內(nèi)燃機(jī)車中繼控制器的研究與設(shè)計(jì)——龔克勤第一章緒論第二章內(nèi)燃機(jī)車的電氣系統(tǒng)分析第三章中繼控制器的硬件設(shè)計(jì)第四章中繼控制器的軟件設(shè)計(jì)第五章現(xiàn)場(chǎng)安裝與調(diào)試第六章總結(jié)與展望電氣分析硬件設(shè)計(jì)軟件設(shè)計(jì)安裝調(diào)試總結(jié)與展望第一章緒論

2013年交通運(yùn)輸部統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)鐵路機(jī)車擁有量：2.08萬(wàn)臺(tái)鐵路營(yíng)業(yè)里程：10.31萬(wàn)公里47.8%54.1%52.2%45.9%

我國(guó)內(nèi)燃機(jī)車發(fā)展概述第一代仿制階段：1964-1984第二代自主開發(fā)：1969-第三代全面提升：1992-第四代交流傳動(dòng)：1999-可靠性差易誤動(dòng)作布線復(fù)雜不易變更控制功能故障查找困難傳統(tǒng)有觸點(diǎn)控制電路的缺陷中繼控制器的設(shè)計(jì)思路

MOSFET繼電器嵌入式聯(lián)鎖邏輯中繼控制器的總體結(jié)構(gòu)

電壓等級(jí)為直流24V需間接驅(qū)動(dòng)負(fù)載，造成二次驅(qū)動(dòng)無(wú)法參與外部電路運(yùn)算無(wú)觸點(diǎn)改造并不徹底，應(yīng)用受限制基于通用PLC改造方案的缺陷

需要掌握兩套系統(tǒng)增加了開發(fā)調(diào)試的難度JATG組網(wǎng)不靈活不利于硬件模塊化設(shè)計(jì)DSP+CPLD+JTAG改造方案的缺陷緒論硬件設(shè)計(jì)軟件設(shè)計(jì)安裝調(diào)試總結(jié)與展望第二章電氣系統(tǒng)分析

主型調(diào)車內(nèi)燃機(jī)車用途………………調(diào)車兼小運(yùn)轉(zhuǎn)機(jī)車傳動(dòng)方式……………交-直流電力傳動(dòng)標(biāo)稱功率………930kW裝用柴油機(jī)型號(hào)………………8V240ZJ或8V240ZJ最大速度………80km/h持續(xù)速度……9.18km/h軸式………………C0-C0軸重…………………23t通過(guò)最小曲線半徑………………100m東風(fēng)5型內(nèi)燃機(jī)車主要技術(shù)參數(shù)東風(fēng)5型內(nèi)燃機(jī)車電路組成東風(fēng)5型內(nèi)燃機(jī)車走車控制流程柴油機(jī)起動(dòng)電路控制電路電源供給原理圖手動(dòng)打滑油甩車起動(dòng)燃油泵起動(dòng)柴油機(jī)柴油機(jī)起動(dòng)步驟柴油機(jī)起動(dòng)電路原理圖輔助發(fā)電電路原理圖空壓機(jī)控制電路原理圖機(jī)車運(yùn)行方向控制電路原理圖機(jī)車走車控制電路原理圖電子恒功勵(lì)磁電路原理圖序號(hào)線號(hào)線路得電時(shí)的信號(hào)意義控制電路1565司機(jī)控制器SKQ“5”號(hào)觸指閉合1ZJ線圈2573B電子溫控器1WKQ內(nèi)部導(dǎo)通2ZJ線圈3621柴油機(jī)轉(zhuǎn)速保護(hù)裝置CS-1內(nèi)部導(dǎo)通3ZJ線圈4613差示壓力表CYJ閉合4ZJ線圈5653勵(lì)磁開關(guān)LK閉合5ZJ線圈6439機(jī)車方向控制器FKQ“3”號(hào)觸指閉合6ZJ線圈7437換向風(fēng)壓繼電器4YJ閉合6ZJ線圈8655風(fēng)壓機(jī)開關(guān)7K閉合7ZJ/YC線圈9661風(fēng)泵風(fēng)壓繼電器3YJ閉合7ZJ線圈10312C微機(jī)勵(lì)磁裝置WK-2內(nèi)部導(dǎo)通8ZJ線圈11375TJ、DJ、1~6LJ、7LJ、AK均閉合LLC/LC線圈12383卸載油壓繼電器2YJ閉合LLC/LC線圈13393制動(dòng)風(fēng)壓繼電器5YJ閉合LLC/LC線圈14585燃油泵起動(dòng)開關(guān)4K閉合RBC/LDT線圈中繼控制器輸入線號(hào)序號(hào)線號(hào)線路得電時(shí)的信號(hào)意義控制電路15633發(fā)電機(jī)勵(lì)磁接觸器FLC前端得電FLC線圈16635故障發(fā)電勵(lì)磁接觸器GFC前端得電GFC線圈17317主接觸器3C前端得電3C線圈18321主接觸器2C前端得電2C線圈19323主接觸器1C前端得電1C線圈20325主接觸器6C前端得電6C線圈21327主接觸器5C前端得電5C線圈22329主接觸器4C前端得電4C線圈23553起動(dòng)按鈕1KA閉合且盤車機(jī)構(gòu)脫開QBC/QC線圈24579啟動(dòng)泵開關(guān)3K閉合QBC線圈25667風(fēng)壓機(jī)手動(dòng)按鈕2KA閉合YC線圈26335機(jī)車方向控制器FKQ“1”號(hào)觸指閉合HK前進(jìn)線圈27345機(jī)車方向控制器FKQ“2”號(hào)觸指閉合HK后退線圈中繼控制器輸入線號(hào)中繼控制器替代類輸出線號(hào)序號(hào)輸出正端輸出負(fù)端替代觸頭控制電路1207C253A1ZJ常閉觸頭勵(lì)磁機(jī)勵(lì)磁電路2209211A5ZJ常閉觸頭測(cè)速發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電路32392115ZJ常開觸頭測(cè)速發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電路4235233A5ZJ常閉觸頭測(cè)速發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電路5223B2415ZJ常開觸頭測(cè)速發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電路64514536ZJ常開觸頭機(jī)車運(yùn)行方向控制電路74734756ZJ常開觸頭機(jī)車運(yùn)行方向控制電路82192218ZJ常閉觸頭測(cè)速發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電路98018412ZJ常開觸頭信號(hào)燈2XD電路108018354ZJ常開觸頭信號(hào)燈1XD電路118018916ZJ常閉觸頭信號(hào)燈10XD電路128018978ZJ常開觸頭信號(hào)燈11XD電路中繼控制器驅(qū)動(dòng)類輸出線號(hào)序號(hào)輸出負(fù)端控制對(duì)象序號(hào)輸出負(fù)端控制對(duì)象1561QBC線圈114232C線圈2665YC線圈124251C線圈3591RBC線圈134276C線圈4395BLLC線圈144295C線圈5407LC線圈154314C線圈6563QC線圈164572HK前進(jìn)線圈7633FLC線圈17457A1HK前進(jìn)線圈8635GFC線圈184792HK后退線圈9591ALDT線圈19479A1HK后退線圈103193C線圈緒論電氣分析軟件設(shè)計(jì)安裝調(diào)試總結(jié)與展望第三章硬件設(shè)計(jì)中繼控制器的總體結(jié)構(gòu)主控板的硬件結(jié)構(gòu)●32位的Cortex-M3內(nèi)核，LQPF封裝●72MHz運(yùn)行頻率，1.25DMIPS/MHz●快速可嵌套中斷，6~12個(gè)時(shí)鐘周期●64~256KB的FLASH，最高64KB的SRAM●2.0~3.6V的電源電壓●提供3種低功耗模式：休眠、停止和待機(jī)●支持12通道DMA控制器●支持串行調(diào)試接口SWD，支持JTAG調(diào)試接口●支持多種工業(yè)接口標(biāo)準(zhǔn)：5個(gè)USART接口，3個(gè)SPI

