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摘要：LKJ是中国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机车司机（含动车组司机）提高操纵能力的重要行车设备。
关键词：LKJ2000；监控装置工作原理
中图分类号：U672文献标识码： A
引言：
LKJ2000型监控装置除在各微处理器选型、数字处理技术方面有较大改变和提升外，采用了“双套主机冗余――屏幕显示器（数码可选）――多压力通道”配置，并采用了先进的控制器局域网（CAN）作为系统内部通信网络，系统内各模块之间可以进行大量、快速的数据传输，从而提高了控制与显示的实时性以及数据记录的准确性。
一、系统构成
LKJ2000型列车运行监控记录装置基本组成结构主要是一个主机箱和二个显示器。与LKJ配套工作的设备还有机车语音箱、数模转换盒、双针速度表、常用制动接线盒。指针式速度指示可采用ZL型或EGZ3/8型双针速度表，双针速度表实际速度与限制速度指针依靠装置主机驱动，驱动信号为0―20mA的电流信号。
二、系统通信结构
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并行总线与监控记录模块连接。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，监控记录模块作为VME并行总线的主机单元。带CPU的模块之间采用CAN标准串行总线连接，这些模块包括监控记录模块、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。
三、工作原理
1、VME总线
VME总线是Motorola公司开发使用的一个标准底板接口。它在一个密封的硬件结构内将数据处理部件、数据存储部件及外围设备控制部件等集于一体。在设计上充分利用了MC68000系列微处理器的能力，因此特别适合于采用MC68000系列微处理器作为主CPU的系统。VME总线采用标准的96芯接插件作为信号传输通路，其机械规范符合IEC603-2标准要求。VME总线分16位总线及32位总线两种。本系统采用16位VME总线。16位VME总线由16条数据线（D0～D15）、23条地址线（A1～A23）、6条地址扩充线（AM0～AM5）、10条中断控制线以及若干总线控制线和电源线组成。数据传输总线控制总线主控设备之间以及主控设备与从属设备之间进行二进制数据传送。
由于VME总线的地址扩充线（AM0～AM5）允许用户定义，为了简化系统内个功能单元的译码电路设计，采用地址扩充线作为各插件的片选控制信号。片选控制信号由系统主机单元输出。
2、信号输入电路
（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监控记录A及监控记录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。
（2）模拟信号输入电路
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。
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，仅需输入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90°。2路或3路速度信号同时输入至A、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似压力信号输入电路图。
（3）信号输出电路
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“切除牵引动力”、“常用制动”或“切断风源”以及“制动排风”，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，但对于每组常用制动控制输出，常开触点与常闭触点不能同时使用。制定装车方案时，应尽量采用常开触点，以便实现自检功能，当采用常开触点时，为实现装置控制输出自检功能，应将触点“常开2”接110V +。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、常闭触点串联的连接方式，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）。
3、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，里程计驱动信号为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连接方式，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/模转换盒输出信号驱动。
4、系统故障电路
当主机A、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，驱动轰鸣器报警，另一方面启动过壓抑制板上3min延时电路，要求在3min内人工关闭主机电源，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，3min后紧急制动控制由过压抑制板完成。
关键词：LKJ2000；监控装置工作原理
中图分类号：U672文献标识码： A
引言：
LKJ2000型监控装置除在各微处理器选型、数字处理技术方面有较大改变和提升外，采用了“双套主机冗余――屏幕显示器（数码可选）――多压力通道”配置，并采用了先进的控制器局域网（CAN）作为系统内部通信网络，系统内各模块之间可以进行大量、快速的数据传输，从而提高了控制与显示的实时性以及数据记录的准确性。
一、系统构成
LKJ2000型列车运行监控记录装置基本组成结构主要是一个主机箱和二个显示器。与LKJ配套工作的设备还有机车语音箱、数模转换盒、双针速度表、常用制动接线盒。指针式速度指示可采用ZL型或EGZ3/8型双针速度表，双针速度表实际速度与限制速度指针依靠装置主机驱动，驱动信号为0―20mA的电流信号。
二、系统通信结构
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并行总线与监控记录模块连接。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，监控记录模块作为VME并行总线的主机单元。带CPU的模块之间采用CAN标准串行总线连接，这些模块包括监控记录模块、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。
三、工作原理
1、VME总线
VME总线是Motorola公司开发使用的一个标准底板接口。它在一个密封的硬件结构内将数据处理部件、数据存储部件及外围设备控制部件等集于一体。在设计上充分利用了MC68000系列微处理器的能力，因此特别适合于采用MC68000系列微处理器作为主CPU的系统。VME总线采用标准的96芯接插件作为信号传输通路，其机械规范符合IEC603-2标准要求。VME总线分16位总线及32位总线两种。本系统采用16位VME总线。16位VME总线由16条数据线（D0～D15）、23条地址线（A1～A23）、6条地址扩充线（AM0～AM5）、10条中断控制线以及若干总线控制线和电源线组成。数据传输总线控制总线主控设备之间以及主控设备与从属设备之间进行二进制数据传送。
由于VME总线的地址扩充线（AM0～AM5）允许用户定义，为了简化系统内个功能单元的译码电路设计，采用地址扩充线作为各插件的片选控制信号。片选控制信号由系统主机单元输出。
2、信号输入电路
（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监控记录A及监控记录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。
（2）模拟信号输入电路
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。
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，仅需输入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90°。2路或3路速度信号同时输入至A、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似压力信号输入电路图。
（3）信号输出电路
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“切除牵引动力”、“常用制动”或“切断风源”以及“制动排风”，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，但对于每组常用制动控制输出，常开触点与常闭触点不能同时使用。制定装车方案时，应尽量采用常开触点，以便实现自检功能，当采用常开触点时，为实现装置控制输出自检功能，应将触点“常开2”接110V +。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、常闭触点串联的连接方式，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）。
3、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，里程计驱动信号为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连接方式，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/模转换盒输出信号驱动。
4、系统故障电路
当主机A、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，驱动轰鸣器报警，另一方面启动过壓抑制板上3min延时电路，要求在3min内人工关闭主机电源，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，3min后紧急制动控制由过压抑制板完成。