CN109782095A - 一种故障诊断设备及系统 - Google Patents

Abstract

本申请实施例公开一种故障诊断设备及系统，故障诊断设备包括电源通断控制元件、气压检测元件和控制器；电源通断控制元件在列车辅助供风设备与供电电路之间；气压检测元件在辅助供风设备的出气端。电源通断控制元件根据启动辅助供风设备的操作或信号，将辅助供风设备与供电电路连通；气压检测元件检测辅助供风设备输出的压缩空气气压值，气压值达到预设气压值时连通辅助供风设备的输出电路；控制器根据辅助供风设备输出电路连通状态和辅助供风设备与供电电路连通状态诊断辅助供风设备的故障。本申请依据列车压缩空气气压状况以及辅助供风设备通电状态诊断辅助供风设备的故障，诊断故障判据更加丰富，诊断能力增强，诊断故障的准确性有效提高。

Description

一种故障诊断设备及系统

技术领域

本申请涉及设备故障诊断领域，特别是涉及一种故障诊断设备及系统。

背景技术

受电弓，又称电弓架，是一种让电气化铁路车辆从架空接触网取得电力的设备。车辆的辅助供风设备具有压缩空气功能，车辆启动时，为使受电弓工作以使车辆获得充足电力，需由车辆的辅助供风设备(又称辅助风泵)提供压缩空气，受电弓借助压缩空气的支撑完成升弓。

为保证列车行驶安全，车辆中的各项设施设备的故障排查诊断尤为重要。传统诊断辅助供风设备是否异常的方法，是由列车控制和管理系统(Train Control andManagement System,TCMS)根据检测辅助供风设备的供电电路通断，判断辅助供风设备是否出现异常。如果辅助供风设备的电源持续接通，则认为辅助供风设备持续工作。

但是，辅助供风设备可能出现电机抱死、烧损或空气压缩机故障无法输出压缩空气等问题，当这些问题出现时，由于供风压力始终无法达到触发辅助供风设备断电的设定值，导致辅助供风设备的供电电路长时间工作。以辅助供风设备的电气特性作为故障诊断的依据，将导致无法对辅助供风设备的上述故障进行正确诊断。对供风设备故障的诊断失误将会影响故障的及时解决，为行车带来安全隐患，严重时甚至危害乘车人员的生命和财产安全。

因此，如何提高诊断列车辅助供风设备故障的准确性，已成为本领域急需解决的重要难题。

发明内容

基于以上问题，本申请提供了一种故障诊断设备及系统，以提高对列车的辅助供风设备故障诊断的准确性。

本申请实施例公开了如下技术方案：

第一方面，本申请提供一种故障诊断设备，包括：电源通断控制元件、气压检测元件和控制器；所述电源通断控制元件设置于列车的辅助供风设备与供电电路之间；所述气压检测元件设置于所述辅助供风设备的出气端；

所述电源通断控制元件，用于根据启动所述辅助供风设备的操作或信号，将所述辅助供风设备与所述供电电路连通；

所述气压检测元件，用于检测所述辅助供风设备输出的压缩空气气压值，当所述压缩空气气压值达到预设气压值时，连通所述辅助供风设备的输出电路；

所述控制器，用于根据所述辅助供风设备的输出电路的连通状态，和所述辅助供风设备与所述供电电路的连通状态，诊断所述辅助供风设备的故障。

可选地，所述控制器，用于从所述辅助供风设备与所述供电电路的连通时刻起开始计时，确定第一预设时间后所述辅助供风设备的输出电路仍未连通时，诊断所述辅助供风设备的电机存在故障，和/或空气管路泄露。

可选地，述控制器，用于从所述辅助供风设备与所述供电电路的连通时刻起开始计时，确定第一预设时间内所述辅助供风设备的输出电路连通，且所述辅助供风设备的输出电路持续连通的时间超过第二预设时间时，诊断所述辅助供风设备的空气压缩机故障，和/或空气管路泄露。

