CN211378543U - 一种东风12型内燃机车的微机控制装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种东风12型内燃机车的微机控制装置，包括：箱体；容纳于箱体的开口中的插件板箱；于插件板箱的更接近前板的第一侧并排布置的电源插件板、数字量输出插件板、数字量输入插件板和计算机插件板；于插件板箱的与第一侧相对的第二侧布置的电源插件板连接器、数字量输出插件板连接器、数字量输入插件板连接器和计算机插件板连接器；安装于插件板箱内部的电源导轨插槽、数字量输出导轨插槽、数字量输入导轨插槽以及计算机导轨插槽；于背板布置的3个62芯插接件。

Description

一种东风12型内燃机车的微机控制装置

技术领域

本实用新型涉及一种微机控制装置，特别涉及适用于东风12型内燃机车的微机控制装置。

背景技术

东风12（DF12）型内燃机车是原资阳机车厂在东风4型机车基础上改型的一种调车型机车，其装车功率为2430kW（3300马力），最大速度为100km/h。DF12型内燃机车主发电机恒功率输出以及各种保护功能等均由微机控制系统控制。DF12型内燃机车的现有微机控制系统由DF12机车微机控制装置、SCP-DF12型信号变换屏、DF12彩色显示屏以及T03型柴油机转速传感器、DF8型机车速度传感器、Y921型温度传感器和CZY1型压力传感器等组成。

DF12型内燃机车的现有微机控制装置的型号为DF12-LK9000，由大连机车研究所生产，内设九块插件板，能够实现DF12机车微机控制装置的基本功能。现有微机控制装置在使用过程中存在如下问题：（1）九块插件板占用了机箱大部分空间，带来散热不良的问题，长期使用会加速插件板上电子元器件的老化；（2）需要匹配与插件板数量一致的导轨插槽，插件板数量越多，相应地导致导轨插槽数量增加，这给制造、装配微机控制装置带来许多不方便之处；（3）在机车运用过程中，插件板难免有发生故障，这需要通过更换相应插件板的方法来排除，可能要通过更换数个插件板来排除故障，每更换一个插件板都需要启机、加载验证，给分析排查工作带来不便。

实用新型内容

本实用新型的目的就是针对上述实际现状和需求而开发的一种利于散热、改善电子器件工作环境、延长其寿命、并易于查找故障现象、降低排查人员劳动强度的装置。本实用新型与现有微机控制装置在软件上兼容，安装时不需改动机车上现有电器柜的钢结构件，对外配线也与原微机控制装置相同。

本实用新型的技术解决方案是提供一种东风12型内燃机车的微机控制装置，包括：

箱体，所述箱体的主体呈矩形，包括前板、与前板相对的背板、顶板、与顶板相对的底板、左侧板和与左侧板相对的右侧板，其中，前板上设置有开口，背板在高度上超过前板向上和向下延伸；

容纳于箱体的开口中的插件板箱；

于插件板箱的更接近前板的第一侧并排布置的电源插件板、数字量输出插件板、数字量输入插件板和计算机插件板；

于插件板箱的与第一侧相对的第二侧布置的电源插件板连接器、数字量输出插件板连接器、数字量输入插件板连接器和计算机插件板连接器；

安装于插件板箱内部、用于连接电源插件板与电源插件板连接器的电源导轨插槽，安装于插件板箱内部、用于连接数字量输出插件板与数字量输出插件板连接器的数字量输出导轨插槽，安装于插件板箱内部、用于连接数字量输入插件板与数字量输入插件板连接器的数字量输入导轨插槽，以及安装于插件板箱内部、用于连接计算机插件板与计算机插件板连接器的计算机导轨插槽；以及

于背板的高度超过前板的部分上布置的3个62芯插接件，其分别与电源插件板连接器、数字量输出插件板连接器、数字量输入插件板连接器和计算机插件板连接器电连接。

本实用新型的微机控制装置具有如下优点：

①将插件板数量由原来9个减少到现在4个，具备同等的微机控制功能，大大增加了微机箱的空间，散热效果明显提高；显著改进了疑难故障的排查效率，很大程度上缩短了员工处理异常故障的能力。

