CN113696934A - 一种机车速度异常故障处理方法 - Google Patents

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Abstract

一种机车速度异常故障处理方法，本发明通过设计机车速度信号异常处理装置，可实时自动监测机车六个轴的电机速度传感器运行情况，并根据判定逻辑，当发现某一轴或两轴电机速度传感器存在故障时，可自动切除，并输出冗余电机速度传感器代替；在故障查找过程中，可通过该装置迅速判定出电机速度传感器是否存在故障，避免浪费大量人力、物力更换新的电机速度传感器。

Description

一种机车速度异常故障处理方法
技术领域
本发明涉及电力机车领域，尤其是一种机车速度异常故障处理方法。
背景技术
HXD3C型交流电力机车每个轴有单独的电机速度传感器用于监测电机速度，HXD3C型交流电力机车在电机牵引速度异常故障点排查过程中，需要更换该轴速度传感器或通信线缆，用于排查故障，故障平均查找时间长达3小时，浪费了大量人力、物力；同时，在机车正常运用阶段，多次因电机速度传感器故障、相关线路存在破损、连接器出现缩针导致机车产生机破，严重影响了机车正常运行。目前HXD3C型电力机车电机速度传感器均是一轴对应一个电机速度传感器，没有考虑当速度传感器故障时的冗余切换功能，机车控制系统在监测到某轴速度传感器异常时会自动切除该轴动力，严重影响了机车的正常运行。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种机车速度异常故障处理方法，解决现有技术存在的技术问题。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种机车速度异常故障处理方法，
（1）将电力机车六个轴的电机速度信号传输路线连接到机车速度信号处理器装置的外部接口模块上；
（2）将电力机车六个轴的电机速度信号分成两路速度采样信号，速度采样信号经过机车速度信号处理器装置的信号转接盒模块，将第一路速度采样信号扩展成两路并传输到第一DSP信号处理模块和第一继电器硬件处理模块，将第二路速度采样信号扩展成两路并传输到第二DSP信号处理模块和第二继电器硬件处理模块；
（3）速度采样信号在继电器硬件处理模块内部进行转换、计算、判断，并实时显示在该控制器内部集成的液晶显示器上；
（4）第一DSP信号处理模块用于判断转向架的第一电机、第二电机和第三电机的速度传感器信号并控制第一继电器硬件处理模块给信号到电力机车的第一变流器；第二DSP信号处理模块用于判断转向架的第四电机、第五电机和第六电机的速度传感器信号并控制第二继电器硬件处理模块给信号到电力机车的第二变流器。
本发明通过设计机车速度信号异常处理装置，可实时自动监测机车六个轴的电机速度传感器运行情况，并根据判定逻辑，当发现某一轴或两轴电机速度传感器存在故障时，可自动切除，并输出冗余电机速度传感器代替；在故障查找过程中，可通过该装置迅速判定出电机速度传感器是否存在故障，避免浪费大量人力、物力更换新的电机速度传感器。
作为改进，所述步骤（4）中，当第一DSP信号处理模块和第二DSP信号处理模块监测到电机速度无异常时， DSP信号处理器模块不向继电器硬件处理模块发送继电器得电信号，六个轴的速度信号经过信号转接盒模块、继电器硬件处理模块直接传送给机车的变流器，按照正常机车电机信号传输处理；当第一DSP信号处理模块监测到电机速度存在异常时， 第一DSP信号处理模块根据逻辑向第一继电器硬件处理模块输出相关指令，切除故障的电机速度传感器信号输出并输出冗余电机速度传感器用于工作；当第二DSP信号处理模块监测到电机速度存在异常时， 第二DSP信号处理模块根据逻辑向第二继电器硬件处理模块输出相关指令，切除故障的电机速度传感器信号输出并输出冗余电机速度传感器用于工作。
