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15/32校对:周少云审核姚晓阳铁道部株洲电力机车研究所二00四年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2013. 附图 12814. 附图 229一、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DF8B机车的

2、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W2500m工作温度-25C+70C空气湿度90%倾斜度10耐振：适应纵、横、垂直三方面，15OH乙10m/s：耐冲击VBOm/s，装在能防雨、雪、风沙车体内1 物理参数外形尺寸：770 X 486.5 X 1100mm机柜质量:约130kg安装要求：底部4XE40、背部2XE25橡胶减振器吊装方式：吊五螺钉4XM122 电气结构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

3、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：17FE840A1ZS456-340010DL数字量输出

4、1017FE830A1ZS456-330010DL数字量输入1117FE850A1ZS456-350010DL模拟量输入1317FE820A1ZS456-320A010DL频率串口板1717FE810A1ZS456-310A010DLCPU板18代号图号名称 插槽号2.2.1 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+5V3com5com5com54com5com5com55-15V-15V-15V6+ 15V+ 15V+ 15V7coml5coml5co

5、m 158DATODATl9DAT2DAT310DAT4DAT511DAT6DAT712ADROADRI13ADR2ADR314ADR4ADR515ADR6ADR716SELOSEL117SEL2SEL318IORCIOWC19XACKRBI20INITRUN21WRBCLK22RD23ILKOTILKIN24COM5COM5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+5V3com5com5com54com5com5com55-15V-15V-15V6+ 15V+ 15V+ 1

6、5V7com 15com 15com 158DATODATl9DAT2DAT310DAT4DAT511DAT6DAT712ADROADRI13ADR2ADR314ADR4ADR515ADR6ADR716ADR8ADR917ADRAADRB18ADRCADRD19ADREADRF20DAT8DAT921DATADATB22DATCDATD23DATEDATF24COM5COM525BHENADR10（接 com）ABC26IORCIOWC27MRDCMWTC28XACKRBI29INITRUN30RB2BCLK31ACLKRB332ILKOTILKIN33ADR11所有的I/O插件及CPU、存储

7、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、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 面板说明而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LW515N12564o 6个56芯插座型号为J19Y56乙 它是木屏与机车的接口。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。该系统设计的存储器分程序存储器(flash,Dl-D2,lMbytes),数据存 储器(RAM,D20,512Kbytes), 后备

8、电池存储器 (BRAM,D24D27,2Mbytcs)。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)- 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RS4

9、85(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(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

10、)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（辅助交流用）(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（辅助交流用）(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（辅助交流用）(30)后冷却风扇转换接触器闭合信号（辅助交流用

11、）(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W 2A,开关频率0. 5Hzo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

12、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)(7)(8)(9)(10)(11)(12)(13)(14)(15)(16)(17)(18)(19)(20)(21)(22)(23)(24)(25)(26) （6）16秣牵引电动机电枢电流信号制动磁场电流主发电机输出电压励磁机励磁电流接地漏电流主发励磁电流励磁机整流输岀电压（制动）燃油滤清器出口压力然油泵岀口压力#2增压器进口压力#1增压器进口压力机油滤清器进口压力机油进口压力机油出口压力LCP高端电

13、压LCP滑动端电压+24V电源电压-24V电源电压牵引励磁机输出电压交流辅发电压1（辅助交流用）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。*电压调整是指不论压缩机是否工作，使辅机维持110VDC2%。压缩机软启动，当得到指令后，先降辅助发电机电压到X压缩机接触器合闸时刻y心 插图1S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。c?u-:32Lccic decode

14、-2KbFlashLIDowrlead conrecfionSerial corrmjrication 1 1 II Scncilcomrr jnicaiicn swi:ch32 dici:al n/Jiqital in :cstri i ii? dic ral oj:3 trigger out- : /Exciter cu： dri/cIsclaticri cj：Serialcorir-iiico;icnFrequence r msfcrriAnaloq ir i- I-i . i I iImontrol二。切 COM 2 *5 *requence irjnalcg ir I “初也 cu:

