列车电控门故障检测系统设计

研究与开发Ｊ　／一、　列车电控门故障检测系统设计　李德刚，李蓉　湖南大学，湖南长沙４１００８２）　摘要：舟绍一种新型列车电控Ｊ］故障检测－殳备检侧系统的设计，这种设计能快捷　准确地检修列车电控门。　美键词：１Ｕ控ｆ１；故障：掩测　中图分类号：１＿１２７０　７　文献标识码：Ａ　文章编号：１００９—９４９２（２ＯＯ２）叭—∞ｌ５—ｌ｝２　ｌ前言　为满足铁路客运快速化　舒适化的要求．大量自动化　设备被装备于新型列车车体上　新型列车上广泛应用的电　控门固结构复杂、自动化程度高．因而成为铁路车辆检修　部门工作中的难点　受检测手段、检测人员素质等因索制　还起横向支撑门体作用　自动旋转锁装置实现自动锁闭车　门功能并通过传感器输出门关闭于开启信号。故障隔离锁　隔离控制单元的控制信号．仅允许人工锁门。紧急出／＾　装置作为应急措施在紧急情况下允许人工推动开关门。　３故障检测系统的设计与实现　（１）系统功能与技术要求　为解决电控门检修难的问题，从适应列车运行环境和满　足多型号电控门故障检测的需求出发．该系统应具有如下管　理功能Ｉ；Ｉ：　约．电控门的拉修耗时多，且故障判别欠准确，多以部件整　体更换替代故障零件的维修．使得车体维护成本高昂　Ｉ。本　故障检测系统利用单片机对电控门的控制与响应信号采　样．通过采样数据与标准数据的比较分析判断电控门的故　障原因与故障部位，并依据经验给出相应检修提示，解决　电控门检修难的问题　①识别并记录电控门工作状态．＾工干预下能不断提　高故障分析能力　２电控门的组成及原理　国内应用的电控门产品均由控制装置　气动装嚣和机　ｌ设置状怎付　械装置组成．结构与工作原理大体相同。其控制装置以控　制单元为核心．娄型为可编程顺序控制器，外围电路和控　—上～、　——————　制功能夫致相同　控制单元的输八包括故障隔离锁、集　、堕室　再Ｊ什　控开门、集控关　］、紧急出开门　紧急人开门、电动　开／戈ｆｊ人工操作输人信号、９８％门关闭、门关闭、速度信　号、挤压及风压自动控制输人Ｉ１路信号　输出为开门、　芙门、指示灯和蜂呜器４种信号。由丁控制单元为电控门　的棱心技术．厂家未提供技术资料。本文以黑箱方式识别　出控制单元的工作程序流程如图ｌ所示　电控门气动装置依靠列车的压缩空气为能源，在控制　电路执行元件电磁蚓的控制下．实现对无杆气缸两端的进　排风，通过无杆气缸将风能转化为机械动能并驱动电控ｆｑ　门板的机械运动。电控门机械装置的结构包括门板、支架　与导杆、门框、Ｅ／下导轨、自动旋转锁、故障隔离锁、　紧急出／Ａ装置７郭丹组成。门板是电控门进行隔离的主　体，门板最重于支架上．通过支架在导杆上的移动使门板　与车体基础平面保持平行运动。无杆气缸通过牵引支架实　现对门板的驱动　门框的密封装置能隔离车内外环境　Ｌ／卜导轨起引导门体运动和密封门框导向作用，下导轨　百　、　图１电控　Ｊ控制单儿舌｝【　图　收稿ｎ期２ｏｏ１　０６一ｏ６　［二］　ｌＬ二　维普资讯 http://www.cqvip.com

一一＿、　研究与开发　②运行可靠．不改变电控门原有控制和工作方式　②通过数据库的扩充提高系统对故障的认知能力　谖软件系统的Ｊ　作流程图如图３所示　④抗干扰能力强，装卸方便　（２）硬件系统设计　硬件设计包括数据采集接口电路与数据采集器两部　分，数据采集接口电路采用与控制单元插口同型号的　ＤＧ５０８型ｌ６位接插件Ｔ型信号转接口．可实现与电控门　控制单元的良好接插　数据采集器的工作环境要求抗干　扰、抗冲击震动和低温升，其核心功能为记录和存储控制　单元的输＾与输出变化，并附加相应时钟记录，提供与上　位机的通讯接口　采洋端口为Ｔ型转接头引出线与数据采集器的连接　口，同时为数据采集器提供电源输＾，考虑副采样信号电　流、数据采集器功耗和电压．采样端口采用ＤＢ２５型号２５　叵塑圃面　　原始数据整理（　』世置方式　产生数据分析基本数据库　分段号查询相应的正常上作数据库　迁行柱檀各位状志ｒ可设骨策略）　楦棱每行时问间隔【设置策略时间条件　针和ＤＢ１５型号ｌ５针插件各１个。信号变换和抗干扰电路　采用与控制单元一致的电路，以取得与控制单元同等的信　号认同能力　电控门的输＾输出控制信号为高／低电平，　设计时采用数字扩展芯片，以扩展单片机的数字采样位　数　时钟保持电路采用微型时钟芯片，通过串行数据交换　方式与ＣＰＵ联系，以减少ＣＰＵ端口的占用和方便印刷设　计。通讯电路设计采用通用的ＲＳ２３２串行通讯方式，便于　与各种ＰＣ机ｃＯＭ口通讯兼容　逐行校核各位状态ｔ可设置策略）　数据采集器的工作流程图如图２所示　（　‘：二］ｌ童箜皇　兰±堡壹虱＝　ｇｔ　列＾未知故障库．标注未知故障　｝标注故障号　显示故障部位、部件、文本、正常及来知故障统计　图３软件系统的工作流程围　《　　【４故障检测实例　２００１年１月６日．在长沙车辆段的检修车间对贵阳　亘主匾　匠　ｒ暖蔓囹　ｊ　段的Ｋ２５型快速列车应用上述软件进行了故障检测。检测　内容包括：①电动开门，　电动关门；　萤紧急开门ｌ出）；＠　紧急开门（＾】；④故障锁门；⑤模拟速度信号；⑥挤压试　验。得　ｌ故障提示如下：①风路不畅．检查气动三联件；　莲　匝耍塑囹ｒ匝　Ｌ＋匝垂圈　）　——————————＝］一　围２数据采集器的工作流程围　②左门无杆风缸两端缓冲器失调。经检修＾员对相关部件　的检查，确认存在提示故障。　参考文献：　【１】Ｊｕｒｇｅｎ　Ｋａｉｓｅｒ机车车辆的智能型维修Ⅱ】　国外机车车辆工　艺．２０００　５　（３）软件系统设计　故障检测系统软件通过对采集数据的分析比较．判断　并提示故障零部件，以指导电控门的检修工作　考虑到电　控门的多型号与故障娄型的丰富多样，故障检测软件系统　『２１姚孝哪，空调列车发电车安全运行监测杖的研制【Ｊ１．铁道　机车车辆．２０００．２　ｌ３ｉ何丹炉，可蝙程序柱制器在塞拉门中的应用Ⅲ　铁道车辆，　２０００．３９（９）　要采用开放式的体系结构。在本软件中，开放性体现在如　下两方面：　第一作者简介：李德刚，男．１９６２年生，湖南岳阳人，硕士工　研究领域机械故障诊断：　高　①通过修改设置参数改变记录数据整理规范和故障检　测手段；