摘 要：近年來我國鐵路機車的維修體制逐步從計劃維修向狀態(tài)維修過渡，機車的故障診斷系統(tǒng)不斷發(fā)展。在基于專家系統(tǒng)的機車故障診斷系統(tǒng)中，機車檢測智能儀表要向?qū)＜蚁到y(tǒng)發(fā)送檢測數(shù)據(jù)，專家系統(tǒng)向檢測智能儀表設(shè)置各種參數(shù)，為了使信息和數(shù)據(jù)在專家系統(tǒng)與檢測智能儀表之間有效地傳遞，本文討論了機車故障智能診斷系統(tǒng)與檢測智能儀表的通信實現(xiàn)。 關(guān)鍵詞：機車 故障診斷 通信 [b][align=center]Communication Module in Locomotive Fault Intelligent Diagnose System Wang Li Zang Haihe [/align][/b] Abstract: In recent years the locomotive service system has transfers gradually from the planned servicing to status servicing, the locomotive fault diagnosis system developed rapidly. In the locomotive fault diagnosis based on expert system, the locomotive intelligent instrument transmits data to the expert system, the expert system sets parameter to the intelligence instrument, in order to ensure the information and the data effectively transmits at the expert system and between the examination intelligence measuring appliance, this text discussed communication between the locomotive fault intelligence diagnosis system and the intelligence instrument. Keywords: locomotive fault diagnosis communication 1 引言 　　鐵路是我國的主要運輸方式，機車是主要的牽引動力，其質(zhì)量的優(yōu)劣直接關(guān)系著鐵路運輸組織情況的好壞，因此，幾十年來提高機車質(zhì)量和運用效率，同時降低維修成本，一直是機務(wù)工作的重要組成部分。 　　突破傳統(tǒng)的計劃維修體制向狀態(tài)修過渡是機車檢修工作的發(fā)展方向。計劃維修在機車檢修工作中發(fā)揮了重要作用，根據(jù)維修計劃，定期停機檢修并更換一些零部件，可預(yù)防某些事故發(fā)生，但是隨著管理水平的提高，計劃維修越來越暴露出其弱點，例如，維修帶有盲目性、檢修過程中易造成人為故障、維修費用高等現(xiàn)象。機車的狀態(tài)維修是根據(jù)機車在線檢測和診斷所預(yù)報的機車故障狀態(tài)來判斷機車故障的程度、發(fā)展趨勢，確定機車維修的時間和內(nèi)容。 　　機車故障自動診斷系統(tǒng)正是為適應(yīng)機車維修體制的變革，為機車的狀態(tài)維修而專門研制開發(fā)的。它是以機車的各種故障檢測儀表為基礎(chǔ)，運用現(xiàn)代故障診斷技術(shù)，發(fā)現(xiàn)和確定機車故障的部位和性質(zhì)，預(yù)報故障趨勢并提出相應(yīng)的決策。 2 機車故障自動診斷系統(tǒng) 　　機車故障自動診斷系統(tǒng)是根據(jù)待測系統(tǒng)的實際輸出與典型故障值的比較來判斷系統(tǒng)部件是否存在故障，若存在故障，則從檢測到的故障信息中分離出故障征兆，據(jù)此識別故障原因，將故障源定位并采取相應(yīng)的處理措施。 　　鐵路機車設(shè)備的故障直接關(guān)系到機車乃至鐵路系統(tǒng)的安全經(jīng)濟運行。