DF8B机车32位微机控制柜使用维护说明书

1、DF8B机车(32位)微机控制柜(ZS781-00-00)使用维护说明书编制：何 良校对：周少云审核：晓阳铁道部株洲电力机车研究所二0 0四年0八月目录1. 物理参数.12. 电气结构.13. 插件说明.54. 对软件的支持125. 微机工作原理框图146. 电气参数157. 使用注意事项158. 安装使用方法169. 故障判断与处理1610. 简单的检查方法1911. 环境条件2012. 屏柜对外接线表2013 .附图 1.2814 附图 2.29一、概述DF8B机车（32位）微机控制柜是在 DF8B （ 16位）微机 控制柜基础上专为 DF8B机车优化设计研制的，还可适用于辅助 交流传动D

2、F8B机车的控制，微机控制柜不仅可以进行恒功励磁 和防空转控制，而且可以对柴油机及主要电气设备进行保护，通 过与显示屏接口则可以进行故障诊断、显示和记录。9环境条件海拔高度< 2500m工作温度空气湿度倾斜度耐振：适应纵、横、垂直三方面,耐冲击-25 C +70 °CV 90%V 10 °150HZ , V 10m/s 2V 30m/s 2装在能防雨、雪、风沙车体1物理参数外形尺寸：770 X486.5 X1100mm机柜质量：约 130kg安装要求：底部 4 XE40、背部2 XE25橡胶减振器吊装方式：吊五螺钉 4 XM122电气结构微机控制柜系统方框图见附图1机

3、柜采用标准屏柜结构。柜分三层：上层为辅机/电源插箱，下层为LCS32微机插箱，中间为风扇插箱，是一种上、中、 下三层式的强迫风冷的封闭式结构。柜子部顶端安装有辅机用电 源滤波器，柜子面板上装有一个转换开关和6个56芯矩形插座，转换开关用于柜辅机控制插件与其备用件之间的转换，是提高可 靠性的措施之一。2.1 辅机/电源插箱采用标准插箱，箱有电源插件1块；辅机控制插件二块（热 备份），断电条件下，由面板上转换开关切换；信号变换插件1块。从左至右各插件的位置是：信号变换插件电 源 插 件辅 机 控 制 插 件1辅 机 控 制 插 件22.2 LCS32 插箱LCS32插箱采用17EL267插箱结构，

4、共有 5种5块插件，各插件插槽位置见插箱盖板的插件位置表，5种插件的代号、图号、名称和插槽号的关系如下：代号图号ZS456 340 名称010DL数字插槽号17FE840A1量输出1017FE830A1ZS456330010DL数字量输入1117FE850A1ZS456350010DL模拟量输入1317FE820A1ZS456320A010DL频率串口板仃17FE810A1ZS456 310A -010DLCPU板221总线结构LCS32插箱有一块背板或称底板，用以连接插箱各种插件，其上的总线称为 FE总线，对称槽117，总线部分为1A24C，见下表：ABC1+5V+5V+5V2+5V+5V+

5、5V3com5com5com54com5com5com55-15V-15V-15V6+15V+15V+15V7com15com15com158DATODAT19DAT2DAT310DAT4DAT511DAT6DAT712ADR0ADR113ADR2ADR314ADR4ADR515ADR6ADR716SEL0SEL117SEL2SEL318IORCIOWC19XACKRB120INITRUN21WRBCLK22RD23ILKOTILKIN24C0M5COM5表中ILKIN和ILKOT为连锁信号，当所有插件都插上后，这条连锁路线才通，此时微机才能工作。下面是插槽1820的总线:ABC1+5V+5V

6、+5V2+5V+5V+5V3com5com5com54com5com5com55-15V-15V-15V6+15V+15V+15V7com15com15com158DATODAT19DAT2DAT310DAT4DAT511DAT6DAT712ADR0ADR113ADR2ADR314ADR4ADR515ADR6ADR716ADR8ADR917ADRAADRB18ADRCADRD19ADREADRF20DAT8DAT921DATADATB22DATCDATD23DATEDATF24COM5COM525BHENADR10（接 com）ABC26IORCIOWC27MRDCMWTC28XACKRB12

