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TAX07 型机车安全信息综合监测装置型机车安全信息综合监测装置 使用说明书使用说明书 （第一版） 株洲南车时代电气股份有限公司株洲南车时代电气股份有限公司 安全装备事业部安全装备事业部 二二 0000 八年十二月八年十二月 I 目 录 1 概述 3 1.1 范围与目标 .3 1.2 规范性引用文件 .3 2 系统说明 .4 2.1 系统特点 .4 2.1.1 应用范围 .4 2.1.2 监测数据的记录与分析处理 .4 2.1.3 系统冗余方式与切换原理（双机） .4 2.1.4 系统主微处理器 .4 2.1.5 系统通信网络 .4 2.1.6 适应的环境条件 .5 2.1.7 特殊的环境条件 .5 2.1.8 可靠性及可维修性 .5 2.1.9 可测性要求 .5 2.1.10 标准与技术政策 5 2.1.11 质量保证 6 2.2 主要功能描述 .6 2.3 主要特点描述 .6 3 系统构成及说明 .8 3.1 装置的组成 .8 3.2 装置的基本原理 .8 电源单元 .9 通讯记录单元 13 电源滤波板 16 3.3 各功能单元接口、功能及原理 16 4 安装指南 18 4.1 安装技术要求 18 4.2 装车及对外布线 18 装置对外插座分布 18 安装布线 19 通用电缆接线表 22 5 常见故障判断及处理 24 5.1 工作状态检查 24 6 数据转储及记录数据分析处理 25 2 1概述概述 为解决机车上众多监测装置实时获取列车运行监控记录装置采集的时间、公里标、速度、车号和车次 等列车运行信息，综合各功能模块单元的检测信息，统一时间、公里标作为基准进行监测记录，1998 年 铁道部统一部署全路安装了 TAX2 型机车安全信息综合监测装置(简称 TAX2 装置)。 TAX2 装置的投入运用为 DMIS、TMIS 系统运行提供了列车运行信息，为轨道动态检测、弓网检测、无 线列调语音录音等机车车载监测设备提供了统一的工作平台。但随着列车提速对行车安全提出更高要求和 机车信息化应用技术的迅速发展，对于采用单一的 RS485、RS232 通讯方式、有限的扩充空间、落后的数 据下载方式的 TAX2 装置来讲，无论在技术构成还是在系统结构方面均不能适应当前和发展的需要。 TAX07 型机车安全信息综合监测装置（简称 TAX07 装置）应运而生，TAX07 装置作为 TAX2 型的升级产 品，它继承了 TAX2 装置“通过实时获取列车运行监控装置采集的时间、公里标、速度、车次等重要列车 运行信息，再综合装置中各功能单元检测的信息，以统一的时间公里表作为基准坐标进行记录”的特点。 TAX07 型机车安全信息综合监测装置，新增加了双 CAN 总线，USB，以太网等先进技术，同时保留了原来 的 RS485 总线，可以完全兼容现在现有 TAX2 装置上的所有插件，并增加了多个预留插件位置，根据实际 情况可选配不同的机箱实现单机功能或者双机冗余功能，是 TAX2 型装置的更新换代的首选设备。 1.11.1 范围与目标范围与目标 本资料包含了 TAX07 型机车安全信息综合监测装置的系统构成、技术要求、试验方法、安装与验收等 方面的内容。 适用于安装有 LJK-93 型、LKJ2000 型列车运行监控记录装置的内燃、电力机车和动车组。 1.21.2 规范性引用文件规范性引用文件 GB/T 19520 电子设备机械结构国家标准 TB/T 3021-2001 铁道机车车辆电子装置（eqv IEC60571：1998） TB/T 3034-2002 机车车辆电气设备电磁兼容性试验及其限值（eqv EN50121-3-2：2000） TB/T 3076-2003 铁路应用机车车辆电气隐患防护的规定标准城 TB/T 3133-2006 铁道机车车辆电子产品的可靠性、可用性、可维修性和安全性(RAMS) Q/TEG 37 产品铭牌 3 2系统说明系统说明 2.12.1系统特点系统特点 2.1.12.1.1 应用范围应用范围 TAX07 型机车安全信息综合监测装置适合已经安装有 LKJ-93 型或者 LKJ2000 型列车运行监控记录装 置的各种类型的电力机车、内燃机车和动车组。 TAX07 型机车安全信息综合监测装置作为一个车载信息共享平台，能为机车上众多监测装置提供统一 的时间、公里标、速度、车号和车次等列车运行信息。 2.1.22.1.2 监测数据的记录与分析处理监测数据的记录与分析处理 TAX07 型机车安全信息综合监测装置为了能适应目前的长大交路，为监测插件提供了 16Mb 的记录存 储空间，并采用了 USB2.0 高速转储接口，可以快速的进行文件转储。记录文件可以通过地面分析处理软 件重现机车的各种状态，为铁路的现代化管理及事故分析提供依据。 2.1.32.1.3 系统冗余方式与切换原理系统冗余方式与切换原理（双机）（双机） 为提高可靠性，系统采用双机主从热备冗余方式。