韶山型电力机车工作状态自动分析及记录装置探讨

摘要：目前，随着单片机技术的发展和进步，越来越先进和成熟，应用领域也越来越广泛。采用单片机技术开发韶山电力机车工作状态自动分析记录装置在技术上是可行的。记录装置为维修人员处理动态故障提供准确的数据参考。这是非常必要和合理的。主要论述韶山电力机车工作状态自动分析记录装置的设计与应用，为今后的推广应用提供参考。

【关键词】韶山型；电力机车；记录装置；工作状态分析

1.韶山型电力机车工作状态分析与记录装置功能分析

韶山型电力机车工作状态及记录分析如下：（1）32路机车状态信号记录。韶山电力机车自动工作状态分析和记录装置，可实时监测和记录状态指示器状态，记录状态指示器异常状态的时间段，进行数据转储分析。（2）GPS采集时间。韶山电力机车自动分析记录装置装有GPS模块，用于时间同步采集和实时显示，监测韶山电力机车状态指示器。（3）USB数据转储。将韶山电力机车工作状态的自动分析记录装置插入U盘，得到韶山电力机车状态指示器的监测记录。根据机车在PC上运行的时间和数量，可以对异常情况进行查询和分析。（4）优盘系统升级。韶山电力机车工作状态的自动分析和记录装置可以实现USB的升级。新版本的系统被保存到USB磁盘并插入到USB接口。韶山电力机车状态指示器监控软件自动检测和升级系统。（5）可扩展接口。该设备具有扩展盒接口，可用于增加监视信号路径的数量，使设备能够监视信号灯以外的信号。

2.技术方案优选及研制过程

2.1方案优选

总体设计方案有两种选择：一是数据采集与工作指标的集成结构；另一种是带有显示屏幕的主机，可以实时显示和查询故障历史。方案一：设备电气隔离用于采集机车各指标的信号并进行存储。分析数据需要在PC机上进行转储和分析。方案二：该设备采用电气隔离技术，采集机车指示灯的所有信号并进行存储。该设备有触摸屏，可以设置关键的简历项目。机车故障时，屏幕直接显示故障指示灯信息。数据也可以在PC机上进行转储和分析。

2.2方案的确定及实施

韶山电力机车工作状态自动分析与记录装置主要功能32机车状态信号记录，该功能通过采用数字隔离技术，机车状态信号记录。隔离器输入分为两种差分信号路径：一种是高数据速率通道，另一种是低数据速率通道。高速信號通过交流通道进行处理，首先将信号从单端模式转换为差分模式，然后通过隔离层的电容电阻网络将信号区分为多个瞬态状态。后者将这些瞬态脉冲转换为差分脉冲，设置和重置一个“或非”门触发器，该触发器等效于输入信号的触发器输出到决策逻辑（DCL）和输出多路复用器。DCL包括一个看门狗定时器，用来测量信号转换之间的持续时间。如果两个连接转换之间的持续时间超过定时窗口，DCL指示输出多路复用器从交流通道切换到直流通道。由于低频信号需要较大的电容，使得芯片集成困难，直流通道的输入需要一个脉宽调制器（PWM）。调制器通过内部振荡器（OSC）的高频载波调制低频输入信号。在交流信道中，调制信号的处理与高频信号相同。但是，在将信号提交给输出多路复用器之前，需要一个终通滤波器来过滤掉高频PWM载波，恢复原来的低频输入信号。

2.3系统组成

该装置主要由一台主机，及相关连接线缆配件组成。系统主机：系统的上位机主要由电源模块、485模块、光电隔离采集模块、时钟、电子屏、CPU等组成。主要功能包括：光电隔离采集、电流信息接收与处理、软件流程图如下：

3.结束语

工作状态的自动分析和记录装置韶山电力机车连接到相应的终端的机车和相应的终端其他机车记录机车的变化实时状态指示器，并可以扩展到监测和记录机车主电路节点的电压变化的电路，当机车动态故障。当障碍返回段后故障无法再现时，维修人员可以通过回放“机车状态指示记录装置”的记录，直接看到电路主节点的动态故障发生过程和电压变化。通过这些数据，可以对故障电路进行准确的判断和分析，并进行彻底的维护，从而消除故障的原因。动态故障的故障可以被恢复，从而导致故障的机车在线运行。

【参考文献】

[1]王洪伟，夏明超.电力机车远程能耗动态监测系统设计[J].上海铁道科技，2011（2）：20-22.

[2]陈鹏宇. 韶山3型4000系电力机车逻辑控制单元的设计与加装改造[D].西南交通大学，2017.

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