7、9INITRUN30RB2BCLK31ACLKRB332ILKOTILKIN33ADR11所有的I/O插件及CPU、存储器插件通过 FE总线相互连接， 经由主柜的I/O信号及微机电源通过 EXPA、EXP B、EXP C、EXPD四个连接器与 FE总线连接。2.3 风扇插箱风扇插箱上下各一个。下风扇插箱有3台风扇，风向向下。顶上有一台风扇。2.4 面板说明面板上的转换开关为切换插箱中辅机插件用，严禁带电转换，其型号为LW5 15N12564。6个56芯插座型号为 J19Y56Z， 它是本屏与机车的接口。3 插件说明3.1 CPU插件该系统的中央处理器选用的MC68332，外部16MHz晶振。该

8、系统设计的存储器分程序存储器（flash,D1D2,1Mbytes）, 数据 存储器（RAM,D20,512Kbytes）, 后 备电池 存储器 （BRAM,D24D27,2Mbytes）。程序存储器用于存储控制软件，可现场下载；数据存储器用于存储程序变量及系统堆栈等；后备电池存储器用于存放控制系统故障记录数据。串行通讯接口是由串行通讯控制器85C30和RS232电平转换接口来完成的。系统设计时，引入了多路地址/数据总线和多路总线数据缓冲器。3.2 频率串口插件该系统设计为16路频率量信号输入采集，2路可选择的RS232/RS422/RS485串行通讯接口。频率围：10Hz10KHz幅值：过零

9、信号（机车无源速度传感器）-15V+15V不过零信号（机车有源速度传感器）0V15V通信接口 ：2 路 RS2322路RS485（带隔离）2路RS422（带隔离）可任选其中2路工作 频率输入信号如下: 柴油机信号转速输入6个电机转速信号输入2个风机转速输入2个风机转速输入与彩色显示器通信采用 CHA的RS422通信方式。3.3 数字量输入插件该插件有32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的逻辑信号，可以由带有FE总线的微机监控。各输入通道与FE总线接线电路有光电隔离。数字输入信号具体如下：（1）牵引工况（2）制动工况（3）自负荷工况（4）励磁线圈加电（5）空气制动（

10、6）柴油机工作（7）主控手柄“ 0”档位信号（8）磁削信号（9）ZC闭合（10）“ LC”励磁接触器闭合信号（11）TM1 切除（12）TM2 切除（13）TM3切除（14）TM4切除（15）TM5切除（16）TM6切除（17）曲轴箱超压信号（18）二级显示（19）# 2空滤器阻塞（20）#1空滤器阻塞（21）机油压力保护切除（22）空转保护切除（23）前冷却风扇故障信号（辅助父流用）（24）后冷却风扇12极运行接触器闭合信号（辅助交流用）（25）前冷却风扇转换接触器闭合信号（辅助父流用）（26）前冷却风扇8极运行接触器闭合信号（辅助交流用）（27）前冷却风扇12极运行接触器闭合信号（辅助交流

11、用）（28）前冷却风扇断路器闭合信号（辅助交流用）（29）后冷却风扇故障信号（辅助父流用）（30）后冷却风扇转换接触器闭合信号（辅助父流用）（31）后冷却风扇8极运行接触器闭合信号（辅助交流用）（32）后冷却风扇断路器闭合信号（辅助交流用）3.4 数字量输出插件该插件有1路PWM输出和12个低侧驱动器（输出吸入电 流）用以在负端接通有关接触器和继电器的线圈电路，驱动电流< 2A，开关频率<0.5Hz。数字输出信号具体如下：（1）微机报警灯驱动（常闭）（2）柴油机停机继电器驱动（3）柴油机超速停机驱动（4）电机磁场削弱接触器驱动（5）自动撒砂阀驱动（6）空转撒砂指示灯驱动（7）二级电

12、阻制动（8）百叶窗控制驱动（9）后冷却风扇8极运行接触器驱动（辅助交流用）（10）后冷却风扇12极运行接触器驱动（辅助交流用）（11）前冷却风扇8极运行接触器驱动（辅助交流用）（12）前冷却风扇12极运行接触器驱动（辅助交流用）3.5 模拟量输入模拟量输入插件有 34路输入通道，7路温度输入，21路低 压通道输入和6路高压通道输入。输入信号如下（1） （6）16 #牵引电动机电枢电流信号（7）制动磁场电流（8）主发电机输出电压(9)励磁机励磁电流(10)接地漏电流(11)主发励磁电流(12)励磁机整流输出电压（制动）(13)燃油滤清器出口压力(14)然油泵出口压力(15)# 2增压器进口压力(

