CN106840713A

CN106840713A - 单车空气制动设备试验台及其使用方法

Info

Publication number: CN106840713A
Application number: CN201611152061.5A
Authority: CN
Inventors: 刘志远; 周思杭; 张伟丰
Original assignee: Hangzhou CRRC Vehicle Co Ltd
Current assignee: Hangzhou CRRC Vehicle Co Ltd
Priority date: 2016-12-14
Filing date: 2016-12-14
Publication date: 2017-06-13
Anticipated expiration: 2036-12-14
Also published as: CN106840713B

Abstract

本发明涉及一种地铁车辆制动系统部件检测设备，尤其是涉及一种单车空气制动设备试验台及其使用方法。其主要是解决现有技术所存在的试验台检测制动设备时功能较为单一，集成度较差，如发生泄露等情况时会使检测精度较低等的技术问题。本发明包括工业PC机，工业PC机连接数据采集卡、以太网交换机，以太网交换机连接可编程PLC，可编程PLC连接气体压力传感器、电气比例阀、电磁阀，电磁阀连接有气控阀，可编程PLC与伺服电机控制器连接，可编程PLC连接有电磁阀、压力传感器、电气比例阀，试验台的气路板上至少设有一组辅助压力接口A、辅助压力接口B、空簧压力接口A、空簧压力接口B、总风压力接口、模拟制动缸管路A、模拟制动缸管路B。

Description

单车空气制动设备试验台及其使用方法

技术领域

本发明涉及一种地铁车辆制动系统部件检测设备，尤其是涉及一种单车空气制动设备试验台及其使用方法。

背景技术

单车空气制动装置主要包含2台设备。分别位于地铁车辆一辆车的转向架位置。目前国内大部分地铁车辆采用电空制动的方式进行制动，在高速状态下采用电气制动，当速度降至一定的范围（一般为10km/h）制动方式转换为空气制动。以压缩空气驱动制动装置产生制动力。这个过程中制动装置控制单元要随时监控车辆的运行状态，确保车辆的制动在可控制的范围内。制动装置控制单元的性能直接关系到地铁车辆的运行品质。目前国内的地铁车辆制动装置电子控制单元检修都是通过返厂维修的方式进行，这样的成本远远高于自主维修。而现有的试验台检测制动设备时功能较为单一，集成度较差，如发生泄露等情况时会使检测精度较低。

发明内容

本发明是提供一种单车空气制动设备试验台及其使用方法，其主要是解决现有技术所存在的试验台检测制动设备时功能较为单一，集成度较差，如发生泄露等情况时会使检测精度较低等的技术问题。

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：

本发明的单车空气制动设备试验台，包括工业PC机，所述的工业PC机通过线路分别连接数据采集卡、以太网交换机，以太网交换机通过线路连接可编程PLC，可编程PLC分别连接气体压力传感器、电气比例阀、电磁阀，电磁阀连接有气控阀，数据采集卡安装于工业PC机内部，可编程PLC与伺服电机控制器连接，可编程PLC还连接有电磁阀、压力传感器、电气比例阀，所述的试验台的气路板上至少设有一组测试接口，每组测试接口包括：辅助压力接口A、辅助压力接口B、空簧压力接口A、空簧压力接口B、总风压力接口、模拟制动缸管路A、模拟制动缸管路B。

试验台组成包括工业PC机、数据采集卡、CAN通讯板卡、可编程PLC、电磁阀、气控阀、电器比例阀、气体压力传感器、压力显示表、以太网交换机、打印机；数据采集卡、CAN通讯板卡安装于工业PC机内部，打印机与工业PC连接用于打印试验数据，以太网交换机与工业PC机和可编程PLC连接.可编程PLC与伺服电机控制器连接,可编程PLC与电磁阀连接，控制电磁阀的气路通断，电磁阀组成的控制气路控制气控阀的通断。可编程PLC接收各管路压力传感器的压力信号并将部分关键信号显示于压力显示表。可编程PLC与电气比例阀连接，控制各测试管路的压力输出。

作为优选，所述的辅助压力接口A、辅助压力接口B都依次连接有压力传感器、手转阀、二位二通电磁阀、手动调压阀；空簧压力接口A、空簧压力接口B都依次连接有压力传感器、手转阀、二位二通电磁阀、电气比例阀；总风压力接口依次连接有压力传感器、手转阀、二位二通电磁阀、二位三通电磁阀；模拟制动缸管路A、模拟制动缸管路B都连接有一个风缸，每个风缸分别连接压力传感器、二位二通电磁阀。