系统主机通过两个热备冗余的电源及相互独立的 通讯记录插件组成。系统内部串行通信网络 CAN 采用 A、B 组冗余方式将各 CPU 模块连接。在正常情况下 一组为工作机，另一组为热备机，工作机负责与其他插件进行通讯，而热备机只负责数据的侦听和监测数 据的记录。热备机经 CAN 总线实时接收工作机数据，以保持与工作机同步运行及数据的一致性。工作机故 障时，自动退出控制状态，热备机充当工作机进入控制状态。 2.1.42.1.4 系统主微处理器系统主微处理器 系统主 CPU 采用 32 位微处理器 LPC2294，LPC2294 是 PHILIPS 公司推出的一款功能强大的超低功耗 的具有 ARM7TDMI 内核的 32 位微控制器。内部嵌入 256 KB 的高速 Flash 存储器和 16KB 静态 RAM。128 位 宽度的存储器接口和独特的加速结构使 32 位代码能够在最大时钟速率（60MHz）下运行。对代码规模有 严格控制的应用可使用 16 位 Thumb 模式将代码规模降低超过 30%，而性能的损失却很小。 主控制器 LPC2294的晶振频率范围为130MHz。本设计选晶振频率为11.0592MHz。内部256KB 的 高速 Flash 存储器用于代码和数据的存储。对于 FLASH 存储器，可通过内置的串行 JTAG 接口进行在系 统编程（ISP In-System Programming） ，或进行在应用编程（IAP In-Application Programming） 。为了便于调 试和系统升级，在设计中已预留这些接口电路。 2.1.52.1.5 系统通信网络系统通信网络 系统采用控制器局域网（CAN）作为系统内部通信网络，所有带 CPU 的模块通过双 CAN 总线进行数据 4 交换。CAN 标准总线具有独特的物理层规范和数据链路层协议，使通信可在相当高的传输速率下进行（最 高通信速率为 1Mbit/s） ，并达到相当远的传输距离（最长传输距离可达 10km） 。其多主数据传输方式使 得系统内数据交换更为有效。CAN 总线高强的检错及容错能力及其短帧数据结构使数据传输可靠性进一步 提高。通过 CAN 方式，系统内各模块之间可以进行大量、快速的数据传输，从而提高控制、显示的实时 性以及数据记录的准确性。 2.1.62.1.6 适应的环境条件适应的环境条件 1） TAX07 装置满足TB/T30212001 铁道机车车辆电子装置标准要求； 2） TAX07 装置满足TB/T 2765-2005标准要求，在下列条件下应能正常工作： 海拔高度：不超过 2500m； 环境温度：装置周围的空气温度为2545，但直接临近电子元件处的空气温度允许在 25+70之间变化。TAX07 装置允许在4070的环境温度下存放； 相对湿度：最湿月月平均相对湿度不大于 90RH（该月月平均最低温度为 25） ； 安装条件：装置应安装在能防止风、沙、雨、雪直接侵袭的车体内。 3） 电磁兼容性满足EN5012132 欧盟铁路机车车辆电气设备电磁兼容标准要求。 2.1.72.1.7 特殊的环境条件特殊的环境条件 当使用条件与上述 2.1.6 节的规定不符时，应由用户与设备制造商协商决定采取特殊措施。为了验证 这些措施的效果，可以按双方商定的方法在实验室或机车上进行试验。 2.1.82.1.8 可靠性及可维修性可靠性及可维修性 系统可靠性指标应达到系统故障率小于 210-5/小时。 系统可维修性：可在 15 分钟之内更换（拆除和替换） 。 可靠性及可维修性按照 IEC 62278 标准运行。 2.1.92.1.9 可测性要求可测性要求 系统接通电源后应对各主要功能电路硬件进行自检，并应对故障情况进行提示。在列车运行过程 中进行检测时，不能影响系统的正常工作。 2.1.102.1.10 标准与技术政策标准与技术政策 系统满足 TB/T3021铁道机车动车电子装置标准第 4.1 条规定的环境条件要求。 电磁兼容性满足 TB/T3034机车车辆电气设备兼容性试验及其限值标准第 7 条和第 8 条要求。 5 2.1.112.1.11 质量保证质量保证 质量保证应依据 GB/T190012000 质量管理体系相关规定实施。 2.22.2主要功能主要功能描述描述 TAX07 型机车安全信息综合监测装置以电源单元和通讯记录单元作为基本配置，双机则以双电源及双 通讯记录单元作为基本配置，该基本配置主要有以下功能： 2.2.12.2.1 通信功能通信功能 装置内通讯记录单元通过 RS-485 串行通信方式或者 CAN 总线通信方式，从监控装置获取年月日、时 分秒、公里标、运行速度、机车号、车次、车种、区段号、车站号、司机号、副司机号、列车编组等信息， 并将这些信息通过 TAX 内部的 RS-485 和内部的双 CAN 总线接口周期地传送到装置内各功能单元。