tax07型機車安全信息綜合監(jiān)測裝置使用說明書

1、<p>　　TAX07型機車安全信息綜合監(jiān)測裝置</p><p><b>　　使用說明書</b></p><p><b>　?。ǖ谝话妫?lt;/b></p><p>　　株洲南車時代電氣股份有限公司</p><p><b>　　安全裝備事業(yè)部</b></p>

2、<p><b>　　二00八年十二月</b></p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　'1 概述3</b></p><p>　　1.1 范圍與目標3</p><p>　　1.2 規(guī)范性引用文件3</p>

3、<p><b>　　2 系統(tǒng)說明4</b></p><p>　　2.1 系統(tǒng)特點4</p><p>　　2.1.1 應用范圍4</p><p>　　2.1.2 監(jiān)測數據的記錄與分析處理4</p><p>　　2.1.3 系統(tǒng)冗余方式與切換原理（雙機）4</p><p>　　2.

4、1.4 系統(tǒng)主微處理器4</p><p>　　2.1.5 系統(tǒng)通信網絡4</p><p>　　2.1.6 適應的環(huán)境條件5</p><p>　　2.1.7 特殊的環(huán)境條件5</p><p>　　2.1.8 可靠性及可維修性5</p><p>　　2.1.9 可測性要求5</p><p&g

5、t;　　2.1.10 標準與技術政策5</p><p>　　2.1.11 質量保證6</p><p>　　2.2 主要功能描述6</p><p>　　2.3 主要特點描述6</p><p>　　3 系統(tǒng)構成及說明8</p><p>　　3.1 裝置的組成8</p><p>　　3.2

6、 裝置的基本原理8</p><p><b>　　電源單元9</b></p><p><b>　　通訊記錄單元13</b></p><p><b>　　電源濾波板16</b></p><p>　　3.3 各功能單元接口、功能及原理16</p><p&

7、gt;<b>　　4 安裝指南18</b></p><p>　　4.1 安裝技術要求18</p><p>　　4.2 裝車及對外布線18</p><p>　　裝置對外插座分布18</p><p><b>　　安裝布線19</b></p><p>　　通用電纜接線表

8、22</p><p>　　5 常見故障判斷及處理24</p><p>　　5.1 工作狀態(tài)檢查24</p><p>　　6 數據轉儲及記錄數據分析處理25</p><p><b>　　概述</b></p><p>　　為解決機車上眾多監(jiān)測裝置實時獲取列車運行監(jiān)控記錄裝置采集的時間、公里標、速

9、度、車號和車次等列車運行信息，綜合各功能模塊單元的檢測信息，統(tǒng)一時間、公里標作為基準進行監(jiān)測記錄，1998年鐵道部統(tǒng)一部署全路安裝了TAX2型機車安全信息綜合監(jiān)測裝置(簡稱TAX2裝置)。</p><p>　　TAX2裝置的投入運用為DMIS、TMIS系統(tǒng)運行提供了列車運行信息，為軌道動態(tài)檢測、弓網檢測、無線列調語音錄音等機車車載監(jiān)測設備提供了統(tǒng)一的工作平臺。但隨著列車提速對行車安全提出更高要求和機車信息化應用技

10、術的迅速發(fā)展，對于采用單一的RS485、RS232通訊方式、有限的擴充空間、落后的數據下載方式的TAX2裝置來講，無論在技術構成還是在系統(tǒng)結構方面均不能適應當前和發(fā)展的需要。</p><p>　　TAX07型機車安全信息綜合監(jiān)測裝置（簡稱TAX07裝置）應運而生，TAX07裝置作為TAX2型的升級產品，它繼承了TAX2裝置“通過實時獲取列車運行監(jiān)控裝置采集的時間、公里標、速度、車次等重要列車運行信息，再綜合裝置中

11、各功能單元檢測的信息，以統(tǒng)一的時間公里表作為基準坐標進行記錄”的特點。TAX07型機車安全信息綜合監(jiān)測裝置，新增加了雙CAN總線，USB，以太網等先進技術，同時保留了原來的RS485總線，可以完全兼容現(xiàn)在現(xiàn)有TAX2裝置上的所有插件，并增加了多個預留插件位置，根據實際情況可選配不同的機箱實現(xiàn)單機功能或者雙機冗余功能，是TAX2型裝置的更新?lián)Q代的首選設備。</p><p><b>　　范圍與目標</

12、b></p><p>　　本資料包含了TAX07型機車安全信息綜合監(jiān)測裝置的系統(tǒng)構成、技術要求、試驗方法、安裝與驗收等方面的內容。</p><p>　　適用于安裝有LJK-93型、LKJ2000型列車運行監(jiān)控記錄裝置的內燃、電力機車和動車組。</p><p><b>　　規(guī)范性引用文件</b></p><p>　　

