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【摘 要】LKJ-2000型监控装置是铁路运输设备中重要的安全装备,近年来的维修过程了发现大量的影响设备稳定运用的问题,本文通过总结分析发现的问题,并提出了解决方案,给LKJ-2000型监控装置的维修提出了指导性的意见。
【关键词】LKJ-2000;分析;解决方案
LKJ是中国铁路列车运行控制系统体系的组成部分,是用于防止列车冒进信号、运行超速事故和辅助司机提高操纵能力的重要行车设备。目前我国铁路机车上全部装备LKJ-2000型监控装置,通过十多年的维修和养护过程中,维修人员解决了大量的设备缺陷和不足,2000型监控装置已趋于稳定运用,但偶尔会发生一些非常规的故障,影响正常行车,下面就近几年里发生的典型问题作简要的分析,并提出解决方案。
一、LKJ-2000型监控装置无柴油机转速信号故障
(一)故障描述
查询LKJ工况信息,无柴油机转速信息。
(二)原理分析
模拟量入出板上柴油机转速信号ESI经RC滤波、差分放大、限幅后由施密特比较器A14:D整形成方波,方波信号通过光耦OP5光电隔离,经D7整形后送入监控记录插件。
(三)解决方案
1.检查模拟量入出板是否有明显的烧损或碰撞痕迹。
2.测量二极管D8、D9,发现D8、D9短路,更换故障二极管后,通电测试,测量A14:3和A14:13管脚柴油机转速信号,正弦波信号衰耗很大,测量A14:14和OP5:7管脚没有方波信号输出,判断为A14芯片故障,更换A14芯片。
3.上电检测,故障现象仍然存在,测量A14:3和A14:13管脚柴油机转速信号,发现只有半个正弦波且信号变成了不规则的方波信号,由此判断A14芯片没有正常工作。
4.测量A14芯片的工作电压,发现A14:4管脚有+12V电压,而A14:11管脚脚没有-12V电压,由此判断U10没有-12V电源输出,测量U10:5管脚无输出,判断为U10芯片故障,更换U10(ICL7662)后上电检测,查询可以正常显示柴油机转速,故障现象消除。
(四)故障分析及处理结果
通过以上检查,造成该起无柴油机转速信号的原因是模拟量入出板上的U10芯片故障,导致D8、D9二極管、A14芯片损坏,使柴油机转速通道电路无法正常工作引起。更换U10芯片、D8、D9二极管及A14芯片后,故障现象消除。
二、LKJ-2000型监控装置列车管压力与实际值相差50kPa故障
(一)故障描述
列车管压力与实际值差50kPa。
(二)原理分析
模拟量入出插件是速度传感器、柴油机转速传感器、列车管压力、电力机车原边电流互感器、双针速度表与监控记录插件之间的接口。把压力传感器(三路)输入的信号进行处理模数转换后送入监控记录插件,供监控记录插件进行识别判断。
(三)解决方案
LKJ显示器显示的列车管压值与机车上风压表相差50kPa,说明模拟量入出插件的其他各个功能电路均工作正常,故障点应在列车管压的输出电路上。模拟量入出插件的A10芯片12管脚输出自检信号,用示波器对该信号幅值进行测量,为2.5V左右的方波信号。正常情况下A10:8输出12V方波脉冲信号送入A7,经过A7的隔离放大后输出2.5V的脉冲信号送入U4。
根据以上判断U4故障,更换后故障现象依然存在,测量U4的8、10、12脚的10V参考电压,没有10V参考电压,而且调节WR4电位器没有反应,万用表测量WR4电位器阻值为40KΩ,正常电阻值应为36Ω,说明WR4电位器损坏,更换WR4电位器并调节电位器电阻值在36Ω左右,模拟量板工作正常,输出压力值与实际相符。
(四)故障分析及处理结果
LKJ显示列车管压力比实际值少50Kpa,原因是由于模拟入出插件U4芯片的内部参考电压错误,引起模拟量板自检不通过所致,造成故障的真正原因是电位器WR4的电阻值错误,更换WR4电位器后故障消除。
三、LKJ-2000型监控装置显示器无语音输出故障
(一)故障描述
监控装置显示器在正常输出语音的情况下,突然无任何语音输出且按压显示器面膜方向键(右键)无法调出语音调节开关。
(二)原理分析
LKJ-2000显示器中,涉及到语音的部分主要是:显示器扬声器、IC卡语音板的语音处理电路以及PC104CPU卡(显示器主板)等电路。
LKJ-2000显示器语音是由PC104CPU卡的并口控制语音电路的电源,供语音处理电路工作而驱动喇叭发声。