各功能 单元将经过分析判断且要求记录的信息返回给通讯记录单元。 2.2.22.2.2 记录功能记录功能 装置内通讯记录单元以统一时间、公里标作为座标基准，实时记录各检测单元反馈的信息，数据记录 格式与 LKJ-93A 型列车运行监控记录装置的数据记录格式相同。 2.2.32.2.3 数据转储功能数据转储功能 通讯记录单元记录的信息可以使用专用大容量 U 盘通过 USB 接口进行数据转储；也可通过以太网接口 与机车 TSC1 车地无线传输连接后，对 TSC1 车地程序进行改造后，实现通过 LAIS 系统车载设备进行无线 转储。 2.2.42.2.4 数据分析处理功能数据分析处理功能 装置记录的信息输送到地面微机后，利用监控装置运行记录数据处理软件实现地面分析和数据管理。 2.32.3主要特点主要特点描述描述 2.3.1 采用统一的硬件规范和软件通讯协议，有利于功能单元的合作开发和新功能的扩展。 2.3.2 合理采用单元插件式 19 英寸 4U 标准机箱结构，既符合开放式工作平台结构的要求，也便于装置的标准 化，模块化，有利于装置的检测维护和规范管理。 2.3.3 采用控制器局域网（CAN）作为系统内部以及与 LKJ2000 型监控装置的通信方式进行数据交换，CAN 总线 器件本身带 CRC 校验功能，具有高强的检错与容错的能力，可以避免 RS485 总线的死锁情况，大大提高了 传输可靠性进一步提高； 6 2.3.4 保留了 RS485 总线，可以在不更改现有机车布线的情况下完全替换 TAX2 装置。 2.3.5 增加了以太网接口，可与无线传输相连接，从而进一步实现 TAX 记录文件的 WLAN/GPRS 无线转储。 2.3.6 装置采用了先进的 Flash 存储技术，容量由原来的 1M 字节扩充到了 16M 字节，满足现今长交路、直达列 车文件需要的存储空间； 2.3.7 单机（新增 6 个预留插件位置） 、双机（新增 3 个预留插件位置）可选，可以满足各类用户的需求； 2.3.8 前面板增设有 USB 接口，可用 U 盘快速下载文件，也兼容将来的通用转储器； 2.3.9 完全兼容 TAX2 的所有插件，可直接插在机箱中； 2.3.10 装置中各功能单元采用电源隔离、通信接口隔离和对外输入/出信号隔离技术，提高了装置的可靠性、 安全性和抗干扰能力。 2.3.11 系统电磁兼容性满足 IEC61000 标准三级要求，抗干扰能力强，工作可靠性强。 7 3系统构成及说明系统构成及说明 3.13.1 装置的组成装置的组成 装置采用符合 GB3047.2 和 GB3047.4 机械尺寸要求的 4U 标准机箱及插件单元式结构，机箱面板宽 84R。它以电源单元、通讯记录单元作为基本单元配置，其它已开发的功能单元有：TMIS 单元、轨道检测 单元、弓网检测单元、DMIS 单元、无线列调语音录音单元等；另外，预留的 4 个单元位置用于备用功能 单元的扩展。机箱各单元配置见装置前面板布置示意图（图 3-1） 。 双机示意图 单机示意图 图 3-1 TAX07 型监测装置前面板布置示意图 3.23.2 装置的基本原理装置的基本原理 8 功功能能检检测测单单元元 轨轨 道道 检检 测测 弓弓 网网 检检 测测 D M I S T M I S 语语 音音 录录 音音 机机 车车 信信 号号 预预 留留 预预 留留 通通讯讯 记记录录 LKJ监监控控装装置置 电电 源源 电电 源源 通通讯讯 记记录录 外部CAN、RS485总线 内部CAN、RS485总线 U盘盘 U盘盘 外外 部部 接接 口口 图 3-2 TAX07 型监测装置系统结构框图 装置系统结构框图如上图 3-2 所示。装置内部采取由电源单元集中供电的方式，由电源单元提供 +5V、12V 、+15V、+24V、+110V 电源给各单元的电路及其相关外部设备（如：传感器、机车标签等） 供电。各单元选用任何一种电源均必须采取 DC-DC 变换器等方式与系统电源隔离，以提高系统电源工作可 靠性。通讯记录单元为装置的核心，通过它获取监控装置的运行信息，完成对各功能单元反馈信息的记录 及对外数据转储功能。装置中除电源单元外，其余各单元均带有单片微机和通信接口。因此，本装置是一 个带有多级串行通信的多计算机系统。下面重点介绍装置的基本配置单元（即电源单元和通讯记录单元） 的基本原理，其它功能单元在此只作简单介绍，具体参见各功能单元使用维护说明书。 电源单元电源单元 电源单元采用单端反激式开关电源技术，其原理框图如下图 3-3 所示。 9 输入EMC电路 输入过/欠压保护 PWM控制电路1 5V输出过压保护 反馈电路2 5V输出滤波 +12V输出滤波 -12V输出滤波 +24V输出滤波 +15V输出滤波 输入接口 输出接口 INPUT+ INPUT- OUT+ OUT- 反馈电路1 线性稳压 线性稳压 PWM控制电路2 Nf Nf V J1 V J4 V J5 V J2 V J3 T1 T2 N p N p 图 3-3 电源原理框图 电源输出分成两大组，其中：+5V，3A；12V，0.5A 为一组，输出功率 27W；另一组 +15V，1A；+24V，0.5A 输出功率 27W。 