13、● GB/T 19520 電子設備機械結構國家標準</p><p>　　● TB/T 3021-2001 鐵道機車車輛電子裝置（eqv IEC60571：1998）</p><p>　　● TB/T 3034-2002 機車車輛電氣設備電磁兼容性試驗及其限值（eqv EN50121-3-2：2000）</p><p>　　● TB/T 3076-200

14、3 鐵路應用機車車輛電氣隱患防護的規(guī)定標準城</p><p>　　● TB/T 3133-2006 鐵道機車車輛電子產品的可靠性、可用性、可維修性和安全性(RAMS) </p><p>　　● Q/TEG 37 產品銘牌</p><p><b>　　系統(tǒng)說明</b></p><p><b>　　

15、系統(tǒng)特點</b></p><p>　　2.1.1 應用范圍</p><p>　　TAX07型機車安全信息綜合監(jiān)測裝置適合已經安裝有LKJ-93型或者LKJ2000型列車運行監(jiān)控記錄裝置的各種類型的電力機車、內燃機車和動車組。</p><p>　　TAX07型機車安全信息綜合監(jiān)測裝置作為一個車載信息共享平臺，能為機車上眾多監(jiān)測裝置提供統(tǒng)一的時間、公里標、速

16、度、車號和車次等列車運行信息。</p><p>　　2.1.2 監(jiān)測數據的記錄與分析處理</p><p>　　TAX07型機車安全信息綜合監(jiān)測裝置為了能適應目前的長大交路，為監(jiān)測插件提供了16Mb的記錄存儲空間，并采用了USB2.0高速轉儲接口，可以快速的進行文件轉儲。記錄文件可以通過地面分析處理軟件重現(xiàn)機車的各種狀態(tài)，為鐵路的現(xiàn)代化管理及事故分析提供依據。</p><

17、p>　　2.1.3 系統(tǒng)冗余方式與切換原理（雙機）</p><p>　　為提高可靠性，系統(tǒng)采用雙機主從熱備冗余方式。系統(tǒng)主機通過兩個熱備冗余的電源及相互獨立的通訊記錄插件組成。系統(tǒng)內部串行通信網絡CAN采用A、B組冗余方式將各CPU模塊連接。在正常情況下一組為工作機，另一組為熱備機，工作機負責與其他插件進行通訊，而熱備機只負責數據的偵聽和監(jiān)測數據的記錄。熱備機經CAN總線實時接收工作機數據，以保持與工作機同

18、步運行及數據的一致性。工作機故障時，自動退出控制狀態(tài)，熱備機充當工作機進入控制狀態(tài)。</p><p>　　2.1.4 系統(tǒng)主微處理器</p><p>　　系統(tǒng)主CPU采用32位微處理器LPC2294，LPC2294是PHILIPS公司推出的一款功能強大的超低功耗的具有ARM7TDMI內核的32位微控制器。內部嵌入256 KB的高速Flash 存儲器和16KB靜態(tài)RAM。128 位寬度的存儲

19、器接口和獨特的加速結構使32 位代碼能夠在最大時鐘速率（60MHz）下運行。對代碼規(guī)模有嚴格控制的應用可使用16 位Thumb 模式將代碼規(guī)模降低超過30%，而性能的損失卻很小。</p><p>　　主控制器LPC2294的晶振頻率范圍為1～30MHz。本設計選晶振頻率為11.0592MHz。內部256KB的高速Flash存儲器用于代碼和數據的存儲。對于FLASH存儲器，可通過內置的串行JTAG接口進行在系統(tǒng)編程

20、（ISP In-System Programming），或進行在應用編程（IAP In-Application Programming）。為了便于調試和系統(tǒng)升級，在設計中已預留這些接口電路。</p><p>　　2.1.5 系統(tǒng)通信網絡</p><p>　　系統(tǒng)采用控制器局域網（CAN）作為系統(tǒng)內部通信網絡，所有帶CPU的模塊通過雙CAN總線進行數據交換。CAN標準總線具有獨特的物理層規(guī)范

21、和數據鏈路層協(xié)議，使通信可在相當高的傳輸速率下進行（最高通信速率為1Mbit/s），并達到相當遠的傳輸距離（最長傳輸距離可達10km）。其多主數據傳輸方式使得系統(tǒng)內數據交換更為有效。CAN總線高強的檢錯及容錯能力及其短幀數據結構使數據傳輸可靠性進一步提高。通過CAN方式，系統(tǒng)內各模塊之間可以進行大量、快速的數據傳輸，從而提高控制、顯示的實時性以及數據記錄的準確性。</p><p>　　2.1.6 適應的環(huán)境條件&

22、lt;/p><p>　　TAX07裝置滿足《TB/T3021—2001鐵道機車車輛電子裝置》標準要求；</p><p>　　TAX07裝置滿足《TB/T 2765-2005》標準要求，在下列條件下應能正常工作：</p><p>　　海拔高度：不超過2500m；</p><p>　　環(huán)境溫度：裝置周圍的空氣溫度為－25℃～45℃，但直接臨近電子元件

