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电力机车逻辑控制单元检测台的研究与设计

黄勇  
【摘要】: 逻辑控制单元(Logic Control Unit-LCU)是电力机车控制系统中重要的组成设备,对电力机车运行安全起着非常重要的作用,随着我国铁路运输事业的不断发展,逐步取代了原来的继电器有触点逻辑控制系统,使得机车运行可靠性得到较大的提高,目前我国生产的新型电力机车都安装了这种装置,老式电力机车经过大修后也都加装了这种逻辑控制单元;由于LCU逻辑控制单元在机车安全运行中起着非常重要的作用,它的正常运行关系到整个列车的行车安全,但目前在机车上对LCU进行实时检测还存在一定的困难,为了保证其运行的状态良好,必须定期在现场其进行检测、保养和维护,所以研究、设计和开发一种专门的检测设备—LCU检测台是十分必要的,它具有十分重大的社会和经济意义。 论文所设计的LCU检测台以SS4G型电力机车车载LCU为主要检测对象,并兼顾SS3型电力机车车载LCU和车载DKL的检测,它能够检测LCU输出逻辑是否正常,当出现故障时,能够根据检测数据对故障进行分析处理,给出故障发生的可能原因及处理方法。 论文首先对LCU检测台的检测对象-YLCU型车载逻辑控制单元的特点、工作原理、逻辑梯形图原理、主要技术参数和结构进行详细分析和介绍,在此基础上,给出了LCU检测台的功能和性能需求;然后阐述了LCU检测台的总体设计思想,论文中,采用模块划设计的思想,将整个系统划分为五个功能模块,并给出各功能模块的概要设计及功能分析;接着对CAN通信协议进行了详细的设计,主要包括各模块间CAN帧的ID定义和数据帧的定义。 在完成系统整体设计后,论文对其重要组成部分—数据采集及控制模块的软硬件设计进行了详细的描述,对本模块各组成部分的功能、硬件电路设计等进行了阐述,编写了板卡驱动程序,将μC/OS-Ⅱ实时操作系统移植到单片机MB90F543G中,并对系统应用层程序进行了详细的设计,给出各任务的具体功能、重要数据结构、流程图及实现函数。


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