13、16)#1增压器进口压力(17)机油滤清器进口压力(18)机油进口压力(19)机油出口压力(20)LCP高端电压(21)LCP滑动端电压(22)+24V电源电压(23)-24V电源电压(24)牵引励磁机输出电压(25)父流辅发电压1 （辅助父流用）(26)父流辅发电压2 （辅助父流用）3.6 信号变换插件该插件用于对7路电流传感器的信号进行变换和滤波放大3.10辅机控制插件该插件包括辅助发电机电压调整，压缩机软启动和辅机过压保护电压调整是指不论压缩机是否工作，使辅机维持110VDC±2%。压缩机软启动，当得到指令后，先降辅助发电机电压到t1压缩机接触器合闸时刻插图!t2控制电压恢复到

14、110V时刻（由于此功能与空调有矛盾,暂不用）过压保护是指一旦反馈电压超过124V，切除自动调整,使机车电路转为固定发电Loaic: 1:KIFili 1L»'rwi I-:j jd :cnrectiji. 1 id L L-l ! II I.LflC'l * 1 -loll .1ii：.:r :i| ir2ri 11 I - iiFi. 1-1li r-l rII幻 Mid '_! ii J r Kg outii. .'.i 、p)iaGrorr插图3 LCS32微机工作原理框图>»聽 '3- SH !Y掘泡艇医爭莘举cfis

15、sCY簿聲闱 r 二1栽-常g2【/VMA-AUc -啊11444JI1<呈E ft m «fts OOM pS址 £ Sh呈<5®g插图3 EXP微机工作原理框图4 微机工作原理框图参见插图3 微机工作原理框图5 电气参数5.1 数字量信号：030V为逻辑“ 0 ”45110 V 为逻辑 “ 1 ”5.2 模拟量信号：高压通道为0110V低压通道为010V6.3 频率量信号：1010000H Z的电流传感器6.4 信号变换共8路：其中7路与1000A/200mA配用，特性是204.8 mA /5V ； 1路备用。6.5辅机过压保护值：124V

16、77;2.5V6.6柜电源参数5V ±0.5%5A±15V ±1.5%2.2A±24V ±10%-5%6A7使用注意事项A. 拔出N101N105 插头时须先关掉机控和微机电源;B. 连接和卸下LCS32插箱之前，须先关断如下开关：1）蓄电池开关和微机电源开关；2）机车控制开关。C. 更换插件时须采取如下预防措施：1）严禁带电拔任何插件；2）在拔出插件前，手先摸一下接地外壳；3）卸下的插件须放在静电屏蔽袋。D. 必须戴上接地手镯才能接触器件。8 安装使用方法在机柜底部有4个M10 X25的安装孔，背部有2个M8 X20的 安装孔，分别通过4个E

17、40和2个E25减振垫安装在架上，具体位 置参见附图2。机车送来的信号线通过56芯插头与本柜对应插座连接，插入插 头时要注意机械连锁位置一致。卸下相应的固定螺钉和连接器，辅机/电源插箱和LCS32插箱均 可单独拆、卸更换。9 故障判断处理LCS32微机箱每块插件均装有1个CPLD指示灯，微机正常工 作时CPLD指示灯应闪烁。CPU插件装入之前，应确认拨码开关和跳线所处的位置正常。 工作时CPU拨码开关和跳线位置应为：K1的1、4脚合，2、3脚断；跳线J4断开。系统正常工作时，CPU插件上的8个指示灯工作情况如下：1HL 8HL指示灯闪亮，系统软件工作正常9HL指示灯闪亮，CPLD工作正常10H