23、處的空氣溫度允許在－25℃～+70℃之間變化。TAX07裝置允許在－40℃～70℃的環(huán)境溫度下存放；</p><p>　　相對濕度：最濕月月平均相對濕度不大于90％RH（該月月平均最低溫度為25℃）；</p><p>　　安裝條件：裝置應安裝在能防止風、沙、雨、雪直接侵襲的車體內。</p><p>　　電磁兼容性滿足《EN50121—3—2歐盟鐵路機車車輛電氣設備電

24、磁兼容》標準要求。</p><p>　　2.1.7 特殊的環(huán)境條件</p><p>　　當使用條件與上述2.1.6節(jié)的規(guī)定不符時，應由用戶與設備制造商協(xié)商決定采取特殊措施。為了驗證這些措施的效果，可以按雙方商定的方法在實驗室或機車上進行試驗。</p><p>　　2.1.8 可靠性及可維修性</p><p>　　系統(tǒng)可靠性指標應達到系統(tǒng)故障率

25、小于2×10-5/小時。</p><p>　　系統(tǒng)可維修性：可在15分鐘之內更換（拆除和替換）。</p><p>　　可靠性及可維修性按照IEC 62278標準運行。</p><p>　　2.1.9 可測性要求</p><p>　　系統(tǒng)接通電源后應對各主要功能電路硬件進行自檢，并應對故障情況進行提示。在列車運行過程中進行檢測時，不能

26、影響系統(tǒng)的正常工作。</p><p>　　2.1.10 標準與技術政策</p><p>　　系統(tǒng)滿足TB/T3021《鐵道機車動車電子裝置》標準第4.1條規(guī)定的環(huán)境條件要求。</p><p>　　電磁兼容性滿足TB/T3034《機車車輛電氣設備兼容性試驗及其限值》標準第7條和第8條要求。</p><p>　　2.1.11 質量保證</p

27、><p>　　質量保證應依據GB/T19001—2000質量管理體系相關規(guī)定實施。</p><p><b>　　主要功能描述</b></p><p>　　TAX07型機車安全信息綜合監(jiān)測裝置以電源單元和通訊記錄單元作為基本配置，雙機則以雙電源及雙通訊記錄單元作為基本配置，該基本配置主要有以下功能：</p><p>　　2.2

28、.1 通信功能</p><p>　　裝置內通訊記錄單元通過RS-485串行通信方式或者CAN總線通信方式，從監(jiān)控裝置獲取年月日、時分秒、公里標、運行速度、機車號、車次、車種、區(qū)段號、車站號、司機號、副司機號、列車編組等信息，并將這些信息通過TAX內部的RS-485和內部的雙CAN總線接口周期地傳送到裝置內各功能單元。各功能單元將經過分析判斷且要求記錄的信息返回給通訊記錄單元。</p><p&g

29、t;　　2.2.2 記錄功能</p><p>　　裝置內通訊記錄單元以統(tǒng)一時間、公里標作為座標基準，實時記錄各檢測單元反饋的信息，數據記錄格式與LKJ-93A型列車運行監(jiān)控記錄裝置的數據記錄格式相同。</p><p>　　2.2.3 數據轉儲功能</p><p>　　通訊記錄單元記錄的信息可以使用專用大容量U盤通過USB接口進行數據轉儲；也可通過以太網接口與機車TS

30、C1車地無線傳輸連接后，對TSC1車地程序進行改造后，實現(xiàn)通過LAIS系統(tǒng)車載設備進行無線轉儲。</p><p>　　2.2.4 數據分析處理功能</p><p>　　裝置記錄的信息輸送到地面微機后，利用監(jiān)控裝置運行記錄數據處理軟件實現(xiàn)地面分析和數據管理。</p><p><b>　　主要特點描述</b></p><p>

31、;　　2.3.1采用統(tǒng)一的硬件規(guī)范和軟件通訊協(xié)議，有利于功能單元的合作開發(fā)和新功能的擴展。</p><p>　　2.3.2合理采用單元插件式19英寸4U標準機箱結構，既符合開放式工作平臺結構的要求，也便于裝置的標準化，模塊化，有利于裝置的檢測維護和規(guī)范管理。</p><p>　　2.3.3采用控制器局域網（CAN）作為系統(tǒng)內部以及與LKJ2000型監(jiān)控裝置的通信方式進行數據交換，CAN總線

32、器件本身帶CRC校驗功能，具有高強的檢錯與容錯的能力，可以避免RS485總線的死鎖情況，大大提高了傳輸可靠性進一步提高；</p><p>　　2.3.4保留了RS485總線，可以在不更改現(xiàn)有機車布線的情況下完全替換TAX2裝置。</p><p>　　2.3.5增加了以太網接口，可與無線傳輸相連接，從而進一步實現(xiàn)TAX記錄文件的WLAN/GPRS無線轉儲。</p><p&