VOICE.POWER信号控制语音电路电源开关Q1(TIP127),当有语音输出时,VOICE.POWER信号为低电平,经过U4(TLP181)隔离后控制Q1导通,使语音电路带电,开始工作。
显示器语音芯片U16(ISD4004-08MP)正常工作时需要3V的工作电压, LKJ2000显示器中的U3(TPS76350DBV,小封装稳压器)的作用就是给语音芯片U16提供3V工作电压。+5V电压送入U3-1脚,稳压后在U3-5输出稳定的3V电压,供给U16(ISD4004-08MP)使用,U3-2为输入/输出的公共地。
(三)解决方案
碰到显示器无语音的情况,一般可以从扬声器、IC卡语音板方面去查找故障,如果确认这两处没有问题,则可以利用排除法去继续排除显示器内排线等涉及到显示器语音的部分。
首先用万用表(x1欧姆档)测量扬声器好坏,经测扬声器有几欧姆的阻值,说明扬声器是好的(一般扬声器故障其阻值为无穷大)。然后用一块好的IC卡语音板替换显示器现有的IC卡语音板,此时显示器能够再次正常发音。这说明故障点在IC卡语音板上。将存在故障的IC卡语音版重新换到显示器上,显示器通电,万用表测量U16语音芯片第1脚和第15脚,发现没有3V工作电压,再测量U3(HT7230),发现有5V电压输入,但无输出,焊下U3测量(用万用表测量U3任意两管脚的阻值均为无穷大)确认U3已坏,更换U3后故障消除。 (四)故障分析及处理结果
LKJ2000显示器在原本正常输出语音的情况下,突然无任何语音输出,利用排除法、替换法确认为U3(HT7230)芯片故障,更换显示器U3芯片后故障消除。
四、LKJ-2000型监控装置提示“数据版本不匹配!”故障
(一)故障描述
LKJ主机A机单机,在更换车载基础数据后,显示器提示“数据版本不匹配!”,LKJ显示器左上角数据版本显示为:20270415;对显示器进行“查询”+“4”操作,显示器右下脚“主机自检”栏,A机“数据ROM”项亮红灯。
(二)原理分析
LKJ以预先存储在EPROM(监控记录板U5、U6)内的线路运行参数为依据,通过实时检测列车速度,计算列车的走行距离和限制速度,从而不断确定和校正列车的位置和控制速度。
当LKJ基础数据发生变化时,需要同时更改LKJ主机及显示器内相应的车载基础数据(LKJ需显示器内2KDATA.BIN、2KDATA.XLB、2KDATA.ZMB三个文件;LKJ主机需要更换监控记录插件上的U5、U6数据芯片),当更改的车载基础数据不一致时(显示器内相应文件和U5、U6内的文件不是同一版本),LKJ就会通过显示器提示“数据版本不匹配!”
(三)解决方案
因為之前已经给其他LKJ主机刷入同样的显示器数据文件,并没有提示“数据版本不匹配!”所以显示器内的三个文件刷入错误的可能性可以排除,判断应该是数据芯片(U5、U6)没有插好。仔细检查监控记录插件的数据芯片,未发现某一芯片管脚没插好。由此判断是数据芯片灌装时出现错误,于是用编程器上重新校验数据芯片。
以U5为例,校验的方法是:
1.将数据芯片U5放入编程器,正常启动编程器。
2.在电脑上打开编程器软件,选择与数据芯片型号一致的芯片型号。
3.通过编程器软件“打开文件”操作,找到之前写入U5的车载基础数据文件。
4.通过编程器软件的“校验”项,使U5内已经写入的文件与之前的原文件进行比较(编程器软件会自动提示校验结果是否一致)。
使用同样的方法对U6进行校验。校验后,发现写入芯片内的文件都是正确的。
通常影响LKJ数据自检的除了数据芯片就是DALLAS芯片了,更换监控记录插件上的4块DALLAS芯片,故障仍然存在。为排除显示器问题,使用一个状态良好的显示器进行实验,故障现象依然存在。
接下来再次检查监控记录插件,将万用表选择开关拨至测量二极管档位,正常如果万用表红、黑表笔短接,万用表应该发出连续的蜂鸣声。那么一个表笔接芯片管脚另一个表笔接管座,接触良好的话也应该发出连续的蜂鸣声,用此方法测试,测量U6的32脚与芯片管座的接触情况时,万用表没有发出连续蜂鸣声。由此判断U6的32管脚与插座接触不良,更换U6芯片插座,用万用表测量U6与管座导通正常,再次开机实验,故障现象消除,对显示器进行“查询”+“4”操作,显示器右下脚“主机自检”栏,A机“数据ROM”项自检正常。
(四)故障分析及处理结果
造成该起故障的原因是由于监控记录插件上U6数据芯片的32管脚与插座接触不良所致,更换监控记录插件U6管座后,故障消除。
