统的中央处理器为80C186，硬件分配如下：存储器空间字节数地址范围说 明ROM1（EPROM1、2）128K01FFFFHLCS范围ROM2（EPROM3、4）200001FFFFHROM3（EPROM7、8）E0000FFFFFHUCS范围RAM64KD0000DFFFFH或C0000FFFFH电池后备RAM48KX0000XBFFFHMCS2范围E2PROM2KXC000XCFFFH日历时钟32字节XD000XBFFFH异步通信口4字节XF

5、000XFFFFH其中“X”由MCS2定义（软件定义）其中，EPROM1、3、7为偶地址，EPROM2、4、6为奇地址，在东风8B型内燃机车上EPROM3、4未装。在MCS2有效时，选中48K有备份电池供电的存储器进行存取操作，可以在该48K字节空间内存放机车故障信息、主机实时时钟、机车轮径等参数，待需要时通过显示器查询。系统复位后从地址FFFF0H开始执行程序。外部I/O板地址由背部绕接设定，见图71。SEL0SEL3由背板上绕接线接至+5V或地，不同的接法排列起来就构成24=16个板地址。（六）EXP插箱各插件板的功能及信号 数字量输出板（FE161A1）该插件包括8个低侧驱动器（输出吸入

6、电流），所有驱动器与控制电路隔离，并加以锁存。有两个驱动器可以接成常开式或常闭式线路，其它6个是常开驱动器。 电源 电 压 V 5.0 110.0 公差（%，MIN/MAX） 5 66V125V电流（典型）A 0.22 0.44电流（最大）A 0.35 0.59 温升驱动器在85下连续通过1A，输出管在全负载下的温升是1520，插件的总功耗在10W以上，因此需要空气自然流通。连接在每个输出驱动器两端的压敏电阻MOV，在感性负载中电流被切断时吸收了大量的能量，为避免MOV过热，每个驱动器的开关频率应限制在0.5Hz以下。驱动器在65下可通过2A电流90s。在过载情况下，在两个驱动周期之间需要一个

7、两倍于导通时间的冷却周期。 输出信号（1号槽） 警铃（微机报警指示灯）驱动（常闭） 电机磁场削弱驱动 柴油机停机驱动 撒砂驱动 空转撒砂指示灯驱动 二级电阻制动驱动 微机励磁驱动 励磁控制板（FE160A1，6号槽）本插件是用于控制励磁机励磁电流的插件，CPU通过FE总线对此插件的PWM输出脉冲进行调整，从而控制励磁机的输出电流，达到调整牵引发电机输出功率的目的。 数字量输入板（FE102A1）此插件有16个数字量输入通道。这些输入通道将110V的逻辑信号转换为5V的信号，可以由带有FE总线的微计算机监控。各输入通道与FE总线的接口电路有光耦隔离。两个输入端提供集电极开路输出。FE总线的这些通

8、道可以不同时使用。16个数字输入通道的返回线分成16组。 电源电 压V 5.0 110偏 差 5% 66V125V电 流A 0.25 0.1750.36电流最大值A 0.40 0.190.4此插件最恶劣的功耗情况高达46W，因此需要空气自然对流，散逸本插件所产生的热量。 输入信号（8号槽） 牵引工况信号 制动工况信号 自负荷工况信号 励磁供电信号 “0”档位信号 “ZC”闭合信号 “LC”闭合信号 柴油机工作信号 1D6D切除信号 输入信号（ 9号槽） 曲轴箱超压信号 机油压力低保护切除信号 空转/滑行保护切除信号 传感器输入板（FE122A1）该插件是热敏电阻温度传感器和陶瓷压力传感器与EX

9、P的接口板。共有16路模拟量输入，其中包括6路温度信号，10路压力信号。数模转换输出为12位，转换范围为10V10V。该插件同时能提供用于热敏电阻和陶瓷压力传感器的两种基准信号。 输入信号（12号槽） 热交换器出口水温输入 中冷水系统出口温度输入 中冷水系统进口温度输入 高温水系统出口温度输入 高温水系统进口温度输入 燃油系统末端压力输入 燃油泵出口压力输入 前增压器机油压力输入 后增压器机油压力输入 机油滤清器进口压力输入 输入信号（14号槽） 机油进口温度输入 机油出口温度输入 接地漏电流输入 机油进口压力输入 励磁机磁场电流输入 主发磁场电流输入 励磁机电压输入（制动） 机油出口压力输入