33、gt;　　2.3.6裝置采用了先進的Flash存儲技術，容量由原來的1M字節(jié)擴充到了16M字節(jié)，滿足現(xiàn)今長交路、直達列車文件需要的存儲空間；</p><p>　　2.3.7單機（新增6個預留插件位置）、雙機（新增3個預留插件位置）可選，可以滿足各類用戶的需求；</p><p>　　2.3.8 前面板增設有USB接口，可用U盤快速下載文件，也兼容將來的通用轉儲器；</p>&l

34、t;p>　　2.3.9 完全兼容TAX2的所有插件，可直接插在機箱中；</p><p>　　2.3.10 裝置中各功能單元采用電源隔離、通信接口隔離和對外輸入/出信號隔離技術，提高了裝置的可靠性、安全性和抗干擾能力。</p><p>　　2.3.11 系統(tǒng)電磁兼容性滿足IEC61000標準三級要求，抗干擾能力強，工作可靠性強。</p><p><b>

35、;　　系統(tǒng)構成及說明</b></p><p><b>　　裝置的組成</b></p><p>　　裝置采用符合GB3047.2和GB3047.4機械尺寸要求的4U標準機箱及插件單元式結構，機箱面板寬84R。它以電源單元、通訊記錄單元作為基本單元配置，其它已開發(fā)的功能單元有：TMIS單元、軌道檢測單元、弓網檢測單元、DMIS單元、無線列調語音錄音單元等；另外

36、，預留的4個單元位置用于備用功能單元的擴展。機箱各單元配置見裝置前面板布置示意圖（圖3-1）。</p><p><b>　　雙機示意圖</b></p><p><b>　　單機示意圖</b></p><p>　　圖3-1 TAX07型監(jiān)測裝置前面板布置示意圖</p><p><b>　

37、　裝置的基本原理</b></p><p>　　圖3-2 TAX07型監(jiān)測裝置系統(tǒng)結構框圖</p><p>　　裝置系統(tǒng)結構框圖如上圖3-2所示。裝置內部采取由電源單元集中供電的方式，由電源單元提供+5V、±12V 、+15V、+24V、+110V電源給各單元的電路及其相關外部設備（如：傳感器、機車標簽等）供電。各單元選用任何一種電源均必須采取DC-DC變換器等方式

38、與系統(tǒng)電源隔離，以提高系統(tǒng)電源工作可靠性。通訊記錄單元為裝置的核心，通過它獲取監(jiān)控裝置的運行信息，完成對各功能單元反饋信息的記錄及對外數據轉儲功能。裝置中除電源單元外，其余各單元均帶有單片微機和通信接口。因此，本裝置是一個帶有多級串行通信的多計算機系統(tǒng)。下面重點介紹裝置的基本配置單元（即電源單元和通訊記錄單元）的基本原理，其它功能單元在此只作簡單介紹，具體參見各功能單元使用維護說明書。</p><p><b

39、>　　電源單元</b></p><p>　　電源單元采用單端反激式開關電源技術，其原理框圖如下圖3-3所示。</p><p>　　圖3-3 電源原理框圖</p><p>　　電源輸出分成兩大組，其中：+5V，3A；±12V，0.5A為一組，輸出功率27W；另一組+15V，1A；+24V，0.5A輸出功率27W。</p>

40、<p>　　電源單元具有如下保護功能：</p><p>　　—— +5V輸出回路過壓保護：6V±0.2V 不可自恢復</p><p>　　—— 原邊輸入欠壓保護：36V±5V 可自恢復</p><p>　　—— 原邊輸入過壓保護：188V±5V 可自恢復</p>

41、;<p>　　—— 原邊輸入反節(jié)保護</p><p>　　電源變換部分原理說明</p><p>　　1）110V電源輸入級(EMC濾波電路)</p><p>　　本電路主要是減少由電網電壓波動對電源內部造成的干擾。同時避免使電源系統(tǒng)產生的EMI噪聲傳入電網。扼流圈L1,L2與電容C1及C4組成差膜濾波電路，扼流圈L3與C2,C3組成共膜濾波電路，熱敏電

42、阻RP1抑制開機瞬間的充電電流，壓敏電阻RP2抑制過壓能量進入電源系統(tǒng)。 圖3-4 EMC濾波電路</p><p><b>　　開關電源的振蕩電路</b></p><p>　　PWM控制電路是電源系統(tǒng)的核心部件，他由PWM控制芯片UC2842及外圍電路構成，產生頻率固定，占空比可調的矩形波，用來驅動外部的功率MOSFET。