18、L指示灯常亮，电源工作正常若机车控制系统出现故障，可先观察软件指示灯的工作情况，如 果指示灯某一个或多个指示不正常，可以将系统进行重新复位处理。9.1 控制柜装车运行时，若辅助发电机不受控制，比如没电或电压偏高，或辅发开机自动开关跳闸，则可能是辅机控制插件发生故障， 处理办法是在辅机启动之前转动本控制柜面板上的转换开关，由另一个辅机控制插件接替运行（注意：严禁带电转换）。9.2 若总控开关合闸后控制柜不工作，则可通过电源插件面板上的插孔进行检查。若是微机电源有问题，则进行更换，方法如下：断开总控和机控开关，打开柜门，将上插箱中左边的电源插件 取下，将右边的电源插件换入左边的插槽中， 并将插件面

19、板上的纽子 开关向上合上。9.3 如CDID显示主发电机电压偏高，机车功率不足，则有可能 是主发电机电压传感器或信号变换插件有问题。如CDID显示主发电机功率过低，柴油机转速上不去，则有可 能是主发电机电压传感器或牵引电动机电流传感器及信号变换插件 有问题。如主手柄816位时机车主发电机功率偏低，则可能是LCP位 置（Rgt）不正常，应查机车相关线路。9.4 如电源正常而微机不工作，则可能是下插箱（LCS32）故障， 即微机故障，应急处理方法：机车转入故障运行。LCS32微机故障及处理：941若微机完全不能工作，则有可能是 CPU有问题，更换上备用插件即可，注意更换 CPU插件时应写好软件。9

20、42若机车一端CDID显示正常，另一端CDID显示不正常，则 可能是那端显示器有问题。若机车两端CDID显示均不正常或通信故障，则有可能是频率串 口插件有故障。943若机车偶有空转撒砂现象发生，则可能是真空转，微机自动给以保护，属正常现象。若某个电机转速持续异常，如车速低时，显 示该电机转速过高，或车速高时，该电机转速震荡，则有可能是转速 传感器有问题，应先检查及更换该速度传感器；若确认速度传感器正 常，再更换频率串口板。944 若微机控制箱控制的机车继电器如撒砂驱动、磁场削弱等 继电器持续工作不正常，则应先检查该继电器及其线路，在确认正常 的前提下，可更换数字输出插件。9.4.5 若某些信号

21、如机油进、出口温度、压力信号持续显示不正常，而实际上该模拟量正常时，则应检查相应的传感器及其线路，在 确认正常的前提下，可更换模拟量输入插件。9.4.6 若柴油机转速异常，引起机车工作不正常，则有可能是柴油机转速传感器有问题，应检查柴油机转速传感器及其线路， 在确认正 常的前提下，可更换频率串口板。9.4.7 若机车恒功励磁不正常如斩波管不能开通或总是满开通， 则可能是励磁控制有问题，可更换数字输出板。但从微机控制柜使用情况来看，未发生过因控制柜自身问题而 出现的故障，一般的故障均因传感器及其线路所引起。遇到故障时一般应先从相应的外部传感器、继电器、接触器及其线路方面查起，在 确认无误后，再考

22、虑更换插件。10 简单的检查的方法a）属于下插箱（LCS32）插件的故障，在地面请使用株洲所研制的 32位微机专用测试台测试。b）电源插件：地面试验在 2d20接110V+，在2d24接110V -,则应该在如下端子产生相应电压： 1d22 : +5V , 1d30 : +15V , 1d16 :公共地，1d28 : - 15V ,2d6 : +24V ,2d2 :- 24V ,在车上，打开柜盖，用万用表检查测孔+5V , ±15V , ±24V是否正常。c）信号插件：在1d2与1d32 （地）间通204.8mA 电流（电机1电流1024A ） 则2d22应为5V，车上D1

23、D显示TM1电流1024A。在1d4与1d32 （地）间通204.8mA 电流（电机2电流1024A ） 则2d26应为5V，车上D1D显示TM2电流1024A。在1d6与1d32 （地）间通204.8mA 电流（电机3电流1024A ） 则2d28应为5V，车上D1D显示TM3电流1024A。在1d10与1d32 （地）间通204.8mA 电流（电机4电流1024A ） 则2d12应为5V，车上D1D显示TM4电流1024A。在1d14与1d32 （地）间通204.8mA 电流（电机6电流1024A ） 则2d16应为5V，车上D1D显示TM6电流1024A。在2d4与1d32 （地）间通2

