专利名称：机车电器故障自动监测仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种检测装置，具体地说是一种机车电器故障自动监测仪。
铁路机车在牵引客货列车运行时，经常发生电器方面的故障，尤其是机车的有触点电器、熔断器、自动开关以及插头等处的故障率很高。每一处的故障如不及时排除都有可能造成列车晚点等行车事故，严重的还可危及到列车运行安全。因此能否迅速、准确地判断查找出机车电器、电路故障，是机车乘务员在驾驶机车过程中的一项重要任务，也是保证列车安全、正点运行的一个关键所在。
目前机车乘务员寻查电器、电路故障主要有三种方法，一是推导法，即根据工作经验、故障类型以及电路原理来推导判断出故障所在。该方法由于需要乘务员个人因素的参与，因而有一定的主观性，不易准确找出故障点。第二种方法是万用表法，即用万用表来测试电器、电路的通断情况，以找出故障点。由于被测试点达一百多处，被测参数的种类也有十余种之多，因此，使用该方法耗时过长。第三种方法是自备试灯法，即用自备试灯上的线夹夹在某电路电源一端，用触针触及电路上的某一节点，通过被测电路形成回路。正常则灯亮，故障则灯灭。这种方法虽然比万用表法直观一些，但是，测试速度还是不够快。所以，目前常是三种方法配合使用。既便如此，由于这些方法和手段的相对落后，也还是不能适应实际工作的需要，即故障判断的平均时间还是过长，特别是不能适应列车进一步提速的需要，给列车的安全、正点运行埋下了隐患。
本实用新型的目的就是提供一种可对机车电器设备在工作状态下进行实时监测，并可迅速准确地排查、指明和记录故障信息的机车电器故障自动监测仪，以免除人工判断和查找故障的过程，保证机车的安全、正点运行。
本实用新型是这样实现的该监测仪由采样电路、光电耦合器、微机控制器、语音处理器和打印机组成，采样电路通过光电耦合器接微机控制器，语音处理器和打印机分别经接口电路与微机控制器相接。将采样电路接到机车电器设备的相应电器节点上，截取实时信号，经光电耦合器转换后送入微机控制器，由微机进行巡回、实时、连续地甄别、判断。当某一电器或电路发生故障时，微机控制器即可及时识别并指令语音处理器发出语言报警，报出故障点及故障类型。同时，打印机工作，打印出相关的故障信息来。
本实用新型为机车乘务员提供了一种先进、科学的机车电器故障实时监测装置，从发生故障到检测出来的时间不大于百分之一秒，并立即语音提示故障在哪条线、哪个电器上，同时打印出“故障文件”佐证。这样，就使机车电器故障由人工被动查找转变为仪器主动向人提供，免除了机车乘务员判断、查找故障点的过程，提高了设备的自动化水平，实现了判断、查找电器故障所用方法和手段的革命性转变。
以下结合附图对本实用新型做进一步详述。
图1是本实用新型的结构框图。
图2是本实用新型的硬件框图。
图3是采样电路及光电耦合器的电路图。
图4是在东风4型内燃机车滑油泵接触器QBC线圈控制电路连接采样电路的电路图。
图5是本实用新型的运行程序框图。
如图1所示，本实用新型包括有采样电路1、光电耦合器2、微机控制器3、语音处理器5和打印机7，采样电路1通过光电耦合器2接微机控制器3，语音处理器5经接口电路4接微机控制器3，打印机7经并行接口电路6接微机控制器3。另外，该监测仪还设有与微机控制器3相接的BCD数码拨盘8，用以输入车次、机车号、司机工号等信息，以在“故障文件”中可一并打印出来，以便确认和查询。
图2中，微机控制器3是由单片机、译码器、存储器、锁存器和输入缓冲器组成。复位电路、晶振电路及功能按键分别与单片机相接。单片机与地址锁存器、程序存储器、数据存储器、译码器和两个输入缓冲器之间通过数据总线相接。单片机可选用8052，地址锁存器采用74LS373，程序存储器采用两片CMS芯片27C256，外扩数据存储器采用一片6264。与光电耦合器相接的输入缓冲器由14片74LS244组成，与BCD数码拨盘8相接的输入缓冲器由4片74LS245组成。与语音处理器5相接的接口电路采用232串行接口，与微型打印机7相接的接口电路采用并行I/O接口82C55。与I/O接口相接的还有时钟电路，可选用一片DS12C87时钟芯片，为微机控制器提供实时的时间支持。
功能按键可根据需要设置“确认键”、“重置键”、“应答键”和“忽略键”等。“确认键”和“重置键”是供机车乘务员在BCD拨码盘上输入“机车号”、“司机工号”等信息时使用。输入正确按“确认”，输入错误按“重置”，再重新输入。“应答键”和“忽略键”是供出现故障时使用。按“应答键”则本监测仪重新检测故障点一次，并重新语音提示一回，按“忽略键”，则停止语音提示，仅打印出故障信息。