43、當UC2842得電，其輸出端輸出高電平，功率MOSFET被導通，隔離變壓器T1、T2的Np繞組存在逐漸變化的電流通過（此時利用的是Np的電感特性），將電能轉化為磁能，并存儲于磁芯的空隙處（此時次邊的整流二極管處于反向偏置而截止，能量不能通過次邊釋放，因此被存儲于變壓器中）。當流過Np的電流達到門限值時（通過原邊限流電阻檢測原邊電流，并反饋回芯片UC2842的電流檢測引腳），使得UC2842的輸出轉變?yōu)榈碗娖?，導致功率MOSFET被關斷，

44、Np兩端的極性發(fā)生反轉，次邊兩端的極性同時發(fā)生反轉，次邊的整流二極管處于正向偏置而導通，變壓器存儲的能量轉化為電能，并通過整流二極管釋放能量，負載兩端獲得工作電壓，同時反饋電路得電，檢測輸出電壓，并反饋回芯片UC2842的誤差比較器的同向輸入端，當誤差比較器的輸出端達到1V時，其輸出端輸出高電平（同時這個電平還調節(jié)了原邊電流檢測的門限值），功率MOSFET被導通，系統(tǒng)得以實現(xiàn)周而復始的運行。</p><p>　　

45、輸入過/欠壓保護電路</p><p>　　輸入過/欠壓保護電路由基準電壓源TL431及外圍電路構成，通過對輸入電壓的取樣，并與基準電壓進行比較，其結果控制芯片UC2842的供電電壓（網絡標號BH） ，實現(xiàn)過欠壓保護的功能，能自恢復。</p><p>　　輸入電壓的過壓保護:188V±5V；</p><p>　　輸入電壓的欠壓保護:36V±5V。&

46、lt;/p><p>　　圖3-5 過欠壓保護電路</p><p>　　4）5V過壓保護電路</p><p>　　5V輸出過壓保護電路由光電耦合器、5.1V穩(wěn)壓二極管、可控硅及外圍電路組成，當輸出電壓大于6.1V時，過壓保護電路動作，其結果可控制芯片UC2842的供電電壓（網絡標號BH），實現(xiàn)過壓保護的功能。</p><p><b>　　

47、不可自恢復。</b></p><p>　　圖3-6 5V過壓保護電路</p><p><b>　　5）反饋電路</b></p><p>　　反饋回路由光電耦合器、電壓基準源TL431及外圍電路組成，實現(xiàn)隔離反饋功能，從而使輸出電壓的穩(wěn)定性能滿足設計需求。</p><p>　　圖3-7 5V反饋電路<

48、/p><p><b>　　6）均流控制電路</b></p><p>　　由于兩塊電源插件采用熱備冗余技術，就必須具備具備均流功能。使用二極管VJ1-VJ5實現(xiàn)防串擾及自動均流功能。</p><p><b>　　通訊記錄單元</b></p><p>　　通訊記錄單元以ARM LPC2294芯片為核心器件，

49、由TPS73HD318PWP電源芯片、TPS3305-18D電源監(jiān)視芯片、TE28F128J3D75存儲器、FM1808鐵電非易失性存儲器、PCA82C250T CAN驅動器、ADM2486BRW RS485通訊控制器、ISP1362BD USB控制器、RTL8019AS 以太網控制器等電路組成，由48芯插頭并通過機箱內母板印制線與各單元相聯(lián)系，通過機箱后背板專用插座與監(jiān)控裝置通信。其原理框圖如圖3-8所示。</p>&l

50、t;p>　　圖3-8 通訊記錄單元原理框圖</p><p><b>　　CPU及其特性</b></p><p>　　通訊記錄板的CPU芯片U1采用philips ARM LPC2294芯片，這款芯片具有以下特性：</p><p>　　◆ 32位ARM7TDMI-S微控制器</p><p>　　◆ 16K字節(jié)

51、靜態(tài)RAM</p><p>　　◆ 256K 字節(jié)片內 Flash 程序存儲器</p><p><b>　　◆ 32位數據總線</b></p><p>　　◆ 片內 Boot 裝載程序實現(xiàn) ISP </p><p>　　◆ 4個互連的CAN接口，帶有先進的驗收濾波器</p><p>　　◆ 多個串

52、行接口，包括2個16C550工業(yè)標準UART、高速I C接口（400 kHz）和2個SPI接口；</p><p>　　◆ 通過片內PLL可實現(xiàn)最大為60MHz 的 CPU操作頻率；</p><p>　　◆ 多達112 個通用 I/O 口（可承受 5V 電壓），12 個獨立外部中斷引腳；</p><p>　　◆ 片內晶振頻率范圍：1~30 MHz</p>

53、<p>　　◆ 雙電源：CPU操作電壓范圍：1.65~1.95 V(1.8 V± 8.3%) ；I/O操作電壓范圍：3.0~3.6 V(3.3 V± 10%) </p><p><b>　　電源及電源監(jiān)視電路</b></p><p>　　板上電源分別有5V、1.8V、3.3V，電源芯片U2采用TI的TPS73HD318PWP，提供兩路