作为优选，所述的试验台的气路板上设有2组共14个测试接口。测试管路系统共设计有14个测试接口，用于安装两个测试件，每个测试件使用7个测试接口。地铁车辆单车空气制动设备试验台能够完成地铁车辆在单车状态下的气路状态模拟及功能检测，测试过程自动化程度高，数据能够自动采集，减少了人为干预，提高了整体的测控精度以及准确性。

作为优选，所述的工业PC机通过线路连接有打印机，可编程PLC通过线路连接有压力显示表。

一种单车空气制动设备试验台的使用方法，其特征在于所述的方法包括：

a．单车空气制动设备的各电子控制单元进行连接，将单车空气制动设备安装于试验台侧面的气路板上，检测连接管路的密封性；

b．常用制动试验：通过手动调压阀调节辅助压力接口A、辅助压力接口B的压力，将空簧压力接口A、空簧压力接口B的风源压力设置为空车压力，试验台向被测试的单车空气制动设备发制动级位信号，通过模拟制动缸管路A、模拟制动缸管路B测量此时制动缸的压力，压力测定完毕后与标准压力对比，确定其常用制动能否满足试验要求；辅助压力接口A、辅助压力接口B的压力调节通过手动调压阀进行调定，二位三通电磁阀在测试时打开，试验结束时用于管路泄压。二位二通阀用于控制气路通断，手转阀在测试时处于打开状态，压力传感器时时读取测试端口的压力值。空簧压力接口A、空簧压力接口B的压力调节通过电气比例阀进行调定，二位三通电磁阀在测试时打开，试验结束时用于管路泄压。二位二通阀用于控制气路通断，手转阀在测试时处于打开状态，压力传感器时时读取测试端口的压力值。模拟制动缸管路A、模拟制动缸管路B，在制动信号发出前，2L风缸为标准大气压，二位二通电磁阀打开，即对应压力传感器显示压力为0，当制动信号发出时，模拟制动管路A、模拟制动管路B的电磁阀关闭。此时2L风缸将进行充气，此时通过压力传感器测定此时的风缸压力即为制动缸压力；

c．快速制动试验：通过手动调压阀调节辅助压力接口A、辅助压力接口B的压力，将空簧压力接口A、空簧压力接口B的风源压力设置为空车压力，试验台向被测试的单车空气制动设备发快速制动信号，通过模拟制动缸管路A、模拟制动缸管路B测量此时制动缸的压力，压力测定完毕后与标准压力对比，确定其常用制动能否满足试验要求；辅助压力接口A、辅助压力接口B的压力调节通过手动调压阀进行调定，二位三通电磁阀在测试时打开，试验结束时用于管路泄压。二位二通阀用于控制气路通断，手转阀在测试时处于打开状态，压力传感器时时读取测试端口的压力值。空簧压力接口A、空簧压力接口B的压力调节通过电气比例阀进行调定，二位三通电磁阀在测试时打开，试验结束时用于管路泄压。二位二通阀用于控制气路通断，手转阀在测试时处于打开状态，压力传感器时时读取测试端口的压力值。模拟制动缸管路A、模拟制动缸管路B，在制动信号发出前，2L风缸为标准大气压，二位二通电磁阀打开，即对应压力传感器显示压力为0，当制动信号发出时，模拟制动管路A、模拟制动管路B的电磁阀关闭。此时2L风缸将进行充气，此时通过压力传感器测定此时的风缸压力即为制动缸压力；

d．紧急制动试验：通过手动调压阀调节辅助压力接口A、辅助压力接口B的压力，将空簧压力接口A、空簧压力接口B的风源压力设置为空车压力，试验台向被测试的单车空气制动设备发紧急制动信号，通过模拟制动缸管路A、模拟制动缸管路B测量此时制动缸的压力，同时测量制动缸压力由0上升到额定压力的时间值，压力测定完毕后与标准压力对比，确定其常用制动能否满足试验要求；辅助压力接口A、辅助压力接口B的压力调节通过手动调压阀进行调定，二位三通电磁阀在测试时打开，试验结束时用于管路泄压。二位二通阀用于控制气路通断，手转阀在测试时处于打开状态，压力传感器时时读取测试端口的压力值。空簧压力接口A、空簧压力接口B的压力调节通过电气比例阀进行调定，二位三通电磁阀在测试时打开，试验结束时用于管路泄压。二位二通阀用于控制气路通断，手转阀在测试时处于打开状态，压力传感器时时读取测试端口的压力值。模拟制动缸管路A、模拟制动缸管路B，在制动信号发出前，2L风缸为标准大气压，二位二通电磁阀打开，即对应压力传感器显示压力为0，当制动信号发出时，模拟制动管路A、模拟制动管路B的电磁阀关闭。此时2L风缸将进行充气，此时通过压力传感器测定此时的风缸压力即为制动缸压力；

