机车故障诊断系统

摘   要

本文以当代检测技术和故障诊断技术为理论基础，重点阐述了机车电线路智能检测仪的研制过程，结合铁路的实际情况，开发出了机车故障诊断系统。

在目前我国机车故障检测设备比较少的情况下，结合我国机车的型号和自动检测技术在机车检测领域中的实际应用状况，研制了适合大多数机车型号的电线路智能检测仪。该检测仪采用压降法原理完成对微欧级电阻的测量，电路结构采用四线制测量方法，从理论上消除了任何连接导线所引入的误差；在误差处理上，采用自动校准技术，消除系统的偏移误差；对A/D转换结果采用中值滤波的方法，消除系统的随机误差，最终使仪器的最小分辨率达到1μΩ，检测误差低于±0.5%。

该仪器以PIC16C74单片机为核心，采用液晶显示器，具备和系统机通信的能力，为满足不同要求，该仪器采用设置门限值的方法完成电线路故障初步的诊断。

该系统以机车故障检测仪器检测到的数据为原始数据，以故障诊断专家系统为处理机理，从而判断机车不同部位的状态，为机车的维修提供参考依据。

关键词 机车  自动检测  门限值  故障诊断

        智能仪器  

1 引言 1

1.1 我国铁路机车维修体制的现状 1

1.1.1 铁路设备维修体制的发展 1

1.1.2 我国的铁路机车维修体制 2

1.2 我国铁路机车自动检测设备的现状 2

1.2.1 自动检测技术概述 2

1.2.2 自动检测技术与智能诊断在铁路维修体制中的应用及前景 3

2 方案论证 5

2.1 项目要求 5

2.1.1 任务 5

2.1.2 要求 5

2.2 系统总体方案的确定 5

2.3 电阻检测电路的确定： 6

3 硬件设计 7

3.1 系统介绍 7

3.1.1 RISC特点的CPU 7

3.1.2 外围特点 8

3.1.3 微控制器特性 8

3.2 机车电线路智能检测仪的工作原理 9

3.2.1 电阻测量电路 9

3.2.2 电阻/电压变换电路 10

3.2.3 A/D转换电路 13

3.2.4  PIC16C74单片机接口设计 14

4 系统软件设计 19

4.1 机车电线路智能检测仪系统软件功能 19

4.1.1 系统目标 19

4.1.2 系统功能设计 19

4.1.3 系统的数据库结构 19

4.2 系统软件设计 21

4.2.1 主程序流程图 21

4.2.2 检测键程序流程图 23

5 系统的误差分析及故障算法 25

5.1 系统的误差分析 25

5.1.1 分压系数误差 25

5.1.2 量化误差 26

5.1.3 偏移误差 27

5.2 自动校准技术及系统的误差处理 27

5.2.1 自动校准原理 27

5.2.2 系统误差处理 28

5.2.3 系统的误差计算 29

5.3 系统抗干扰技术 30

5.3.1 硬件抗干扰措施 30

5.3.2 软件抗干扰措施 30

5.4 故障诊断处理 31

5.4.1 故障诊断的方法 31

5.4.2 门限值的确定方法 31

6 总结 33

6.1 全文总结 33

致谢 34

参考文献 35

附录一 系统硬件图 36

附录二 程序清单 37