03 計算機控制系統(tǒng)

計算機控制系統(tǒng)鐵路大機教研室2Jupiter計算機控制系統(tǒng)簡介PGM-48型鋼軌打磨列車和GMC-96X型鋼軌打磨列車控制系統(tǒng)均采用先進的Jupiter2000計算機控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)基于多級計算機控制，以實現(xiàn)對全車走行、作業(yè)功能的監(jiān)控。

鋼軌打磨車上的Jupiter控制系統(tǒng)用于控制大多數(shù)的操作功能。3一、Jupiter2000計算機控制系統(tǒng)特點(1)采用遠程輸入/輸出設備，簡化電氣控制系統(tǒng)。采用模塊控制和預制的快速連接電纜，簡化系統(tǒng)結構，減少電纜連線，實現(xiàn)更好的電氣絕緣。

(2)具有綜合診斷功能。智能化的輸入、輸出診斷功能，實現(xiàn)對短路、開路、通道狀態(tài)、電壓、電流等的實時監(jiān)測。

(3)工作穩(wěn)定，受環(huán)境溫度影響小。能夠在環(huán)境溫度在-40℃至70℃間正常工作，系統(tǒng)工作穩(wěn)定，具有較強的抗干擾能力和保護能力。。

(4)軟件化控制管理，系統(tǒng)升級簡便。

(5)操作界面簡介、有序，布局合理。計算機顯示界面上涵蓋了打磨列車大部分操作內(nèi)容，人機交換方便。以不同顏色的圖形，分區(qū)顯示，顯示方式靈活，生動，直觀。(6)系統(tǒng)具有良好的維護性，當有關參數(shù)發(fā)生變化時，可人工修正誤差。(7)系統(tǒng)具有一定的容錯能力，防止誤操作導致線路破壞。4二.Jupiter2000計算機控制系統(tǒng)的組成和各部分功用Jupiter2000計算機控制系統(tǒng)主要由控制主機（以下簡稱主機）、遠程I/O模塊（分控模塊）、增壓電源模塊、主機供電電源（P42）、網(wǎng)絡終結器、連接元件、顯示器等部分組成，各組成元件間通過CAN（控制局域網(wǎng)）總線技術，實現(xiàn)信息的通訊。5JAM控制主機的外形結構1-復位開關2-主機電源/局域網(wǎng)絡接口3-串口–COM1–COM44-USB1接口5-USB2接口6-以太網(wǎng)電纜接口7-電源指示燈8-并口（打印機LPT1）9-VGA接口（顯示器電纜連接）10-鼠標電纜接口11-鍵盤電纜接口12-CF卡13-內(nèi)部主板1.主機6

主要的計算機是Jupiter應用系統(tǒng)的核心(JAM)。計算機主機盡管不是一個輸入/輸出模塊，可仍然是網(wǎng)絡的一部分。每節(jié)車

上的計算機主機通過一段以太網(wǎng)線連接彼此取得通訊。每節(jié)車上的計算機主機通過車上其余

的Jupiter輸入/輸出模塊與各種傳感器、開關和閥通訊。每塊模塊負責著來自和去往各種安裝在其附近的部件的信號。各種部件和模塊間的通訊是通過模塑的電纜組件進行的。7

JAM控制主機安裝有微處理器，負責發(fā)送編程信息至打磨列車上其它輸入/輸出模塊。主機配有閃存卡（CF卡），存貯著操作系統(tǒng)、輸入輸出配置、所有的應用程序和數(shù)據(jù)文件。如果打磨列車計算機出現(xiàn)故障，可以把閃存卡拿出來安裝到新的主機上，內(nèi)部存儲的資料可以直接使用。閃存卡也允許安裝新的軟件到現(xiàn)有的計算機上或者新的計算機上。在存儲卡上安裝程序時，啟動計算機后，存儲卡內(nèi)的程序會自動安裝。打磨列車出廠前，廠家就已經(jīng)將打磨列車特定的軟件傳輸至JAM控制主機。82.遠程I/O模塊（分控模塊）

（1）數(shù)字輸入模塊模塊用于只有開/關兩種位置的器件。（2）模擬輸入模塊模塊用于輸入電壓頻繁變化的器件。（3）數(shù)字輸出模塊模塊用于控制只有開/關兩種位置的器件。（4）L-BUS模塊和與之相連的擴展模塊共同擴展了上述模塊的功能。91-CAN1輸入接口2-CAN1輸出接口3-電源接口4-接口和通道狀態(tài)LEDs(C1–C8)5-模塊狀態(tài)指示燈數(shù)字輸入模塊1-CAN1輸入接口2-CAN1輸出接口3-電源接口4-連接器及通道狀態(tài)LEDs（C1–C8）5-模塊狀態(tài)指示燈模擬輸入模塊101-CAN1輸入接口2-CAN1輸出接口3-電源接口4-控制和通道狀態(tài)LEDs（C1–C8）5-模塊狀態(tài)指示燈數(shù)字輸出模塊L-BUS模塊和擴展模塊11配電模塊結構3.增壓電源模塊（配電模塊）12P42電源模塊1-PS1:電源2-PS2:電源3-TS1:24V輸入電纜接口4-TS2:主機電纜接口5-M23:網(wǎng)絡中第一個遠程I/O模塊的接口（模塊2）6-LED1:如果保險絲斷開，該LED會亮紅燈，該LED的常態(tài)是關閉（不亮）7-LED2:如果125赫茲的振蕩器在開啟狀態(tài)（常態(tài)），該LED亮綠燈，并且該單元有電源供給8-C1:振蕩器控制在工廠設定為125赫茲，不需要調節(jié)9-TP1:測試點，參數(shù)為125Hz3.5VP/P.4.P42電源135.網(wǎng)絡終結器6.連接元件網(wǎng)絡終結器1-輸入/輸出信號電纜（黑色或黃色）2-Jupiter系統(tǒng)中CAN網(wǎng)絡電纜(紫色)3-模塊電源電纜（灰色）；4-專用的網(wǎng)絡和電源電纜拆裝扳手連接線及拆裝專用工具通過分配器及交叉分配器外形