54、輸出電壓，一路為3.3V，一路為1.8V,每路的最大輸出電流為750mA。另外該芯片提供的寬度為200ms的低電平復位脈沖還可以用來作為LPC2294的上電復位信號。電壓監(jiān)視電路采用TI的TPS3305，它能實現(xiàn)對兩路電源的監(jiān)視，同時也可以接手工復位開關。</p><p>　　3.2.2.2 數據存儲電路</p><p>　　U25（TE28F128J3D75）為3.3V供電的EPROM

55、存儲器，共16M字節(jié)的存儲容量，用于存放通訊記錄板所形成的文件。</p><p>　　U49（FM1808）為3.3V供電的鐵電非易失性存儲器，具有存儲速度快、擦寫次數多，以及功耗低的特點，掉電數據可保持10年，可用于保存關鍵數據。 </p><p>　　3.2.2.2 CAN與RS485通訊接口電路</p><p>　　通訊記錄板提供了以下通訊接口;</p

56、><p>　　1路RS485：用于兼容老TAX2裝置與監(jiān)控裝置的通訊。用于從監(jiān)控獲取年月日、時分秒、公里標、運行速度、機車號、車次、車種、區(qū)段號、車站號、司機號、副司機號、列車編組等信息；</p><p>　　1路RS485：用于兼容原TAX2裝置的內部總線；負責將從監(jiān)控獲取的信息通過RS485方式以每隔50ms周期發(fā)布給TAX裝置內各功能單元，各功能單元將經過分析判斷且要求記錄的信息返回給通

57、訊記錄單元進行記錄。</p><p>　　為了增強TAX07裝置的對外擴展能力，通訊記錄板增加了4路CAN通訊接口：</p><p>　　2路CAN（CANA/CANB）：用于和監(jiān)控裝置進行通訊，獲取年月日、時分秒、公里標、運行速度、機車號、車次、車種、區(qū)段號、車站號、司機號、副司機號、列車編組等信息；其中CANA、CANB互為冗余，提高通訊可靠性。</p><p>

58、;　　2路CAN（CANC/CAND）：用作TAX07裝置的內部總線；負責將從監(jiān)控獲取的信息通過RS485方式以每隔50ms周期發(fā)布給TAX裝置內各功能單元，各功能單元將經過分析判斷且要求記錄的信息返回給通訊記錄單元進行記錄。其中CANC、CAND互為冗余，以提高通訊可靠性。</p><p>　　—— 與功能單元的通信:RS-485通信方式 波特率28.8Kbps</p><p

59、>　　—— 與功能單元的通信:CAN通信方式 波特率500Kbps</p><p>　　—— 與監(jiān)控裝置的通信: RS-485通信方式 波特率9600bps</p><p>　　—— 與監(jiān)控裝置的通信: CAN通信方式 波特率500Kbps</p><p>　　RS485通訊電路采用自帶電氣隔離的

60、ADM2486芯片，其額定隔離電壓高達2500V，支持最高速度20Mbps，同時兼容3V/5V工作電壓。比較這種使用于3.3V和5V電源并存的情況，性能穩(wěn)定，且節(jié)省電路板空間。</p><p>　　CAN通訊接口芯片采用較為成熟的PCA82C250T，隔離電源采用TI的DCR010505。5V信號與3.3V信號的轉換采用門電路74AHC1G08DBV來實現(xiàn)。來自CPU(LPC2294)的串行數據經過光耦隔離，再經

61、CAN總線驅動器82C250，由其差分端CANH、CANL送到物理總線上。</p><p>　　3.2.2.2 USB通訊接口</p><p>　　為了提供高速便捷的文件下載方式，通訊記錄板提供了USB接口，用于通過優(yōu)盤轉儲文件。USB電路采用的接口芯片是Philips公司的ISP1362，它符合USB2.0協(xié)議，具有兩個USB接口，內部有三個USB控制器——主機控制器、設備控制器，以及

62、OTG控制器。其中Port2固定用作下行口，Port1可靈活配置為下行口、上行口、OTG口，便于將來進行功能擴展，如上傳程序等。</p><p>　　3.2.2.2 以太網接口</p><p>　　通訊記錄板提供了1路以太網接口，可通過以太網方式與LAIS無線數傳裝置連接，TAX07裝置的大容量數據可經由WLAN無線局域網方式遠程下載到地面服務器。</p><p>

63、;　　通訊記錄板所采用的以太網控制器是RealTek的RTL8019AS芯片（U43），信號經由隔離變壓器U50（HR601627）濾波信號變成平衡信號傳輸，防止電涌，以減少共模干擾，提高傳輸效率。面板上以太網接頭采用的國際通用的M12插座。</p><p><b>　　電源濾波板</b></p><p>　　 由于機車上使用的大功率設備較多，特別是一些大的感性

