DF8B机车32位微机控制柜使用维护使用说明

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：姚晓阳铁道部株洲电力机车研究所二 0 0 四 年 0 八 月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 20 13附图 1 28. . 14附图 2.29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 DF

2、8B 机车优化设计研制的，还可适用于辅助 交流传动 DF8B 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2500m-25 +70<90%<10° 150HZ，< 10m/s1 22< 30m/s2海拔高度 工作温度空气湿度倾斜度耐振：适应纵、横、垂直三方面，耐冲击装在能防雨、雪、风沙车体内微机控制柜系统方框图见附图 1 机柜采用标准屏柜结构。柜内分三层：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

3、的强迫风冷的封闭式结构。柜子内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， 转换开关用于柜内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，箱内有电源插件 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：LCS32 插箱采用 17EL267 插箱结构，共有 5 种 5 块插件， 各插件插槽位置见插箱盖板内的插件位置表， 5 种插件的代号、 图号、名称和插槽号的关系如下：代号 图号 名称 插槽号17FE840A1ZS456340010D

4、L数字量输出1017FE830A1ZS456330010DL数字量输入1117FE850A1ZS456350010DL模拟量输入1317FE820A1ZS456320A 010DL频率串口板1717FE810A1ZS456 310A 010DLCPU 板182.2.1 总线结构LCS32 插箱内有一块背板或称底板，用以连接插箱内各种插 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+5V3com5com5com54com5com5com5515V15V15V6+15V+15V+15V7com15com15com158

5、DAT0DAT19DAT2DAT310DAT4DAT511DAT6DAT712ADR0ADR113ADR2ADR314ADR4ADR515ADR6ADR716SEL0SEL117SEL2SEL318IORCIOWC19XACKRB120INITRUN21WRBCLK22RD23ILKOTILKIN24COM5COM5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+5V2+5V+5V+5V3com5com5com54com5com5com5515V15V15V6+15V+15V+15V7

6、com15com15com158DAT0DAT19DAT2DAT310DAT4DAT511DAT6DAT712ADR0ADR113ADR2ADR314ADR4ADR515ADR6ADR716ADR8ADR917ADRAADRB18ADRCADRD19ADREADRF20DAT8DAT921DATADATB22DATCDATD23DATEDATF24COM5COM525BHENADR10（ 接 com）ABC26IORCIOWC27MRDCMWTC28XACKRB129INITRUN30RB2BCLK31ACLKRB332ILKOTILKIN33ADR11所有的 I/O 插件及 CPU、存储器插

7、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 EXP A、 EXPB、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。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。 该系统设计的存储器分程序存储器 （flash,D1D2,1Mbytes）, 数据存 储

8、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。频率范围： 10Hz10KHz 幅值：过零信号（机车无源速度传感器） -15

9、 V+15V 不过零信号（机车有源速度传感器） 0V 15V 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

10、况（ 4） 励磁线圈加电（ 5） 空气制动（ 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)13)14)15)16)17)18)19)20)21)22)23)24)25)26)27)28)29)30)31)32)TM2 切除TM3 切除TM4 切除TM5 切除TM6 切除 曲轴箱超压信号 二级显示 2 空滤器阻塞 1 空滤器阻塞 机油压力保护切除 空转保护切除 前冷却风扇故障信号（辅助交流用） 后冷却风扇 12 极运行接触器闭合信号（辅助交流用） 前冷却风扇转换接触器闭合信号（辅助交流用

11、） 前冷却风扇 8 极运行接触器闭合信号（辅助交流用） 前冷却风扇 12 极运行接触器闭合信号（辅助交流用） 前冷却风扇断路器闭合信号（辅助交流用） 后冷却风扇故障信号（辅助交流用） 后冷却风扇转换接触器闭合信号（辅助交流用） 后冷却风扇 8 极运行接触器闭合信号（辅助交流用） 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 <0.5 Hz。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

12、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

13、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（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）交流辅发电压 1（辅助交流用）（26）交流辅发电压 2（辅助交流用）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

14、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 零， 2.5 秒后发出合闸命令。见下图：110Vt1 压缩机接触器合闸时刻1 插图 1t2 控制电压恢复到 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插图 3 LCS32 微机工作原理框图DlDmXPH斎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

15、压通道为 010V6.3 频率量信号： 1010000HZ6.4 信号变换共 8 路：其中 7 路与 1000A/200mA 的电流传感器配 用，特性是 204.8 mA /5V；1 路备用。6.5 辅机过压保护值： 124V± 2.5V6.6 柜内电源参数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

