LKJ2000检修培训.ppt

1、LKJ2000监视装置检查训练，汉密尔顿段车载设备工厂设备检查工区2013年10月，2，目录，第一章监视装置的电路原理第二章故障处理的一般方法第三章常见故障的处理， 第三章装置的电路原理2.1系统原理2.2监视记录卡原理2.3地面信息处理卡原理2.4通信卡原理2.5模拟量输入/卡原理2.6数字量输入卡原理2.7数字量输入/插件原理2.8电源插件原理2.9过电压抑制板原理2.10屏幕显示硬件原理2.11主板主要功能2.12扩展通信板主要功能，4，2.11系统原理系统说明，1，系统说明LKJ2000型监视装置车载部分主要是主机箱作为事故状态记录器(可选)的装置主体采用2组热备件冗馀的工作方式，由a

2、、b两组完全独立的控制单元构成，每个单元有完整的信号输入和控制输出接口模块连接，单元内部没有各个CPU的卡间有VME并联总线带CPU的插件之间通过监视记录插件、地面信息处理插件、通信插件等CAN标准串行总线连接。 系统内部串行通信网络也采用a、b两组冗馀模式。 a、b组的2个监视记录卡之间以同步通信方式进行数据交换。 主机箱和显示器以及事故状态记录器之间的连接与主机箱内部网络使用的是相同的双插槽CAN网络。 系统原理框图如下图所示： 5，2.1.1系统原理系统说明，6，2.1.1系统原理系统说明，监视记录卡的MC68332系统是监视装置的核心。 采样各种外部信息，根据收集到的数据和自己设定的数

3、据控制制动器设备。 MC68332通过数字量输入插件、数字量输入/输出插件的残奥报告来收集彩色灯信号和机车案例信息。 模拟输入/输出卡负责频率信号、模拟信号的获取(输入)和输出：模拟输入信号由模拟输入/输出卡的信号条件转换电路A/D转换器进行A/D转换，之后传输至数据总线，由MC68332读取和处理。 速度转速信号通过模拟输入输出插件信号的信号条件转换电路输送到MC68332的TP输入端口，由MC68332进行处理。 速度输出信号从MC68332输出，通过模拟输入输出模块的信号调整电路，在D/A转换、V/I转换后驱动2针速度表。7、7、7,2.1.1系统原理系统说明、通信卡通过CAN总线与MC

4、68332交换信息，通过RS485串行端口与外部设备(例如TAX2)交换信息。 地面信息处理卡通过CAN总线接收从MC68332传送的信号系统，并且将传送的过绝缘节(JYJ )信息传送到MC68332的外部中断IRQ4侧，并且由监视记录卡的CPU执行过滤器校正处理。 同时，地面信息处理卡(包括点信息接收模块)接收从点信息发送设备发送的点信息，并且通过双端口RAM实现与TMS320系统的信息传输。 通过CAN总线将点位信息传输至监视记录卡。 常用制动器紧急制动器继电器触点输出由MC68332通过数字输入输出模块的残奥电平端口进行控制。 MC68332通过CAN总线与显示器、事故状态记录器交换信息

5、。 机车110V的电源经过电压抑制板的滤波及干扰信号吸收处理而被送至电源基板进行电源转换，产生5V、15V、24V、12V等各电路的输出电压。8、8、8,2.1.2系统原理VME总线概述、2、VME总线概述1、VME总线是基于VERSA总线和欧板结构提出的开放的32位标准总线，是用于实现信息传递的公共路径(VME是Versa Module Europa的缩写) VME总线的最大实际传输速率可达到30Mbps，其所有传输采用异步控制方案，所有地址和数据均通过非复用的并行方案传输。2、VME总线结构： VME总线采用标准的96针DIN416针型连接器实现总线连接。 3.vme总线主要由4组总线构成

6、： a、数据传输总线：用于传输地址和数据信号。 这包括地址线A01-A31、AM0-AM5(地址修改码)、LWORD (长字)。 数据线D00-D31； 控制线AS (地址门)、DS0-DS1(数据门)、BERR (总线错误)、DTACK (数据传输应答)、WRITE (写入信号)。 9，9，2.1.2系统原理VME总线概要，b，仲裁总线：用于多处理器对总线资源占有权的裁决。 这是包括Bg0In Bg3In (总线许可03输入)、Bg0OutBg3Out (总线许可03输出)、BR0 BR3(总线请求0-3 )、BBSY (总线忙)、BCLR (总线清除)的c .优先中断总线：主要是突发事件的