②为了与原来微机箱兼容，设计了插件板箱5。4块插件板插入插件板箱，然后用螺钉将插件板箱与原箱体相连。

③为了与插件板箱连接，将原箱体进行改造，前面焊接一个“回”字型安装面板4、后面左右各焊接一个“L”型固定板9，并钻上安装孔，给前面4个安装孔攻好丝。前面用四个螺钉、后面用两个螺钉将插件板箱5与原箱体固定牢靠，这是将原箱体改造与插件板箱体固定情况。如果要做新的箱体，就按照原箱体尺寸制作，再焊接“回”字型安装面板4（即，设置有开口的前板）和两个“L”型固定板9，打上安装孔、攻丝即可。改造后的箱体或新制作的箱体就是新型微机控制装置箱体1。

④DF12型内燃机车的新型微机控制装置各个插件板前端板上均设有上下两个固定螺丝孔16，用3mm的自攻螺钉将其固紧至插件板箱中；插件板箱体上也留有插件板箱安装孔6，通过自攻螺钉10将插件板箱与原箱体固紧，原箱盖上的插件板压紧机构拆除（图上未展示出）。

通过以下参照附图对示例性实施例的描述，本实用新型的其他特征将变得清楚。

附图说明

包含在说明书中并构成说明书的一部分的附图例示了本实用新型的示例性实施例、特征和方面，并且与文字说明一起用来解释本实用新型的原理。

图1为根据本实用新型一个方面的微机控制装置的立体示意图。

图2为根据本实用新型一个方面的微机控制装置的主视示意图。

图3为根据本实用新型一个方面的微机控制装置的后视示意图。

图4是根据本实用新型一个方面的微机控制装置的实物主视图1（未安装插件板的状态）。

图5是根据本实用新型一个方面的微机控制装置的实物主视图2（已安装插件板的状态，且微机控制装置处于正常工作状态）。

图6是根据本实用新型一个方面的微机控制装置的实物后视图1（插件板连接器与62芯插接件未连线的状态）。

图7是根据本实用新型一个方面的微机控制装置的实物后视图2（插件板连接器与62芯插接件已完成连线的状态，尚未扣好背板）。

图8是根据本实用新型一个方面的微机控制装置的箱体的示意图（已经扣好背板的状态）。

附图标记说明：

1.本实用新型的微机控制装置箱

2.箱体固定孔

3.62芯插接件

4.“回”字型安装面板

5.插件板箱

6.插件板箱安装孔

7.机箱盖板

8.插件板连接器

9.“L”型固定板

10.自攻螺钉

11.导轨插槽

12.电源插件板

13.数字量输出（DO）插件板

14.数字量输入（DI）插件板

15.计算机（CPU）插件板

16.固定螺丝孔

17.内部连接线

18.搭扣

19.底板

具体实施方式

下面将参照附图详细描述本实用新型的各种示例性实施例、特征和方面。应当指出，除非另外具体说明，在这些实施例中描述的部件、数字表示和数值的相对配置不限制本实用新型的范围。应当指出，下面的实施例并不限制权利要求中记载的本实用新型的范围，并且并非这些实施例中描述的特征的全部组合均是本实用新型所必须的。

<具体结构>

为解决上述问题，参考图1到图8所示，本实用新型的微机控制装置的硬件结构主要包括：微机控制装置箱体1、62芯插接件3、插件板箱5、机箱盖板7、插件板连接器8、导轨插槽11、电源插件板12、数字量输出（DO）插件板13、数字量输入（DI）插件板14、计算机（CPU）插件板15、内部连接线17、背板19。除此之外，还包括一些实现这些硬件结构质检的相互连接或使微机控制装置与外部环境相连接的安装件或插接件，例如：使微机控制装置与DF12机车电器柜钢结构连接的箱体固定孔2、“回”字型安装面板4、将插接板箱连接到箱体的插件板箱安装孔6和“L”型固定板9、实现连接的自攻螺钉10和固定螺丝孔16，实现箱体盖板与箱体之间的连接的搭扣18等。