以上几起典型故障是近年来维护LKJ-2000型监控装置的过程中比较有代表性的问题。通过不断的摸索总结,提升了铁路电务人员对设备维修水平,使LKJ-2000型监控装置更加稳定的运用,确保了铁路运输安全。
【关键词】LKJ-2000;分析;解决方案
LKJ是中国铁路列车运行控制系统体系的组成部分,是用于防止列车冒进信号、运行超速事故和辅助司机提高操纵能力的重要行车设备。目前我国铁路机车上全部装备LKJ-2000型监控装置,通过十多年的维修和养护过程中,维修人员解决了大量的设备缺陷和不足,2000型监控装置已趋于稳定运用,但偶尔会发生一些非常规的故障,影响正常行车,下面就近几年里发生的典型问题作简要的分析,并提出解决方案。
一、LKJ-2000型监控装置无柴油机转速信号故障
(一)故障描述
查询LKJ工况信息,无柴油机转速信息。
(二)原理分析
模拟量入出板上柴油机转速信号ESI经RC滤波、差分放大、限幅后由施密特比较器A14:D整形成方波,方波信号通过光耦OP5光电隔离,经D7整形后送入监控记录插件。
(三)解决方案
1.检查模拟量入出板是否有明显的烧损或碰撞痕迹。
2.测量二极管D8、D9,发现D8、D9短路,更换故障二极管后,通电测试,测量A14:3和A14:13管脚柴油机转速信号,正弦波信号衰耗很大,测量A14:14和OP5:7管脚没有方波信号输出,判断为A14芯片故障,更换A14芯片。
3.上电检测,故障现象仍然存在,测量A14:3和A14:13管脚柴油机转速信号,发现只有半个正弦波且信号变成了不规则的方波信号,由此判断A14芯片没有正常工作。
4.测量A14芯片的工作电压,发现A14:4管脚有+12V电压,而A14:11管脚脚没有-12V电压,由此判断U10没有-12V电源输出,测量U10:5管脚无输出,判断为U10芯片故障,更换U10(ICL7662)后上电检测,查询可以正常显示柴油机转速,故障现象消除。
(四)故障分析及处理结果
通过以上检查,造成该起无柴油机转速信号的原因是模拟量入出板上的U10芯片故障,导致D8、D9二極管、A14芯片损坏,使柴油机转速通道电路无法正常工作引起。更换U10芯片、D8、D9二极管及A14芯片后,故障现象消除。
二、LKJ-2000型监控装置列车管压力与实际值相差50kPa故障
(一)故障描述
列车管压力与实际值差50kPa。
(二)原理分析
模拟量入出插件是速度传感器、柴油机转速传感器、列车管压力、电力机车原边电流互感器、双针速度表与监控记录插件之间的接口。把压力传感器(三路)输入的信号进行处理模数转换后送入监控记录插件,供监控记录插件进行识别判断。
(三)解决方案
LKJ显示器显示的列车管压值与机车上风压表相差50kPa,说明模拟量入出插件的其他各个功能电路均工作正常,故障点应在列车管压的输出电路上。模拟量入出插件的A10芯片12管脚输出自检信号,用示波器对该信号幅值进行测量,为2.5V左右的方波信号。正常情况下A10:8输出12V方波脉冲信号送入A7,经过A7的隔离放大后输出2.5V的脉冲信号送入U4。
根据以上判断U4故障,更换后故障现象依然存在,测量U4的8、10、12脚的10V参考电压,没有10V参考电压,而且调节WR4电位器没有反应,万用表测量WR4电位器阻值为40KΩ,正常电阻值应为36Ω,说明WR4电位器损坏,更换WR4电位器并调节电位器电阻值在36Ω左右,模拟量板工作正常,输出压力值与实际相符。
(四)故障分析及处理结果
LKJ显示列车管压力比实际值少50Kpa,原因是由于模拟入出插件U4芯片的内部参考电压错误,引起模拟量板自检不通过所致,造成故障的真正原因是电位器WR4的电阻值错误,更换WR4电位器后故障消除。
三、LKJ-2000型监控装置显示器无语音输出故障
(一)故障描述
监控装置显示器在正常输出语音的情况下,突然无任何语音输出且按压显示器面膜方向键(右键)无法调出语音调节开关。
(二)原理分析
LKJ-2000显示器中,涉及到语音的部分主要是:显示器扬声器、IC卡语音板的语音处理电路以及PC104CPU卡(显示器主板)等电路。
LKJ-2000显示器语音是由PC104CPU卡的并口控制语音电路的电源,供语音处理电路工作而驱动喇叭发声。
VOICE.POWER信号控制语音电路电源开关Q1(TIP127),当有语音输出时,VOICE.POWER信号为低电平,经过U4(TLP181)隔离后控制Q1导通,使语音电路带电,开始工作。
