便携式列车制动仿真故障诊断仪研制

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1、便携式列车制动仿真故障诊断仪研制摘？要本项目主要针对CRH2型.CRH380A型动车组在动态试验或正常运营中存在车辆制动系统故障时，采取灵活的故障诊断方法，通过便携式诊断仪在车辆静止的工况下仿真运行状态，模拟制动控制装置与牵引变流器、车辆网络控制之间的传输信号，完成制动系统的故障诊断，该故障诊断仪经现车验证，达到了预定的功能。关键词列车；制动；便携；诊断仪中图分类号TP18文献标识码A文章编号1673-9671-(2012)082-0140-03随着动车组技术的不断发展和动车组运用的普及，CRH2型、CRH380A型动车组运营车辆的

2、数量不断增加，在车辆运用中发生的偶发性故障的数量将会相应增多。因此，车辆动态试验、检修和运用中的故障查找的重要性更加凸显，故障分析处理中需要进行相应的信号仿真和信息模拟才能进行故障点的查找和维修后的验证，针对该项问题，着力解决困难条件下的制动系统故障查找困难的问题，研制了便携式列车制动仿真故障诊断仪。该系统具备车辆速度模拟、车辆再生有效模拟、再生请求采集、反馈模拟等基本功能，采用便携式结构，减少故障查找的工作量，提高作业效率。设计时采用精度高、成熟可靠的技术，使系统满足车辆精度要求的基础上尽量轻量化，便于携带；在装置本身配置软件控制

3、系统，编制方便操作的程序控制界面；与车辆的接口采用通用的连接器进行信号传输，易于操作。1诊断仪主要功能及技术参数1.1主要功能介绍便携式列车制动仿真故障诊断仪，由便携式PC、便携式仪器箱和接口线路组成。采用小型轻量化自动控制方式产生正弦波、方波信号来模拟车辆速度；通过高精度直流电源模拟列车制动工况下的再生制动有效，利用小型可调的直流电源模拟牵引变流器再生制动反馈信号，使制动系统产生电空协调运算。对制动系统的再生请求信号进行测量；向列车网控系统模拟制动故障信号（抱死1、抱死2、制动不缓解），诊断信号传输系统。将上述各项功能集成便携式化

4、系统，通过PC机对各功能进行集中控制。1.2主要技术参数供电电源AC220V50Hz速度模拟信号650km/h以内频率输出0-10KHZ频率幅值范围土20V波形正弦波/方波再生有效信号输出DC100V±1V（最大输出电流2A）再生反馈信号DC0〜10V,精度±0.1V再生请求信号测量0〜20V,精度±0.1V2系统硬件和软件设计2.1硬件系统设计便携式列车制动仿真故障诊断仪需要满足便携、轻量化、外部信号接口统一配置、仿真模拟操控方便等要求，在方案确定和选型过程中都充分考虑以上需求。该集成化系统由PC机、通讯数据线和仪器箱组成。仪器箱

5、包括便携式手提箱、仪器面板、AC/DC轻系列开关电源、主控制板、继电器板等组成。2.1.1速度信号电路设计该集成化系统的核心是速度信号输出电路，在方案论证中，提出了四个方案：1）选用成品脉冲信号发生器，开发最简单，风险小，但体积庞大。不能满足便携、轻量化的要求。2）单片机运算能力不能满足信号仿真要求。3）DDS脉冲信号集成电路，是单象限信号，只能在正电压范围连续调节，无法实现全电压连续可调的功能。4）采用CPLD复杂可编程逻辑器件实现正弦波数字信号,再通过高速DA转换电路产生仿真信号。CPLD运行频率髙，能够实现预定的功能。2.1.

6、2便携式手提箱便携式手提箱是仪器箱的箱体，采用GE塑料材质，成分为ABSX程塑料混合聚丙烯异分子，高压铸塑技术成型，满足便携、坚固、防潮、安装、维护等功能要求。2.1.3通讯接口便携式PC与仪器箱之间数据交换选用USB到RS-232高速转换器AU-820o2.1.4仪器面板仪器面板设计按照功能进行了分区，仪器面板布局图见图lo分区功能如下：DDC100V输出：包括DC100V熔断器和6路指示灯DC100V输出信号指示。2）故障指令模拟：包括10个指示灯显示模拟信号状态。3）RS232：9针DB9母头连接器。4）再生反馈电源：包括电源

7、保护熔断器和输出指示灯。5）仪器供电：包括AC220V电源指示灯、熔断器、电源开关、接地保护端子、电源插座。6）外部接线：包括3个航空插座，CN1输出仿真速度信号、模拟量输入信号、再生反馈电源信号，CN2输出6路DC100V信号，CN3输出10路故障指令模拟信号。图1仪器面板布局图2.1.5电源为减轻仪器重量，故障诊断仪电源系统选用AC/DC轻系列开关电源：1）输入电压：220VAC±20%o2）第一路输出（再生有效信号）：100VDC/4Ao3）第二路输出（再生反馈）：0〜20V/30Wo经过实际测量在满负荷的情况下输出电压精度偏

8、差均在0.IV以内。2.1.6主控制模块主控模块是整个故障分析仪的核心，选用单片机PIC16F877作为中央处理器，结构图见图2o主控制模块主要完成以下功能：1）与便携式PC实现通讯，接收和分析PC发送的命令,定时将采样的数据发送给P