作为改进，当第一DSP信号处理模块监测到第一电机速度传感器输出异常时，第一DSP信号处理模块输出相关指令，使第一继电器硬件处理模块将第二电机的速度信号一分为二分别代表第一电机和第二电机的速度信号给到控制系统；当第一DSP信号处理模块监测到第二电机速度传感器输出异常时，第一DSP信号处理模块输出相关指令，使第一继电器硬件处理模块将第三电机的速度信号一分为二分别代表第二电机和第三电机的速度信号给到控制系统；当第一DSP信号处理模块监测到第三电机速度传感器输出异常时，第一DSP信号处理模块输出相关指令，使第一继电器硬件处理模块将第一电机的速度信号一分为二分别代表第一电机和第三电机的速度信号给到控制系统；当第一DSP信号处理模块监测到第一电机速度传感器、第二电机速度传感器、第三电机速度传感器中同时有两个输出异常时，第一DSP信号处理模块输出相关指令，有剩余的一个轴代替其他两轴，输出电机速度信号给到控制系统。
作为改进，当第二DSP信号处理模块监测到第四电机速度传感器输出异常时，第二DSP信号处理模块输出相关指令，使第二继电器硬件处理模块将第五电机的速度信号一分为二分别代表第四电机和第五电机的速度信号给到控制系统；当第二DSP信号处理模块监测到第五电机速度传感器输出异常时，第二DSP信号处理模块输出相关指令，使第二继电器硬件处理模块将第六电机的速度信号一分为二分别代表第五电机和第六电机的速度信号给到控制系统；当第二DSP信号处理模块监测到第六电机速度传感器输出异常时，第二DSP信号处理模块输出相关指令，使第二继电器硬件处理模块将第四电机的速度信号一分为二分别代表第四电机和第六电机的速度信号给到控制系统；当第二DSP信号处理模块监测到第四电机速度传感器、第五电机速度传感器、第六电机速度传感器中同时有两个输出异常时，第二DSP信号处理模块输出相关指令，有剩余的一个轴代替其他两轴，输出电机速度信号给到控制系统。
作为改进，第一DSP信号处理模块监测转向架第一电机、第二电机、第三电机的速度分别为V1、V2、V3；第二DSP信号处理模块监测转向架第四电机、第五电机、第六电机的速度分别为V4、V5、V6；第一DSP信号处理模块根据电机速度监测信号，计算得出转向架的平均速度，系统自动计算速度V1、V2、V3与转向架的平均速度差值的绝对值，差值＞2Km/h，且维持时间超过2s，则判定该轴速度异常；第二DSP信号处理模块根据电机速度监测信号，计算得出转向架的平均速度，系统自动计算速度V4、V5、V6与转向架的平均速度差值的绝对值，差值＞2Km/h，且维持时间超过2s，则判定该轴速度异常。
本发明与现有技术相比所带来的有益效果是：
本发明通过设计机车速度信号异常处理装置，可实时自动监测机车六个轴的电机速度传感器运行情况，并根据判定逻辑，当发现某一轴或两轴电机速度传感器存在故障时，可自动切除，并输出冗余电机速度传感器代替；在故障查找过程中，可通过该装置迅速判定出电机速度传感器是否存在故障，避免浪费大量人力、物力更换新的电机速度传感器。
附图说明
图1为本发明系统框图。
具体实施方式
下面结合说明书附图对本发明作进一步说明。
如图1所示，机车速度信号处理器装置共包含了五个部分，分别为外部接口模块、电源模块、DSP信号处理模块、继电器硬件处理模块和信号转接盒模块，该装置由机车蓄电池提供DC110V电源供电，经过内部电源模块转换，分别给不同模块供电。
如图1所示，机车速度异常故障处理方法，其步骤如下：
（1）将电力机车六个轴的电机速度信号传输路线连接到机车速度信号处理器装置的外部接口模块上；
（2）将电力机车六个轴的电机速度信号分成两路速度采样信号，速度采样信号经过机车速度信号处理器装置的信号转接盒模块，将第一路速度采样信号扩展成两路并传输到第一DSP信号处理模块和第一继电器硬件处理模块，将第二路速度采样信号扩展成两路并传输到第二DSP信号处理模块和第二继电器硬件处理模块；
（3）速度采样信号在继电器硬件处理模块内部进行转换、计算、判断，并实时显示在该控制器内部集成的液晶显示器上；
（4）第一DSP信号处理模块用于判断转向架的第一电机、第二电机和第三电机的速度传感器信号并控制第一继电器硬件处理模块给信号到电力机车的第一变流器；第二DSP信号处理模块用于判断转向架的第四电机、第五电机和第六电机的速度传感器信号并控制第二继电器硬件处理模块给信号到电力机车的第二变流器。
