LKJ2000型監(jiān)控裝置系統(tǒng)模塊作用原理

潘德永

摘 要 LKJ是中國(guó)列車(chē)運(yùn)行控制系統(tǒng)的組成部分，目前使用的LKJ2000型監(jiān)控裝置是機(jī)車(chē)運(yùn)行的安全監(jiān)控設(shè)備，它是鐵路信息化的列車(chē)中樞設(shè)備，它能協(xié)助司機(jī)有效的防止“兩冒一超”等事故的發(fā)生，是一種新型列車(chē)超速防護(hù)設(shè)備。

關(guān)鍵詞 LKJ2000 監(jiān)控裝置 工作原理

中圖分類(lèi)號(hào)：U270.38 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

保證列車(chē)安全運(yùn)行是鐵路的首要任務(wù)，隨著鐵路列車(chē)運(yùn)行速度的不斷提高及運(yùn)行密度的進(jìn)一步加大，客貨運(yùn)輸對(duì)行車(chē)安全在功能、可靠性及安全性等方面的要求越來(lái)越高。列車(chē)運(yùn)行監(jiān)控記錄裝置對(duì)防止列車(chē)超速、冒進(jìn)、減少列車(chē)運(yùn)行事故的發(fā)生，改善旅客乘車(chē)環(huán)境，促進(jìn)機(jī)務(wù)管理，減少機(jī)務(wù)行車(chē)責(zé)任事故等方面又顯著效果。LKJ2000型監(jiān)控裝置是我國(guó)自行研制的新一代監(jiān)控裝置，該裝置除在各微處理器選型、數(shù)字處理技術(shù)方面有較大改變和提升外，采用了“雙套主機(jī)冗余——屏幕顯示器（數(shù)碼可選）——多壓力通道”配置，并采用了先進(jìn)的控制器局域網(wǎng)（CAN）作為系統(tǒng)內(nèi)部通信網(wǎng)絡(luò)，系統(tǒng)內(nèi)各模塊之間可以進(jìn)行大量、快速的數(shù)據(jù)傳輸，從而提高了控制與顯示的實(shí)時(shí)性以及數(shù)據(jù)記錄的準(zhǔn)確性。

1系統(tǒng)構(gòu)成

LKJ2000型列車(chē)運(yùn)行監(jiān)控記錄裝置基本組成單元包括一個(gè)主機(jī)和兩個(gè)顯示器。與LKJ配套工作的設(shè)備還有機(jī)車(chē)語(yǔ)音箱、數(shù)模轉(zhuǎn)換盒、雙針?biāo)俣缺?、常用制?dòng)接線盒。指針式速度指示可采用ZL型或EGZ3/8型雙針?biāo)俣缺?，雙針?biāo)俣缺韺?shí)際速度與限制速度指針依靠裝置主機(jī)驅(qū)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)信號(hào)為0―20mA的電流信號(hào)。

2系統(tǒng)通信結(jié)構(gòu)

LKJ2000型列車(chē)運(yùn)行監(jiān)控記錄裝置主機(jī)采用雙套熱備冗余工作方式，由A、B二組完全獨(dú)立的控制單元組成。每組單元都有完整的信號(hào)輸入及控制輸出接口模塊，單元內(nèi)部各不帶CPU的模塊之間采用VME并行總線與監(jiān)控記錄模塊連接。不帶CPU的模塊包括模擬量輸入/輸出模塊、數(shù)字量輸入模塊、數(shù)字量輸入/輸出模塊及電源模塊，監(jiān)控記錄模塊作為VME并行總線的主機(jī)單元。帶CPU的模塊之間采用CAN標(biāo)準(zhǔn)串行總線連接，這些模塊包括監(jiān)控記錄模塊、地面信息處理模塊及通信模塊。系統(tǒng)內(nèi)部串行通信網(wǎng)絡(luò)CAN也采用A、B組冗余方式。