10、 模拟扩展输入 模拟量扩展I/O板（FE119A1） 本板为十六选一的模拟量输入插件，用于扩展模数转换板的输入通道个数。输入通道的选通信号由FE122A1板给出，可选通十六路输入信号的任意一路。被选通的输入信号，与FE122A1板的某一输入通道相连接，从而实现了FE122A1板的一路变十六路的扩展。输入信号（13号槽） +24V电源输入 功调电阻（LCP）滑动端 功调电阻（LCP）高端 24V电源输入 励磁机电压输入（牵引） 牵引电机励磁电流输入 主整流器输出电压输入 16号牵引电动机电枢电流输入 频率输入板（FE114A1）本板是用于检测输入频率信号值的插件。板上共有八路频率输入通道，东风8

11、B机车使用F1F6前六路。频率输入范围允许为1010000Hz。本板通过可编程定时器82C54测定输入频率值，通过中断控制器82C59A实现本板和80C186CPU板的中断联络。 输入信号（15号槽） #1 冷却风扇转速输入（每转60个脉冲） #2 冷却风扇转速输入（每转60个脉冲） 柴油机转速输入（每转25个脉冲） 前增压器转速输入（每转2个脉冲/1个脉冲） 后增压器转速输入（每转2个脉冲/1个脉冲） 输入信号（16号槽）16号牵引电动机速度输入（每转68个脉冲） CPU板（FE162B，19号槽）主控制板，采用80C186&80C186XL CPU，外接晶振频率16MHz。256kB RO

12、M程序区，64kB RAM数据区。 存储器板（FE197A1，20号槽）本板提供48kB带后备电池的RAM，存放设置信息或故障履历信息。2kB永久性E2PROM.。一个后备电池的日历时钟。两个串行RS422通信口，其中通信口A用于主机重联通信，通信口B用于主机与微机诊断屏通信。所有功能操作采用内存映象方式。第二节控制软件控制软件主要具有：恒功特性控制、电阻制动特性控制、防空转/滑行特性控制、柴油机系统故障诊断及保护功能、电气系统故障诊断及保护功能、传送数据供显示屏显示功能；高原版软件还具有增压器转速限制等功能。软件固化在4片EPROM芯片中，芯片安装在CPU板中ROM板上。一、恒功特性控制（一

13、）机车牵引特性机车牵引工况时，在各档的柴油机转速下，柴油机总功率、CHEC（Constant Horsepower Excitation Control 恒功励磁控制）功率、限压值、限流值，如表74所示。表74所列CHEC功率为对应于系统最高效率点的数值。所谓系统最高效率点，系指机车辅助功率为最小值、功调电阻滑臂处在最大增载位、机车无空转现象、增压器转速未限制、柴油机冷却水温、滑油压力均在正常工作范围之内。牵引电动机故障切除，限压值保持不变。每切除1个牵引电动机，恒功和限流值分别降低1/6。 牵引特性 表74档位柴油机转 速r/min总功率kWCHEC功率电流限制电压限制V4002802251

14、80027044038331523103254805004102840370520625525326056076566536504556009198204060640106796043905406801250108048005857201471135551006307601677154053006758001986183057007258402295211560007708802604240063008109202905270566008553251301069009051000361134207200微机系统接受由功调电阻滑臂提供的电压信号。当滑臂停留在最大增载极限位时，功率基准为CHEC功

15、率的100%；随着滑臂向减载方向移动，功率基准线性减低；当滑臂停留在减载极限位时，功率基准为CHEC功率的80%。当柴油机转速小于等于 640 r/min 时，功调电阻不起负载调节作用，微机控制只维持主发电机恒功。即： 当柴油机转速640r/min时，修正后的功率基准CHEC功率。 当柴油机转速640r/min时，修正后的功率基准CHEC功率（0.80.2LCP位置）。其中：LCP 位置功调电阻滑动端电压 /功调电阻高端电压100%（二）功率加载率为了防止当主手柄从低位移动到高位或功率由低到高过渡时柴油机瞬时过载和减少冒黑烟，功率加载率被限制在预定的极限下，功率加载率随CHEC功率的不同而有所

16、不同。（三）功率减载率当主手柄从高档位移动到低档位时，为了提供平滑的功率控制，功率减载率被限制在预定的极限下，功率减载率随CHEC功率的差异而有所不同。（四）电流上升率电流上升率（单台牵引电动机）被限制在预定的极限下。对要求提供平滑的牵引电动机转矩，尤其当列车启动时需要这种控制。单台牵引电动机的最大电流上升率规定为：200 A/s，否则，由功率加载率所限制。（五）电流下降率电流下降率被限制在预定的极限下。这对提供平滑的牵引电动机转矩降低，特别是在主手柄从高档位移动到低档位时是需要的。单台牵引电动机的最大电流下降率规定为：250 A/s，否则，由功率减载率所限制。（六）电压上升率为了提供平滑的电

