TYLCU大同厂SS3B大同厂使用说明书.docx

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TYLCU大同厂SS3B大同厂使用说明书

TYLCU-SS3B机车逻辑控制装置

使用说明书

（大同厂）

深圳通业微电子有限公司

　　　二零零二年三月

目录

前言1

一、概述2

二、装置构成2

三、主要技术参数3

四、工作原理3

五、安装与使用6

六、TYLCU工作状态说明8

七、维护13

附图1、逻辑装置结构图16

附表2：

TYLCU对外插座连接定义16

前言

本产品在出厂前已经过严格检查。

TYLCU装置购入后，请检查本产品是否因运输不慎而造成损伤；产品的规格、型号是否与订购产品的机种相符；有无合格标志等。

如有问题，请与本公司或供应商联系。

本产品的保修期依照标书约定。

若由于下述原因引起的故障，不属于保修范围：

●不正确的操作或未经允许自行修理及改造所引起的问题。

●超出标准规范或未经允许自行修理及改造所引起的问题。

●购买后跌损、野蛮搬运、未按本说明书要求使用造成的问题。

●因环境不良所引起的器件老化或故障。

●为确保设备的良好运行，禁止非专业人员随意打开机箱。

专业人员进行维修时要注意确保人身安全。

一、概述

TYLCU-SS（TongYeLogicalControlUnitforShaoShan）系列机车逻辑控制装置是专为国产韶山系列电力机车设计开发的、用于电力机车整车逻辑控制的新一代智能型逻辑控制装置。

旨在取代原有机车直流110V有触点控制电路，取代机车上原有的时间继电器，中间继电器等低压电器及大量的迂回电路，初步实现机车电器的自诊断。

TYLCU-SS机车逻辑控制装置结合了世界先进的现代电子和计算机技术，整个组合逻辑固化软件来实现基本控制功能，提高系统运行的可靠性。

TYLCU-SS系列机车逻辑控制装置的设计符合TB/T1394-93《铁路机车动车电子装置》的要求，结合了通用PLC的特点和电力机车的具体运行环境。

机车逻辑控制装置的使用将改变原有机车控制部分设计变更困难、调试烦琐、布线混乱、可靠性低的现象，实现电力机车逻辑控制的集成化和智能化。

TYLCU-SS系列机车逻辑控制装置具有的控制方式灵活、编程方便、布线直观、检修条理清晰等特点，以及采用无触点输出控制方式解决了原有系统在振动强、尘埃度高的环境下的不可靠问题。

