SS3B电力机车CCU试验装置设计

摘要

为满足我国铁路运输生产的实际需要，而对SS3B电力机车进行技术改造，实行固定重联，用以代替部分SS1、SS3型电力机车担当相应线路的货运列车牵引任务。而中央控制单元(CCU)是针对SS3B型电力机车固定重联的应用要求专门研制开发的，主要完成机车各现场控制单元、数据采集单元和状态显示单元之间的信息交换，同时对机车控制主要组成部件进行实时监控。此外，SS3B中央控制单元还具备机车重联动态编组、通信协议转换等功能，是机车控制的中枢信息处理平台。
　　根据《SS3B机车网络系统及部件技术条件》的规定，中央控制单元(CCU)需做常温下的工作性能试验。本论文设计的试验装置可以满足这一要求。论文内容主要有:
　　1.分析了SSB中央控制单元(CCU)的构成和主要功能，给出了处理器板、列车总线控制板、车辆总线控制板、数字量输入板、数字量输出板、模拟量输入输出板、电源板、转换控制板的参数和单元之间的通讯协议。
　　2.分析了对CCU的试验要求，确定了对整机性能测试、单板性能测试和列车总线(WTB)、车辆总线(MVB)通讯功能测试的内容。
　　3.确定了CCU试验装置的应有功能，主要包括:输入激励信号产生功能、数字量输出信号检测功能、模拟量输出信号检测功能、网络的检测功能。给出了CCU试验装置的硬件系统构成。
　　4.设计了基于ISA总线的I/O板，该板具有24路开关量信号的输入和24路开关量信号的输出功能。
　　5.设计了MVB/RS485通信网关，该网关采用PC104控制计算机，构成一个小型的嵌入式控制系统。
　　6.选择了一款型号为AC1080的A/D板和一款型号为AMPC-1224的D/A板，该两款板都可直接插入具备PC(ISA)插槽的工控机或个人微机，构成A/D与D/A转换系统。
　　7.设计了CCU试验装置的测试界面。
　　包括:
　　(1)控制界面。设计了五个按钮，分别代表:测试员登录、管理员登录、密码修改、帮助和退出系统功能;
　　(2)测试界面。设计了六个测试项目按钮，分别代表:主控计算机板CPU、车辆总线接口板MVB、列车总线接口板MTB、模拟量入出板AIO、数字量输入板DI、数字量输出板DO的测试功能;
　　(3)管理员界面。设计了“添加和删除用户名”和“修改路径”按钮。
　　该试验装置解决了全路各机务段或检修段对配属SS3B电力机车CCU性能无法检测的问题，极大地提高了机车检修质量和检修效率。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 研究背景

1．2 研究的理论和实际意义

1．3 研究方法

1．4 研究目标及主要任务

第2章 SS3B中央控制单元(CCU)分析

2．1 SS3B电力机车简介

2．2 机车网络控制系统简介

2．2．1 系统组成

2．2．2 各单元的功能

2．2．3 通信网络

2．3 SS3B中央控制单元(CCU)概述

2．3．1 功能和结构

2．3．2 试验项目

2．4 SS3B中央控制单元(CCU)主要技术参数

2．4．1 电源参数

2．4．2 输入输出参数

2．4．3 网络系统参数

2．4．4 网络通讯协议

2．5 CCU主要功能

2．5．1 通信控制功能

2．5．2 显示单元及键盘功能

2．6 中央控制单元(CCU)的结构

2．6．1 中央控制单元(CCU)的机械结构特点

2．6．2 中央控制单元的系统体系结构

2．6．3 电气接口

2．7 系统故障处理

2．7．1 工作状态转换

2．7．2 故障定位

2．8 小结

第3章 试验装置的总体方案设计

3．1 试验装置的功能要求

3．1．1 对试验项目的要求

3．1．2 对试验装置的要求

3．2 试验装置的方案设计

3．2．1 试验装置硬件系统的构成

3．2．2 试验装置各部分的功能

3．2．3 试验装置的测试原理

3．3 小结

第4章 试验装置的硬件设计

4．1 开关量输出入电路的设计

4．1．1 开关量板的功能与技术指标

4．1．2 开关量板的设计

4．2 A／D转换电路的设计

4．3 D／A转换电路的设计

4．4 MVB／RS485通信网关的设计

4．5 小结

第5章 试验装置的软件设计

5．1 试验装置测控软件的总体架构设计

5．1．1 对测控软件的功能要求

5．1．2 测控软件功能

5．2 人机界面的设计

5．2．1 控制界面的设计

5．2．2 测试主界面的设计

5．2．3 测试界面的设计

5．2．4 管理员界面的设计

5．3 小结

结论

致谢

参考文献