微机控制装置箱体1由δ2厚的钢板制作而成，呈矩形的外观，包括前板4、与前板4相对的背板、顶板、与顶板相对的底板、左侧板和与左侧板相对的右侧板，以及优选地含搭扣的机箱盖板7。箱体1的优选外形尺寸为：415×326×278mm³。箱体外表喷灰漆。前板上设置有开口，构成“回”字型（下文也称“回”字型安装面板4），供容纳插件板箱（后述）。背板在高度上超过前板4分别向上和向下延伸，其四个角部位分别设置箱体固定孔2。该箱体可以是在现有微机箱体基础上加焊（或开设）“回”字型安装面板4和“L”型固定板9，并打孔攻丝修造而成，也可以是按上述尺寸和构造新制作的箱体。箱体固定孔2是新型微机控制装置与DF12机车电器柜钢结构连接时穿螺栓固定孔，其直径为φ12mm。

其中，“回”字型安装面板4（即，设置有开口的前板）的厚度为δ2mm，上面靠近四个角部位的位置钻有4个孔并攻M6的丝扣用以连接和固定插件板箱5，重新制作箱体需按设计图标注尺寸进行。或者，若箱体是在现有的控制装置的箱体上进行改造而来的，那么需要在前面板上焊接一个“回”字型安装面板4、后面左右各焊接一个“L”型固定板9，并钻上安装孔，给前面4个安装孔攻好丝。前面用四个螺钉、后面用两个螺钉将插件板箱5固定牢靠于其上。其中的“L”型固定板9用于固定插件板箱5的后端，使后端稳固。

插件板箱5被容纳在箱体1中，包括多个插件板连接器8和与各插件板连接器8匹配的多个导轨插槽11。插件板箱5上设置插件板箱安装孔6（直径例如为φ6.3），通过自攻螺钉10（丝扣为M6）等螺钉固定在箱体1上。插件板连接器8与62芯插接件3电连接，插件板箱5的前部内依次插装电源插件板12、数字量输出（DO）插件板13、数字量输入（DI）插件板14、计算机（CPU）插件板15。

62芯插接件3，共有三个（如图1-图3、6和7所示），在箱体1内部通过内部连接线17与插件板连接器8相互电连接，在箱体1外部与机车线路通过对应插接件互连，实施控制机车的电气通道。内部连接线17，用于插件板连接器8与62芯插接件3之间的电连接，是东风12机车新型微机控制装置实现其控制功能的电通道。

多个导轨插槽11的后端分别延伸到插件板连接器8，插件板从其前端插入，使插件板不会左右晃动，并使插件板能够顺利插入插件板连接器8中。

本实用新型中共有4块插件板，分别为电源插件板12、数字量输出（DO）插件板13、数字量输入（DI）插件板14和计算机（CPU）插件板15。

其中，电源插件板12用于将机车上的DC 110V电源隔离变换为+5V、+15V、-15V、+24V的直流电源供微机及相关传感器使用。

其中，数字量输出（DO）插件板13用于控制机车上励磁机的磁场电流，同时用于控制外部继电器、信号灯等由DC 110V供电的电气电路的通断，如微机报警、磁场削弱1，磁场削弱2以及撒砂等场合。

其中，数字量输入（DI）插件板14用于测量高电平为DC 110V的开关量信号以及频率信号，如柴油机转速及机车速度信号等，微机规定高电平电压为50～110V，低电平为0～30V。

其中，计算机（CPU）插件板15，对来自信号模块的1～6位牵引电动机电流信号、主电压信号、水温传感器的温度信号、柴油机机油压力传感器的压力信号、励磁机输出电压信号、辅助发电机电压信号等外部信号进行采集；对微机系统信号进行处理、计算、并进行通信以实现微机的功能控制，通过与彩色显示屏的通信将相关数据通过彩色显示屏显示出来供操作者查看。

固定螺丝孔16用于固定各插件板以免机车在行驶过程中造成插件板松脱。优选地，每个插件板上下各有一个固定螺丝孔。

搭扣18分别安装在机箱盖板7和箱体1，是机箱盖板7的锁扣。例如，搭扣18共有两套组合、以锁紧机箱盖板7，并能方便安装、更换插件板。背板19是可拆装地连接箱体1的后端盖，用于方便连接和检查线路、并防止灰尘进入箱体内。