TYLCU-SS采用双路完全独立的双冗余设计，并配置手动万能转换开关，当装置一路出现故障时，可人为切换至另一路工作。

从而提高了装置本身运行的可靠性，保证了机车整个控制系统的可靠性。

TYLCU-SS3B机车整车逻辑装置为结合国产韶山系列SS3B型电力机车逻辑控制要求而设计的机车逻辑控制装置。

二、装置构成

TYLCU机车逻辑控制装置采用标准6U机箱硬件结构，包括有机箱、电源板、控制板等组成。

位于机车逻辑控制装置上前部的4个56芯连接器用于实现装置与机车信号之间的通讯。

长度为84R的标准6U机箱共有9块电路板，分别位于左右两侧，构成了两套紧密联系又相对独立的系统。

TYLCU如图一——装置构成所示。

电路插接板位置布局如图二所示。

III

控制板A

控制板B

控制板

C

控制板D

状态显示屏

电电

源源

III

控制板A

控制板B

控制板

C

控制板D

图二、电路插接板位置布局图

插接板划被分为I、II两个部分（II部分对应阴影部分），每一部分含有四块控制板。

每块控制板包含24路输入电路，18路对外输出电路。

各控制板硬件相同但输灌不同的程序，相互之间不可互换，但是I组的控制板可以同II组具有相同定义的控制板互换。

即I组的控制板A可以和II组的控制板A互换；I组的控制板B可以和II组的控制板B互换；如此类推。

三、主要技术参数

●额定输入电压：

DC110V（机车提供），波动范围：

88V-121VDC

●额定输出驱动电流：

大功率型可驱动6C180和6C110型接触器；中功率型可驱动电空阀、中间继电器；小功率型可驱动故障显示屏等。

●输入点数：

96点

●输出点数：

72点（大功率24路、中功率24路、小功率24路）

●输入低电平电压范围：

0-30V

●输入高电平电压范围：

77-135V

●额定功率：

200W

四、工作原理

机车逻辑控制装置原理框图如图三所示。

由于司机控制器、按键开关组等来的信号及从主断路器、隔离开关、两位置转换开关和接触器等的辅助触点来的信号，其输入信号为直流110V信号，因此，在进行逻辑控制运算之前首先要经过电阻网络的降压、稳压限幅、电容滤波、光电隔离等环节进行处理。

将每路110VDC的机车信号转换为5V电平信号，进入逻辑处理单元参加逻辑运算；每路转换在输入电路中完成，同时具有硬件抗干扰设计，让10毫秒以内的尖峰电压串入输入电路后不被误认为正常的输入信号。

中央处理单元主要完成逻辑运算、延时控制、及软件抗干扰功能等。

该单元主要根据机车的实际工况确定的输入信号状态来决定各个输出的状态。

输出电路用来驱动各类机车负载。

同时用光电隔离的方式实现高低电压的隔离和驱动功率的放大。

图三、LCU逻辑控制装置原理框图

输入电路用于完成输入信号的隔离及电平转换。

输入电路如图四所示。

图四、输入电路原理图（1路）

由于机车信号为110VDC信号，逻辑运算处理单元要求的信号又常常是TTL电平，所以，首先需要进行电平转换。

以控制板I隔离降压电路为例（参见图二），当外部输入信号I1输入时，信号经R3、LED支路点亮LED指示灯，对应控制A面板输入01号指示灯亮；同时，经过R1和R2组成的分压电路输出VRR1作为U1（光电耦合器）的输入信号，驱动光藕动作，完成电平转换。

DW1、C1用于完成对干扰信号的抑制。

完成转换的TTL电平信号送入主芯片控制电路，进行逻辑运算处理。

主芯片输出的5V电平信号，通过输出电路隔离、放大转换成直流110V，通过TYLCU对外的56芯连接器输出去驱动机车的各类负载。

输出电路完成信号驱动转换功能。

输出板电路原理图如图五所示。

图五、输出电路原理图

输出信号一路送由Ro1和Do1构成的输出指示信号，另一路经过稳压管后送光电隔离耦合器，完成低电平（12V）到高电平（110V）的转换。

经过输出板输出的信号，通过56芯机车专用电连接器，形成各类负载的驱动信号。

五、安装与使用

安装与接线

机车逻辑控制装置安装外形图如图六所示。

安装

在机车上安装位置，按照图六的尺寸要求安装。

接线：

机车逻辑控制装置采用5个56芯机车电连接器实现同外部的连接。

其中N91、N92为输入连接器，N94、N95为输出连接器。

机车连接器接线图如图七所示。

5个连接器与机车连接线号定义参见第7章节。

在切换过程中，应断主断，并关闭所有辅机。

图六、机车逻辑控制装置外形尺寸图

图七、56芯机车电连接器端子图

使用说明

当机车合上蓄电池后，为保证TYLCU的正常工作，以下两路电源必须送入TYLCU：

1）、机车直流110V电源正线233送到N91-P1点给机车逻辑控制装置提供电源；

2）、机车直流110V电源正线235分别送到N92-P1和N92-P2点给机车绝大部分负载提供驱动电源；

以上2路电源正常送入TYLCU后，同时直流110V地线300必须和N91-P3、N92-P3、N92-P4三点有效连接，系统自动完成初始化后投入工作。

电源板面板上靠近投入工作一组中的5V电源指示灯亮，表明TYLCU正常工作。

当运行途中机车逻辑控制装置出现故障，司机可以通过转换开关来实现TYLCUI、II组系统的手工切换。

当电源板面板上的万能开关打到1位时，表示TYLCU左边的I组投入工作，打到OFF位时，TYLCU切除工作（所有输出均失电），打到2位时，系统的II组投入工作。

六、TYLCU工作状态说明

以下表格中，线号与机车布线图的线号对应，插针号与TYLCU对外插座连接定义表中的插针号对应，灯与TYLCU中对应电路插板上的丝印一致，这样将TYLCU对外56芯插头插座中各针信号的定义与各块电路板的指示灯联系起来。