64、負載啟停時會給機車的供電系統(tǒng)造成嚴重干擾，使得機車電壓有較大幅度的漲落；機車上電機的啟停，機車頭燈開啟時的拉弧，還會使機車電源竄入很高的尖脈沖干擾。為了保護監(jiān)測裝置的電源，特設計此濾波電路。</p><p>　　電源濾波板由Lc電路構成。其電路原理如圖3-5所示：</p><p>　　圖3-5 110V電源輸入濾波電路</p><p>　　電源濾波板有4個接線端

65、子，分別為VIN+,VIN-,VOUT+,VOUT-，Vin-為機車+110V電源的輸入端。+110V經過5A保險管F1，順向二極管V1（2BF5E）送入L1和C1~C3組成的低通濾波電路進行濾波，使帶有毛剌和不穩(wěn)的機車電源變得比較平滑穩(wěn)定后經VOUT+和VOUT-兩端子輸出送入裝置電源輸入端，從原理圖上可知，VIN-,VOUT-實際上是相連的。這里V1起順向作用，以免輸入電壓極性接反時燒毀元器件，V2是在關斷Vin時給L1提供一個電流

66、泄放回路，以免L1兩端產生瞬間高壓。</p><p>　　各功能單元接口、功能及原理</p><p>　　裝置中軌道檢測單元、弓網檢測單元、TMIS單元、DMIS單元、語音錄音單元和預留的4個備用單元48芯插頭中的DBZ8～DBZ14共12個引腳作為專用引腳用于對外引線，各引腳定義因單元不同而不同；其余引腳采用標準定義，各單元完全一致，具體定義參見表1中的有關說明。</p>

67、<p>　　表１ 各檢測單元電源及通訊線４８芯插頭引腳標準定義表:</p><p>　　在本裝置中，各功能單元均采用電源隔離、通信接口隔離和對外輸入/出隔離技術，以提高裝置的可靠性、安全性和抗干擾性。各單元面板上均設有指示燈或測試孔，以用于各單元的工作狀態(tài)、故障狀態(tài)指示及對某些模擬量信號的測量，便于對裝置的檢測及維護。各單元功能及原理簡介如下：</p><p>　　3.3.1

68、軌道檢測單元</p><p>　　用于機車運行時動態(tài)檢測軌道的技術狀況。其基本原理是通過安裝在機車上的振動傳感器檢測機車運行時的橫向和垂向加速度值，在對其進行分析處理后得出機車在運行軌道上的晃動等級，從而判定相關地點的軌道狀況。本單元還將橫向超限和垂向超限的時間、地點、加速度值等數據實時反饋給通訊記錄進行記錄，以便地面的進一步分析和及時對軌道設備進行維護。</p><p>　　3.3.2

69、 弓網檢測單元</p><p>　　用于電力機車運行時動態(tài)檢測弓網的技術狀況。該單元對由拉出值和硬點沖擊超限檢測傳感器檢測到的拉出值超限、硬點沖擊超限等信號進行處理，能及時檢測到電力機車在運行線路上的弓網狀態(tài)，并將確定的拉出值和硬點沖擊超限點的時間、線路公里標、速度等信息實時反饋給通訊記錄單元進行記錄，以便地面的進一步分析和及時對弓網設備進行維護。</p><p>　　3.3.3 TMI

70、S單元</p><p>　　又稱機車標簽寫入單元，它的主要功能是從監(jiān)控裝置獲取的車次、車號、本/補、客/貨、時間、公里標等列車運行信息實時傳送給車號識別系統(tǒng)中的機車標簽設備，再由車號自動識別系統(tǒng)的地面識別設備和管理設備傳送給TMIS系統(tǒng)，完成TMIS系統(tǒng)對機車的動態(tài)跟蹤管理。</p><p>　　3.3.4 DMIS單元</p><p>　　它是DMIS工程無線車次

71、號校核系統(tǒng)的車次等信息的傳輸源。它的主要功能是將從監(jiān)控裝置獲取的列車運行的時間、公里標、車次、信號機編號和速度等信息經調制后，通過機車電臺傳輸到車站地面電臺，再傳送給DMIS系統(tǒng)，完成對機車的調度管理。</p><p>　　3.3.5 語音錄音單元</p><p>　　它是無線列調語音錄音裝置的車載設備。該單元將機車乘務員通過列車無線電調度電話進行的收、發(fā)語音信號，按數字壓縮形式，并以從

72、監(jiān)控裝置獲取的時間、公里標作為基準座標進行存儲記錄，再通過地面語音回放器來轉儲以及還原回放語音信號，以加強對“車機聯(lián)控”的規(guī)范化管理。</p><p>　　3.3.6 備用單元</p><p>　　預留給尚待開發(fā)的功能單元。</p><p><b>　　安裝指南</b></p><p><b>　　安裝技術

73、要求</b></p><p>　　機箱外形尺寸為：448.7mm(寬)×117mm(高)×450mm(深)，建議留有安裝空間為：600mm(寬)×300mm(高)×500mm(深)。</p><p>　　安裝要求：在機箱底部由4個隨機帶M8×40螺釘固定，螺釘間的間距為251.6mm(寬)×190mm(深)，隨機帶有4

