机车空气制动安全监测子系统使用说明书V1.0

目录

一、简介

二、主要功能介绍

三、技术条件

3.1 使用技术条件

3.2 技术参数

四、机车空气制动安全监测子系统构成

4.1 子系统整体构成

4.2 监测板卡的构成

五、制动监测板卡接口信号定义

一、简介

机车车载安全防护系统是针对机车运行过程中危及安全的重要事项、重点部件和部位，在前期已有的各分散机车安全设备的基础上，完善功能、综合集成，形成完整的系统性、平台化的安全防护装置，提高机车防范安全事故的能力。利用智能传感技术、通信技术和信息融合技术，对机车进行动态监测，数据集中，信息共享，综合分析，提前预警。为机车在途运行提供安全监控，为机车地面检修提供安全防范支持，以加强机车运用安全的技防和机防能力。

机车空气制动安全监测系统是机车车载安全防护系统的一个子系统。用于监测机车运行过程中制动系统的状态、机后折角塞门状态和停放制动状态，防范意外制动和制动失效，机后折角塞门意外关闭及时发送预警和报警信息提示司机注意。机车空气制动安全监测系统对机车行车安全具有重大的作用。

二.主要功能介绍

空气制动监测诊断子系统的主要功能有：

（1）通过与6A中央处理平台通讯获取机车运行状态及工况等信息，同时通过子系统外部连接的各个压力传感器精确综合判断机后折角塞门是否意外关闭。把监测诊断结果信息反馈给6A中央处理平台，提供机后折角塞门意外关闭报警功能。

（2）监测停放制动缸的工作状态和停放制动的压力变化趋势并及时提供预警信息，对机车运行中停放制动意外施加及时反馈报警功能。

（3）监测制动系统在各工况下的工作状态是否正常。

（4）该子系统具有自检功能。子系统能够对各个压力传感器的开路短路故障有自检功能，并把压力传感器工作状况信息发送给6A中央处理平台。

（5）该子系统支持系统监测数据标准的修改及系统再改进和拓展功能。

三、技术条件

3.1使用条件

（1）海拔高度

海拔高度：≤2500m。

（2）环境温度

板卡工作温度：-40℃～+70℃；传感器工作温度：-40℃～+70℃；存储温度：-40℃～+85℃；

（3）冲击和振动

冲击和振动符合GB/T21563-2008的要求。

（4）相对湿度

最湿月月平均最大相对温度不大于95%（该月月平均温度为25℃。

（5）安装条件

板卡和传感器安装在能防止风、沙、雨、雪直接侵袭的车体内。

3.2技术参数

（1）供电电源

供电电压DC24±30%,额定功率<10W。

（2）网络接口

制动监测板卡通过CAN通讯总线与中央处理平台通信。

（3）隔离电压

供电电源采用电源模块设计，隔离电压能够满足系统

规范2000V的要求。CAN通讯总线采用了隔离式收发器模块，隔离电压达2500V满足系统规范的2000V 隔离电压的要求。

（4）数据传输参数

数据发送间隔：每1秒发送一次状态信息数据，数据占用6A系统带宽：<5kbps。

（5）压力传感器参数

压力量程：0～1000Kpa。

过载压力：2倍

供电范围：9-30V

信号输出：4～20mA

零点误差≤±0.25%(满量程16mA,25℃)

长期稳定性<±0.1%FS/年

工作温度范围：-40℃～70℃

电连接器：符合MIL-C-26482

气路接口：G1/4直螺纹。

（6）误报率指标

误报率指标:<5%。

（7）漏报率指标

漏报率指标<5%。

四.系统构成

4.1空气制动监测子系统整体构成

机车空气制动监测子系统整体构成如图4.1所示。

图4.1空气制动监测子系统整体结构

机车空气制动安全监测子系统是由制动监测板卡和压力传感器组成。

制动监测板卡从CAN总线获取如下信息：机车速度、列车管充风流量、电指令、大闸指令、小闸指令、APT制动指令、紧急制动指令、惩罚制动指令、停放模块状态和机车工作模式等信息，同时获取列车管压力、制动缸压力、均衡风缸压力和总风压力作

为制动诊断的冗余信息。

制动监测板卡从总风压力传感器获得压力信号，如果压力严重超出工作范围，并从总风压力冗余信息得到确认，及时发出报警信息。

当列车运行中，制动监测板卡从CAN总线获取速度和停放模块（B40.06）状态，如果监测到停放制动缸压力下降，则及时预警：如果监测到停放施加，则及时报警。

制动监测板卡从CAN总线获取列车管充风流量，从中继阀压力传感器获得列车管减压时排风过程的信息，综合判断机后折角塞门是否关闭。

制动监测板卡从列车管压力传感器、制动缸压力传感器、均衡压力传感器和平均管压力传感器获取相关测点并从CAN总线获得对应的压力冗余信息进行确定，同时从CAN总线获得电指令、各制动指令和速度，对制动系统工作状态进行监测诊断。

4.2制动监测板卡的构成

制动监测板卡主要由电源模块、主控单片机、CAN通讯接口、RS485通讯接口、压力传感器电源保护电路及压力传感器压力信号处理电路等构成。

制动监测板卡电源模块为压力传感器提供可靠电源同时为主控单片机和各个模块提供工作电源。该电源模块采用了输入输出隔离电压DC3000V的电源模块，完全达到了系统规范的隔离

电压2000V的要求。

主控单片机采用ATmage128作为该子系统的主控单片机。

CAN通讯接口采用SJA1000芯片作为CAN控制器，它是一个独立的CAN控制器，具有一系列先进的功能，适合本控制系统。CAN对外的收发器采用隔离电源和收发器合成的整体模块。该模块具有抗电磁干扰（EMI），抗宽范围的共模干扰功能，特别是整体隔离电压达到了DC2500V。完全符合该系统设计规范2000V隔离电压的要求。

压力传感器电源保护电路主要作用于在外部线路连接错误或压力传感器短路时不输出电源，保护电源模块不烧坏，保持系统正常工作。

制动监测板卡的构成如图4.2所示。