e．远程缓解试验：给定远程缓解指令，测量对应的制动缸压力值。远程缓解指令的实现，是在制动施加状态下进行的，当进行远程缓解试验时，由通讯网络下方缓解信号，测定信号发出后制动缸的压力变化及响应时间。

本试验台的难点在于地铁车辆电气信号的模拟与检测。试验台需要模拟地铁车辆不同运动状态下的信号，包括各轴速度信号、各管路压力信号、制动级位信号。同时还需要测量被试件的反馈信息，包括压力信号和电气信号，确定被试件是否工作正常。

MVB网络信号模拟。试验台需要模拟列车MVB网络通讯，并将相关的控制信号下发至网关阀。为最大程度模拟车辆MVB网络，必须对所有输入被试件的信号进行处理。

作为优选，所述的步骤a中的单车空气制动设备安装是采用平面压紧的连接方式，连接面之间安装有O型圈，用于连接密封。只需要一次固定即可完成7条测试管路的安装作业，方便快捷。

作为优选，所述的步骤a中的密封性检测的具体过程为通过打开辅助压力接口A、辅助压力接口B以及空簧压力接口A、空簧压力接口B和总风压力接口，手动调压阀调节压缩空气压力，电磁阀打开，气控阀打开，手转阀打开，向被试件充风至8-10bar并稳定10-50s，测量各管路单位时间内的压力下降值，10分钟内压力下降值不超过0.15bar。

作为优选，所述的辅助压力接口A、辅助压力接口B以及空簧压力接口A、空簧压力接口B的压力值的调定通过手动调压阀和电气比例阀进行调定，压力值的测量及压力变化通过气体压力传感器进行获取。

作为优选，所述的远程缓解试验中的远程缓解指令的下发，通过MVB通讯板卡进行下发。

作为优选，所述的压力测量通过气体压力传感器进行测量，将测量值通过PLC和数据采集卡反馈至工业PC，工业PC对单位时间内采集的压力值进行优化滤波处理，得到有效均值作为此时的测量压力值，测试过程中的时间计数通过PLC完成，试验结束后工业PC可对比标准值判定被测阀件是否合格。

因此，本发明用于采用制动装置电子控制单元制动系统的地铁公司检修作业，可以辅助地铁公司完成制动装置电子控制单元相关功能的检测、判断制动装置电子控制单元是否需要进行检修，减少不必要的返厂维修，节约检修成本，结构简单、合理。

附图说明

附图1是本发明的电路原理示意图；

附图2是本发明辅助压力接口A、辅助压力接口B、空簧压力接口A、空簧压力接口B、总风压力接口的气动连接示意图；

附图3是本发明模拟制动缸管路A、模拟制动缸管路B的气动连接示意图；

附图4是本发明的气动原理示意图。

图中零部件、部位及编号：工业PC机1、数据采集卡2、打印机3、以太网交换机4、可编程PLC5、气体压力传感器6、电气比例阀7、电磁阀8、气控阀9、压力显示表10。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。

实施例：本例的一种单车空气制动设备试验台，如图1，包括工业PC机1，工业PC机通过线路分别连接数据采集卡2、打印机3、以太网交换机4，以太网交换机通过线路连接可编程PLC5，可编程PLC分别连接气体压力传感器6、电气比例阀7、电磁阀8，电磁阀连接有气控阀9、压力显示表10，数据采集卡安装于工业PC机内部，可编程PLC与伺服电机控制器连接，可编程PLC还连接有电磁阀、压力传感器、电气比例阀，试验台的两侧气路板上各设有一组测试接口，2组共14个测试接口。每组测试接口包括：辅助压力接口A、辅助压力接口B、空簧压力接口A、空簧压力接口B、总风压力接口、模拟制动缸管路A、模拟制动缸管路B。如图2，辅助压力接口A、辅助压力接口B都依次连接有压力传感器、手转阀、二位二通电磁阀、手动调压阀；空簧压力接口A、空簧压力接口B都依次连接有压力传感器、手转阀、二位二通电磁阀、电气比例阀；总风压力接口依次连接有压力传感器、手转阀、二位二通电磁阀、二位三通电磁阀；如图3，模拟制动缸管路A、模拟制动缸管路B都连接有一个风缸，每个风缸分别连接压力传感器、二位二通电磁阀。