（4.1）当第一DSP信号处理模块和第二DSP信号处理模块监测到电机速度无异常时， DSP信号处理器模块不向继电器硬件处理模块发送继电器得电信号，六个轴的速度信号经过信号转接盒模块、继电器硬件处理模块直接传送给机车的变流器，按照正常机车电机信号传输处理；
（4.2）当第一DSP信号处理模块监测到电机速度存在异常时， 判断条件：第一DSP信号处理模块监测转向架第一电机、第二电机、第三电机的速度分别为V1、V2、V3，第一DSP信号处理模块根据电机速度监测信号，计算得出转向架的平均速度，系统自动计算速度V1、V2、V3与转向架的平均速度差值的绝对值，差值＞2Km/h，且维持时间超过2s，则判定该轴速度异常；第一DSP信号处理模块根据逻辑向第一继电器硬件处理模块输出相关指令，切除故障的电机速度传感器信号输出并输出冗余电机速度传感器用于工作；
（4.3）当第二DSP信号处理模块监测到电机速度存在异常时，判断条件：第二DSP信号处理模块监测转向架第四电机、第五电机、第六电机的速度分别为V4、V5、V6，第二DSP信号处理模块根据电机速度监测信号，计算得出转向架的平均速度，系统自动计算速度V4、V5、V6与转向架的平均速度差值的绝对值，差值＞2Km/h，且维持时间超过2s，则判定该轴速度异常；第二DSP信号处理模块根据逻辑向第二继电器硬件处理模块输出相关指令，切除故障的电机速度传感器信号输出并输出冗余电机速度传感器用于工作。
具体的判断逻辑如下：
当第一DSP信号处理模块监测到第一电机速度传感器输出异常时，第一DSP信号处理模块输出相关指令，使第一继电器硬件处理模块将第二电机的速度信号一分为二分别代表第一电机和第二电机的速度信号给到控制系统；
当第一DSP信号处理模块监测到第二电机速度传感器输出异常时，第一DSP信号处理模块输出相关指令，使第一继电器硬件处理模块将第三电机的速度信号一分为二分别代表第二电机和第三电机的速度信号给到控制系统；
当第一DSP信号处理模块监测到第三电机速度传感器输出异常时，第一DSP信号处理模块输出相关指令，使第一继电器硬件处理模块将第一电机的速度信号一分为二分别代表第一电机和第三电机的速度信号给到控制系统；
当第一DSP信号处理模块监测到第一电机速度传感器、第二电机速度传感器、第三电机速度传感器中同时有两个输出异常时，第一DSP信号处理模块输出相关指令，有剩余的一个轴代替其他两轴，输出电机速度信号给到控制系统；
当第二DSP信号处理模块监测到第四电机速度传感器输出异常时，第二DSP信号处理模块输出相关指令，使第二继电器硬件处理模块将第五电机的速度信号一分为二分别代表第四电机和第五电机的速度信号给到控制系统；
当第二DSP信号处理模块监测到第五电机速度传感器输出异常时，第二DSP信号处理模块输出相关指令，使第二继电器硬件处理模块将第六电机的速度信号一分为二分别代表第五电机和第六电机的速度信号给到控制系统；
当第二DSP信号处理模块监测到第六电机速度传感器输出异常时，第二DSP信号处理模块输出相关指令，使第二继电器硬件处理模块将第四电机的速度信号一分为二分别代表第四电机和第六电机的速度信号给到控制系统；
当第二DSP信号处理模块监测到第四电机速度传感器、第五电机速度传感器、第六电机速度传感器中同时有两个输出异常时，第二DSP信号处理模块输出相关指令，有剩余的一个轴代替其他两轴，输出电机速度信号给到控制系统。

Claims (5)

1.一种机车速度异常故障处理方法，其特征在于：
（1）将电力机车六个轴的电机速度信号传输路线连接到机车速度信号处理器装置的外部接口模块上；
（2）将电力机车六个轴的电机速度信号分成两路速度采样信号，速度采样信号经过机车速度信号处理器装置的信号转接盒模块，将第一路速度采样信号扩展成两路并传输到第一DSP信号处理模块和第一继电器硬件处理模块，将第二路速度采样信号扩展成两路并传输到第二DSP信号处理模块和第二继电器硬件处理模块；
（3）速度采样信号在继电器硬件处理模块内部进行转换、计算、判断，并实时显示在该控制器内部集成的液晶显示器上；