电源单元具有如下保护功能： +5V 输出回路过压保护：6V0.2V 不可自恢复 原边输入欠压保护：36V5V 可自恢复 原边输入过压保护：188V5V 可自恢复 原边输入反节保护 3.21电源变换部分原理说明电源变换部分原理说明 1）110V 电源输入级(EMC 滤波电路) 本电路主要是减少由电网电压波动对电源内部造成的干扰。同时避免使电源系统产生的 EMI 噪声传 入电网。扼流圈 L1,L2 与电容 C1 及 C4 组成差膜滤波电路，扼流圈 L3 与 C2,C3 组成共膜滤波电路，热 敏电阻 RP1 抑制开机瞬间的充电电流，压敏电阻 RP2 抑制过压能量进入电源系统。 10 C5 250V /100uF C 2 4.7nF PGN D * * L3 C 3 4.7nF C1 400V/1uF R P1 B 57236-S 200-M A C 2 A C 1 + 3 - 4 B 1 G BL10 C4 400V/1uF U RP2 MYG20G10K221 F1 L1 L2 V IN + V IN G 110V + 110V G 图 3-4 EMC 滤波电路 2） 开关电源的振荡电路 PWM 控制电路是电源系统的核心部件，他由 PWM 控制芯片 UC2842 及外围电路构成，产生频率固定， 占空比可调的矩形波，用来驱动外部的功率 MOSFET。当 UC2842 得电，其输出端输出高电平，功率 MOSFET 被导通，隔离变压器 T1、T2 的 Np 绕组存在逐渐变化的电流通过（此时利用的是 Np 的电感特性） ，将电能转化为磁能，并存储于磁芯的空隙处（此时次边的整流二极管处于反向偏置而截止，能量不能 通过次边释放，因此被存储于变压器中） 。当流过 Np 的电流达到门限值时（通过原边限流电阻检测原边 电流，并反馈回芯片 UC2842 的电流检测引脚） ，使得 UC2842 的输出转变为低电平，导致功率 MOSFET 被 关断，Np 两端的极性发生反转，次边两端的极性同时发生反转，次边的整流二极管处于正向偏置而导 通，变压器存储的能量转化为电能，并通过整流二极管释放能量，负载两端获得工作电压，同时反馈电 路得电，检测输出电压，并反馈回芯片 UC2842 的误差比较器的同向输入端，当误差比较器的输出端达 到 1V 时，其输出端输出高电平（同时这个电平还调节了原边电流检测的门限值） ，功率 MOSFET 被导通， 系统得以实现周而复始的运行。 3） 输入过/欠压保护电路 输入过/欠压保护电路由基准电压源 TL431 及外围电路构成，通过对输入电压的取样，并与基准 电压进行比较，其结果控制芯片 UC2842 的供电电压（网络标号 BH） ，实现过欠压保护的功能，能自 恢复。 输入电压的过压保护:188V5V； 输入电压的欠压保护:36V5V。 11 V IN + V IV G 13 D9 1N4148 C16 2.2uF C17 2.2uF R93 110k R94 270k R95 5.1k R 90 10 0k R 9130 k R9210k 12 D10 3.3V 12 D11 15V C A A NN A A R D 7T L4 31 ID C A A NN A A R D 8T L4 31 ID BH R 54 3.3k BH 3 1 4 D 12 IR FD 1 20 +16V 图 3-5 过欠压保护电路 4）5V 过压保护电路 5V 输出过压保护电路由光电耦合器、5.1V 稳压二极管、可控硅及外围电路组成，当输出电压大于 6.1V 时，过压保护电路动作，其结果可控制芯片 UC2842 的供电电压（网络标号 BH） ，实现过压保护的 功能。 不可自恢复。 C18 0.1uF D14 MCR08MT 13 D 13 1N 4 14 8 U 2 T LP52 1-1 C19 0.1uF R 50 5.1k R52 1k R 51 10 0 12 D 15 MMSZ5232V/5.6V 12 D11 15V B H R 53 3.3k +5V 5V G +5V 5V G 3 1 4 D 12 IR FD 1 20 +16V 11 0V G 图 3-6 5V 过压保护电路 5）反馈电路 反馈回路由光电耦合器、电压基准源 TL431 及外围电路组成，实现隔离反馈功能，从而使输出电压的 稳定性能满足设计需求。 12 C 83 0.1u F C 820.1u F R 75 2.0k R76 2.21k R77 100k R 791k R 8039 0 U 31 T LP52 1-1 C A A NN A A R D 41 T L4 31 ID 5V G +5V R EF U 30 -2 图 3-7 5V 反馈电路 6）均流控制电路 由于两块电源插件采用热备冗余技术，就必须具备具备均流功能。