动车组用列车主干控制器用检测装置的设计及研究

动车组用列车主干控制器用检测装置的设计及研究

宁静

（中车青岛四方机车车辆股份有限公司山东青岛266111）

摘要：文章设计了动车组用主干控制器的半自动检测装置，介绍了主干控制器的检测装置的实现过程，从而实现了自动完成测试数据的记录和报表的生成与打印，克服了人工记录的不足。

关键词：主干控制器的检测装置；半自动检测系统；自动完成数据记录

1研究目的

主干控制器是列车司机室操纵台的重要部件之一，用于向列车的控制电路发出列车的“运行方向”和“运行速度”控制指令。

在动车组五级检修修中，要对主干控制器进行手柄推力、触点张力、触点间隙和触点电阻等四个项目的检测，并出示检测数据。

在以前的检修中，主干控制器的检测数据由人工记录，检验人员的工作量较大，并且存在记录出错的可能，导致检测报告不准确。为了克服人工记录的不足，设计了一种主干控制器的半自动检测系统，自动完成测试数据的记录和报表的生成与打印。

2实现过程

主干控制器一共有两个手柄：方向手柄和档位手柄。如图1所示。方向手柄分为3档：前进档、切除档和后退档。档位手柄分为11档：1档、2档、3档……10档和切除档。主干控制器内部共有15组触点，实际只用11组。测试数据包括：两个手柄的24组档位切换数据和11组触点的张力、间隙及电阻数据。

图1主干控制器实物图

3主干控制器检测装置分析

主干控制器检测装置是针对主干控制器检测包括手柄推力检测，触点张力检测，触点间隙和触点电阻检测，自动记录检测数据并生成数据报表。本系统分为硬件和软件两大部分。

3．1硬件部分：主要功能模块包括工控机、数显推力计、数显张力计、电子塞规、转换开关、开关量采样模块、电阻测试仪和打印机。其中：

a.工控机，是测试系统的主控制器，运行Windows系统，用于搭载系统的控制软件，人工交互接口的实现，完成数据的采集、显示以及数据报表的生成、打印；

b.数显推力计，用于测试方向手柄和档位手柄在档位切换时需要的手柄推力，通过RS232与工控机建立串口通讯，将推力数据上传工控机；

c.数显张力计，用于测试11组触点闭合时动、静触点间的压力，通过USB与工控机建立通讯，将张力数据上传工控机；

d.电子塞规，用于测试11组触点断开时动、静触点间的间隙，通过RS232与工控机建立串口通讯，将张力数据上传工控机；

3.2软件部分：是系统的人工交互接口和控制功能的实现部分，由VC++编写；主要功能：

a.读取推力计、张力计、塞规和电阻测试仪的测试数据；

b.在检测过程中，通过开关量采样模块对主干控制器和转换开关的输出状态；由转换开关的输出状态，判断当前的测试项目，以便与相应的测试仪器建立通讯；根据主干控制器输出状态的变化，确定当前测试数据与数据报表的对应关系，以便将测试数据填入报表和在软件界面中显示；

c.在检测过程中，将测试数据在软件界面上显示；

d.测试完成后，生成检测报表并将报表发送到打印机。

4主干控制器的检测装置的实现

4.1硬件实现

具体硬件实现方法如下：

（1）数显推力计和电子塞规，分别通过RS232总线与工控机的串口4和串口3相连，建立点对点通信方式；

（2）开关量采样模块，RS485接口，通过RS485-RS232转换器与工控机的串口1相连，建立点对点通信方式；

（3）11台电阻测试仪，RS485接口，通过RS485-RS232转换器与工控机的串口2相连，建立单主机—多从机(电阻测试仪)的通信方式；

（4）数显张力计和打印机，各通过一个USB接口与工控机建立通信连接；

（5）主干控制器，11组触点(B,C,E~L,P)的进线(对应线号K1,K4~K11)与24V电源的正线相接；11组触点(B,C,E~L,P)的出线(对应线号K2,K3,K12~K20)分别与开关量采样模块的1~11通道相接；

（6）转换开关，输出4路开关量信号，分别与开关量采样模块的12~15通道相接；

4.2检测方法及软件实现

具体检测方法及软件实现方法如下：

（1）手柄推力测试方法：

顺次测量24组数据，其中数据1~10，对应档位手柄的“切—1,1—2,……,9—10”共10个正向切换过程；数据11~20，对应档位手柄的“10—9,……,2—1,1—切”共10个反向切换过程；

数据21~22，对应档位手柄的“前—切,切—后”共2个正向切换过程；数据23~24，对应档位手柄的“后—切,切—前”共2个反向切换过程。

（2）触点电阻、间隙、压力测试方法：

测试的触点有B,C,E~L,P共11组；触点电阻测试时，需要分别将触点闭合、断开、闭合，11组触点分别分两次测试。

4.3测试软件说明

测试项目，用来显示当前的测试项目；测试项目有4项，包括手柄推力、接触电阻、接触间隙和接触压力，项目选择由测试台的档位手柄控制；当前测试项目将突出显示，其他3项将显示为灰色。

测试控制按钮，共有4个包括项目测试开始、项目测试结束、保存数据和生成报表。

●项目测试开始，在档位手柄切换后，检验员需要在“当前项目的测试操作”之前，按下“项目测试开始”按钮，测试软件件与该项目的测试仪器建立“数据连接”，准备接受仪器发送的测试数据。

●项目测试结束，检验员需要在“当前项目的测试操作”完成后，按下“项目测试开始”按钮，测试软件件将完成测试数据的读取，断开与测试仪器的“数据连接”，并将测试数据显示“测试软件界面”中。

●保存数据，在4个测试项目完成后，检验员需要按下“保存数据”按钮，将界面中的数据保存、确认。

●生成报表，检验员需要按下“生成报表”按钮，将界面中的数据保存确认后，再按下“生成报表”按钮，软件自动将保存的数据导成Word报表；并且软件会自动将Word报表打开，此时检验员需要将表格打印完成本次测试。

退出，本按钮用于关闭测试软件。

辅助信息输入：检验员在保存数据前，需要录入“制造编号”、“检修编号”和“测定人”信息。测定日期，由软件自动填写，检验员不需要录入。

第一步：启动“测试软件”。

第二步：填写“制造编号”、“检修编号”和“测定人”信息（测定日期，由软件自动填写）。

第三步：进行测试

第四步：生成测试数据报表

A.按下“保存数据”按钮，将界面中的数据（包括“制造编号”、“检修编号”、“测定人”和测试数据等信息）保存、确认。

B.按下“生成报表”按钮，软件自动将保存的数据导成Word报表，并且软件会自动将Word报表打开。

C.检验员打印Word报表。Word报表的打印方法，与普通Word文档的打印方法相同；Word报表打印完毕后，检验员将Word报表关闭即可。本次测试完成。

5结术语

主控制器检测装置的研发，克服了人工记录的不足，设计了主干控制器的半自动检测系统，自动完成测试数据的记录和报表的生成与打印。有效的保证了动车组检修主干控制器的可靠性，保证了动车组的顺利运行。

参考文献：

[1]富士可编程控制器SPB用户手册.日本富士电机株式会社，2001年3月.