工业PC机上设有控制软件，软件的测试流程为：

a：启动测试程序软件，系统进入软件初始状态；

b：在此界面下选择登录按钮，进行登录操作。系统设有多级权限，最低级权限仅可以操作现有的测试项目，最高级权限可对试验项点，试验具体参数及自动试验时试验顺序进行设置。

c：登入系统账户后，点击选择菜单，选择被试件类型，被试件选择完毕后输入被试件相关信息，包括型号、所属车号等信息。

d:若选择手动测试界面，则可以通过右侧的编辑框编辑对应测试气路的压力、稳压时间等信息，然后选择对应的测试功能进行测试。

e:若选择自动测试界面，则直接勾选相应的测试项点，点击测试按钮，系统会依次完成所勾选的测试项点。

一种单车空气制动设备试验台的使用方法，其步骤为：

a．单车空气制动设备的各电子控制单元进行连接，将单车空气制动设备安装于试验台侧面的气路板上，安装是采用平面压紧的连接方式，连接面之间安装有O型圈，用于连接密封，安装力矩为59Nm；检测连接管路的密封性，具体过程为通过打开辅助压力接口A、辅助压力接口B以及空簧压力接口A、空簧压力接口B和总风压力接口，手动调压阀调节压缩空气压力，电磁阀打开，气控阀打开，手转阀打开，向被试件充风至8-10bar并稳定10-50s，测量各管路单位时间内的压力下降值，10分钟内压力下降值不超过0.15bar；

b．常用制动试验：总风管路供风，通过手动调压阀调节辅助压力接口A、辅助压力接口B的压力，将空簧压力接口A、空簧压力接口B的风源压力设置为空车压力，试验台向被测试的单车空气制动设备发制动级位信号，通过模拟制动缸管路A、模拟制动缸管路B测量此时制动缸的压力，压力测定完毕后与标准压力对比，确定其常用制动能否满足试验要求；

总风压力接口的压力通过二位三通电磁阀、二位二通电磁阀、手转阀进行气路通断以及排气控制，压力传感器实时测量总风管路压力，确保总风管路压力输出满足被试件最低压力需求。辅助压力接口A、辅助压力接口B的压力调节通过手动调压阀进行调定，二位三通电磁阀在测试时打开，试验结束时用于管路泄压。二位二通阀用于控制气路通断，手转阀在测试时处于打开状态，压力传感器时时读取测试端口的压力值。空簧压力接口A、空簧压力接口B的压力调节通过电气比例阀进行调定，二位三通电磁阀在测试时打开，试验结束时用于管路泄压。二位二通阀用于控制气路通断，手转阀在测试时处于打开状态，压力传感器时时读取测试端口的压力值。模拟制动缸管路A、模拟制动缸管路B，在制动信号发出前，2L风缸为标准大气压，二位二通电磁阀打开，即对应压力传感器显示压力为0，当制动信号发出时，模拟制动管路A、模拟制动管路B的电磁阀关闭。此时2L风缸将进行充气，此时通过压力传感器测定此时的风缸压力即为制动缸压力；

c．快速制动试验：总风管路供风，通过手动调压阀调节辅助压力接口A、辅助压力接口B的压力，将空簧压力接口A、空簧压力接口B的风源压力设置为空车压力，试验台向被测试的单车空气制动设备发快速制动信号，通过模拟制动缸管路A、模拟制动缸管路B测量此时制动缸的压力，压力测定完毕后与标准压力对比，确定其常用制动能否满足试验要求；

d．紧急制动试验：总风管路供风，通过手动调压阀调节辅助压力接口A、辅助压力接口B的压力，将空簧压力接口A、空簧压力接口B的风源压力设置为空车压力，试验台向被测试的单车空气制动设备发紧急制动信号，通过模拟制动缸管路A、模拟制动缸管路B测量此时制动缸的压力，同时测量制动缸压力由0上升到额定压力的时间值，压力测定完毕后与标准压力对比，确定其常用制动能否满足试验要求；

e．远程缓解试验：给定远程缓解指令，测量对应的制动缸压力值，其中远程缓解试验中的远程缓解指令的下发，通过MVB通讯板卡进行下发。

所有压力测量通过气体压力传感器进行测量，将测量值通过PLC和数据采集卡反馈至工业PC，工业PC对单位时间内采集的压力值进行优化滤波处理，得到有效均值作为此时的测量压力值，测试过程中的时间计数通过PLC完成，试验结束后工业PC可对比标准值判定被测阀件是否合格。