7、应答包括中断请求(IRQ1)、中断响应(IACK )、中断响应输入(IACKIN )和中断响应输出(IACKOUT )。 d .公共总线：主要用于为各VME总线系统中的功能模块提供服务。 这是包括SYSRESET (系统复位)、SYSCLK (系统时钟、16MHZ、占空比50% )、ERCLK (串行时钟)、SERDAT (串行数据)、ACFAIL (交流故障)的LKJ2000型主板上的各96针插座和各插头板上的96针插头共同实现VME结构。10、2.1.3系统原理CAN总线、3、CAN总线can(localareanetworkcontroller )属于现场总线的范畴，是有效支持分散控制或

8、实时控制的串行通信网络，也是现场总线这种出现为分布式控制系统在各节点之间实现实时可靠的数据通信提供了强大的技术支持。 与目前许多RS-485基于r线构建的分布式控制系统相比，基于CAN总线的分布式控制系统在以下方面具有明显的优势：11，2.1.3系统原理CAN总线，首先，CAN控制器以多主方式运行，网络中的各CAN协议消除站地址代码并改用通信数据来代码，以便不同的节点能够同时接收相同的数据，因为它们的特征在于由CAN总线构成的网络的各节点之间数据通信的实时性较强，容易构成冗馀的结构。 在系统可靠性和系统灵活性方面，RS-485只能构成主从方式的结构系统，通信方式也只能以主轮询方式进行，系统的实

9、时性、可靠性差，12，2.1.3系统原理CAN总线，其次， CAN总线经由CAN控制器接口芯片82C250的两个输出端CANH和CANL连接到物理总线，其中CANH端的状态仅是高电平或者浮动状态，而CANL端的状态仅是低电平或者浮动状态。 这可以确保在RS-485网络中，如果系统发生错误，并且多节点同时向总线发送数据，则总线不会短路，并且某些节点不会损坏。 CAN节点还具有在错误严重的情况下自动关闭输出的功能，通过不影响总线上其他节点的操作，保证网络上不发生现象，各个节点有问题，总线变成“死锁”状态。13、2.1.3系统原理CAN总线，并且CAN具有的完善的通信协议可以用CAN控制器芯片及其接

10、口芯片实现，大大降低了系统开发的难度，缩短了开发周期，这些都是只有电气协议的RS 此外，与其他现场总线相比，CAN总线是形成了具有通信速率高、容易实现、性价比高等多种特征的国际标准的现场总线。 这些也是目前CAN总线应用于许多领域，具有较强市场竞争力的重要原因。、14、2.1.4系统原理双机热备原理介绍，四、为提高双机热备工作原理介绍工作的可靠性，系统采用双机主从热备冗馀方式，系统主体由a、b两组完全独立的控制单元组成，如下图所示：15、 2.1.4系统原理双机热备盘原理介绍1 .双机中的两个单元相互是热备盘，两个单元同时工作，一个是主机工作状态，另一个是备盘工作状态，主机单元的任意一个插件或

11、者插件上的任意一个备用单元的对应插件或对应通道立即动作的主机单元的监视记录卡或电源卡发生故障时，备用单元立即转移到主机运行状态，故障单元自动结束主机运行状态。 监控记录卡的1B指示灯点亮，表示主机处于动作状态。 2.2机中各组的单元有完整的信号输入和控制输出接口模块。 每个单元110V级数字量输入输出模块、50V级数字量输入模块和模拟量输入输出模块是不具有CPU的卡，这些卡和主机CPU通过VME总线方式连接，地面信息处理、通信、显示器等单元部件本身是独立的CPU 通过这些单元和主机CPU之间的17，2.1.4系统原理2机热备盘原理介绍，3，系统内部CAN串行通信网络也以a，b组冗馀模式工作。