146.連接元件7.顯示器系統(tǒng)斷開盒系統(tǒng)斷開盒，是用來對遠程I/O模塊，遠程I/O模塊和設備元件的電纜以及設備元件之間的輸入、輸出進行診斷的工具。斷開盒具有公母兩個5芯連接頭。

顯示器是實現(xiàn)人機交換的主要工具，用于顯示jupiter2000計算機控制系統(tǒng)中軟件操作界面，顯示器采用觸摸屏，以方便操作人員操作，以準確、直接的實現(xiàn)操作、控制、檢測等功能。1516三、“菊花鏈”機制為了理解各種遠程I/O模塊在Jupiter2000計算機控制系統(tǒng)中的角色，首先需要理解菊花鏈在網(wǎng)絡中為每個模塊分配地址的機制，即菊花鏈機制。每個遠程I/O模塊上，“CAN1in”和“CAN1out”接口上都有九個針來連接紫色的電纜，每個遠程I/O模塊上輸入接口的每個針都對應于輸出接口相同編號的針，只有第9針例外，第9針是“菊花鏈”信號線。在“CAN1in”（一號模塊輸入）接口上的第9針是到內(nèi)部處理器的輸入，在“CAN1out”（一號模塊輸出）接口上的第9針是由內(nèi)部處理器輸出的信號。這就讓每個模塊的內(nèi)部處理器可以向網(wǎng)絡中的下一個模塊（較高地址）發(fā)送數(shù)據(jù)。17

系統(tǒng)啟動的時候，每個遠程I/O模塊都會從前一個遠程I/O模塊收到它的網(wǎng)絡地址，該地址會在模塊內(nèi)部存儲，然后在這個地址上加1發(fā)送到下一個遠程I/O模塊，順序傳遞。對于網(wǎng)絡中的第一個模塊（2號遠程I/O模塊）在它前面沒有遠程I/O模塊為它分配地址，這就需要P42模塊為2號模塊提供網(wǎng)絡地址，同時為整個網(wǎng)絡的起始端提供合適的終止。如果在啟動的時候，某一個遠程I/O模塊沒有成功地建立起自己的網(wǎng)絡地址，它會采取存儲在模塊內(nèi)部存儲器內(nèi)的地址（“菊花鏈”成功建立的前一時刻）“菊花鏈”的失效不是很緊急，如果需要的話，打磨列車可以安全運行很多天。當然，還是要優(yōu)先處理模塊的故障。當某一個遠程I/O模塊在啟動的時候沒有成功的從”菊花鏈”輸入針上獲得它的地址時，它會中止向下一個模塊發(fā)送地址。

18PGM-48型鋼軌打磨列車計算機控制系統(tǒng)PGM-48型鋼軌打磨列車計算機控制結構19五臺計算機通過三個集線器（HUB）連接，實現(xiàn)了小型局域網(wǎng)絡的構建，通過軟件程序設計，可以實現(xiàn)了走行：1、3號車可以任意一端控制另一端計算機，實現(xiàn)遠程控制；操作：三臺車均可以通過遠程控制實現(xiàn)在一臺車操作計算機上對全車操作計算機的控制。走行計算機沒有直接接入CAN網(wǎng)絡，所以走行控制需要1、3號車操作計算機的協(xié)助，才能實現(xiàn)走行控制，如圖所示。PGM-48型鋼軌打磨列車1（3）號車系統(tǒng)組成20PGM-48型鋼軌打磨列車計算機顯示屏操作控制21走行計算機主屏顯示1-警報面板；2-車組控制按鈕；3-速度/換檔面板；4-主發(fā)動機信息面板；5-工具條面板；6-1、3號車齒輪箱狀態(tài)面板

；7-驅動馬達壓力面板22一.警報面板31223二.車組控制按鈕24三.速度/換擋面板1-檔位選擇按鈕；2-打磨恒速控制按鈕；3-打磨車速度；4-滑動條顯示打磨車速度25四.主發(fā)動機信息面板1-發(fā)動機轉速；2-發(fā)動機電池；3-發(fā)動機油壓；4-發(fā)動機油溫；5-發(fā)動機冷卻液溫度；6-發(fā)動機轉速按鈕26五.工具條面板消防水泵按鈕噴水控制面板按鈕幫助面板1-上一頁；2-下一頁；3-地球圖標27燈開關12341-側面工作燈開關；2-前后工作燈開關；3-探照燈開關；4-頭燈開關28打磨/走行按鈕打磨顯示面板29混合工具條按鈕

調試和診斷報面板1-設備調試面板；2-設備診斷面板；3-網(wǎng)絡診斷面板30六.1、3號車齒輪箱狀態(tài)面板31七.驅動馬達壓力面板

驅動馬達壓力面板

泵排量面板32打磨操作計算機顯示屏操作控制

33一.警報面板213

1-向上向下翻頁鍵；2-地球圖標；3-時間欄按鈕34

速度表/里程表面板二.控制權按鈕三.速度表/里程表速度菜單面板1-巡航控制面板按鈕；2-位置/里程面板按鈕；3-低速提升面板按鈕35四.模式信息表

模式信息表