可选地，所述控制器，还用于向所述电源通断控制元件发送断电信号，以便所述电源通断控制元件切断所述辅助供风设备与所述供电电路的连接。

可选地，所述控制器还用于告警提示所述辅助供风设备存在故障。

可选地，所述电源通断控制元件为继电器。

可选地，所述气压检测元件为气压开关或气压传感器。

第二方面，本申请提供一种故障诊断系统，包括：列车的辅助供风设备，和前述第一方面提供的故障诊断设备；

所述辅助供风设备包括：空气压缩机和电机；所述空气压缩机与所述电机相连，所述空气压缩机用于压缩空气；所述电机用于驱动所述空气压缩机工作；

所述故障诊断设备，用于诊断所述辅助供风设备的故障。

相较于现有技术，本申请具有以下有益效果：

本申请提供的故障诊断设备，包括：电源通断控制元件、气压检测元件和控制器；电源通断控制元件设置于列车的辅助供风设备与供电电路之间；气压检测元件设置于辅助供风设备的出气端。其中，电源通断控制元件，用于根据启动辅助供风设备的操作或信号，将辅助供风设备与供电电路连通；气压检测元件，用于检测辅助供风设备输出的压缩空气气压值，当压缩空气气压值达到预设气压值时，连通辅助供风设备的输出电路；控制器，用于根据辅助供风设备的输出电路的连通状态，和辅助供风设备与供电电路的连通状态，诊断辅助供风设备的故障。

由此可见，本申请提供的故障诊断设备综合依据列车辅助供风设备输出的压缩空气气压状况以及辅助供风设备通电状态，诊断辅助供风设备的故障。相比于现有技术，诊断故障的判据更加丰富，诊断能力增强，诊断故障的准确性得到有效提高。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请第一实施例提供的一种故障诊断设备的结构示意图；

图2为本申请第二实施例提供的一种故障诊断系统的结构示意图。

具体实施方式

为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本申请实施例作进一步详细的说明。首先，对本申请的研究背景进行介绍。

研究发现，由TCMS仅通过检测供电电路通断判断辅助供风设备工作状态，进而诊断辅助供风设备故障的方法，由于诊断依据单一，在一些故障工况下难以奏效。例如，当电机抱死、烧损或空气压缩机故障无法输出压缩空气时，因辅助供风压力始终无法达到设定值，导致辅助供风设备供电电路长时间工作，而TCMS却无法准确诊断该故障工况。

对于有人值守的机车车辆，如果出现上述故障工况，工作人员发现异常后，可手动切断辅助供风设备的电源，但人工排查这些异常需要较长时间，往往起不到及时、有效的诊断和保护作用。而对于无人值守的全自动驾驶车辆，如果发生上述故障时，辅助供风系统供电电路长时间工作，容易引发安全问题，严重时甚至影响人们的生命和财产安全。

基于上述问题，经过研究，本申请提供了一种故障诊断设备及一种故障诊断系统，以提高诊断列车辅助供风设备的故障的准确性。为便于本领域技术人员理解本申请技术方案，下面结合附图和实施例，对该故障诊断设备及系统进行详细说明。

第一实施例

参见图1，该图为本申请实施例提供的故障诊断设备10的结构示意图。

如图1所示，本实施例提供的故障诊断设备10，包括：

电源通断控制元件101、气压检测元件102和控制器103。其中，电源通断控制元件101设置于列车的辅助供风设备与供电电路之间；气压检测元件102设置于辅助供风设备的出气端。

电源通断控制元件101，用于根据启动辅助供风设备的操作或信号，将辅助供风设备与供电电路连通。

气压检测元件102，用于检测辅助供风设备输出的压缩空气气压值，当压缩空气气压值达到预设气压值时，连通辅助供风设备的输出电路。

控制器103，用于根据辅助供风设备的输出电路的连通状态，和辅助供风设备与供电电路的连通状态，诊断辅助供风设备的故障。

本实施例中，电源通断控制元件101可以为继电器。下面以继电器为示例对故障诊断设备10中电源通断控制元件101的工作原理进行说明。

作为一示例，辅助供风设备上可设置有启动按钮，辅助供风设备的启动按钮被人工按下时，继电器触点闭合，辅助供风设备的供电电路连通，以使辅助供风设备启动。作为另一示例，列车中控室向继电器发送启动辅助供风设备的信号，根据该信号继电器触点闭合，辅助供风设备的供电电路连通，以使辅助供风设备启动。