12、a、b两组总线同时进行收发，复位时系统切换为以CANA为主，CANA发生故障时自动切换为以CANB为主。 4 .为了保证记录的数据的完整性和唯一性，备件不进行主动记录，备件记录的数据来自主机。18、2.1.5系统原理电路原理分析方法、5、电路原理分析方法LKJ2000型监视装置为多CPU系统，明确各CPU的工作任务和相互的密切关系，注意各CPU间的信息交换方式。 深入理解LKJ2000型比LKJ-93A型新增的2机冗馀佗、CAN总线、VME总线等知识。 在理解系统原理的基础上理解各卡的电路原理，在学习各卡的原理时，理解各主要芯片的功能、作用及其实现方法，明确各信号的流向。 监控装置的各功能模块

13、以欧洲标准的卡方式连接，通过主板完成各卡的CAN总线连接、VME总线连接、输入输出信号的连接。 所以，必须通过主板明确各个插件之间的连接。19、2.2监视记录卡的原理，监视记录卡负责监视运行残奥仪表的记录和同步，具有通过CAN总线和VME总线与其他卡或装置进行数据信息交换，将记录的数据传送给转储的功能。 其原理如下图所示：20、2.2监视记录卡的原理、监视记录卡的原理框图、21、2.2监视记录卡的原理、本卡是监视装置的核心，以32位单片机MC68332为核心设备。 其主要功能有： 1、根据预先存储在EPROM(U5，U6 )中的线路运行残奥表，实时检测列车速度，从而修正列车行驶距离和限速，不断

14、确定列车的位置和控制速度，进行修正2 .确定列车距信号机的距离， 检测列车速度是否超过限制速度3 .实时采样列车制动管压力和内燃机的柴油机转速或电力机车的一次电流、电压，22，2.2监视记录卡原理，4，控制数字量输入， 继电器输出5 .监测运行状况完成残奥仪表的记录和同步6 .提供系统内部日历时钟校正7 .通过同步通信实现工作主机和热备盘主机之间数据交换8.2插座CAN串行通信总线或VME残奥级总线控制系统其他功能模块9 .根据权利要求1所述的地面信息处理卡，其特征在于，所述地面信息处理卡通过中断方式接收地面信息处理卡的节日信号，该节日信号向文件的转储传输功能：地面信息处理卡传送当前的地面轨道

15、电路的信号方式和关闭方法。、23、2.2.1监视记录卡原理软元件说明、一、本卡主要软元件说明(一)主CPU介绍1、LKJ2000型监视装置的主CPU为摩托罗拉公司制造的MC68K系列的MC68332、24， 2 .新型监控装置采用MC68332作为主CPU的优点： (1)由于具备高速输入功能，速度、转速等脉冲信号的测定非常容易，不需要复杂的外部电路，高速通道的分辨率为0.2s，可以得到相当高的测定精度。 (2)通过PWM输出功能，无需D/A转换器即可轻松实现模拟输出功能。 (MC68332虽然不能说是故障安全型CPU，但具有强大的故障处理功能，可以应对中断错误、总线错误、非法命令、地址错误、格

16、式化错误、清零错误等各种外部和内部故障。 作为以故障安全为研究重点之一的新型监测，MC68332的故障安全性能非常重要。25、2.2.1监视记录卡的原理设备说明，(4)MC68332最高可达到16.78M的工作频率。 采用流水线工作方式(即指令与执行指令可以重叠进行)，该功能大大加快了CPU的运行速度，其处理速度远远快于普通微处理器，复杂的制动修正算法快而准确。 (5)有利于芯片地址范围宽、内部芯片选择功能最小的CPU模块单元的结构。 内部数据处理能力为32比特(外部数据总线宽度为16比特)，具有16M字节的地址空间，并且能够满足地址要求而无需扩展地址总线。 (6)通过内置异步和同步通信接口、

17、内部RAM和内部芯片选择逻辑功能，大大简化了外围电路的设置和校正，尤其是其内部时序处理器单元(TPU )将远离CPU的独立操作，并且以相当高的分辨率专门处理16个输入/输出信道、26、2.2.1监视记录卡原理设备说明、3、MC68332的结构模块MC68332是采用模块结构的芯片。 具有不同功能的模块被设置在主要包括中央处理单元CPU32、系统集成模块SIM、队列串行模块QSM、芯片上存储器RAM、定时处理器TPU等的一个芯片内。 模块功能如下页图：27，2.2.1监视记录卡原理设备说明，68332功能模块，28，2.2.1监视记录卡原理设备说明，MC68332的构成模块，29， 2.2.2参照监视记录卡二、CPU最小系统1、板内系统总线(1)数据总线