使用二极管 VJ1-VJ5 实现防串 扰及自动均流功能。 通讯记录单元通讯记录单元 通讯记录单元以 ARM LPC2294 芯片为核心器件，由 TPS73HD318PWP 电源芯片、TPS3305-18D 电源监视 芯片、TE28F128J3D75 存储器、FM1808 铁电非易失性存储器、PCA82C250T CAN 驱动器、ADM2486BRW RS485 通讯控制器、ISP1362BD USB 控制器、RTL8019AS 以太网控制器等电路组成，由 48 芯插头并通过机 箱内母板印制线与各单元相联系，通过机箱后背板专用插座与监控装置通信。其原理框图如图 3-8 所示。 LPC2294 监监控控装装置置 母母板板 ( (R RS S4 48 85 5总总线线兼兼容容老老插插件件，C CA AN N总总线线扩扩展展新新插插件件) ) 预留1预留n TMIS DIMS语音录音 F FL LA AS SH H存存储储器器1 16 6M M U US SB B转转储储接接口口 T TS SC C1 1 I IS SP P 通通讯讯记记录录单单元元 铁铁电电存存储储器器 3 32 2K K RS485 RS232 CAN CAN RS485 以太网 图 3-8 通讯记录单元原理框图 13 3.2.2.1CPU 及其特性 通讯记录板的 CPU 芯片 U1 采用 philips ARM LPC2294 芯片，这款芯片具有以下特性： 32 位 ARM7TDMI-S 微控制器 16K 字节静态 RAM 256K 字节片内 Flash 程序存储器 32 位数据总线 片内 Boot 装载程序实现 ISP 4 个互连的 CAN 接口，带有先进的验收滤波器 多个串行接口，包括 2 个 16C550 工业标准 UART、高速 I C 接口（400 kHz）和 2 个 SPI 接口； 通过片内 PLL 可实现最大为 60MHz 的 CPU 操作频率； 多达 112 个通用 I/O 口（可承受 5V 电压） ，12 个独立外部中断引脚； 片内晶振频率范围：130 MHz 双电源：CPU 操作电压范围：1.651.95 V(1.8 V 8.3%) ；I/O 操作电压范围：3.03.6 V(3.3 V 10%) 3.2.2.2电源及电源监视电路 板上电源分别有 5V、1.8V、3.3V，电源芯片 U2 采用 TI 的 TPS73HD318PWP，提供两路输出电压，一路 为 3.3V，一路为 1.8V,每路的最大输出电流为 750mA。另外该芯片提供的宽度为 200ms 的低电平复位脉冲 还可以用来作为 LPC2294 的上电复位信号。电压监视电路采用 TI 的 TPS3305，它能实现对两路电源的监 视，同时也可以接手工复位开关。 3.2.2.2 数据存储电路 U25（TE28F128J3D75）为 3.3V 供电的 EPROM 存储器，共 16M 字节的存储容量，用于存放通讯记录板 所形成的文件。 U49（FM1808）为 3.3V 供电的铁电非易失性存储器，具有存储速度快、擦写次数多，以及功耗低的特 点，掉电数据可保持 10 年，可用于保存关键数据。 3.2.2.2 CAN 与 RS485 通讯接口电路 通讯记录板提供了以下通讯接口; 1 路 RS485：用于兼容老 TAX2 装置与监控装置的通讯。用于从监控获取年月日、时分秒、公里标、 运行速度、机车号、车次、车种、区段号、车站号、司机号、副司机号、列车编组等信息； 1 路 RS485：用于兼容原 TAX2 装置的内部总线；负责将从监控获取的信息通过 RS485 方式以每隔 50ms 周期发布给 TAX 装置内各功能单元，各功能单元将经过分析判断且要求记录的信息返回给通 讯记录单元进行记录。 14 为了增强 TAX07 装置的对外扩展能力，通讯记录板增加了 4 路 CAN 通讯接口： 2 路 CAN（CANA/CANB）：用于和监控装置进行通讯，获取年月日、时分秒、公里标、运行速度、 机车号、车次、车种、区段号、车站号、司机号、副司机号、列车编组等信息；其中 CANA、CANB 互为冗余，提高通讯可靠性。 2 路 CAN（CANC/CAND）：用作 TAX07 装置的内部总线；负责将从监控获取的信息通过 RS485 方式 以每隔 50ms 周期发布给 TAX 装置内各功能单元，各功能单元将经过分析判断且要求记录的信息 返回给通讯记录单元进行记录。其中 CANC、CAND 互为冗余，以提高通讯可靠性。 与功能单元的通信:RS-485 通信方式 波特率28.8Kbps 与功能单元的通信:CAN 通信方式 波特率500Kbps 与监控装置的通信: RS-485 通信方式 波特率9600bps 与监控装置的通信: CAN 通信方式 波特率500Kbps RS485 通讯电路采用自带电气隔离的 ADM2486 芯片，其额定隔离电压高达 2500V，支持最高速度 20Mbps，同时兼容 3V/5V 工作电压。