其中，未标线号与名称的空白项表示备用（或预留）的输入、输出通道及指示灯。

1：

控制板A

输入（所有输入量指示灯在控制板的上半部）

线号

插针号

指示灯

指示灯

插针号

线号

301

N91-A1

1

2

N91-A2

304

305

N91-A3

3

4

N91-A4

314

352

N91-B1

5

6

N91-B2

2004

2041

N91-B3

7

8

N91-B4

2042

L2011

N91-C1

9

10

N91-C2

L2017

L321

N91-C3

11

12

N91-C4

L322

L324

N91-D1

13

14

N91-D2

L332

L351

N91-D3

15

16

N91-D4

L355

L323

N91-E1

17

18

N91-E2

L390

L2051

N91-E3

19

20

N91-E4

L2052

L352

N91-F1

21

22

N91-F2

L356

L328

N91-F3

23

24

N91-F4

输出（所有输出量指示灯在控制板的下半部）

线号

插针号

指示灯

指示灯

插针号

线号

371

N94-A1

1

2

N94-A2

373

375

N94-A3

3

4

N94-A4

377

U306

N94-B1

5

6

N94-B2

2008

342

N94-B3

7

8

N94-B4

343

344

N94-C1

9

10

N94-C2

345

2009

N94-C3

11

12

N94-C4

855

N94-A0

13

14

N94-A0

N94-A0

15

16

N94-A0

N94-A0

17

18

N94-A0

2：

控制板B

输入（所有输入量指示灯在控制板的上半部）

线号

插针号

指示灯

指示灯

插针号

线号

430

N91-G1

1

2

N91-G2

471

L469

N91-G3

3

4

N91-G4

L437

L471

N91-H1

5

6

N91-H2

L473

L439

N91-H3

7

8

N91-H4

L428

L464

N91-J1

9

10

N91-J2

L432

L450

N91-J3

11

12

N91-J4

L429

L472

N91-K1

13

14

N91-K2

L474

L391

N91-K3

15

16

N91-K4

L392

L393

N91-L1

17

18

N91-L2

L394

L395

N91-L3

19

20

N91-L4

L396

688

N91-M1

21

22

N91-M2

L468

L498

N91-M3

23

24

N91-M4

输出（所有输出量指示灯在控制板的下半部）

线号

插针号

指示灯

指示灯

插针号

线号

435

N94-E3

1

2

N94-E4

433

436

N94-F1

3

4

N94-F2

477

431

N94-F3

5

6

N94-F4

467

685

N94-G1

7

8

N94-G2

686

475

N94-G3

9

10

N94-G4

476

810

N94-H1

11

12

N94-H2

820

N94-H3

13

14

N94-H4

N94-J1

15

16

N94-J2

N94-J3

17

18

N94-J4

3：

控制板C

输入（所有输入量指示灯在控制板的上半部）

线号

插针号

指示灯

指示灯

插针号

线号

451

N92-A1

1

2

N92-A2

L451

L453

N92-A3

3

4

N92-A4

L455

L457

N92-B1

5

6

N92-B2

L459

L460

N92-B3

7

8

N92-B4

L481

L482

N92-C1

9

10

N92-C2

L483

L484

N92-C3

11

12

N92-C4

L452

L454

N92-D1

13

14

N92-D2

L456

L458

N92-D3

15

16

N92-D4

334

L334

N92-E1

17

18

N92-E2

L496

L497

N92-E3

19

20

N92-E4

L495

L493

N92-F1

21

22

