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1、基于C8051F的列车制动智能监控系统设计李琦杨昕高军萍韩焕平(河北工业大学天津：300401)摘要：本文针对机车运行过程屮可能出现的制动故障，设计了一种以C8051F005单片机为核心控制器的列车制动监控系统，并给出了系统的总体结构、硬件组成及软件功能框图。此系统能对制动机进行实时监测、状态分析、故障报警与排除，从而保证列车安全稳定的运行,具有很好的经济效益和应用前景。关键词：列车制动C8051F005监控中图分类号：TP216,文献标识码：BTheDesignofSmartMonitor-controlSystemfo
2、rLocomotiveBrakeBasedonC8051FLiQiYangXinGaoJun-pingHanHuan-ping(HebeiUniversityofTechnology,Tianjin300401,China)Abstract:Aimatthebrakingfaultinthecourseoflocomotivemoving,thispaperputsforwardasmartlocomotivemonitor-controlsystemusingC8051F005ascentralmicroprocesso
3、r,proposesthemainstructure,hardwareconstructionandsoftwarefunctionflowchartofthesystem.Throughreal-timeinspect,stateanalyze,faultalarmandrelease,therunningsafetyoflocomotivecanbeassuredandithasgreateconomicefficiencyandapplicationforeground・Keywords:Locomotive,Bra
4、ke,C8051F005,Monitor-control1引言铁路运输至今仍然是我国客、货运输的命脉。随着我国综合国力的提高以及运输业的迅猛发展对铁路的安全性要求也越来越高。而列车行车安全作为铁路运输的重中之重，是以列车制动系统的稳定、可靠、正确运行为保证的。目前我国列车已多次提速，提速后的列车对制动系统的稳定性、可靠性提出了更加严格的要求。如果行车屮制动系统出现故障或存在隐患，而不能被及时发现和处理，将直接危及车辆、旅客和物资的安全，造成重大损失。另外国内在自行研制列车制动机故障监控装置方血还是空白，虽然有引进国外的类似
5、装置，但是使用范围受限。因此设计一套列车制动机故障监控系统来提高列车运行的可靠性至关重要。我们针対制动系统的工作原理，经过多方面调研设计出一种基于C8051F单片机的客列车制动故障智能监控系统，该系统不但能对制动系统进行实时监测、对制动故障进行报警,还可自动排除故障，最大程度地减少制动故障的发生；同时可以对列车制动系统长期运行的状态数据进行采集、存储，以用于分析，达到及时发现故障隐患，帮助相关技术人员了解制动系统性能、分析故障产生原因并进行处理，从而保证列车安全稳定的运行。2智能监控系统总体结构整个智能监控系统主要由主机、
6、子机、地面数据库及专家分析系统组成，如图1所示。主机系统具有良好的人机界血，可供乘务人员随吋查询各个车厢的情况。地血数据库及专家分析系统与主机之I'可通过IC卡进行数据交换，子机与主机Z间通过RS485总线进行网络通信。子机系统由传感器、控制阀、通信模块、存储器以及人机接II等部分组成，通过对制动管和制动缸的空气压力进行实吋检测，将采集值与标定值进行比较，从而判断是否出现制动故障，以及故障类型，并可将故障信息存储，以备地面专家系统进行分析和处理。地面数据库及专家分析系统IC卡制动缸压力传感器机温度传感器子#制动管压力传感器
7、压力控制阀制动缸压力传感器机温度传感器子N#制动管压力传感器压力控制阀图1智能监控系统总体结构图3智能监控系统硬件设计3.1微处理器的选择本系统中的主机和子机均采用Cygnal公司出品的性能强大的混合信号系统级芯片C8051F005型单片机。选择这种单片机，主要考虑以下儿点：1、列车制动时，制动管及制动缸的压力变化非常快，监视这两路压力变化的过程要求采样速率小于1/lOOs,且制动压力范围大，因此需要12位A/D,该单片机内置多通道12位A/D,转换速率为lOOKsps,完全满足实际需求。2、该单片机具有2K字节的间址RA
8、M和256直址RAM、32KFLASH程序存储器、多个I/O口、电源电压监视、专用看门狗和多个定时器/计数器等功能，这样可直接连接IC卡、显示及键盘电路，从而减少外围电路，提高整体电路的可靠性。3、该单片机具有内置的两路带回差的模拟比较器可方便的用于列车启动自动唤醒。4、列车制动系统屮两路压力变化速度快