进而，控制器103也可根据辅助供风设备供电电路的信号电平高低，确定辅助供风设备与供电电路的连通状态。供电电路的信号为高电平，表示辅助供风设备与供电电路连通；而供电电路的信号为低电平，表示辅助供风设备的供电电路断路。

本实施例中，气压检测元件102可以为气压开关或气压传感器。下面以气压开关为示例对故障诊断设备10中气压检测元件102的工作原理进行说明。

预先设置气压值P_Thre，气压开关能够检测辅助供风设备输出的压缩空气气压值，气压开关确定气压值大于或等于P_Thre时，气压开关的电触点自动闭合，气压开关连通辅助供风设备的输出电路，输出电路连通时输出高电平信号。

进而，控制器103也可根据辅助供风设备输出的信号电平高低，确定辅助供风设备的输出电路的连通状态。输出电路的信号为高电平，表示辅助供风设备的输出电路连通，气压开关电触点闭合，辅助供风设备输出的压缩空气气压值大于或等于P_Thre；而输出电路的信号为低电平，表示辅助供风设备的输出电路断路，气压开关断开，辅助供风设备输出的压缩空气气压值小于P_Thre。

以上，本申请实施例提供的故障诊断设备10。该设备包括：电源通断控制元件101、气压检测元件102和控制器103；电源通断控制元件101设置于列车的辅助供风设备与供电电路之间；气压检测元件102设置于辅助供风设备的出气端。其中，电源通断控制元件101，用于根据启动辅助供风设备的操作或信号，将辅助供风设备与供电电路连通；气压检测元件102，用于检测辅助供风设备输出的压缩空气气压值，当压缩空气气压值达到预设气压值时，连通辅助供风设备的输出电路；控制器103，用于根据辅助供风设备的输出电路的连通状态，和辅助供风设备与供电电路的连通状态，诊断辅助供风设备的故障。

本申请提供的故障诊断设备10综合依据列车辅助供风设备输出的压缩空气气压状况以及辅助供风设备通电状态，诊断辅助供风设备的故障。相比于现有技术，诊断故障的判据更加丰富，诊断能力增强，诊断故障的准确性得到有效提高。

上述实施例详细介绍了故障诊断设备10的结构组成，为使得本领域技术人员可以更清楚明白故障诊断设备10的具体应用，本申请还提供了采用故障诊断设备10进行辅助供风设备故障诊断的应用实例，下面对应用示例进行描述和说明。

故障诊断设备10的控制器103，具体用于从辅助供风设备与供电电路的连通时刻起开始计时，确定第一预设时间后辅助供风设备的输出电路仍未连通时，诊断辅助供风设备的电机存在故障，和/或空气管路泄露。

本实施例中，第一预设时间可以为根据对辅助供风设备的故障检测和诊断经验，获得的正常辅助供风设备通电后启动并使得输出电路连通的最大时间值。例如，预先对正常的辅助供风设备进行10次故障检测和诊断，从辅助供风设备通电时刻开始计时，以供风设备通电后启动，使得输出电路连通的时刻作为计时终点，得到10组时间值。以10组时间值中的最大值作为第一预设时间。

举例说明，第一预设时间为1分钟。在辅助供风设备的电机正常且列车空气管路密封性正常的情况下，通电的1分钟之内，辅助供风设备应能正常工作，并输出达到预设气压值的压缩空气。因此，本实施例提供的故障诊断设备10的控制器103从辅助供风设备与供电电路的连通时刻起开始计时，确定1分钟后辅助供风设备的输出电路仍未连通时，表明辅助供风设备工作异常，可诊断辅助供风设备的电机存在故障，和/或空气管路泄露。电机存在的故障，可能为电机抱死或电机烧损。

第一预设时间内辅助供风设备的输出电路连通，则控制器103还需对辅助供风设备的工作状态进行进一步地确定。因此，故障诊断设备10的控制器103，用于从辅助供风设备与供电电路的连通时刻起开始计时，确定第一预设时间内辅助供风设备的输出电路连通，且辅助供风设备的输出电路持续连通的时间超过第二预设时间时，诊断辅助供风设备的空气压缩机故障，和/或空气管路泄露。

