摘 要：近年來我國鐵路機(jī)車的維修體制逐步從計(jì)劃維修向狀態(tài)維修過渡，機(jī)車的故障診斷系統(tǒng)不斷發(fā)展。在基于專家系統(tǒng)的機(jī)車故障診斷系統(tǒng)中，機(jī)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(jī)車故障智能診斷系統(tǒng)與檢測智能儀表的通信實(shí)現(xiàn)。 關(guān)鍵詞：機(jī)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(yùn)輸方式，機(jī)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(yùn)輸組織情況的好壞，因此，幾十年來提高機(jī)車質(zhì)量和運(yùn)用效率，同時(shí)降低維修成本，一直是機(jī)務(wù)工作的重要組成部分。 　　突破傳統(tǒng)的計(jì)劃維修體制向狀態(tài)修過渡是機(jī)車檢修工作的發(fā)展方向。計(jì)劃維修在機(jī)車檢修工作中發(fā)揮了重要作用，根據(jù)維修計(jì)劃，定期停機(jī)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(jì)劃維修越來越暴露出其弱點(diǎn)，例如，維修帶有盲目性、檢修過程中易造成人為故障、維修費(fèi)用高等現(xiàn)象。機(jī)車的狀態(tài)維修是根據(jù)機(jī)車在線檢測和診斷所預(yù)報(bào)的機(jī)車故障狀態(tài)來判斷機(jī)車故障的程度、發(fā)展趨勢，確定機(jī)車維修的時(shí)間和內(nèi)容。 　　機(jī)車故障自動診斷系統(tǒng)正是為適應(yīng)機(jī)車維修體制的變革，為機(jī)車的狀態(tài)維修而專門研制開發(fā)的。它是以機(jī)車的各種故障檢測儀表為基礎(chǔ)，運(yùn)用現(xiàn)代故障診斷技術(shù)，發(fā)現(xiàn)和確定機(jī)車故障的部位和性質(zhì)，預(yù)報(bào)故障趨勢并提出相應(yīng)的決策。 2 機(jī)車故障自動診斷系統(tǒng) 　　機(jī)車故障自動診斷系統(tǒng)是根據(jù)待測系統(tǒng)的實(shí)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(jī)車設(shè)備的故障直接關(guān)系到機(jī)車乃至鐵路系統(tǒng)的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。故障診斷是一項(xiàng)復(fù)雜的、經(jīng)驗(yàn)性很強(qiáng)的技術(shù)工作，機(jī)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(shí)排除故障。利用專家系統(tǒng)進(jìn)行故障診斷并給出處理措施，輔助維修人員進(jìn)行事故處理，提高機(jī)車的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行水平，是專家系統(tǒng)在鐵路機(jī)車故障診斷系統(tǒng)中的一個(gè)具體應(yīng)用。 3 系統(tǒng)的通信實(shí)現(xiàn) 　　受單片機(jī)系統(tǒng)自身的限制，復(fù)雜功能的實(shí)現(xiàn)，要靠系統(tǒng)機(jī)完成，所以在完成工業(yè)現(xiàn)場的多點(diǎn)測、控任務(wù)時(shí)，系統(tǒng)一般采用主從式結(jié)構(gòu)，即以主控PC機(jī)為中心，與分散在各處的下位單片機(jī)系統(tǒng)組成，各下位機(jī)彼此間獨(dú)立存在，任務(wù)各異，但均受主機(jī)的控制、調(diào)度和管理。機(jī)車故障檢測與診斷系統(tǒng)也采用了這種方式。 　　由于機(jī)車是一個(gè)運(yùn)動的設(shè)備，再加上我國機(jī)車檢測水平有限，新的檢測設(shè)備要想在機(jī)車上使用，必須經(jīng)過嚴(yán)格的審查批示，所以對機(jī)車的檢測與一般設(shè)備的檢測不同。最近一個(gè)時(shí)期不可能實(shí)現(xiàn)在線檢測，目前只能采用離線檢測的方法。 　　鑒于目前機(jī)車檢測的具體情況，在電線路智能檢測儀系統(tǒng)和機(jī)車故障診斷系統(tǒng)在開發(fā)設(shè)計(jì)中，對數(shù)據(jù)的通信應(yīng)考慮到機(jī)車電線路智能檢測儀必修具備數(shù)據(jù)通信能力，能實(shí)現(xiàn)與機(jī)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(jī)車故障診斷系統(tǒng)（主機(jī)）與各種智能儀表（單片機(jī)）之間有效地傳遞。它包括：允許主機(jī)向所有單片機(jī)傳送和訪問所有設(shè)置參數(shù)和允許主機(jī)訪問單片機(jī)的所有測量數(shù)據(jù)。 　　機(jī)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： 　　（1）通信應(yīng)遵循主從方式。 　　