1. 系统电路原理
1.1 系统构成说明
LKJ2000型监控装置车载系统主要由主机箱、显示器、事故状态记录器（选件）、速度传感器、压力传感器、双针速度表组成，其中显示器分数码显示器与屏幕显示器二种。装置主机采用双套热备冗余工作方式，由A、B二组完全独立的控制单元组成，每组单元都有完整的信号输入及控制输出接口模块，单元内部各不带CPU的模块之间采用VME并行总线与监控主机模块连接，不带CPU的模块包括模拟量输入/输出模块、数字量输入模块、数字量输入/输出模块及电源模块；带CPU的模块之间采用CAN标准串行总线连接，这些模块包括监控主机模块、地面信息处理模块及通信模块。系统内部串行通信网络CAN也采用A、B组冗余方式。A、B组监控主机模块之间采用同步通信方式进行数据交换。主机箱与显示器及事故状态记录器之间采用与主机箱内部网络相同的双路CAN网络进行连接。系统框图如下： 图1 LKJ2000型监控装置系统框图
1.2 信号输入电路
1.2.1 数字信号输入电路
数字量输入信号包括机车信号点灯条件输入和机车工况信号输入。机车信号输入为50V电平信号，取自通用式机车信号装置；机车工况输入为110V电平信号，取自机车控制回路。监控装置从通用式机车信号装置获得机车信号点灯条件后同时输入至数字输入插件A及数字输入插件B，经隔离等处理后分别输出至监控主机A及监控主机B。机车工况信号输入主机后，先经过过压抑制板处理（抗干扰），然后输入至数字输入/输出插件A及数字输入/输出插件B。机车工况信号输入见下图：
图2 机车工况信号输入电路图
1.2.2 模拟信号输入电路
1) 压力信号输入
装置可提供4路压力信号输入接口。在通常情况下，输入列车管压力信号、制动缸压力
信号以及均衡风缸压力信号各埃及开始拓宽苏伊士运河1路；有时根据不同的车型，需要输入2路制动缸压力信号或均衡风缸压力信号。压力信号采集全部采用相同的压力传感器TQG14型，各个压力传感器采用同一供电电源，此15V电源由A、B机电源插件输出的压力传感器电源并联后供给。 每路压力信号同时输入至A、B机模拟量输入/输出插件的压力信号接口。压力信号输入电路图如下：
图3 压力信号输入电路图
2） 速度信号输入
装置可提供3路速度信号输入接口，在通常情况下，输入2路速度信号。速度信号取自安装在车轴上的TQG15型速度传感器，速度信号可取自1个或2个速度传感器，如果采用相位防
溜功能，则要求2路速度信号相位相差日本水90。。 2路或3路速度信号同时输入至A、信号发生器设计B机模拟量输入/输出插件的速度信号接口。各个速度传感器采用同一供电电源，此15V电源由A、B机电源插件输出的速度传感器电源并联后供给。速度信号输入电路图类同压力信号输入电路图。
1.3 信号输出电路
1.3.1 数字信号输出
装置提供6路常用制动控制输出及1路紧急制动控制输出，其中3路常用制动控制输出用于“卸载”、“常用”或“关风”、“减压”，另外3路备用。常用制动控制输出为继电器触点输出，输出容量为300mA（110V），可直接驱动常用制动装置放风阀， 并可根据要求采用常开触点或常闭触点方式输出。紧急制动控制输出采用电压输出方式，输出容量为300mA（110V）。主机内A机与B抓住幸福不撒手机数字输入/输出插件中常用制动控制输出采用常开触点并联、常闭触点串联的联接方式，而紧急制动控制输出采用并联输出电压方式（注意：紧急制动控制输出不能直接驱动电力机车主断路器动作）。以卸载控制为例，常用制动控制输出联接方式如下图所示：
图4 常用制动控制输出联接方式图
6路常用制动控制输出及1路紧急制动控制输出信号均经过过压抑制板处理，以防止外部110V回路干扰进入内部电路。
1.3.2 模拟信号输出
模拟输出信号用于驱动双针速度表，可驱动实际速度与限制速度及里程计，实际速度与限制速度驱动信号为0～20mA的电流信号，驱动信号为24V脉冲信号。双针速度表驱动信号由模拟输入/输出插件提供，其中实际速度与限制速度驱动信号经过继电器触点输出，以实现A、B机驱动切换。实际速度与限制速度信号驱动机车I、II端双针速度表采用串联的联接方式，里程计信号仅驱动机车I端双针速度表。在安装了数/模转换盒的情况下，双针速度
表里程计也可由数/模转换盒驱动。
图5 双针速度表接线示意图
1.4 系统故障电路
当主机Ase18mm、B机同时故障时，将产生系统故障输出，一方面输出110V故障信号至显示器，驱动蜂鸣器报警，另一方面启动过压抑制板上3分钟延时电路，要求在3分钟内关闭主机电源，否则实施紧急制动。在出现系统故障时，将封锁A、B机制动控制输出，3分钟后紧急制动控制由过压抑制板完成。
图6 系统故障电路图
2 监控记录插件
2.1 插件基本功能
监控记录插件作为2000型监控装置的主机模块，是系统的核心部件。模块以32位微处理器MC68332为CPU，主要完成地面线路数据的存储与调用、运行状态数据的记录与同步、控制模式曲线的计算、实时时钟的产生，并通过双路CAN串行总线或VME并行总线现实对系统其它模块的控制与管理。其它模块中带CPU的模块通过长岛的雪CAN网络与主机模块交换数据，而不带CPU的模块通过VME并行总线与主机模块联接。工作主机与热备主机之间的数据交换是通过同步通信实现的。记录用数据存储器与实时时钟器件采用非易失性存储器件，因而在无需外部电池情况下可实现数据的长期可靠保存。记录数据的转储通过RS232通信接口完成。
2.2 主要功能模块
监控记录插件的主要功能模块包括CPU模块（MC68332）、程序存储器与地面线路数据存储器模块（27C040）、记录数据存储器模块（DS1250）、实时时钟模块（DS1386）、CAN通信接口模块（AN82527及82C250等）、同步通信模块、RS232通信模块以及VME并行总线接口模块。
2.3.1 电路原理分析
2.3.1 微处理器（MC68332）说明
MC68332是32位集成化微控制器MCU（即单片机），它具有强大的数据处理能力及完善的外围子系统。其内部数据通道和运算硬件为32位，对外数据总线宽度为16位（D0—D15）。 内部地址总线为32位，外部地址总线为24位（A0—A23）。其智能化的定时处理器单元（TPU）可提供16个独立的通道（TP0—TP15），用于进行与时间有关的操作（如速度脉冲信号的测量），其测量分辨率达0.2us。内部队列串行模块（QSM）可实现高速串行同步与异步通信。12个片选输出端（CS0—CS10，CSBOOT）可提供快速外部存储器或外部设备访问的能力。
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