以上所述仅为本发明的具体实施例，但本发明的结构特征并不局限于此，任何本领域的技术人员在本发明的领域内，所作的变化或修饰皆涵盖在本发明的专利范围之中。

Claims

1.一种单车空气制动设备试验台，包括工业PC机（1），其特征在于所述的工业PC机（1）通过线路分别连接数据采集卡（2）、以太网交换机（4），以太网交换机通过线路连接可编程PLC（5），可编程PLC分别连接气体压力传感器（6）、电气比例阀（7）、电磁阀（8），电磁阀连接有气控阀（9），数据采集卡安装于工业PC机内部，可编程PLC与伺服电机控制器连接，可编程PLC还连接有电磁阀、压力传感器、电气比例阀，所述的试验台的气路板上至少设有一组测试接口，每组测试接口包括：辅助压力接口A、辅助压力接口B、空簧压力接口A、空簧压力接口B、总风压力接口、模拟制动缸管路A、模拟制动缸管路B。

2.根据权利要求1所述的单车空气制动设备试验台，其特征在于所述的辅助压力接口A、辅助压力接口B都依次连接有压力传感器、手转阀、二位二通电磁阀、手动调压阀；空簧压力接口A、空簧压力接口B都依次连接有压力传感器、手转阀、二位二通电磁阀、电气比例阀；总风压力接口依次连接有压力传感器、手转阀、二位二通电磁阀、二位三通电磁阀；模拟制动缸管路A、模拟制动缸管路B都连接有一个风缸，每个风缸分别连接压力传感器、二位二通电磁阀。

3.根据权利要求1或2所述的单车空气制动设备试验台，其特征在于所述的试验台的气路板上设有2组共14个测试接口。

4.根据权利要求1或2所述的单车空气制动设备试验台，其特征在于所述的工业PC机（1）通过线路连接有打印机（3），可编程PLC（5）通过线路连接有压力显示表（10）。

5.一种单车空气制动设备试验台的使用方法，其特征在于所述的方法包括：

b．常用制动试验：总风管路供风，手动调压阀调节辅助压力接口A、辅助压力接口B的压力，将空簧压力接口A、空簧压力接口B的风源压力设置为空车压力，试验台向被测试的单车空气制动设备发制动级位信号，通过模拟制动缸管路A、模拟制动缸管路B测量此时制动缸的压力，压力测定完毕后与标准压力对比，确定其常用制动能否满足试验要求；

e．远程缓解实验：给定远程缓解指令，测量对应的制动缸压力值。

6.根据权利要求5所述的单车空气制动设备试验台的使用方法，其特征在于所述的步骤a中的单车空气制动设备安装是采用平面压紧的连接方式，连接面之间安装有O型圈，用于连接密封。

7.根据权利要求5所述的单车空气制动设备试验台的使用方法，其特征在于所述的步骤a中的密封性检测的具体过程为通过打开辅助压力接口A、辅助压力接口B以及空簧压力接口A、空簧压力接口B和总风压力接口，手动调压阀调节压缩空气压力，电磁阀打开，气控阀打开，手转阀打开，向被试件充风至8-10bar并稳定10-50s，测量各管路单位时间内的压力下降值，10分钟内压力下降值不超过0.15bar。

8.根据权利要求5所述的单车空气制动设备试验台的使用方法，其特征在于所述的辅助压力接口A、辅助压力接口B以及空簧压力接口A、空簧压力接口B的压力值的调定通过手动调压阀和电气比例阀进行调定，压力值的测量及压力变化通过气体压力传感器进行获取。

9.根据权利要求5所述的单车空气制动设备试验台的使用方法，其特征在于所述的远程缓解试验中的远程缓解指令的下发，通过MVB通讯板卡进行下发。

10.根据权利要求5所述的单车空气制动设备试验台的使用方法，其特征在于所述的压力测量通过气体压力传感器进行测量，将测量值通过PLC和数据采集卡反馈至工业PC，工业PC对单位时间内采集的压力值进行优化滤波处理，得到有效均值作为此时的测量压力值，测试过程中的时间计数通过PLC完成，实验结束后工业PC可对比标准值判定被测阀件是否合格。