15、45V I* 5VFio/I- L3S3/ CorTrol Box S7ruc;jre lacrarr插图3 LCS32微机工作原理框图DIDe2prom2KrnUSARTBBUROM日历 时钟存储器板彳PWM至励磁机/数字输入板光电隔离0限流限压 11J地址/数据/控制总线 传感器C 输入板模拟扩16： 1 选择 012位A/D地址锁存16 | 1选择15路模入中断 控制地址 译码频率 输入板8路TXMR8路速度信号、16路开关量16路棋入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

16、0110V低压通道为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：124V2.5V6.6柜内电源参数5V0.5%5A15V1. 5%2. 2A24V10%-5%6A7使用注意事项A. 拔出N 101N105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

17、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M10X25的安装孔，背部有2个M8X20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芯插头与木柜对应插座连接，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

18、。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，CPLDI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，则可通过电源插件而板上 的插孔进行检查。若是

19、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，并将插件而板上的纽子 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

20、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

21、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

22、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、接触器及其线路方而查起， 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，在地而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：地而试验在2d20接110V+,在2d24接110V-,则应该在如下端子产生相应电压:Id22:+5V, ld30:+15V, ldl6 :公共 地，ld28 : -15V, 2d6 : +24V , 2d2 : -24V ,在车上，打开柜盖,用 万用表检查测孔+5V，土 15V , 24V是否正

23、常。c）信号插件:在ld2与ld32 （地）间通204.8mA电流（电机1电流1024A）则2d22应为5V,车上DID显示TM1电流1024Ao在ld4与ld32 （地）间通204.8mA电流（电机2电流1024A）则2d26应为5V,车上DID显示TM2电流1024Ao在ld6与ld32 （地）间通204.8mA电流（电机3电流1024A）则2d28应为5V,车上DID显示TM3电流1024Ao1024A)在Id 10与ld32 （地）间通204.8mA电流（电机4电流2dl2应为5V,车上DID显示TM4电流1024Ao在ldl4与ld32 （地）间通204.8mA电流（电机6电流102

24、4A）则2dl6应为5V,车上DID显示TM6电流1024Ao在2d4与ld32 （地）间通204.8mA电流（励磁制动电流1024A） 则2d2应为5V。d）辅机插件地而测试，搭接如下电路，当电压反馈端2d4和励磁高压端 ld20 接 110V+, ld22 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2dl6上时，V0逐步降至 0,然后在空压机启动端2dl8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ldl0-ldl2接通。2416屏柜对外接线表:卩反H10H20辅机插件M12241837/

25、32X101 : Al TM磁场削弱驱动X101 : A2前;令却风扇8运行接触器驱动X101 : A3柴油机停机驱动X101 : A4前冷却风扇12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 : Cl撒砂驱动X1O1 : C2后冷却风扇12极运行接触器驱动X1O1 : C3二级电阻制动X1O1 : C4百叶窗控制驱动X1O1 : D2*D3+ 110V输入微机电源用X1O1 : D4+110V输入数字输出用X1O1 : E1*E2110V返回微机电源用X1O1 :

26、E3110V返回数字输出用X1O1 : F2110V返回数字输入用X1O1 : HlLCP高正端X1O1 : H3LCP滑动端X1O1 : KI+ 110V供励磁用X1O1 : K2+ 110V供励磁用X1O1 : L3励磁机电源X1O1 : L4励磁机电源X1O1 : Ml励磁机驱动X1O1 : M2励磁机驱动X1O1 : N3励磁机驱动返回X1O1 : N4励磁机驱动返回X102 : Al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X

27、102 : 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X102C4COM +24V 返回X102DlCOM+24V 返回X102D2#2增压器机油进口压力传感器输入X102D3#2增压器机油进口压力传感器返回X102D4#2增压器机油进口压力传感器电源X102El机油滤清器进口压力传感器电源X102E2机油滤清器进口压力传感器输入X102E3机油滤清器进口压力传感器返回X102E4COM+24V 返回X102FlCOM+24V 返回X102F2燃油泵出口压力

28、传感器输入X102F3燃油泵出口压力传感器返回X102F4燃油泵出口压力传感器电源X102G1燃油滤清器出口压力传感器电源X102G2燃油滤清器出口压力传感器输入X102G3燃油滤清器出口压力传感器返回X102G4COM+24V 返回X102Hl柴油机高温水系统进口温度输入X102H2柴油机高温水系统进口温度返回X102H3局温水系统进口温度电源X102J2中冷水系统出口温度电源X102J3柴油机中冷水系统出口温度输入X102J4柴油机中冷水系统出口温度返回X102KI热交换器出口水温输入X102K2热交换器出口水温返回X102K3热交换器出口水温电源X102L3柴油机油出口温度输入X102L