N92-F2

L494

BY2

N92-F3

23

24

N92-F4

输出（所有输出量指示灯在控制板的下半部）

线号

插针号

指示灯

指示灯

插针号

线号

485

N94-K1

1

2

N94-K2

486

487

N94-K3

3

4

N94-K4

488

465

N94-L1

5

6

N94-L2

466

960

N94-L3

7

8

N94-L4

124

N94-M1

9

10

N94-M2

N94-M3

11

12

N94-M4

BY3

561

N94-N1

13

14

N94-N2

3032

696

N94-N3

15

16

N94-N4

N94-P1

17

18

N94-P2

4：

控制板D

输入（所有输入量指示灯在控制板的上半部）

线号

插针号

指示灯

指示灯

插针号

线号

404

N92-G1

1

2

N92-G2

442

470

N92-G3

3

4

N92-G4

L442

L443

N92-H1

5

6

N92-H2

L444

L445

N92-H3

7

8

N92-H4

L446

L449

N92-J1

9

10

N92-J2

L416

L417

N92-J3

11

12

N92-J4

L418

N92-K1

13

14

N92-K2

687

L413

N92-K3

15

16

N92-K4

L414

804

N92-L1

17

18

N92-L2

N92-L3

19

20

N92-L4

401

N92-M1

21

22

N92-M2

402

BY1

N92-M3

23

24

N92-M4

输出（所有输出量指示灯在控制板的下半部）

线号

插针号

指示灯

指示灯

插针号

线号

406

N95-A1

1

2

N95-A2

402

443

N95-A3

3

4

N95-A4

478

U402

N95-B1

5

6

N95-B2

411

306

N95-B3

7

8

N95-B4

323

893

N95-C1

9

10

N95-C2

884

448

N95-C3

11

12

N95-C4

BY4

2034

N95-D1

13

14

N95-D2

2033

570

N95-D3

15

16

N95-D4

559

560

N95-E1

17

18

N95-E2

573

七、维护

对机车逻辑控制装置的维护包括日常维护、定期维护、存储与保管及常见故障处理。

1、日常维护

（1）、根据司机室故障显示，判断装置运行是否正常。

（2）、观察面板上的指示灯。

不论转换开关在1位或2位，I组和II组同路的输入指示灯都应同时亮，若有一组或两组不亮，为不正常。

（3）、观察在同一输入条件下（相同状态），分别运行在I组和II组时，输出指示灯是否一致，不一致为不正常。

（4）、检查机箱固定螺钉及面板螺钉是否有松动。

（5）、检查电路板是否已插到位。

2、定期维护

（1）、检查56芯连接器插针有无退针。

（2）、检查转换开关有无松动。

（3）、打开机箱顶盖，检查内部接线触点及紧固元器件有无松动。

（4）、通电后，用万用表测量电源模块5V输出是否稳定，偏差值是否在5%以内。

（6）、逻辑功能是否正常。

3、储存与保管

当机车逻辑控制装置购入后不立即使用，需暂时或长期储存时，应做到以下几点：

（1）、将装置放在无潮湿、无灰尘、无金属粉尘、通风良好的场所。

（2）、如果超过一年仍没有使用，则应进行功能测试（至少一年一次），以保证在使用时装置的完好性。

4、注意事项

（1）、转换开关切转时，不可太用力，以免受到太大的冲击，机械部件受损，影响寿命。

（2）、电路板更换，拔板时要两手同时握紧面板上的上、下两个手柄，水平方向逐渐加力往外拔出。

插板时，要对好导轨槽，碰到插头后再用力压到位。

5、故障分析示例

（1）内部故障的判断与处理

当输入信号状态正常而输出指示异常时，可以断定是系统内部的故障。

对于装置内部故障的判断与处理步骤如下：

a、输出灯亮、无输出；

b、输出灯不亮，有输出；

c、输出灯不亮同时无输出

对a、b两个现象，由于输出指示与输出驱动同位于输出板，所以基本可以认为是输出电路板故障或电磁阀故障。

对于现象c来说，，出现此故障现象可能性较大的是与该输出板相关的控制板故障。

首先替换该控制板，若故障依然存在，则为接触问题。

故障判断与处理

