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維修過渡，機車的故障診斷系統不斷發展。在基于專家系統的機車故障診斷系統中，機車檢測智能儀表要向專家系統發送檢測數據，專家系統向檢測智能儀表設置各種參數，為了使信息和數據在專家系統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與檢測智能儀表的通信實現。 關鍵詞：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，其質量的優劣直接關系著鐵路運輸組織情況的好壞，因此，幾十年來提高機車質量和運用效率，同時降低維修成本，一直是機務工作的重要組成部分。 　　突破傳統的計劃維修體制向狀態修過渡是機車檢修工作的發展方向。計劃維修在機車檢修工作中發揮了重要作用，根據維修計劃，定期停機檢修并更換一些零部件，可預防某些事故發生，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、維修費用高等現象。機車的狀態維修是根據機車在線檢測和診斷所預報的機車故障狀態來判斷機車故障的程度、發展趨勢，確定機車維修的時間和內容。 　　機車故障自動診斷系統正是為適應機車維修體制的變革，為機車的狀態維修而專門研制開發的。它是以機車的各種故障檢測儀表為基礎，運用現代故障診斷技術，發現和確定機車故障的部位和性質，預報故障趨勢并提出相應的決策。 2 機車故障自動診斷系統 　　機車故障自動診斷系統是根據待測系統的實際輸出與典型故障值的比較來判斷系統部件是否存在故障，若存在故障，則從檢測到的故障信息中分離出故障征兆，據此識別故障原因，將故障源定位并采取相應的處理措施。 　　鐵路機車設備的故障直接關系到機車乃至鐵路系統的安全經濟運行。故障診斷是一項復雜的、經驗性很強的技術工作，機車設備故障的原因很多，要求快速、有效、準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，提高機車的安全經濟運行水平，是專家系統在鐵路機車故障診斷系統中的一個具體應用。 3 系統的通信實現 　　受單片機系統自身的限制，復雜功能的實現，要靠系統機完成，所以在完成工業現場的多點測、控任務時，系統一般采用主從式結構，即以主控PC機為中心，與分散在各處的下位單片機系統組成，各下位機彼此間獨立存在，任務各異，但均受主機的控制、調度和管理。機車故障檢測與診斷系統也采用了這種方式。 　　由于機車是一個運動的設備，再加上我國機車檢測水平有限，新的檢測設備要想在機車上使用，必須經過嚴格的審查批示，所以對機車的檢測與一般設備的檢測不同。最近一個時期不可能實現在線檢測，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和機車故障診斷系統在開發設計中，對數據的通信應考慮到機車電線路智能檢測儀必修具備數據通信能力，能實現與機車故障診斷系統的通信。 　　3.1 通信協議 　　制定該協議是為了使信息和數據在機車故障診斷系統（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置參數和允許主機訪問單片機的所有測量數據。 　　機車故障自動診斷系統與各種智能儀表之間的通信規則如下： 　　（1）通信應遵循主從方式。 　　（2）主機將初始化和控制在通信回路上傳遞的信息。 　　（3）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生，一個幀就是一個簡單的字符串，最多可含160個字節，組成這個幀的這些字節構成標準異步串行通信，并按8位數據位，1位停止位，無校驗位的方式傳遞。 　　（5）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來區分。 　　（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與各種智能儀表之間的通信協議如下： 　　（1）單片機接收主機發送的讀數據命令幀 　　 　　SYN：同步字節，14H ，1字節。 　　FADDR：系統功能模塊地址，系統的不同模塊對應不同檢測儀器，1字節。 　　YADDR：智能儀器地址，1字節。 　　CODE：密碼，2字節。 　　DFA：數據首地址，2字節。 　　DLA：數據末地址，2字節。 　　CRC：CRC校驗碼，從同步字節到數據末地址的所有字節的CRC校驗， 1字節。 　　（2）單片機發送數據幀 　　 　　SYN：同步字節，27H， 1字節。 　　DLEN：長度，從數據區開始地址到結束地址的數據字節數， 1字節。 　　DATA1：第一個數據，1字節。 　　DATA2：第二個數據，1字節。 　　……… 　　DATAn：最后一個數據，1字節。 　　CRC：CRC校驗碼，從同步字節到最后一個數據的所有字節的CRC校驗， 1字節。 　　（3）單片機接收主機傳送的數據幀 　　 　　SYN：同步字節，14H ，1字節。 　　FLAG：門限值參數/漢字庫選擇標志，1字節。 　　FADDR：系統功能模塊地址，1字節。 　　YADDR：智能儀器地址，1字節。 　　CODE：密碼，2字節。 　　DLEN：數據長度，1字節。 　　DATA1：第一個數據，1字節。 　　DATA2：第二個數據，1字節。 　　……… 　　DATAn：最后一個數據，1字節。 　　CRC：CRC校驗碼，1字節。 　　（4）單片機發送響應幀 　　 　　SYN：同步字節，27H，1字節。 　　DLEN：長度，數據區開始地址到結束地址的數據字節數， 1字節。 　　YADDR：智能儀器地址，1字節。 　　FADDR：系統功能模塊地址，1字節。 　　ACK/NAK：響應/不響應，若所有數據接受正確，則該字節為FFH，否則為00H，1字節。 　　CRC：CRC校驗碼，從同步字節到ACK/NAK所有字節的CRC校驗，1字節。 　　3.2 串行通信的實現 　　為實現機車智能檢測儀與系統機的通信，特意在檢測儀中設置了通信鍵，在機車故障診斷系統中設置了通信功能，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，只有檢測儀接收到屬于自己的信息后，才置為發送狀態，發送完畢后又置為接收狀態。根據通信協議，所有的通信動作都以幀的格式發生，只有主機向單片機傳送和單片機向主機傳送兩種情況，并以同步字節來區分，所以該流程圖首先要判斷同步字節，然后判斷是接受數據還是發送數據，若是接收數據，進入接收中斷服務程序接收數據，接收完畢后，進行CRC校驗，若不正確，則發NAK信號，等待重新接收;若正確，則發ACK響應信號，并判斷數據是門限值參數還是漢字庫數據，然后完成相應的數據初始化。 [align=center] 圖1 通信鍵流程圖[/align] 4 結束語 　　機車設備故障的原因很多，要求快速、有效、準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據傳送到機車故障智能診斷系統中。按照本文設計的通信協議，機車故障智能診斷系統完成了與機車各種檢測儀器之間的數據通信，實踐表明，該通信系統保證了數據傳輸的可靠性和實時性，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。 　　本文作者創新點：針對機車故障智能診斷系統與檢測儀器以及與鐵路數據網絡之間的通訊要求，設計了診斷系統與機車各種檢測儀器之間的通信協議，滿足了不同系統之間的通信。 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基本結構設計[J]. 鐵路計算機應用,2005（5）:29-30. 　　[3]洪家平.WINDOWS環境下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的研究. 內燃機車[J]，2000，（10）：10-12.