3作用原理

3.1VME總線

VME總線是Motorola公司開(kāi)發(fā)使用的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)底板接口。它在一個(gè)密封的硬件結(jié)構(gòu)內(nèi)將數(shù)據(jù)處理部件、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部件及外圍設(shè)備控制部件等集于一體。在設(shè)計(jì)上充分利用了MC68000系列微處理器的能力，因此特別適合于采用MC68000系列微處理器作為主CPU的系統(tǒng)。VME總線采用標(biāo)準(zhǔn)的96芯接插件作為信號(hào)傳輸通路，其機(jī)械規(guī)范符合IEC603-2標(biāo)準(zhǔn)要求。VME總線分16位總線及32位總線兩種。本系統(tǒng)采用16位VME總線。16位VME總線由16條數(shù)據(jù)線（D0～D15）、23條地址線（A1～A23）、6條地址擴(kuò)充線（AM0～AM5）、10條中斷控制線以及若干總線控制線和電源線組成。數(shù)據(jù)傳總線控制總線主控設(shè)備之間以及主控設(shè)備與從屬設(shè)備之間進(jìn)行二進(jìn)制數(shù)據(jù)傳送。

由于VME總線的地址擴(kuò)充線（AM0～AM5）允許用戶定義，為了簡(jiǎn)化系統(tǒng)內(nèi)個(gè)功能單元的譯碼電路設(shè)計(jì)，采用地址擴(kuò)充線作為各插件的片選控制信號(hào)。片選控制信號(hào)由系統(tǒng)主機(jī)單元輸出。

3.2信號(hào)輸入電路

LKJ2000型列車(chē)運(yùn)行監(jiān)控記錄裝置數(shù)字量輸入信號(hào)包括機(jī)車(chē)信號(hào)點(diǎn)燈條件輸入和機(jī)車(chē)工況信號(hào)輸入。機(jī)車(chē)信號(hào)輸入為50V電平信號(hào)，取自通用式機(jī)車(chē)信號(hào)裝置；機(jī)車(chē)工況輸入為110V電平信號(hào)，取自機(jī)車(chē)控制回路。監(jiān)控裝置從通用式機(jī)車(chē)信號(hào)裝置獲得機(jī)車(chē)信號(hào)點(diǎn)燈條件后同時(shí)輸入至數(shù)字輸入插件A及數(shù)字輸入插件B，經(jīng)隔離等處理后分別輸出監(jiān)控記錄A及監(jiān)控記錄B。機(jī)車(chē)工況信號(hào)輸入主機(jī)后，先經(jīng)過(guò)過(guò)壓抑制板處理（抗干擾），然后輸入至數(shù)字輸入/輸出插件A及數(shù)字輸入/輸出插件B。

壓力信號(hào)輸入，裝置可提供4路壓力信號(hào)輸入接口。在通常情況下，輸入列車(chē)管壓力信號(hào)、制動(dòng)缸壓力信號(hào)以及均衡風(fēng)缸壓力信號(hào)各1路；有時(shí)根據(jù)不同的車(chē)型，需要輸入2路制動(dòng)缸壓力信號(hào)或均衡風(fēng)缸壓力信號(hào)。壓力信號(hào)采集全部采用相同的壓力傳感器TQG14型，各個(gè)壓力傳感器采用同一供電電源，此15V電源由A、B機(jī)電源插件輸出的壓力傳感器電源并聯(lián)后供給。每路壓力信號(hào)同時(shí)輸入至A、B機(jī)模擬量輸入/輸出插件的壓力信號(hào)接口。

速度信號(hào)輸入，裝置可提供3路速度信號(hào)輸入接口，在通常情況下，僅需輸入2路速度信號(hào)。速度信號(hào)取自安裝在車(chē)軸上的TQG15型速度傳感器，速度信號(hào)可取自1個(gè)或2個(gè)速度傳感器，如果采用相位防溜功能，則要求2路速度信號(hào)相位相差90€啊？路或3路速度信號(hào)同時(shí)輸入至A、B機(jī)模擬量輸入/輸出插件的速度信號(hào)接口。各個(gè)速度傳感器采用同一供電電源，此15V電源由A、B機(jī)電源插件輸出的速度傳感器電源并聯(lián)后供給。速度信號(hào)輸入電路圖類(lèi)似壓力信號(hào)輸入電路圖。