29、4柴油机油出口温度返回X102Ml柴油机油出口温度输入X102M2柴油机油出口温度返回X102N2柴油机咼温水系统出口温度电源X102N3柴油机高温水系统出口温度输入X102N4柴油机高温水系统出口温度返回X102Pl柴油机中冷水系统进口温度输入X102P2柴油机中冷水系统进口温度返回X102P3柴油机中冷水系统进口温度电源X103Al牵引工况X103A2制动工况X103A3位信号X103A4“ZC”闭合X103B2“L0闭合X103B4曲轴箱起压X103Cl柴油机工作信号X103C3自负载工况X103C4励磁线圈加电不用X103:DI3G通信屏敝（3G用）X103D2空气制动信号X103:D

30、3R422T1+ （3G 用）X103:D4R422T1- （3G 用）X103:ElR422R1+ （3G 用）X103:E2R422R1-（3G 用）X103E3主手柄电压X103:E43G通信屏敝（3G用）X103Fl主发磁场电流输入X103F2励磁机磁场电流输入X103F3励磁机电压输入制动X103 : F4接地漏电流输入X103 : G1X103 : G3X103 : G4X103 : H1X103 : H2X103 : H3SCP2返回励磁机电压输入牵引励磁机电压返回牵引TM1切除前冷却风扇故障信号TM2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

31、8运行接触器闭合信号X103:J2X103 : J3TM3切除前冷却风扇12极运行接触器闭合信X103 : J4 TM4 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 : L1X103 : L2X103 : L3X103 : L4X103 : Ml后冷却风扇转换接触器闭合信号TM磁场削弱信号按XC线圈正Xl|WJ后冷却风扇8极运行接触器闭合信号TM磁场削弱信号按XC线圈负XiU 3J1 #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

32、X103 : M4后冷却风扇断路器闭合信号X103:N3R422T2 + （3G 用）X103:N4R422T2- （3G 用）X103:P13G通信屏敝（3G用）X103:P23G通信屏敝（3G用）X103:P3R422R2 + （3G 用）X103:P4R422R2-（3G 用）X104A1#1牵引电动机速度输入X104A2#2牵引电动机速度输入X104A3#3牵引电动机速度输入X104A4#4牵引电动机速度输入X104B1#1牵引电动机速度返回X104B2#2牵引电动机速度返回X104B3#3牵引电动机速度返回X104B4#4牵引电动机速度返回X104C1#1牵引电动机速度传感器屏敝X1

33、04C2#2牵引电动机速度传感器屏敝X104C3# 3牵引电动机速度传感器屏敝X104C4#4牵引电动机速度传感器屏敝X104D1#5牵引电动机速度输入X104D2#6牵引电动机速度输入X104D3柴油机速度输入X104D4柴油机速度屏蔽X104E1#5牵引电动机速度返回X104E2#6牵引电动机速度输入X104E3柴油机速度返回X104E4#1增压器速度屏蔽X104F1# 5牵引电动机速度传感器屏敝X104F2# 6牵引电动机速度传感器屏敝X104F3#1增压器速度输入X104F4#1增压器速度返回X104G1#1冷却风扇速度输入X104G2#1冷却风扇速度返回X104G3#1冷却风扇速度屏

34、敝X104G4II 端 R+X104Hl重联T+X104H2重联TX104H3通信屏敝X104H4I端RX104JI重联R+X104J2重联RX104J4I端TX104KI二级显示X104K2I端R+X104K3I端T+X104LISCM 电源 + 15VX104L2SCM电源公共端X104L3SCM 电源-15VX104L4口端牯X104Ml电压传感器电源+15VX104M2电压传感器电源0地X104M3电压传感器电源15VX104M4口端X104N1II 端 T+X104N2# 2冷却风扇速度屏敝X104N3# 2冷却风扇速度输入X104N4# 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X104P4# 2增压器速度返回X105A1#1