（4）第一DSP信号处理模块用于判断转向架的第一电机、第二电机和第三电机的速度传感器信号并控制第一继电器硬件处理模块给信号到电力机车的第一变流器；第二DSP信号处理模块用于判断转向架的第四电机、第五电机和第六电机的速度传感器信号并控制第二继电器硬件处理模块给信号到电力机车的第二变流器。
2.根据权利要求1所述的一种机车速度异常故障处理方法，其特征在于：所述步骤（4）中，
当第一DSP信号处理模块和第二DSP信号处理模块监测到电机速度无异常时， DSP信号处理器模块不向继电器硬件处理模块发送继电器得电信号，六个轴的速度信号经过信号转接盒模块、继电器硬件处理模块直接传送给机车的变流器，按照正常机车电机信号传输处理；
当第一DSP信号处理模块监测到电机速度存在异常时， 第一DSP信号处理模块根据逻辑向第一继电器硬件处理模块输出相关指令，切除故障的电机速度传感器信号输出并输出冗余电机速度传感器用于工作；
当第二DSP信号处理模块监测到电机速度存在异常时， 第二DSP信号处理模块根据逻辑向第二继电器硬件处理模块输出相关指令，切除故障的电机速度传感器信号输出并输出冗余电机速度传感器用于工作。
3.根据权利要求2所述的一种机车速度异常故障处理方法，其特征在于：
当第一DSP信号处理模块监测到第一电机速度传感器输出异常时，第一DSP信号处理模块输出相关指令，使第一继电器硬件处理模块将第二电机的速度信号一分为二分别代表第一电机和第二电机的速度信号给到控制系统；
当第一DSP信号处理模块监测到第二电机速度传感器输出异常时，第一DSP信号处理模块输出相关指令，使第一继电器硬件处理模块将第三电机的速度信号一分为二分别代表第二电机和第三电机的速度信号给到控制系统；
当第一DSP信号处理模块监测到第三电机速度传感器输出异常时，第一DSP信号处理模块输出相关指令，使第一继电器硬件处理模块将第一电机的速度信号一分为二分别代表第一电机和第三电机的速度信号给到控制系统；
当第一DSP信号处理模块监测到第一电机速度传感器、第二电机速度传感器、第三电机速度传感器中同时有两个输出异常时，第一DSP信号处理模块输出相关指令，有剩余的一个轴代替其他两轴，输出电机速度信号给到控制系统。
4.根据权利要求2所述的一种机车速度异常故障处理方法，其特征在于：
当第二DSP信号处理模块监测到第四电机速度传感器输出异常时，第二DSP信号处理模块输出相关指令，使第二继电器硬件处理模块将第五电机的速度信号一分为二分别代表第四电机和第五电机的速度信号给到控制系统；
当第二DSP信号处理模块监测到第五电机速度传感器输出异常时，第二DSP信号处理模块输出相关指令，使第二继电器硬件处理模块将第六电机的速度信号一分为二分别代表第五电机和第六电机的速度信号给到控制系统；
当第二DSP信号处理模块监测到第六电机速度传感器输出异常时，第二DSP信号处理模块输出相关指令，使第二继电器硬件处理模块将第四电机的速度信号一分为二分别代表第四电机和第六电机的速度信号给到控制系统；
当第二DSP信号处理模块监测到第四电机速度传感器、第五电机速度传感器、第六电机速度传感器中同时有两个输出异常时，第二DSP信号处理模块输出相关指令，有剩余的一个轴代替其他两轴，输出电机速度信号给到控制系统。
5.根据权利要求2所述的一种机车速度异常故障处理方法，其特征在于：第一DSP信号处理模块监测转向架第一电机、第二电机、第三电机的速度分别为V1、V2、V3；第二DSP信号处理模块监测转向架第四电机、第五电机、第六电机的速度分别为V4、V5、V6；第一DSP信号处理模块根据电机速度监测信号，计算得出转向架的平均速度，系统自动计算速度V1、V2、V3与转向架的平均速度差值的绝对值，差值＞2Km/h，且维持时间超过2s，则判定该轴速度异常；第二DSP信号处理模块根据电机速度监测信号，计算得出转向架的平均速度，系统自动计算速度V4、V5、V6与转向架的平均速度差值的绝对值，差值＞2Km/h，且维持时间超过2s，则判定该轴速度异常。
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