24、04.8mA 电流（励磁制动电流1024A ） 则2d2应为5V。d）辅机插件地面测试，搭接如下电路，当电压反馈端2d4和励磁高压端1d20接 110V+, 1d22 接 110V -,当 V 反从 112V 110V 107V 时 V0 按图4变化。当空压机指令110V电压在2d16上时，V0逐步降至0, 然后在空压机启动端2d18输出110V电平。经过2.5秒后又恢复原 状，若调整2d4至125V，则过压开关1d10 1d12接通。插图4X101 : A1X101 : A2X101 : A3X101 : A4X101 : B1X101 : B2X101 : B3X101 : B4屏柜对外接

25、线表:TM磁场削弱驱动前冷却风扇8极运行接触器驱动柴油机停机驱动前冷却风扇12极运行接触器驱动空转撒砂指示灯驱动警铃BLR驱动后冷却风扇8极运行接触器驱动故障励磁驱动X101 :C1撒砂驱动X101 :C2后冷却风扇12极运行接触器驱动X101 :C3二级电阻制动X101 :C4百叶窗控制驱动X101 :D2*D3+ 110V输入微机电源用X101 :D4+ 110V输入数字输出用X101 :E1*E2110V返回微机电源用X101 :E3110V返回数字输出用X101 :F2110V返回数字输入用X101 :H1LCP咼正端X101 :H3LCP滑动端X101 :K1+ 110V 供励磁用X

26、101 :K2+ 110V 供励磁用X101 :L3励磁机电源X101 :L4励磁机电源X101 :M1励磁机驱动X101 :M2励磁机驱动X101 :N3励磁机驱动返回X101 :N4励磁机驱动返回X102 :A1柴油机油进口压力传感器电源X102 :A2柴油机油进口压力传感器输入X102 :A3柴油机油进口压力传感器返回X102 :B2柴油机油出口压力传感器输入X102 :B3柴油机油出口压力传感器返回X102 :B4柴油机油出口压力传感器电源X102 :C1#1增压器机油进口压力传感器电源X102 :C2#1增压器机油进口压力传感器输入X102 :C3#1增压器机油进口压力传感器返回X1

27、02 :C4COM +24V 返回X102 :D1COM +24V 返回X102 :D2#2增压器机油进口压力传感器输入X102 :D3#2增压器机油进口压力传感器返回X102 :D4#2增压器机油进口压力传感器电源X102 :E1机油滤清器进口压力传感器电源X102 :E2机油滤清器进口压力传感器输入X102 :E3机油滤清器进口压力传感器返回X102 :E4COM +24V 返回X102 :F1COM +24V 返回X102 :F2燃油泵出口压力传感器输入X102 :F3燃油泵出口压力传感器返回X102 :F4燃油泵出口压力传感器电源X102 :G1燃油滤清器出口压力传感器电源X102 :

28、G2燃油滤清器出口压力传感器输入X102 :G3燃油滤清器出口压力传感器返回X102 :G4COM +24V 返回X102 :H1柴油机高温水系统进口温度输入X102 :H2柴油机高温水系统进口温度返回X102 :H3高温水系统进口温度电源X102 :J2中冷水系统出口温度电源X102 :J3柴油机中冷水系统出口温度输入X102 :J4柴油机中冷水系统出口温度返回X102 :K1热交换器出口水温输入X102 :K2热交换器出口水温返回X102 :K3热交换器出口水温电源X102 :L3柴油机油出口温度输入X102 :L4柴油机油出口温度返回X102 : M1柴油机油出口温度输入柴油机油出口温度

29、返回X102 :M2X102 :N2柴油机高温水系统出口温度电源X102 :N3柴油机高温水系统出口温度输入X102 :N4柴油机高温水系统出口温度返回X102 :P1柴油机中冷水系统进口温度输入X102 :P2柴油机中冷水系统进口温度返回X102 :P3柴油机中冷水系统进口温度电源X103 :A1牵引工况X103 :A2制动工况X103 :A3“0 ”位信号X103 :A4“ ZC ”闭合X103 :B2“LC ”闭合X103 :B4曲轴箱起压X103 :C1柴油机工作信号X103 :C3自负载工况X103 :C4励磁线圈加电不用X103 :D13G通信屏蔽（3G用）X103 :D2空气制动