接口，1個(gè)USBOTG全速接口，1個(gè)以太網(wǎng)模塊主芯片：STM32F107RS-485差分信號(hào)傳輸抗干擾性強(qiáng)兩線制通信鏈路主從通信方式串行通信總線的選擇主控板的以太網(wǎng)接口電路主控板的其它外圍電路存儲(chǔ)電路冗余管理電路板卡識(shí)別電路狀態(tài)顯示電路主控板的電源模塊輸入輸出板的輸入通道輸入輸出板的輸出通道通路通信通路供電通路協(xié)調(diào)機(jī)制主板識(shí)別IO板IO板自身識(shí)別背板的兩大作用背板緒論電氣分析硬件設(shè)計(jì)安裝調(diào)試總結(jié)與展望第四章軟件設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)傳輸串口初始化中斷向量表的配置數(shù)據(jù)的中斷收發(fā)方式中繼控制器的數(shù)據(jù)傳輸設(shè)計(jì)中繼控制器的總線管理方式輪詢1號(hào)板輪詢2號(hào)板輪詢3號(hào)板輪詢4號(hào)板邏輯運(yùn)算中繼控制器的總線管理方式中繼控制器的總線管理方式芯片處理能力合理的總線管理較快響應(yīng)速度緒論電氣分析硬件設(shè)計(jì)軟件設(shè)計(jì)總結(jié)與展望第五章現(xiàn)場(chǎng)安裝與調(diào)試中繼控制器樣機(jī)的試制中繼控制器樣機(jī)的試制中繼控制器的裝車調(diào)試線號(hào)標(biāo)簽丟失電源模塊匹配改造完成至今，控制器未發(fā)生故障中繼控制器的裝車調(diào)試緒論電氣分析硬件設(shè)計(jì)安裝調(diào)試總結(jié)與展望第六章總結(jié)與展望中繼控制器解決的問(wèn)題●運(yùn)用大規(guī)模集成電路，簡(jiǎn)化布線與檢修●用“柔性控制”代替硬線連接的聯(lián)鎖控制●使機(jī)車電氣控制系統(tǒng)的可靠性顯著提高●采用模塊化設(shè)計(jì)，有望進(jìn)一步減少各類車載

控制