<组装过程>

第1步，对于从现有箱体改造而来的箱体1，将“回”字型安装面板4、“L”型固定板9按规定位置焊接（或连接）到箱体1，钻好插件板箱安装孔6、并攻丝，在“L”型固定板9上再钻上孔，打磨去除毛刺，喷上油漆，安装好三个62芯插接件3；或按设计图制作新箱体。

第2步：在机箱盖板7上安装好搭扣18，制作背板19或修复喷漆。

第3步：制作好插件板箱5，装好插件板连接器8、导轨插槽11等部件，钻好安装孔。

第4步：按电子原理图、PCB布线图制作好电源插件板12、数字量输出（DO）插件板13、数字量输入（DI）插件板14、计算机（CPU）插件板15，并写入控制程序。

第5步：将插件板箱5安装到箱体1中，拧紧自攻螺钉10以及插件板箱5与“L”型固定板9之间的螺丝。

第6步：焊接（或连接）插件板连接器8与62芯插接件3之间的连线以及插件板各连接器之间的短接线等内部连接线17，并进行整理、包扎良好。

第7步：安装电源插件板12、数字量输出（DO）插件板13、数字量输入（DI）插件板14、计算机（CPU）插件板15，并拧紧各插件板上下固定螺钉。

第8步：安装背板19并拧紧各固定螺钉；盖好机箱盖板7并扣好搭扣18。

第9步：在箱体1规定位置粘贴好所有铭牌标识。

<使用过程>

将组装好的本实用新型的东风12机车微机控制装置搬运到DF12机车微机控制装置试验台上，将试验台上的插接件分别与三个62芯插接件3相连，并连接显示屏，确认连接正确无误后，闭合试验台电源开关按试验大纲进行各项参数测试，并按检验记录对各项试验参数进行记录。试验合格后的东风12机车新型微机控制装置开具合格证，并进行保养维护准备装车使用。

将试验合格的微机控制装置搬运到DF12机车电器柜，在微机控制装置安装处进行安装，将4个螺栓穿过箱体固定孔2与电器柜钢结构相连，加上平垫、弹垫，拧紧螺母，并做好放松标记。

这样，安装好的东风12机车新型微机控制装置就可正常使用了。

<功能描述>

本实用新型涉及一种东风12型机车上用的新型微机控制装置，称作“东风12机车新型微机控制装置”。它具有以下主要功能：

恒功率特性控制：即在不同的柴油机转速下，控制主发电机运行在规定的特性曲线上，保证机车柴油机的合理运用，柴油机在不同的转速下，有不同的特性曲线。

粘着控制：就是通过检测牵引电动机各支路电流，根据电流分配情况判定机车车轮空转的程度，并采取撒砂或降低主发电机输出电压的措施来消除空转，提高机车粘着利用。

高海拔地区机车功率修正功能：即就是机车运行在不同高度的高原区时，由于空气稀薄，微机在水阻试验时事先调整好主发电机的输出功率，以适应该地区机车的合理运用。

机车换向保护：机车只有在速度为零时才能换向牵引，从而才能向相反方向运行，机车速度非零时如果出现人为换向现象，微机限制主发功率输出。

检测风压继电器1FYJ断开时机车卸载功能：列车管风压不足或紧急制动时，1FYJ断开，机车牵引功率减至零。

快速加载功能：适当的加载速度对提高调车作业效率是必要的。

柴油机保护：当柴油机超速、机油压力低、冷却水温高时，微机自动进行卸载或停机保护。

电气保护：微机对主发电机过压、主发电机过流和牵引电机过流等故障进行保护。

故障诊断显示：通过彩色显示屏，可以查看机车正常运行的参数，当机车发生故障时，微机报警，彩色显示屏显示故障信息，同时微机记录存储故障信息，便于运用部门和乘务人员了解分析机车故障。