17、压上升，同步主发电机工作在“开路”状态时的电压上升率被限制在预定的极限下。开路电压最大上升率规定为：150 V/s，否则，将受功率变化率或电流变化率控制中较小的一个的限制。（七）电压下降率当主手柄从高位移动到低位时, 为了使同步主发电机电压平滑地减少，同步主发电机电压下降率被限制在预定的极限下。最大电压下降率规定为：300 V/s，否则，由功率减载率所限制。（八）牵引电动机磁场削弱为满足机车恒功速度范围的要求，牵引电动机在牵引工况（主手柄2位及以上）下可进行一级磁场削弱。当机车达到预先规定的速度值时，微机先降低励磁，减小主发电机功率输出，然后接通磁场削弱接触器线圈电路，使接触器闭合。这样在过渡

18、过程中，不致使柴油机过载。当牵引电动机转速1237r/min时，投入磁场削弱；当牵引电动机转速1131r/min时，切除磁场削弱。二、电阻制动特性机车施行电阻制动时，微机系统使牵引电动机磁场电流和制动电阻电流的最大值被限制在档位允许的极限值下。其特性曲线如表75所示。牵引电动机磁场电流加载率为：50A/s。牵引电动机电枢电流从电机转速为1768r/min时的最大值开始，线性减小到2385r/min 时的电流值。机车实行二级电阻制动。当牵引电动机转速超过707r/min，切除二级电阻制动；当牵引电动机转速低于509r/min，投入二级电阻制动；电阻制动特性曲线 表75柴油机转速最 大 电 枢 电

19、 流 （A）最大磁 场电流（A）电机转速 电机转速1768r/min 17682385r/min 350 线性减小到 228224400 线性减小到 260255435 线性减小到 283293470 线性减小到 306339505 线性减小到 328377535 线性减小到 348423560 线性减小到 364484590 线性减小到 384545620 线性减小到 403615 645 线性减小到 419690 670 线性减小到 435775三、防空转/滑行控制粘着控制系统是与牵引电动机转速相关的控制系统。在每只牵引电动机换向器轴端安装有电机转速传感器用以测量牵引电动机转速。牵引电动机

20、每旋转一周，发出68个脉冲。微机系统连续地检测所有转速信号并进行比较，如果速度差大于预置的限制值，就施行相应的校正保护：撒砂、降功，卸载等。任何一位牵引电动机转速为零，都将自动关闭防空转/滑行控制系统。（一）牵引工况下的空转保护机车处于牵引工况，当LC接触器线圈得电3s后，如果转速差大于预置的限制值，且电流分配系数大于10%，则认为机车有发生空转的趋势或发生空转。为保证转速差在规定的限制内，微机系统采取自动撒砂、按比例平滑降功、快速降功、全功率切除等措施，这主要根据空转的严重程度而逐步实施。当功率降低至相应档位功率的50%时，微机显示屏将显示“严重空转”信息，同时“微机报警指示灯”亮。由于空转

21、保护的校正作用，空转停止后，微机将恢复至档位允许功率，“微机报警指示灯”熄灭，机车正常运行。通过微机控制柜面板上的钮子开关可以切除、亦可恢复此保护功能。（二）电阻制动工况的滑行保护机车处于电阻制动工况，如果转速差大于预置的限制值，则认为机车有发生滑行的趋势或发生滑行。为保证转速差在规定的限制内，微机系统采取自动撒砂、按比例平滑降低磁场电流、快速降低磁场电流、切除磁场电流等措施，这主要根据滑行的严重程度而逐步实施。当磁场电流降低至相应档位磁场电流的50%时，微机显示屏将显示“严重滑行”信息，同时“微机报警指示灯”亮。由于滑行保护的校正作用，滑行停止后，微机将恢复至档位允许磁场电流，“微机报警指示

22、灯”熄灭，机车正常运行。四、故障诊断与保护微机系统持续地通过传感器检测机车电气系统的电压、电流、频率信号和柴油机系统的温度、压力信号以及各种开关量输入信号（所有这些信号被定义为监控参数），与预置门限值相比较，如果检测到的监控参数超限，则产生一条故障信息，并将此信息送到显示屏，使显示屏进入到故障显示方式。同时，微机控制屏根据故障类别及严重程度的不同，产生相应的保护动作：报警（指示灯）；记录故障；柴油机减载；柴油机卸载；柴油机停机；运行记录器记录。当机车故障被排除后，EXP根据故障的不同，按相应的复位方法复位故障：自 动被监控参数低于门限值复位。自动回零必需在零位进行自动复位。（一）故障诊断与保护内容故障诊断与保护内容如表76所示。 故障诊断与保护内容 表76故障信息故障产生条件（工 况）保护动作复位方式主发电机过流16#牵引电机电流和7500A（牵引、电阻制动、自负荷）报警、记录、卸载自动回零主发电机过压主发电机电压1100V主发电机磁场过流主发电机励磁电流380A报警、记录自动#1牵引电动机过流#