監(jiān)控裝置提供6路常用制動(dòng)控制輸出及1路緊急制動(dòng)控制輸出，其中3路常用制動(dòng)控制輸出用于“切除牽引動(dòng)力”、“常用制動(dòng)”或“切斷風(fēng)源”以及“制動(dòng)排風(fēng)”，另外3路備用。常用制動(dòng)控制輸出為繼電器觸點(diǎn)輸出，輸出容量為（下轉(zhuǎn)第192頁(yè)）（上接第178頁(yè)）300mA（110V），可直接驅(qū)動(dòng)常用制動(dòng)裝置放風(fēng)閥，并可根據(jù)要求采用常開(kāi)觸點(diǎn)或常閉觸點(diǎn)方式輸出，但對(duì)于每組常用制動(dòng)控制輸出，常開(kāi)觸點(diǎn)與常閉觸點(diǎn)不能同時(shí)使用。制定裝車(chē)方案時(shí)，應(yīng)盡量采用常開(kāi)觸點(diǎn)，以便實(shí)現(xiàn)自檢功能，當(dāng)采用常開(kāi)觸點(diǎn)時(shí)，為實(shí)現(xiàn)裝置控制輸出自檢功能，應(yīng)將觸點(diǎn)“常開(kāi)2”接110V+。緊急制動(dòng)控制輸出采用電壓輸出方式，輸出容量為300mA（110V）。主機(jī)內(nèi)A機(jī)與B機(jī)數(shù)字輸入/輸出插件中常用制動(dòng)控制輸出采用常開(kāi)觸點(diǎn)并聯(lián)、常閉觸點(diǎn)串聯(lián)的連接方式，而緊急制動(dòng)控制輸出采用并聯(lián)輸出電壓方式（注意：緊急制動(dòng)控制輸出不能直接驅(qū)動(dòng)電力機(jī)車(chē)主斷路器動(dòng)作）。

3.3模擬信號(hào)輸出

LKJ2000型列車(chē)運(yùn)行監(jiān)控記錄裝置模擬輸出信號(hào)用于驅(qū)動(dòng)雙針?biāo)俣缺?，可?qū)動(dòng)實(shí)際速度與限制速度及里程計(jì)。實(shí)際速度與限制速度驅(qū)動(dòng)信號(hào)為0～20mA的電流信號(hào)，里程計(jì)驅(qū)動(dòng)信號(hào)為24V脈沖信號(hào)。雙針?biāo)俣缺眚?qū)動(dòng)信號(hào)由模擬輸入/輸出插件提供，其中實(shí)際速度與限制速度驅(qū)動(dòng)信號(hào)經(jīng)過(guò)繼電器觸點(diǎn)輸出，以實(shí)現(xiàn)A、B機(jī)驅(qū)動(dòng)切換。實(shí)際速度與限制速度信號(hào)驅(qū)動(dòng)機(jī)車(chē)Ⅰ、Ⅱ端雙針?biāo)俣缺聿捎么?lián)的連接方式，里程計(jì)信號(hào)僅驅(qū)動(dòng)機(jī)車(chē)Ⅰ端雙針?biāo)俣缺?。在安裝了數(shù)/模轉(zhuǎn)換盒的情況下，雙針?biāo)俣缺砝锍逃?jì)也可由數(shù)/模轉(zhuǎn)換盒輸出信號(hào)驅(qū)動(dòng)。

3.4系統(tǒng)故障電路

對(duì)于LKJ2000型列車(chē)運(yùn)行監(jiān)控記錄裝置當(dāng)主機(jī)A、B機(jī)同時(shí)故障時(shí)，將產(chǎn)生系統(tǒng)故障輸出，一方面輸出110V故障信號(hào)至顯示器，驅(qū)動(dòng)轟鳴器報(bào)警，另一方面啟動(dòng)過(guò)壓抑制板上3min延時(shí)電路，要求在3min內(nèi)人工關(guān)閉主機(jī)電源，否則實(shí)施緊急制動(dòng)。在出現(xiàn)系統(tǒng)故障時(shí)，將封鎖A、B機(jī)制動(dòng)控制輸出，3min后緊急制動(dòng)控制由過(guò)壓抑制板完成。

參考文獻(xiàn)

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