故障診斷是一項復(fù)雜的、經(jīng)驗性很強的技術(shù)工作，機車設(shè)備故障的原因很多，要求快速、有效、準(zhǔn)確地識別故障并采取有效措施及時排除故障。利用專家系統(tǒng)進行故障診斷并給出處理措施，輔助維修人員進行事故處理，提高機車的安全經(jīng)濟運行水平，是專家系統(tǒng)在鐵路機車故障診斷系統(tǒng)中的一個具體應(yīng)用。 3 系統(tǒng)的通信實現(xiàn) 　　受單片機系統(tǒng)自身的限制，復(fù)雜功能的實現(xiàn)，要靠系統(tǒng)機完成，所以在完成工業(yè)現(xiàn)場的多點測、控任務(wù)時，系統(tǒng)一般采用主從式結(jié)構(gòu)，即以主控PC機為中心，與分散在各處的下位單片機系統(tǒng)組成，各下位機彼此間獨立存在，任務(wù)各異，但均受主機的控制、調(diào)度和管理。機車故障檢測與診斷系統(tǒng)也采用了這種方式。 　　由于機車是一個運動的設(shè)備，再加上我國機車檢測水平有限，新的檢測設(shè)備要想在機車上使用，必須經(jīng)過嚴(yán)格的審查批示，所以對機車的檢測與一般設(shè)備的檢測不同。最近一個時期不可能實現(xiàn)在線檢測，目前只能采用離線檢測的方法。 　　鑒于目前機車檢測的具體情況，在電線路智能檢測儀系統(tǒng)和機車故障診斷系統(tǒng)在開發(fā)設(shè)計中，對數(shù)據(jù)的通信應(yīng)考慮到機車電線路智能檢測儀必修具備數(shù)據(jù)通信能力，能實現(xiàn)與機車故障診斷系統(tǒng)的通信。 　　3.1 通信協(xié)議 　　制定該協(xié)議是為了使信息和數(shù)據(jù)在機車故障診斷系統(tǒng)（主機）與各種智能儀表（單片機）之間有效地傳遞。它包括：允許主機向所有單片機傳送和訪問所有設(shè)置參數(shù)和允許主機訪問單片機的所有測量數(shù)據(jù)。 　　機車故障自動診斷系統(tǒng)與各種智能儀表之間的通信規(guī)則如下： 　?。?）通信應(yīng)遵循主從方式。 　?。?）主機將初始化和控制在通信回路上傳遞的信息。 　?。?）無論何時通信不會由單片機開始。 　　（4）所有通信動作都以幀方式發(fā)生，一個幀就是一個簡單的字符串，最多可含160個字節(jié)，組成這個幀的這些字節(jié)構(gòu)成標(biāo)準(zhǔn)異步串行通信，并按8位數(shù)據(jù)位，1位停止位，無校驗位的方式傳遞。 　?。?）所有幀只有兩種類型即從主機到單片機和從單片機到主機，兩種幀的類型由同步字節(jié)來區(qū)分。 　　（6）若主機或任何單片機接收到含有未知命令的幀，則該幀無效。 　　機車故障自動診斷系統(tǒng)與各種智能儀表之間的通信協(xié)議如下： 　?。?）單片機接收主機發(fā)送的讀數(shù)據(jù)命令幀 　　 　　SYN：同步字節(jié)，14H ，1字節(jié)。 　　FADDR：系統(tǒng)功能模塊地址，系統(tǒng)的不同模塊對應(yīng)不同檢測儀器，1字節(jié)。 　　YADDR：智能儀器地址，1字節(jié)。 　　CODE：密碼，2字節(jié)。 　　DFA：數(shù)據(jù)首地址，2字節(jié)。 　　DLA：數(shù)據(jù)末地址，2字節(jié)。 　　CRC：CRC校驗碼，從同步字節(jié)到數(shù)據(jù)末地址的所有字節(jié)的CRC校驗， 1字節(jié)。 　?。?）單片機發(fā)送數(shù)據(jù)幀 　　 　　SYN：同步字節(jié)，27H， 1字節(jié)。 　　DLEN：長度，從數(shù)據(jù)區(qū)開始地址到結(jié)束地址的數(shù)據(jù)字節(jié)數(shù)， 1字節(jié)。 　　DATA1：第一個數(shù)據(jù)，1字節(jié)。 　　DATA2：第二個數(shù)據(jù)，1字節(jié)。 　　……… 　　DATAn：最后一個數(shù)據(jù)，1字節(jié)。 　　CRC：CRC校驗碼，從同步字節(jié)到最后一個數(shù)據(jù)的所有字節(jié)的CRC校驗， 1字節(jié)。 　?。?）單片機接收主機傳送的數(shù)據(jù)幀 　　 　　SYN：同步字節(jié)，14H ，1字節(jié)。 　　FLAG：門限值參數(shù)/漢字庫選擇標(biāo)志，1字節(jié)。 　　