在本实施例中，第二预设时间可以为根据对辅助供风设备的故障检测和诊断经验，获得的为使受电弓正常升弓，正常辅助供风设备需持续供给压缩空气的最大时间值。此处所说的供给压缩空气，具体指的是供给不低于预设气压值的压缩空气。例如，预先对正常的辅助供风设备进行10次故障检测和诊断，从辅助供风设备的输出电路连通时刻开始计时，以达到受电弓正常工作需求的气压或气量，可断开辅助供风设备电源的时刻为计时终点，得到10组时间值。以10组时间值中的最大值作为第二预设时间。

举例说明，第二预设时间为15分钟。在辅助供风设备的空气压缩机正常且列车空气管路密封性正常的情况下，辅助供风设备的输出电路持续连通的15分钟之内，辅助供风设备应能提供受电弓正常升弓所需的气压或气量。因此，本实施例提供的故障诊断设备10的控制器103对辅助供风设备的输出电路持续连通的时间进行计时，与供电电路的连通时刻起开始计时，确定第一预设时间内辅助供风设备的输出电路连通，且辅助供风设备的输出电路持续连通的时间超过15分钟时，表明辅助供风设备工作异常，可诊断辅助供风设备的空气压缩机故障，和/或空气管路泄露。

控制器103确定辅助供风设备的输出电路持续连通时间小于第二预设时间，辅助供风设备与供电电路已经断开时，表明辅助供风设备工作正常，已提供能够使受电弓正常升弓的充足气压或气量，此时，控制器103诊断列车的辅助供风设备正常。

作为一种可能的实现方式，本实施例提供的故障诊断设备10的控制器103，除具备前文所述的功能外，还可用于向电源通断控制元件101发送断电信号，以便电源通断控制元件101切断辅助供风设备与供电电路的连接。

具体地，控制器103诊断辅助供风设备的空气压缩机、电机或空气管路泄露时，向电源通断控制元件101发送断电信号，以便电源通断控制元件101根据断电信号切断辅助供风设备与供电电路的连接。

作为另一种示例方式，由控制器103间接控制辅助供风设备断电：控制器103诊断辅助供风设备的空气压缩机、电机或空气管路泄露时，向工作人员所在的中控室发送告警提示，以警示列车的工作人员(包括故障检修人员)辅助供风设备工作异常，存在故障。其后由工作人员根据告警提示人工操作，电源通断控制元件101获取辅助供风设备与供电电路的断电指令或信号，根据断电指令或信号断开辅助供风设备与供电电路之间的连接。

以上，即为本实施例提供的故障诊断设备的应用实例。由于控制器能够向所述电源通断控制元件发送断电信号，以便所述电源通断控制元件切断所述辅助供风设备与所述供电电路的连接，因此，提高了列车辅助供风设备工作的安全性。另外，控制器还可用于告警提示所述辅助供风设备存在故障，有助于使工作人员及时获知辅助供风设备的故障工况，进而及时对辅助供风设备检修维护，极大程度减免可能造成的安全危害。

本实施例提供的故障诊断设备不但有助于提高对列车辅助供风设备的故障诊断的准确性，由于辅助供风设备存在故障时，极大可能导致受电弓无法正常升弓，进而，本实施例提供的故障诊断设备还可用于提高排查分析受电弓工作异常原因的准确性。

可以理解的是，本实施例提供的故障诊断设备可应用于TCMS中，由TCMS利用故障诊断设备实现对列车辅助供风设备的故障诊断。故障诊断设备可结合TCMS中的提示模块，例如显示屏等，告警提示所述辅助供风设备存在故障。

基于上述实施例提供的故障诊断设备，相应地，本申请还提供一种故障诊断系统。下面结合实施例和附图对该故障诊断系统进行介绍。

第二实施例

参见图2，该图为本申请实施例提供的故障诊断系统的结构示意图。

如图2所示，本实施例提供的故障诊断系统，包括：

列车的辅助供风设备20，以及第一实施例中提供的故障诊断设备10。

其中，辅助供风设备20包括：空气压缩机201和电机202；所述空气压缩机201与所述电机202相连，空气压缩机201用于压缩空气；电机202用于驱动空气压缩机201工作。