本监测仪中的语音处理器5的结构类同微机控制器3，即也以8052单片机作为CPU，程序存储器为两片27C256，数据存储器也是两片27C256，由数据总线相接。语音处理器接收微机控制器3的命令，然后根据故障点和故障类型选取相对应的音频数据送入D/A转换器中，变成模拟信号经音频放大电路还原成声音。
图3是采样电路1和光电耦合器2的电路图。其中采样电路1为串接限流电阻R1的回路，该回路连接在机车电器节点回路中。光电耦合器2由封装于一体的发光二极管D1和三极管T1组成。发光二极管D1串接于采样电路1中，三极管T1的集电极一路经电阻R2接电源，另一路为信号输出端，接输入缓冲器，三极管T1的发射极接地线。由图4可见，采样电路为一组限流电阻，其数量由被监测电器设备故障点的多少来决定。每一节点上连接的采样电路中串接一个限流电阻，其阻值根据被监测电器、电路的电压值来确定。光电耦合器的数目也是由被监测电器故障点的多少来确定。其作用是实现光电隔离，使监测仪与被监测电器不会因各自的故障而影响对方的正常工作，使之符合“故障——安全”原则。
图4是以东风4型内燃机车滑油泵接触器QBC线圈控制电路为例说明采样电路与被监测电路的连接关系。其中3K是滑油泵开关，RBC是燃油泵接触器常闭联锁，QBC是滑油泵接触器线圈。此电路由开关3K和RBC控制QBC线圈的吸合。图中虚线框部分为采样电路，两条采样电路中各串接了一个限流电阻R1、R3。
结合图5本监测仪的工作过程是首先，由微机控制器初始化，再由BCD拨码盘输入车次、机车号、司机工号，此数码直接输入到输入缓冲器中，10秒钟后，微机控制器开始实时检测。各个被测点的实时工作状态由采样电路采样，经光电耦合器输入到输入缓冲器中，微机控制器循环提取各个被测试点的状态信号，并与该测试点的正常状态数码相比较，判断工作是否正常。若正常则继续循环监测以下各个测试点的工作状态；若出现故障，则一边与打印机通讯，将存储器中的故障信息、发生时间、机车号、司机工号取出，送至微型打印机的打印缓冲器中，由打印机将故障信息打印输出；还与语音处理器通信，向语音处理器中的CPU发出语音报警命令，语音处理器根据微机控制器命令中的故障点信息，选中存储器中的相应报警信息数码，取出传输到D/A转换器中，转换成模拟(语音)信号，再经音频放大器输出至扬声器，发出语音报警。这样，乘务员就可及时根据报警信息，迅速排除机车电器故障，从而保障列车的安全、正点运行。
权利要求1.一种机车电器故障自动监测仪，其特征在于该监测仪由采样电路(1)、光电耦合器(2)、微机控制器(3)、语音处理器(5)和打印机(7)组成，采样电路(1)通过光电耦合器(2)接微机控制器(3)，语音处理器(5)和打印机(7)分别经接口电路(4、6)与微机控制器(3)相接。
2.根据权利要求1所述的机车电器故障自动监测仪，其特征在于该监测仪还设有与微机控制器(3)相接的BCD数码拨盘(8)。
3.根据权利要求1所述的机车电器故障自动监测仪，其特征在于微机控制器(3)由单片机、译码器、存储器、锁存器和输入缓冲器组成，复位电路、晶振电路、功能按键分别与单片机相接，单片机与地址锁存器，程序存储器、数据存储器、译码器和输入缓冲器之间通过数据总线相接。
4.根据权利求1所述的机车电器故障自动监测仪，其特征在于采样电路(1)为串接限流电阻R1的回路，光电耦合器(2)由封装于一体的发光二极管D1和三极管T1组成，发光二极管D1串接于采样电路(1)中，三极管T1的集电极一路经电阻R2接电源，另一路为信号输出端，接输入缓冲器，三极管T1的发射极接地线。
专利摘要本实用新型是一种机车电器故障自动监测装置,该装置由采样电路、光电耦合器、微机控制器、语音处理器和打印机组成。采样电路通过光电耦合器接微机控制器,语音处理器和打印机分别经接口电路接微机控制器。本装置可对电器、电路进行巡回、实时、连续监测,对检测出的故障可立即用语音向操作人员提示,并打印输出故障文件,从而使操作人员迅速排除故障,保障列车的安全、正点运行。
文档编号G06F13/00GK2470880SQ0026696
公开日2002年1月9日 申请日期2000年12月20日 优先权日2000年12月20日
发明者高国立, 侯利民, 史会林, 赵援朝, 和敖庄, 王少平, 周跃庭, 信智利, 郑炳松 申请人:石家庄腾博综合经营服务中心