FADDR：系統(tǒng)功能模塊地址，1字節(jié)。 　　YADDR：智能儀器地址，1字節(jié)。 　　CODE：密碼，2字節(jié)。 　　DLEN：數(shù)據(jù)長度，1字節(jié)。 　　DATA1：第一個數(shù)據(jù)，1字節(jié)。 　　DATA2：第二個數(shù)據(jù)，1字節(jié)。 　　……… 　　DATAn：最后一個數(shù)據(jù)，1字節(jié)。 　　CRC：CRC校驗碼，1字節(jié)。 　?。?）單片機發(fā)送響應(yīng)幀 　　 　　SYN：同步字節(jié)，27H，1字節(jié)。 　　DLEN：長度，數(shù)據(jù)區(qū)開始地址到結(jié)束地址的數(shù)據(jù)字節(jié)數(shù)， 1字節(jié)。 　　YADDR：智能儀器地址，1字節(jié)。 　　FADDR：系統(tǒng)功能模塊地址，1字節(jié)。 　　ACK/NAK：響應(yīng)/不響應(yīng)，若所有數(shù)據(jù)接受正確，則該字節(jié)為FFH，否則為00H，1字節(jié)。 　　CRC：CRC校驗碼，從同步字節(jié)到ACK/NAK所有字節(jié)的CRC校驗，1字節(jié)。 　　3.2 串行通信的實現(xiàn) 　　為實現(xiàn)機車智能檢測儀與系統(tǒng)機的通信，特意在檢測儀中設(shè)置了通信鍵，在機車故障診斷系統(tǒng)中設(shè)置了通信功能，在此僅介紹單片機中的通信功能。 　　通信鍵的程序流程如圖1所示。初始化時，檢測儀的通信接口處于接收狀態(tài)，只有檢測儀接收到屬于自己的信息后，才置為發(fā)送狀態(tài)，發(fā)送完畢后又置為接收狀態(tài)。根據(jù)通信協(xié)議，所有的通信動作都以幀的格式發(fā)生，只有主機向單片機傳送和單片機向主機傳送兩種情況，并以同步字節(jié)來區(qū)分，所以該流程圖首先要判斷同步字節(jié)，然后判斷是接受數(shù)據(jù)還是發(fā)送數(shù)據(jù)，若是接收數(shù)據(jù)，進入接收中斷服務(wù)程序接收數(shù)據(jù)，接收完畢后，進行CRC校驗，若不正確，則發(fā)NAK信號，等待重新接收;若正確，則發(fā)ACK響應(yīng)信號，并判斷數(shù)據(jù)是門限值參數(shù)還是漢字庫數(shù)據(jù)，然后完成相應(yīng)的數(shù)據(jù)初始化。 [align=center] 圖1 通信鍵流程圖[/align] 4 結(jié)束語 　　機車設(shè)備故障的原因很多，要求快速、有效、準(zhǔn)確地識別故障并采取有效措施及時排除故障，為此要求機車各種檢測儀表能夠及時把檢測數(shù)據(jù)傳送到機車故障智能診斷系統(tǒng)中。按照本文設(shè)計的通信協(xié)議，機車故障智能診斷系統(tǒng)完成了與機車各種檢測儀器之間的數(shù)據(jù)通信，實踐表明，該通信系統(tǒng)保證了數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃院蛯崟r性，為鐵路機車檢測、診斷、維修的全面自動化提供了有力的支持。 　　本文作者創(chuàng)新點：針對機車故障智能診斷系統(tǒng)與檢測儀器以及與鐵路數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)之間的通訊要求，設(shè)計了診斷系統(tǒng)與機車各種檢測儀器之間的通信協(xié)議，滿足了不同系統(tǒng)之間的通信。 參考文獻： 　　[1]楊世忠 邢麗娟.PC機與單片機的并行通信協(xié)議.自動化儀表[J].2006.02 　　[2]丁青艷，張秀媛. 鐵路信號故障診斷專家系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)設(shè)計[J]. 鐵路計算機應(yīng)用,2005（5）:29-30. 　　[3]洪家平.WINDOWS環(huán)境下PC機與單片機的通信.微計算機信息[J].2005 03 　　[4]田宏萍，張家棟. 機車電器電路故障診斷系統(tǒng)的研究. 內(nèi)燃機車[J]，2000，（10）：10-12.