故障诊断设备10，用于诊断辅助供风设备20的故障。

以上，本申请实施例提供的故障诊断系统。该系统中，故障诊断设备10包括：电源通断控制元件、气压检测元件和控制器；电源通断控制元件设置于列车的辅助供风设备20与供电电路之间；气压检测元件设置于辅助供风设备20的出气端。其中，电源通断控制元件，用于根据启动辅助供风设备20的操作或信号，将辅助供风设备20与供电电路连通；气压检测元件，用于检测辅助供风设备20输出的压缩空气气压值，当压缩空气气压值达到预设气压值时，连通辅助供风设备20的输出电路；控制器，用于根据辅助供风设备20的输出电路的连通状态，和辅助供风设备20与供电电路的连通状态，诊断辅助供风设备20的故障。

本申请提供的故障诊断系统中，故障诊断设备综合依据列车辅助供风设备输出的压缩空气气压状况以及辅助供风设备通电状态，诊断辅助供风设备的故障。相比于现有技术，该系统诊断列车辅助供风设备故障的判据更加丰富，诊断能力增强，诊断故障的准确性得到有效提高。

本实施例提供的故障诊断设备不但有助于提高对列车辅助供风设备的故障诊断的准确性，由于辅助供风设备存在故障时，极大可能导致受电弓无法正常升弓，进而，本实施例提供的故障诊断设备还可用于提高排查分析受电弓工作异常原因的准确性。

可以理解的是，本实施例提供的故障诊断系统可以为TCMS中的组成系统，也可以具体为TCMS。

需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于设备及系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的设备及系统实施例仅仅是示意性的，其中作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元提示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。

以上所述，仅为本申请的一种具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种故障诊断设备，其特征在于，包括：电源通断控制元件、气压检测元件和控制器；所述电源通断控制元件设置于列车的辅助供风设备与供电电路之间；所述气压检测元件设置于所述辅助供风设备的出气端；

所述电源通断控制元件，用于根据启动所述辅助供风设备的操作或信号，将所述辅助供风设备与所述供电电路连通；

所述气压检测元件，用于检测所述辅助供风设备输出的压缩空气气压值，当所述压缩空气气压值达到预设气压值时，连通所述辅助供风设备的输出电路；

所述控制器，用于根据所述辅助供风设备的输出电路的连通状态，和所述辅助供风设备与所述供电电路的连通状态，诊断所述辅助供风设备的故障。

2.根据权利要求1所述的故障诊断设备，其特征在于，所述控制器，用于从所述辅助供风设备与所述供电电路的连通时刻起开始计时，确定第一预设时间后所述辅助供风设备的输出电路仍未连通时，诊断所述辅助供风设备的电机存在故障，和/或空气管路泄露。

3.根据权利要求1所述的故障诊断设备，其特征在于，所述控制器，用于从所述辅助供风设备与所述供电电路的连通时刻起开始计时，确定第一预设时间内所述辅助供风设备的输出电路连通，且所述辅助供风设备的输出电路持续连通的时间超过第二预设时间时，诊断所述辅助供风设备的空气压缩机故障，和/或空气管路泄露。

4.根据权利要求1所述的故障诊断设备，其特征在于：

所述控制器，还用于向所述电源通断控制元件发送断电信号，以便所述电源通断控制元件切断所述辅助供风设备与所述供电电路的连接。

5.根据权利要求1所述的故障诊断设备，其特征在于，所述控制器还用于告警提示所述辅助供风设备存在故障。

6.根据权利要求1-5任一项所述的故障诊断设备，其特征在于，所述电源通断控制元件为继电器。

7.根据权利要求1-5任一项所述的故障诊断设备，其特征在于，所述气压检测元件为气压开关或气压传感器。

8.一种故障诊断系统，其特征在于，包括：列车的辅助供风设备，和权利要求1-7任一项所述的故障诊断设备；

所述辅助供风设备包括：空气压缩机和电机；所述空气压缩机与所述电机相连，所述空气压缩机用于压缩空气；所述电机用于驱动所述空气压缩机工作；

所述故障诊断设备，用于诊断所述辅助供风设备的故障。