（2）主機(jī)將初始化和控制在通信回路上傳遞的信息。 　　（3）無論何時(shí)通信不會由單片機(jī)開始。 　　（4）所有通信動作都以幀方式發(fā)生，一個(gè)幀就是一個(gè)簡單的字符串，最多可含160個(gè)字節(jié)，組成這個(gè)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(yàn)位的方式傳遞。 　　（5）所有幀只有兩種類型即從主機(jī)到單片機(jī)和從單片機(jī)到主機(jī)，兩種幀的類型由同步字節(jié)來區(qū)分。 　?。?）若主機(jī)或任何單片機(jī)接收到含有未知命令的幀，則該幀無效。 　　機(jī)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(jī)接收主機(jī)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(yàn)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(yàn)， 1字節(jié)。 　　（2）單片機(jī)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(gè)數(shù)據(jù)，1字節(jié)。 　　DATA2：第二個(gè)數(shù)據(jù)，1字節(jié)。 　　……… 　　DATAn：最后一個(gè)數(shù)據(jù)，1字節(jié)。 　　CRC：CRC校驗(yàn)碼，從同步字節(jié)到最后一個(gè)數(shù)據(jù)的所有字節(jié)的CRC校驗(yàn)， 1字節(jié)。 　　（3）單片機(jī)接收主機(jī)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(gè)數(shù)據(jù)，1字節(jié)。 　　DATA2：第二個(gè)數(shù)據(jù)，1字節(jié)。 　　……… 　　DATAn：最后一個(gè)數(shù)據(jù)，1字節(jié)。 　　CRC：CRC校驗(yàn)碼，1字節(jié)。 　　（4）單片機(jī)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(yàn)碼，從同步字節(jié)到ACK/NAK所有字節(jié)的CRC校驗(yàn)，1字節(jié)。 　　3.2 串行通信的實(shí)現(xiàn) 　　為實(shí)現(xiàn)機(jī)車智能檢測儀與系統(tǒng)機(jī)的通信，特意在檢測儀中設(shè)置了通信鍵，在機(jī)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(jī)中的通信功能。 　　通信鍵的程序流程如圖1所示。初始化時(shí)，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(jī)向單片機(jī)傳送和單片機(jī)向主機(jī)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(jìn)入接收中斷服務(wù)程序接收數(shù)據(jù)，接收完畢后，進(jìn)行CRC校驗(yàn)，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(jī)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(shí)排除故障，為此要求機(jī)車各種檢測儀表能夠及時(shí)把檢測數(shù)據(jù)傳送到機(jī)車故障智能診斷系統(tǒng)中。按照本文設(shè)計(jì)的通信協(xié)議，機(jī)車故障智能診斷系統(tǒng)完成了與機(jī)車各種檢測儀器之間的數(shù)據(jù)通信，實(shí)踐表明，該通信系統(tǒng)保證了數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃院蛯?shí)時(shí)性，為鐵路機(jī)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(diǎn)：針對機(jī)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(jì)了診斷系統(tǒng)與機(jī)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(xiàn)： 　　[1]楊世忠 邢麗娟.PC機(jī)與單片機(jī)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(jì)[J]. 鐵路計(jì)算機(jī)應(yīng)用,2005（5）:29-30. 　　[3]洪家平.WINDOWS環(huán)境下PC機(jī)與單片機(jī)的通信.微計(jì)算機(jī)信息[J].2005 03 　　[4]田宏萍，張家棟. 機(jī)車電器電路故障診斷系統(tǒng)的研究. 內(nèi)燃機(jī)車[J]，2000，（10）：10-12.