显示器语音芯片U16(ISD4004-08MP)正常工作时需要3V的工作电压, LKJ2000显示器中的U3(TPS76350DBV,小封装稳压器)的作用就是给语音芯片U16提供3V工作电压。+5V电压送入U3-1脚,稳压后在U3-5输出稳定的3V电压,供给U16(ISD4004-08MP)使用,U3-2为输入/输出的公共地。
(三)解决方案
碰到显示器无语音的情况,一般可以从扬声器、IC卡语音板方面去查找故障,如果确认这两处没有问题,则可以利用排除法去继续排除显示器内排线等涉及到显示器语音的部分。
首先用万用表(x1欧姆档)测量扬声器好坏,经测扬声器有几欧姆的阻值,说明扬声器是好的(一般扬声器故障其阻值为无穷大)。然后用一块好的IC卡语音板替换显示器现有的IC卡语音板,此时显示器能够再次正常发音。这说明故障点在IC卡语音板上。将存在故障的IC卡语音版重新换到显示器上,显示器通电,万用表测量U16语音芯片第1脚和第15脚,发现没有3V工作电压,再测量U3(HT7230),发现有5V电压输入,但无输出,焊下U3测量(用万用表测量U3任意两管脚的阻值均为无穷大)确认U3已坏,更换U3后故障消除。 (四)故障分析及处理结果
LKJ2000显示器在原本正常输出语音的情况下,突然无任何语音输出,利用排除法、替换法确认为U3(HT7230)芯片故障,更换显示器U3芯片后故障消除。
四、LKJ-2000型监控装置提示“数据版本不匹配!”故障
(一)故障描述
LKJ主机A机单机,在更换车载基础数据后,显示器提示“数据版本不匹配!”,LKJ显示器左上角数据版本显示为:20270415;对显示器进行“查询”+“4”操作,显示器右下脚“主机自检”栏,A机“数据ROM”项亮红灯。
(二)原理分析
LKJ以预先存储在EPROM(监控记录板U5、U6)内的线路运行参数为依据,通过实时检测列车速度,计算列车的走行距离和限制速度,从而不断确定和校正列车的位置和控制速度。
当LKJ基础数据发生变化时,需要同时更改LKJ主机及显示器内相应的车载基础数据(LKJ需显示器内2KDATA.BIN、2KDATA.XLB、2KDATA.ZMB三个文件;LKJ主机需要更换监控记录插件上的U5、U6数据芯片),当更改的车载基础数据不一致时(显示器内相应文件和U5、U6内的文件不是同一版本),LKJ就会通过显示器提示“数据版本不匹配!”
(三)解决方案
因為之前已经给其他LKJ主机刷入同样的显示器数据文件,并没有提示“数据版本不匹配!”所以显示器内的三个文件刷入错误的可能性可以排除,判断应该是数据芯片(U5、U6)没有插好。仔细检查监控记录插件的数据芯片,未发现某一芯片管脚没插好。由此判断是数据芯片灌装时出现错误,于是用编程器上重新校验数据芯片。
以U5为例,校验的方法是:
1.将数据芯片U5放入编程器,正常启动编程器。
2.在电脑上打开编程器软件,选择与数据芯片型号一致的芯片型号。
3.通过编程器软件“打开文件”操作,找到之前写入U5的车载基础数据文件。
4.通过编程器软件的“校验”项,使U5内已经写入的文件与之前的原文件进行比较(编程器软件会自动提示校验结果是否一致)。
使用同样的方法对U6进行校验。校验后,发现写入芯片内的文件都是正确的。
通常影响LKJ数据自检的除了数据芯片就是DALLAS芯片了,更换监控记录插件上的4块DALLAS芯片,故障仍然存在。为排除显示器问题,使用一个状态良好的显示器进行实验,故障现象依然存在。
接下来再次检查监控记录插件,将万用表选择开关拨至测量二极管档位,正常如果万用表红、黑表笔短接,万用表应该发出连续的蜂鸣声。那么一个表笔接芯片管脚另一个表笔接管座,接触良好的话也应该发出连续的蜂鸣声,用此方法测试,测量U6的32脚与芯片管座的接触情况时,万用表没有发出连续蜂鸣声。由此判断U6的32管脚与插座接触不良,更换U6芯片插座,用万用表测量U6与管座导通正常,再次开机实验,故障现象消除,对显示器进行“查询”+“4”操作,显示器右下脚“主机自检”栏,A机“数据ROM”项自检正常。
(四)故障分析及处理结果
造成该起故障的原因是由于监控记录插件上U6数据芯片的32管脚与插座接触不良所致,更换监控记录插件U6管座后,故障消除。
以上几起典型故障是近年来维护LKJ-2000型监控装置的过程中比较有代表性的问题。通过不断的摸索总结,提升了铁路电务人员对设备维修水平,使LKJ-2000型监控装置更加稳定的运用,确保了铁路运输安全。