30、信号X103 :D3R422T1+（ 3G 用）X103 :D4R422T1-（ 3G 用）X103 :E1R422R1+（ 3G 用）X103 :E2R422R1-（ 3G 用）X103 :E3主手柄电压X103 :E43G通信屏蔽（3G用）X103 :F1主发磁场电流输入X103 :F2励磁机磁场电流输入X103 :F3励磁机电压输入制动X103 :F4接地漏电流输入X103 :G1SCP2返回X103 :G3励磁机电压输入牵引X103 :G4励磁机电压返回牵引X103 :H1TM1切除X103 :H2前冷却风扇故障信号X103 :H3TM2切除X103 :H4前冷却风扇转换接触器闭合信号

31、X103 :J1前冷却风扇8极运行接触器闭合信号X103 :J2TM3切除前冷却风扇12极运行接触器闭合信X103 :J3号X103 :J4TM4切除X103 :K1TM5切除X103 :K2前冷却风扇断路器闭合信号X103 :K3TM6切除X103 :K4后冷却风扇故障信号X103 :L1后冷却风扇转换接触器闭合信号X103 :L2TM磁场削弱信号按XC线圈正端X103 :L3后冷却风扇8极运行接触器闭合信号X103 :L4TM磁场削弱信号按XC线圈负端X103 :M11 #空滤器阻塞信号后冷却风扇12极运行接触器闭合信X103 :M2号X103 :M32#空滤器阻塞信号X103 :M4后冷

32、却风扇断路器闭合信号X103 :N3R422T2+（3G 用）X103 :N4R422T2-（3G 用）X103 :P13G通信屏蔽（3G用）X103 :P23G通信屏蔽（3G用）X103 :P3R422R2+（3G 用）X103 :P4R422R2-（3G 用）X104 :A1#1牵引电动机速度输入X104 :A2#2牵引电动机速度输入X104 :A3#3牵引电动机速度输入X104 :A4#4牵引电动机速度输入X104 :B1#1牵引电动机速度返回X104 :B2#2牵引电动机速度返回X104 :B3#3牵引电动机速度返回X104 :B4#4牵引电动机速度返回X104 :C1#1牵引电动机速

33、度传感器屏蔽X104 :C2#2牵引电动机速度传感器屏蔽X104 :C3#3牵引电动机速度传感器屏蔽X104 :C4#4牵引电动机速度传感器屏蔽X104 :D1#5牵引电动机速度输入X104 :D2#6牵引电动机速度输入X104 :D3柴油机速度输入X104 :D4柴油机速度屏蔽X104 :E1#5牵引电动机速度返回X104 :E2#6牵引电动机速度输入X104 :E3柴油机速度返回X104 :E4#1增压器速度屏蔽X104 :F1#5牵引电动机速度传感器屏蔽X104 :F2#6牵引电动机速度传感器屏蔽X104 :F3#1增压器速度输入X104 :F4#1增压器速度返回X104 :G1#1冷却

34、风扇速度输入X104 :G2#1冷却风扇速度返回X104 :G3#1冷却风扇速度屏蔽X104 :G4H端R+X104 :H1重联T+X104 :H2重联T-X104 :H3通信屏蔽X104 :H4I端R-X104 :J1重联R+X104 :J2重联R-X104 :J4I端T-X104 :K1二级显示X104 :K2I端R+X104 :K3I端T+X104 :L1SCM 电源+15VX104 :L2SCM电源公共端X104 :L3SCM 电源-15VX104 :L4H端R-X104 :M1电压传感器电源+15VX104 :M2电压传感器电源0地X104 :M3电压传感器电源-15VX104 :M4H端T-X104 :N1H端T+X104 :N2# 2冷却风扇速度屏蔽X104 :N3#2冷却风扇速度输入X104 :N4#2增压器速度屏蔽X104 :P2#2冷却风扇速度返回X104 :P3#2增压器速度输入X104 :P4#2增压器速度返回X105 :A1#1牵引电动机电流传感器1MX105 :A2#1牵引电动机电流