74、個橡膠墊起減震作用。</p><p>　　安裝位置要求在避塵、雨，通風較好，環(huán)境溫度適中，電磁干擾小，方便數據轉儲和裝置檢修、維護的機車室內適當位置。建議盡量靠近監(jiān)控裝置主機（箱），以便使有關連線最短。監(jiān)測裝置外形及安裝尺寸示意圖見圖4-1。</p><p>　　圖4-1 TAX07型監(jiān)測裝置外形示意圖 </p><p><b>　　裝車及對外布線<

75、;/b></p><p><b>　　裝置對外插座分布</b></p><p>　　裝置內各單元插件采用統(tǒng)一的48芯插頭，通過箱內母板上的48芯插座及印制線將各功能單元相連。各單元在裝置背后采用獨立的插座對外引線，機箱后背板插座分布示意如圖6所示。</p><p>　　圖6 TAX07型監(jiān)測裝置背板插座分布示意</p>

76、<p><b>　　安裝布線</b></p><p>　　以下以TMIS單元接機車標簽為例作安裝布線連接關系說明：</p><p>　　與監(jiān)控裝置連接，其連接關系示意如圖7所示：</p><p>　　圖7 與LKJ-93A連接關系示意圖</p><p>　　與LKJ2000型監(jiān)控裝置連接，其連接關系示意如

77、圖8所示：</p><p>　　圖8 與LKJ2000型監(jiān)控裝置連接關系示意圖</p><p>　　與TSC1無線傳輸連接，其連接關系示意如圖9所示：</p><p>　　圖9 與TSC1連接關系示意圖</p><p>　　說明：監(jiān)測裝置TX1、TX5、TX8對應其后背板字符為X1、X5、X8插座。 </p><

78、;p><b>　　通用電纜接線表</b></p><p>　　表1 監(jiān)測裝置與TAL93型接線盒連線表</p><p>　　表2 監(jiān)測裝置與電源連線表</p><p>　　表3 LKJ-93A型監(jiān)控裝置與TAL93型接線盒連線表</p><p>　　表4 TAL93型接線盒與LKJ-93A顯示器連線表<

79、;/p><p>　　表5 TAX07監(jiān)測裝置與LKJ2000型監(jiān)控裝置連線表</p><p>　　表6 TAX07監(jiān)測裝置與TSC1無線傳輸裝置連線表</p><p>　　無線傳輸：TS2------------通訊接線盒：JX2T</p><p>　　通訊接線盒：JX4T------------TAX07裝置：TX2T</p>

80、<p>　　常見故障判斷及處理 </p><p><b>　　工作狀態(tài)檢查</b></p><p>　　上電自檢通過后，可在工作狀態(tài)下進行以下檢查：</p><p>　　—— 電源單元檢查，從電源面板上觀察并測量：</p><p>　　+15V：+15V±1V，　 1A燈常亮；</p>

81、<p>　　+24V：+24V±2V， 1B燈常亮；</p><p>　　+5V： +5V±0.1V， 2A燈常亮；</p><p>　　+12V：+12V±0.5V， 2B燈常亮；</p><p>　　-12V：-12V±0.5V， 1A燈常亮；</p><p><b>　

82、　通訊記錄單元檢查：</b></p><p>　　若上述燈指示及測量值與對應關系不符，表明已出現(xiàn)局部故障，需及時查處。</p><p>　　數據轉儲及記錄數據分析處理</p><p>　　通訊記錄單元記錄的信息可以利用專用U盤進行轉儲,轉儲從通訊記錄插件面板的USB接口進行。數據發(fā)送到地面微機后，可以通過《TAX文件分析軟件》進行分析處理。通過分析處理，

83、可以再現(xiàn)各檢測設備及信息傳輸設備的工作狀態(tài)和與機車運行有關的設備的狀態(tài)，并為設備的維護、管理提供可靠依據。U盤接上檢測正確時，面板上5B燈亮，這是將自動開始轉儲新文件或者最后一個文件，轉儲開始后，5B燈開始閃亮；文件分析采用TAX文件專用分析軟件進行處理，文件名格式：文件名=TAX-車次-司機號-序號.月日。監(jiān)測數據轉儲處理分析步驟：</p><p>　　通過U盤將文件拷貝到到微機，存放在任一目錄。</p&

84、gt;<p>　　打開TAX記錄格式翻譯軟件，在菜單上選擇“打開”，選定需要處理的TAX文件，單擊“打開”選項。如下圖9所示。</p><p>　　軟件自動分析TAX數據文件，并顯示出來，如下圖10所示。</p><p>　　也可以點擊工具欄中的單獨一項來查看查看某項插件的具體記錄。</p><p>　　圖9 選擇“文件翻譯”</p>