比较这种使用于 3.3V 和 5V 电源并存的情况，性能稳定，且节省电路 板空间。 CAN 通讯接口芯片采用较为成熟的 PCA82C250T，隔离电源采用 TI 的 DCR010505。5V 信号与 3.3V 信号 的转换采用门电路 74AHC1G08DBV 来实现。来自 CPU(LPC2294)的串行数据经过光耦隔离，再经 CAN 总线驱 动器 82C250，由其差分端 CANH、CANL 送到物理总线上。 3.2.2.2 USB 通讯接口 为了提供高速便捷的文件下载方式，通讯记录板提供了 USB 接口，用于通过优盘转储文件。USB 电路 采用的接口芯片是 Philips 公司的 ISP1362，它符合 USB2.0 协议，具有两个 USB 接口，内部有三个 USB 控制器主机控制器、设备控制器，以及 OTG 控制器。其中 Port2 固定用作下行口，Port1 可灵活配置 为下行口、上行口、OTG 口，便于将来进行功能扩展，如上传程序等。 3.2.2.2 以太网接口 通讯记录板提供了 1 路以太网接口，可通过以太网方式与 LAIS 无线数传装置连接，TAX07 装置的大 容量数据可经由 WLAN 无线局域网方式远程下载到地面服务器。 通讯记录板所采用的以太网控制器是 RealTek 的 RTL8019AS 芯片（U43） ，信号经由隔离变压器 U50（HR601627）滤波信号变成平衡信号传输，防止电涌，以减少共模干扰，提高传输效率。面板上以太 网接头采用的国际通用的 M12 插座。 15 电源滤波板电源滤波板 由于机车上使用的大功率设备较多，特别是一些大的感性负载启停时会给机车的供电系统造成严重 干扰，使得机车电压有较大幅度的涨落；机车上电机的启停，机车头灯开启时的拉弧，还会使机车电源窜 入很高的尖脉冲干扰。为了保护监测装置的电源，特设计此滤波电路。 电源滤波板由 Lc 电路构成。其电路原理如图 3-5 所示： 图 3-5 110V 电源输入滤波电路 电源滤波板有 4 个接线端子，分别为 VIN+,VIN-,VOUT+,VOUT-，Vin-为机车+110V 电源的输入端。+110V 经过 5A 保险管 F1，顺向二极管 V1（2BF5E）送入 L1 和 C1C3 组成的低通滤波电路进行滤波，使带有毛剌 和不稳的机车电源变得比较平滑稳定后经 VOUT+和 VOUT-两端子输出送入装置电源输入端，从原理图上可知， VIN-,VOUT-实际上是相连的。这里 V1 起顺向作用，以免输入电压极性接反时烧毁元器件，V2 是在关断 Vin 时给 L1 提供一个电流泄放回路，以免 L1 两端产生瞬间高压。 3.33.3 各功能单元接口、功能及原理各功能单元接口、功能及原理 装置中轨道检测单元、弓网检测单元、TMIS 单元、DMIS 单元、语音录音单元和预留的 4 个备用单元 48 芯插头中的 DBZ8DBZ14 共 12 个引脚作为专用引脚用于对外引线，各引脚定义因单元不同而不同；其 余引脚采用标准定义，各单元完全一致，具体定义参见表 1 中的有关说明。 表 各检测单元电源及通讯线芯插头引脚标准定义表: 引引 脚脚 号号 定定 义义 标标 志志 含含 义义引引 脚脚 号号 定定 义义 标标 志志 含含 义义 DBZ2 110V 地110V 电源“地” DBZ4+110V 110V 电源“+” D6CANBH 内部 CANA 总线高 Z6CANBL 内部 CANA 总线低 D16CANAH 内部 CANB 总线高 Z16CANAL 内部 CANB 总线低 D18COMA 通讯线 B18COMB 通讯线 Z18 COM 地通讯线地（通讯第三导体） D20+24V 24V 电源“+” Z20 24V 地24V 电源“地” DBZ22 15V 地15V 电源“地” DBZ24+5V 5V 电源“+” DBZ26+15V 15V 电源“+” DBZ28-12V -12V 电源“+” DBZ30+12V +12V 电源“+” DBZ32GND 5V、12V电源公用地 C1 100uF/250V C2 100uF/250V 1uF/250V L1 V1 2BF5E V2 2BF5E F1 5A VIN+VOUT+ VIN-GOUT- C3 16 在本装置中，各功能单元均采用电源隔离、通信接口隔离和对外输入/出隔离技术，以提高装置 的可靠性、安全性和抗干扰性。各单元面板上均设有指示灯或测试孔，以用于各单元的工作状态、故障 状态指示及对某些模拟量信号的测量，便于对装置的检测及维护。各单元功能及原理简介如下： 3.3.1 轨道检测单元 用于机车运行时动态检测轨道的技术状况。其基本原理是通过安装在机车上的振动传感器检测机车运 行时的横向和垂向加速度值，在对其进行分析处理后得出机车在运行轨道上的晃动等级，从而判定相关地 点的轨道状况。