CN203224779U

CN203224779U - 电力机车司机控制器试验台

Info

Publication number: CN203224779U
Application number: CN 201320141344
Authority: CN
Inventors: 余先涛; 刘恒超; 李义; 靳亚
Original assignee: Wuhan University of Technology WUT
Current assignee: Wuhan University of Technology WUT
Priority date: 2013-03-26
Filing date: 2013-03-26
Publication date: 2013-10-02
Anticipated expiration: 2023-03-26

Abstract

本实用新型提供一种电力机车司机控制器试验台，包括上位计算机、可编程逻辑控制器、电流互感器、电流传感器、电压传感器和标准电源；可编程逻辑控制器的输出触点与司机控制器的被试触点、标准电源、电流互感器构成电流测试回路，且电流测试回路中串联有限流电阻；电流传感器通过电流互感器获得电流测试回路的电流；电压传感器与司机控制器的调速电阻连接；可编程逻辑控制器、电流传感器和电压传感器分别通过串口与上位计算机连接；被试触点按司机控制器主轴和换向轴闭合表要求而设置。本实用新型能够及时反映电力机车司机控制器的触点的接触情况，且能够直观的观察电位器输出电压的稳定性。

Description

电力机车司机控制器试验台

技术领域

本实用新型属于电动车领域，具体涉及一种电力机车司机控制器试验台。

背景技术

司机控制器是司机用来操纵机车运行的主令电器，利用它来控制电路中的低压电器以达到控制主电路中的电气设备的目的，使司机控制器既方便又安全可靠。如今，司机控制器的种类越来越多，功能越来越强大，其可靠性、安全性也得到了大幅度的提高。但是，目前对司机控制器检修方面的研究还很少。司机控制器的微小故障会造成很大的安全隐患，例如，窜车、接受错误指令产生误动作等，而这些隐患都有可能带来大的经济损失。因此，提高电力机车的安全性就成了避免重大事故的发生的重中之重。

电力机车的故障主要分为机械故障和电气故障，机械故障约占65%，而电气故障约占35%。其中机械故障主要包含手柄很难转动、零位时手柄很难插进去、定位轮或棘轮过度磨损等，电气故障主要包含接线接触不良、逻辑关系混乱、电位器输出电压不稳定等问题。由此可见，一方面，电力机车司机控制器触点接触是否良好直接影响到接触是否良好，进而影响到电力机车的换挡可靠性；另一方面，电位器输出电压是否稳定直接影响到调速电路，进而影响到机车的正常运行。因此，司机控制器触点接触的检测和电位器输出电压的检测对电力机车的行车安全有很大的作用。

目前国内外对如何降低触点接触电阻的研究已经有了很大的提高，例如，改变触点组件电阻焊电极材料的选用，采用独特的研磨材料通过几道研磨工序使触点表面达到理想的表面工作状态以降低收缩电阻，通过改变司机控制器的结构和工作环境降低接触电阻等很多种方法。

但是在我国大多数铁路机务段，铁路机车司机控制器触点的接触电阻的检测都是用一台万用表逐个触点的检测，这样检测测得的数据不是很小就是无穷大，所以精确度低，只能得到接触电阻是否接触的结论。而且每个触点逐个检测检修效率低。因此改变原有的检测方法显得尤为重要。

在国内，株洲电力机车研究所开发了采用单片机检测的便携式司机控制器测试仪。该测试仪适用于各种车型司机控制器的触点动作逻辑和司机控制器电压输出特性测试，并且能准确判断故障点。但对于如何提高可靠性方面的研究较少，在设计中存在一些不足，主要有：⑴功能过于单一，在检测触点接触电阻时，只能检测是否接触，但不能检测接触电阻的大小，也就不能判断闭合是否良好的情况；⑵人机界面不友好，在检测司机控制器的电压输出特性测试时，只能得到一个电压值，不能很直观的看到电压输出特性图；⑶通用性差，测试范围不能涵盖所有型号的司机控制器；⑷稳定性差，容易受到天气、电压大小等条件的影响。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是：提供一种电力机车司机控制器试验台，能及时反映电力机车司机控制器触点的接触情况，提高电力机车的可靠性。