首先根据指示灯的亮灭情况，初步断定是外部信号故障还是内部信号故障，若输入指示灯正常，则说明外部输入正常，属装置内部故障。

若外部输入指示异常，则检查相应的信号线及其供电支路。

对于装置的内部故障，则更换相应的输入板与控制板。

6、机车逻辑控制装置常见故障诊断

现象

可能原因

故障排除方法

通电后电源板的5V无指示

1、机车110VDC没有进入装置

2、电源板故障

1．检查233线号是否有电到N91－P1点

2．更换电源板

I组、II组的同一路输入指示灯有一个不亮

1、电路板插座接触不良

2、指示灯坏

1．重新插紧电路板

2．更换该控制板

I组、II组的同一路输入指示灯两个都不亮

1、该路外部线路没有信号送来

2、该路56芯连接器触点接触不良

1、用万用表测该路外部线路，若没有信号为外部原因；2、检查该路56芯连接器触点

I组、II组的输入指示灯正常，但其中有一组运行时机车显示有故障（I组、II组的输出显示不一样，其中一组输出不符合输入逻辑条件）。

1、输入板故障：

a输入电路故障

b控制芯片故障

c输出驱动电路故障

3、输出板故障：

输出模块和输出指示灯同时有故障

4、内部线路故障：

从控制板到输出板的背板有故障

1、由逻辑关系或梯形图找出与该故障输出点有关的输入点，根据每个点所在的输入板逐次更换好的板，若运行正常，判被更换的输入板有故障。

2、找出故障输出线号所在的输出板，更换好的板，若运行正常，判该输出板故障。

3、若依然有故障，判为内部接线故障，打开顶盖检查。

I组、II组的输入指示灯正常，但两组运行时机车都显示有故障（符合输入逻辑条件的输出指示灯亮，但无输出）。

1、如所有司机台指示灯不亮则235没进装置

2、如所有负载线圈无电则235没进装置

3、外部输出电器故障

1、检查110V线号是否有电到N91-P1

2、检查相应的56芯插座输出点是否符合信号要求。

若符合则为外部输出电器故障。

I组、II组的输入指示灯正常，但两组运行时机车都显示有故障（符合输入逻辑条件的输出指示不亮，但有输出）。

1、输出板损坏

1、更换输出板

附图1、逻辑关系梯形图

1、在逻辑梯形图中，虚线框以内表示TYLCU完成的逻辑功能，右虚线框外为驱动的各类负载，负载前的线号表示驱动负载的输出线号。

2、逻辑梯形图中，符号“

”表示该输入条件为高电平或中间变量条件成立，符号“

”表示该输入条件为低电平或中间中间变量条件不成立。

此处的中间变量是虚拟的。

附表2：

TYLCU对外插座连接定义

TYLCU-SS3B对外插座出线表（2002.7）

机车逻辑控制装置与外部的连接采用五个56芯TL03J56ZY型机车电连接器。

标记为N91、N92、N93的为输入信号连接器，标记为N94和N95的

为输出信号连接器。

N91

1234

A

I1A

I2A

I3A

I4A

301

304

305

314

B

I5A

I6A

I7A

I8A

352

2004

2041

W306

C

I9A

I10A

I11A

I12A

L2011

L2017

L321

L322

D

I13A

I14A

I15A

I16A

L324

L332

L351

L355

I17A

I18A

I19A

I20A

L323

L390

L2051

L2052

F

I21A

I22A

I23A

I24A

L352

L356

L328

G

I1B

I2B

I3B

I4B

430

471

L469

L437

H

I5B

I6B

I7B

I8B

L471

L473

L439

L428

J

I9B

I10B

I11B

I12B

L464

L432

L450

L429

K

I13B

I14B

I15B

I16B

L472

L474

L391

L392

L

I17B

I18B

I19B

I20B

L393

L394

L395

L396

M

I21B

I22B

I23B

I24B

688

L468

L498

N

P

装置电源正

装置电源负

233

300

N92

1234

A

I1C

I2C

I3C

I4C

451

L451

L453

L455

B

I5C

I6C

I7C

I8C

L457

L459

L460

L481

C

I9C

I10C

I11C

I12C

L482

L483

L484

L452

D

I13C

I14C

I15C

I16C

L454

L456

L458

334

E

I17C

I18C

I19C

I20C

L334

L496

L497

L