本单元还将横向超限和垂向超限的时间、地点、加速度值等数据实时反馈给通讯记录进行 记录，以便地面的进一步分析和及时对轨道设备进行维护。 3.3.2 弓网检测单元 用于电力机车运行时动态检测弓网的技术状况。该单元对由拉出值和硬点冲击超限检测传感器检测 到的拉出值超限、硬点冲击超限等信号进行处理，能及时检测到电力机车在运行线路上的弓网状态，并将 确定的拉出值和硬点冲击超限点的时间、线路公里标、速度等信息实时反馈给通讯记录单元进行记录，以 便地面的进一步分析和及时对弓网设备进行维护。 3.3.3 TMIS 单元 又称机车标签写入单元，它的主要功能是从监控装置获取的车次、车号、本/补、客/货、时间、公 里标等列车运行信息实时传送给车号识别系统中的机车标签设备，再由车号自动识别系统的地面识别设备 和管理设备传送给 TMIS 系统，完成 TMIS 系统对机车的动态跟踪管理。 3.3.4 DMIS 单元 它是 DMIS 工程无线车次号校核系统的车次等信息的传输源。它的主要功能是将从监控装置获取的列 车运行的时间、公里标、车次、信号机编号和速度等信息经调制后，通过机车电台传输到车站地面电台， 再传送给 DMIS 系统，完成对机车的调度管理。 3.3.5 语音录音单元 它是无线列调语音录音装置的车载设备。该单元将机车乘务员通过列车无线电调度电话进行的收、 发语音信号，按数字压缩形式，并以从监控装置获取的时间、公里标作为基准座标进行存储记录，再通过 地面语音回放器来转储以及还原回放语音信号，以加强对“车机联控”的规范化管理。 3.3.6 备用单元 预留给尚待开发的功能单元。 17 4安装指南 4.14.1 安装技术要求安装技术要求 机箱外形尺寸为：448.7mm(宽)117mm(高)450mm(深)，建议留有安装空间为：600mm(宽) 300mm(高)500mm(深)。 安装要求：在机箱底部由 4 个随机带 M840 螺钉固定，螺钉间的间距为 251.6mm(宽)190mm(深)， 随机带有 4 个橡胶垫起减震作用。 安装位置要求在避尘、雨，通风较好，环境温度适中，电磁干扰小，方便数据转储和装置检修、维护 的机车室内适当位置。建议尽量靠近监控装置主机（箱） ，以便使有关连线最短。监测装置外形及安装尺 寸示意图见图 4-1。 448.7 117 458 190 251.6 图 4-1 TAX07 型监测装置外形示意图 4.24.2装车及对外布线装车及对外布线 装置对外插座分布装置对外插座分布 装置内各单元插件采用统一的 48 芯插头，通过箱内母板上的 48 芯插座及印制线将各功能单元相连。 各单元在装置背后采用独立的插座对外引线，机箱后背板插座分布示意如图 6 所示。 18 X16 X4 X6 X11 X12X7X5X8 X15X2X9X1 X14X13X17X3X10 电源开关 开关 备用2 电源 TMIS备用0备用3备用1DMIS弓网检测 备用4 备用5检测通讯语音录音监控通讯 级连 备用8监控CAN轨道检测 图 6 TAX07 型监测装置背板插座分布示意 安装布线安装布线 以下以 TMIS 单元接机车标签为例作安装布线连接关系说明： 1)1)与监控装置连接，其连接关系示意如图与监控装置连接，其连接关系示意如图 7 7 所示：所示： X8 TX1 X8 LKJ-93监控原有通讯电缆 （7芯） LKJ-93监控通讯电缆 （7芯） LKJ-93监测通讯电缆 （3芯） 电源电缆 （2芯） 标签电缆 （7芯） JX3（备用） JX4 JX1 JX2 X13（X14） X14（X13） TX8 TX5 BX1 T TA AX X0 07 7型型机机车车安安全全信信息息 综综合合监监测测装装置置 蓄蓄电电池池机机车车标标签签 T TA AL L9 93 3监监控控通通 讯讯接接线线盒盒 L LK KJ J- -9 93 3型型 显显示示器器I I L LK KJ J- -9 93 3型型 显显示示器器I II I L LK KJ J- -9 93 3型型监监控控装装置置 图 7 与 LKJ-93A 连接关系示意图 19 2)2)与与 LKJ2000LKJ2000 型监控装置连接，其连接关系示意如图型监控装置连接，其连接关系示意如图 8 8 所示：所示： T TA AX X0 07 7型型机机车车安安全全信信息息 综综合合监监测测装装置置 L LK KJ J2 20 00 00 0型型 显显示示器器I I L LK KJ J2 20 00 00 0型型 显显示示器器I II I X38T X37T X39T X9TX9T TX1 蓄蓄电电池池机机车车标标签签 TX8 TX5 BX1 电源电缆2芯 标签电缆7芯 监控通讯电缆 3芯 L LK KJ J2 20 00 00 0型型监监控控装装置置 图 8 与 LKJ2000 型监控装置连接关系示意图 20 3)3)与与 TSC1TSC1 无线传输连接，其连接关系示意如图无线传输连接，其连接关系示意如图 9 9 所示：所示： TX1 电源电缆 （2芯） 标签电缆 （7芯） JX1 JX2 TX8 TX5 BX1 T TS SC C1 1无无线线传传输输主主机机 L LK KJ J2 20 00 00 0型型监监控控装装置置 X37 X36 JX4 JS2TJS1T 事事故故状状态态记记 录录仪仪 TMIS TX2T T TA AL L9 93 3监监控控通通 讯讯接接线线盒盒 T TA AX X0 07 7型型机机车车安安全全信信息息综综合合 监监测测装装置置 蓄蓄电电池池机机车车标标签签 图 9 与 TSC1 连接关系示意图 说明：监测装置 TX1、TX5、TX8 对应其后背板字符为 X1、X5、X8 插座。 