柴油机无极调速（可选功能）：通过微机的软硬件扩充，可取代WJT（14Q2型）实现柴油机无极调速功能。

机车恒速控制（可选功能）：操作台恒速开关置1位，微机控制机车按司机给定的速度运行，同时保证机车柴油机的恒功率输出特性。

上述的“电源插件”板、“数字量输出（DO）插件”板、“数字量输入（DI）插件”板、“计算机（CPU）插件”板以及软件控制程序分别用于实现上述功能。将原箱体改造后，将新制插件板箱与原箱体用螺钉连接好，焊接好连接器（俗称插接板插座）与箱体上三个62芯插接件的连线，插上插件板，拧紧固定插件板的上、下自攻螺钉后，可关上带有搭扣的外箱盖和底板。机箱上部设有的三个62个引脚的连接器，分别标记为CNA、CNB、CNC，用于微机控制装置的对外接线。

以上对本实用新型所提供的检测装置和系统进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种东风12型内燃机车的微机控制装置，其特征在于，包括：

箱体，所述箱体的主体呈矩形，包括前板、与前板相对的背板、顶板、与顶板相对的底板、左侧板和与左侧板相对的右侧板，其中，前板上设置有开口，背板在高度上超过前板向上和向下延伸；

容纳于箱体的开口中的插件板箱；

于插件板箱的更接近前板的第一侧并排布置的电源插件板、数字量输出插件板、数字量输入插件板和计算机插件板；

于插件板箱的与第一侧相对的第二侧布置的电源插件板连接器、数字量输出插件板连接器、数字量输入插件板连接器和计算机插件板连接器；

安装于插件板箱内部、用于连接电源插件板与电源插件板连接器的电源导轨插槽，安装于插件板箱内部、用于连接数字量输出插件板与数字量输出插件板连接器的数字量输出导轨插槽，安装于插件板箱内部、用于连接数字量输入插件板与数字量输入插件板连接器的数字量输入导轨插槽，以及安装于插件板箱内部、用于连接计算机插件板与计算机插件板连接器的计算机导轨插槽；以及

于背板的高度超过前板的部分上布置的3个62芯插接件，其分别与电源插件板连接器、数字量输出插件板连接器、数字量输入插件板连接器和计算机插件板连接器电连接。

2.根据权利要求1所述的微机控制装置，其特征在于，还包括与前板枢转地连接的箱体盖板，其用于覆盖前板上的开口。

3.根据权利要求2所述的微机控制装置，其特征在于，箱体盖板上设置有搭扣，用于使箱体盖板扣接于前板上的搭接件以覆盖开口。

4.根据权利要求1所述的微机控制装置，其特征在于，还包括设置于箱体底板上的“L”型固定板，插件板箱被固定于其上。

5.根据权利要求1所述的微机控制装置，其特征在于，背板顶部设置有4个固定孔，用于容纳将微机控制装置与东风12机车电器柜钢结构连接的连接件，其直径为φ12mm。

6.根据权利要求1所述的微机控制装置，其特征在于，所述箱体由δ2mm的钢板制作而成，外形尺寸为：415×326×278mm³。

7.根据权利要求1所述的微机控制装置，其特征在于，前板厚度为δ2mm，上面钻4个孔并攻M6的丝扣用以连接和固定插件板箱。

8.根据权利要求1所述的微机控制装置，其特征在于，插件板箱是通过插件板箱安装孔用螺钉和丝扣连接固定在前板上的，插件板箱安装孔的直径为φ6.3mm。

9.根据权利要求1所述的微机控制装置，其特征在于，

所述电源插件板用于将机车上的DC 110V电源隔离变换为+5V、+15V、-15V、+24V的直流电源供微机及相关传感器使用；

所述数字量输出DO插件板用于控制机车上励磁机的磁场电流，同时用于控制外部继电器、信号灯由DC 110V供电的电气电路的通断。

10.根据权利要求1所述的微机控制装置，其特征在于，

所述数字量输入DI插件板用于测量高电平为DC 110V的开关量信号以及频率信号；和

所述计算机插件板用于对外部信号进行采集；对微机系统信号进行处理、计算、并进行通信以实现微机的功能控制，通过与彩色显示屏的通信将相关数据通过彩色显示屏显示出来供操作者查看。

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