內燃機車微機控制系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及內燃機車附屬設備，具體的說是涉及一種內燃機車微機控制系統。
【背景技術】
[0002]隨著科學技術的發展，微機在各個領域得到了廣泛的應用，采用微機技術改進內燃機車的控制系統，是進一步提高機車性能的必然要求，也是內燃機車現代化的重要標志之一 O
[0003]微機控制系統作為現代內燃機車的關鍵部分，其性能的好壞直接影響機車的整體性能，隨著鐵路信息化、數字化的發展，對內燃機車微機控制系統的要求也越來越高。盡管國外內燃機車微機控制技術的不斷發展，帶動了我國內燃機車微機控制技術不斷更新發展，基本實現了牽引恒功、電阻制動、防空轉控制、電氣保護、柴油機保護以及故障顯示等關鍵技術，但是與國外內燃機車微機控制技術相比還有較大差距，不能夠滿足現有先進內燃機車制動反應速度快、故障診斷及時等使用需求。
【發明內容】
[0004]鑒于已有技術存在的缺陷，本發明的目的是要提供一種通用性強、反饋速度快、可操作性高的新型內燃機車微機控制系統。
[0005]為了實現上述目的，本發明的技術方案:
[0006]內燃機車微機控制系統，包括用于對內燃機車各類輸入輸出信號進行控制管理的微機屏、用于實現微機系統與內燃機車主電路的命令傳輸、信號轉換的信號變換屏以及實時對內燃機車各個運行參數以及故障信息進行分析顯示的顯示器；其特征在于:所述的微機屏包括中央處理器、微機電源模塊、數字輸出模塊、數字輸入模塊、勵磁模塊、模擬擴展模塊、模數轉換模塊、柴油機調速模塊以及頻率輸入模塊，所述中央處理器用于對內燃機車各類輸入輸出信號進行控制管理，所述微機電源模塊用于將機車110VDC電源隔離變換為直流電源供微機系統使用，所述數字輸出模塊用于控制系統內部包含繼電器、信號燈在內的各個110VDC供電的電器電路的通斷，所述數字輸入模塊用于測量系統內部高電平為110VDC的開關信號，所述勵磁模塊用于以PWM方式控制勵磁機的磁場電流，所述模擬擴展模塊用于擴充模數轉換模塊的模擬輸入通道數，所述模數轉換模塊用于為系統提供10/12/16位的模數轉換通道，所述柴油機調速模塊用于控制柴油機調速器中步進電機的正轉、反轉及停止或者脈沖頻率程控選擇，所述頻率輸入模塊用于柴油機速度、機車速度的測量；所述的微機屏與顯示器之間通過RS232實現通信。
[0007]所述的信號變換屏由若干塊SCM02傳感器模板和一塊SCM03傳感器模板組成,其中SCM02傳感器模板用于牽引電動機電流測量；且所述信號變換屏采用隔離放大器，用于實現微機與機車主電路的電氣隔離。
[0008]所述的中央處理器為32位ARM處理器，載有多個控制程序，所述的控制程序包括勵磁控制程序、磁場削弱控制程序、粘著控制程序、高海拔機車功率修正程序、牽引電動機切除保護程序、換向保護程序、電壓繼電器斷開卸載程序、故障保護程序以及機車恒速控制程序。
[0009]所述的勵磁控制程序用于對系統的三個獨立的PID調節器進行控制，分別用于實現主發電機電壓、電流和功率的自動調節。
[0010]所述高海拔機車功率修正程序用于對配屬在高海拔地區運行的機車進行功率修正處理，其內部預設數據庫，所述內部預設數據庫包括若干海拔高度對應的修正系數以及修正后的機車功率對應值并對當前海拔高度參數的修正系數以及修正后的機車功率對應值進行存儲。
[0011]所述故障保護程序內部預設故障極限參數數據庫，用于實時對采集的運行參數進行比較判斷，若出現超出其極限值時，進行報警、卸載或停機的保護處理；所述故障極限參數包括系統檢測到的主發電機電壓、各牽引電動機電流、柴油機速度、機油壓力和冷卻水溫參數。
[0012]與現有技術相比，本發明的有益效果:
[0013]本發明綜合利用多種運行參數，實現運行結構復雜精確的邏輯控制，從而實現對內燃機車系統的最優控制；且具有完備的故障預警保護程序，提高了機車系統運行的安全性。
【附圖說明】
[0014]圖1為本發明內燃機車微機控制系統原理結構框圖。
【具體實施方式】
[0015]為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖，對本發明進行進一步詳細說明。
[0016]如圖1所示，本內燃機車微機控制系統由微機屏，信號變換屏及顯示器組成。
[0017]所述的微機屏包括中央處理器、微機電源模塊、數字輸出模塊、數字輸入模塊、勵磁模塊、模擬擴展模塊、模數轉換模塊、柴油機調速模塊以及頻率輸入模塊，所述中央處理器用于對內燃機車各類輸入輸出信號進行控制管理，所述微機電源模塊用于將機車110VDC電源隔離變換為+5V、±15V、+24V的直流電源，供微機系統使用，所述數字輸出模塊用于控制系統內部包含繼電器、信號燈在內的各個110VDC供電的電器電路的通斷，所述數字輸入模塊用于測量系統內部高電平為110VDC的開關信號，所述勵磁模塊用于以PWM方式控制勵磁機的磁場電流，所述模擬擴展模塊用于擴充模數轉換模塊的模擬輸入通道數，提供多個低壓(O?10V)輸入通道、多個高壓(O?110V)輸入通道，所述模數轉換模塊用于為系統提供10/12/16位的模數轉換通道，所述柴油機調速模塊用于控制柴油機調速器中步進電機的正轉、反轉及停止或者脈沖頻率程控選擇，所述頻率輸入模塊用于柴油機速度、機車速度的測量；所述的微機屏與顯示器之間通過RS232實現通信。
[0018]所述的信號變換屏由SCM02和SCM03模板組成，其中SCM02用于牽引電動機電流測量；信號變換屏采用隔離放大器，實現了微機與機車主電路的電氣隔離，具有較高的精度，使用和調整均較方便。
[0019]所述的微機顯示器是一套以PC104總線協議為基礎，采用低功耗CPU為核心的高性能一體化的機車監控顯示系統，取代了以往的單色窄屏顯示單元。所述的微機顯示通過與車載微機控制器進行數據間的通訊，傳感器采集到各種機車數據經過微機控制器處理后送至顯示器內部的單片機經過程序處理后實時顯示給司乘人員，并對各種故障進行分析和顯示，對機車海拔高度以及行程累計等各種數據進行設定調節。
[0020]所述的中央處理器為32位ARM處理器，載有多個控制程序，所述的控制程序包括勵磁控制程序、磁場削弱控制程序、粘著控制程序、高海拔機車功率修正程序、牽引電動機切除保護程序、換向保護程序、電壓繼電器斷開卸載程序、故障保護程序以及機車恒速控制程序。
[0021]微機控制系統的主要任務之一是對機車功率系統進行閉環自動調節。鑒于微機控制系統根據機車柴油機的當前轉速、故障限制條件、粘著控制