16、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内。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× 25 的安装孔，背部有 2 个 M8×20 的 安装孔，分别通过 4 个 E40 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 CP

17、LD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： 1HL8HL指示灯闪亮，系统软件工作正常9HL指示灯闪亮， CPLD工作正常10HL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

18、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

19、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：9.4.1 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。9.4.2 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。9.4.3 若机车偶有空转

20、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。9.4.4 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

21、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，再考虑更换插件。10 简单的检查的方法a）属于下插箱 （LCS32） 内插件的故障，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

22、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 D1D 显示 TM1 电流 1024A。在 1d4 与 1d32（地）间通 204.8mA 电流（电机 2 电流 1

23、024A ）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 204.8mA

24、电流（励磁制动电流 1024A ）则 2d2 应为 5Vd）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 4插图 5屏柜对外接线表：X101：X101A1：A2TM磁场削弱驱动前冷却风扇 8 极运行接触器驱动X101：A3柴油机停

25、机驱动X101：A4前冷却风扇 12 极运行接触器驱动X101：B1空转撒砂指示灯驱动X101：B2警铃 BLR驱动X101：B3后冷却风扇 8 极运行接触器驱动X101：B4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高正端X101：H3LCP滑动端X101：K1+110V供励磁用X101

26、：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：C11 增压器机油进口压力传感器电源X102：C21 增压器机油进口压力传感器输入X102：C31 增压器机油进口压力传感器返回X102：C4COM+24V返回X102：D1

27、COM+24V返回X102：D22 增压器机油进口压力传感器输入X102：D32 增压器机油进口压力传感器返回X102：D42 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：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：G4

28、COM+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X102：M2柴油机油出口温度返回X102：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

29、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空气制动信号X103：D3R422T1+（ 3G用）X103：D4R422T1-（ 3G用）X103：E1R422R1+（ 3G用）X103：E2R422R1-（ 3G用）

30、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X103：J1前冷却风扇 8 极运行接触器闭合信号X103：J2TM3切除X103：J3前冷却风扇 12 极运行接触器闭合信号X103：J4TM4切除X103：K1TM5切除X103：K2前冷却风扇断路器

31、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X103：M2后冷却风扇 12 极运行接触器闭合信号X103：M32空滤器阻塞信号X103：M4后冷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）X10

32、3：P4R422R2-（ 3G用）X104：A11 牵引电动机速度输入X104：A22 牵引电动机速度输入X104：A33 牵引电动机速度输入X104：A44 牵引电动机速度输入X104：B11 牵引电动机速度返回X104：B22 牵引电动机速度返回X104：B33 牵引电动机速度返回X104：B44 牵引电动机速度返回X104：C11 牵引电动机速度传感器屏蔽X104：C22 牵引电动机速度传感器屏蔽X104：C33 牵引电动机速度传感器屏蔽X104：C44 牵引电动机速度传感器屏蔽X104：D15 牵引电动机速度输入X104：D26 牵引电动机速度输入X104：D3柴油机速度输入X104：

33、D4柴油机速度屏蔽X104：E15 牵引电动机速度返回X104：E26 牵引电动机速度输入X104：E3柴油机速度返回X104：E41 增压器速度屏蔽X104：F15 牵引电动机速度传感器屏蔽X104：F26 牵引电动机速度传感器屏蔽X104：F31 增压器速度输入X104：F41 增压器速度返回X104：G11 冷却风扇速度输入X104：G21 冷却风扇速度返回X104：G31 冷却风扇速度屏蔽X104：G4端 R+X104：H1重联 T+X104：H2重联 T-X104：H3通信屏蔽X104：H4端 R-X104：J1重联 R+X104：J2重联 R-X104：J4端 T-X104：K1二

34、级显示X104：K2端 R+X104：K3端 T+X104：L1SCM电源 +15VX104：L2SCM电源公共端X104：L3SCM电源 -15VX104：L4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：M4端 T-X104：N1端 T+X104：N22 冷却风扇速度屏蔽X104：N32 冷却风扇速度输入X104：N42 增压器速度屏蔽X104：P22 冷却风扇速度返回X104：P32 增压器速度输入X104：P42 增压器速度返回X105：A11 牵引电动机电流传感器MX105：A21 牵引电动机电流传感器+X105：A31 牵引电动机电流传感器-X105：A41 牵引电动机电流传感器EX10