21 通用电缆接线表通用电缆接线表 表 1 监测装置与 TAL93 型接线盒连线表 起点（起点（TAL93TAL93 型接线盒）型接线盒）终点（监测装置）终点（监测装置）信号信号 名称名称引脚号引脚号套管号套管号 插插头头（座座）型型号号 及及规规格格 引脚号引脚号套管号套管号 插插头头（座座）型型号号 规规格格 导线型号导线型号 及规格及规格 通讯地 JX4T： 1 119 TX1T：3 T119 通讯 A JX4T： 2 J161 TX1T：1 161 通讯 B JX4T： 3 J162 TX1T：2 T162 屏蔽地 JX4T： 4 J169 10芯航空插头 (座) Y2M- 10TK（ZJ） 屏蔽层 4 芯航空插头 （座） YP21TK （ZJ）8UQ 3 芯控制电 缆 KYJVP- 30.75mm2 表 2 监测装置与电源连线表 起点（监测装置）起点（监测装置）终点（蓄电池）终点（蓄电池） 信号信号 名称名称引脚号引脚号 套管套管 号号 插插头头（座座）型型号号 及及规规格格 引脚号引脚号套管号套管号 插插头头（座座）型型号号 规规格格 导线型号导线型号 及规格及规格 110V+ TX8T： 1 T140 包头焊片 110V+ 110V- TX8T： 2 T149 3芯航空插头 (座) YP21TK （ZJ）3UQ 包头焊片 110V- 2 芯护套线 RVV- 20.75mm2 表 3 LKJ-93A 型监控装置与 TAL93 型接线盒连线表 起点（起点（LKJ-93ALKJ-93A 监控装置）监控装置）终点（终点（TAL93TAL93 型接线盒）型接线盒） 信号信号 名称名称引脚号引脚号套管号套管号 插插头头（座座）型型 号号及及规规格格 引脚号引脚号套管号套管号 插插头头（座座）型型号号 规规格格 导线型号及导线型号及 规格规格 通讯 地 X13T：1 J119 JX1T：1 J119 通讯 AX13T：2 J161 JX1T：2 J161 通讯 BX13T：3 J162 JX1T：3 J162 屏蔽 地 X13T：4 J169 JX1T：4 J169 3 芯控制电 缆 KYJVP- 30.75mm2 屏蔽 地 X13T：5 J169 JX1T：5 J169 15V- X13T：6 J159 JX1T：6 J159 15V+ X13T：7 J150 JX1T：7 J150 故障输 出 X13T：8 J146 JX1T：8 J146 110V- X13T：10 J139 10芯航空插 头(座) Y2M-10TK （ZJ） JX1T：10 J139 10芯航空插头 （座） Y2M- 10TK（ZJ） 4 芯屏蔽线 RVVP-4 0.75mm2 表 4 TAL93 型接线盒与 LKJ-93A 显示器连线表 起点（起点（TAL93TAL93 型接线盒）型接线盒）终点（终点（LKJ-93ALKJ-93A 显示器）显示器） 信号信号 名称名称引脚号引脚号套管号套管号 插插头头（座座）型型 号号及及规规格格 引脚号引脚号套管号套管号 插插头头（座座）型型号号 规规格格 导线型号及导线型号及 规格规格 通讯地JX2T：1 J119 X8T：10 J119 通讯 AJX2T：2 J161 10芯航空插 X8T：8 J161 10芯航空插3 芯控制电 缆 KYJVP- 22 通讯 BJX2T：3 J162 X8T：9 J162 屏蔽地JX2T：4 J169 屏蔽层 30.75mm2 屏蔽地JX2T：5 J169 屏蔽层 15V（-）JX2T：6 J159 X8T：3 J159 15V（+）JX2T：7 J150 X8T：4 J150 故障输出JX2T：8 J146 X8T：2 J146 110V（- ） JX2T：10 J139 头（座） Y2M-10TK （ZJ） X8T：1 J139 头（座） Y2M- 10TK（ZJ） 4 芯屏蔽线 RVVP- 40.75mm2 表 5 TAX07 监测装置与 LKJ2000 型监控装置连线表 起点（起点（LKJ2000LKJ2000 型主机箱）型主机箱） 终点（终点（TAX07TAX07 装置）装置） 导线型号及规导线型号及规 格格 信号信号 名称名称 引