本实用新型为解决上述技术问题所采取的技术方案为：一种电力机车司机控制器试验台，其特征在于：它包括上位计算机、可编程逻辑控制器、电流互感器、电流传感器、电压传感器和标准电源；其中所述的可编程逻辑控制器的输出触点与司机控制器的被试触点、标准电源、电流互感器构成电流测试回路，且电流测试回路中串联有限流电阻；所述的电流传感器通过电流互感器获得电流测试回路的电流；所述的电压传感器与司机控制器的调速电阻连接；所述的可编程逻辑控制器、电流传感器和电压传感器分别通过串口与上位计算机连接；

所述司机控制器的被试触点按司机控制器主轴和换向轴闭合表要求而设置。

按上述方案，所述的被试触点与可编程逻辑控制器的输出触点之间通过航空插头连接，所述的调速电阻与电压传感器之间通过航空插头连接。

按上述方案，所述的可编程逻辑控制器、电流传感器和电压传感器分别通过RS232C串口与上位计算机连接。

按上述方案，所述的上位计算机还连接有打印机。

按上述方案，所述的上位计算机还连接有报警系统。

本实用新型的有益效果为：

1、通过设置电流测试回路，检测被试触点的电流和电压来判断被试触点是否接触良好，且能够计算被试触点的接触电阻从而判断被试触点是否连接正确，因此能够及时反映电力机车司机控制器的触点的接触情况；通过获得调节电阻的电压，能够直观的观察电位器输出电压的稳定性；检测人员只需在上位计算机上进行对被试触点的选择操作即可，操作方便简单。

2、本实用新型对几种电力机车的司机控制器都通用，体现了良好的互换性，通过设置航空插头，使得本试验台与司机控制器成为可分拆的2部分，便于拆卸和本试验台的重复使用，有很大的推广价值。

3、所有的历史数据可存储在上位计算机中，可通过打印机打印等操作进行记录，便于对检修状况做一些统计然后针对故障作相应的工艺改进。

4、在检测过程中如果出现接触错误的情况会出现报警，体现了良好的人机交互性。

附图说明

图1是系统检测总体框图。

图2是检测接触电阻电气原理方框图。

具体实施方式

图1是系统检测总体框图，图2是检测接触电阻电气原理方框图，它包括上位计算机、可编程逻辑控制器、电流互感器、电流传感器、电压传感器和标准电源；其中所述的可编程逻辑控制器的输出触点与司机控制器的被试触点、标准电源、电流互感器构成电流测试回路，且电流测试回路中串联有限流电阻；所述的电流传感器通过电流互感器获得电流测试回路的电流；所述的电压传感器与司机控制器的调速电阻连接；所述的可编程逻辑控制器、电流传感器和电压传感器分别通过串口（本实施例选用RS232C串口）与上位计算机连接；所述司机控制器的被试触点按司机控制器主轴和换向轴闭合表要求而设置。所述的被试触点与可编程逻辑控制器的输出触点之间通过航空插头连接，所述的调速电阻与电压传感器之间通过航空插头连接。上位计算机还连接有打印机和/或报警系统。

上位计算机安装了MCGS工控组态软件，能实时显示试验流程及检测结果以及对检测结果进行历史数据保存。下位机是指直接控制接通司机控制器被试触点的检测通路的可编程逻辑控制器（简称PLC），上位机发出指令给下位机，下位机根据指令控制相应的PLC输出触点动作，由电流传感器获取司机控制器对应触点的接触通道的电流状态数据，然后经过电流传感器的RS232C接口反馈给上位机，上位机经过组态软件计算后将被测触点的接触结果显示输出。报警系统则是检测到司机控制器的异常状况和试验台的异常时产生报警，通知工作人员处理故障。

所述的司机控制器检测系统的上位机设计包括组态环境和运行环境两个部分。在组态环境中，包括用户窗口主界面设计，用户窗口内包含主司机控制器的主轴和换向轴的触头接触情况，换向轴所处的档位，实时监测的司机控制器各触点的通过的电流值，从而判断触点接触电阻的大小，利用接触电阻的大小判断触点的接触是否满足要求；同时，利用电压传感器监测司机控制器的调速电阻的输出电压特性曲线，判断调速电阻的工作状态是否正常。组态软件中还包含对实时数据的处理方案，历史数据的存储等操作。

所述的下位机设计，设备构件是MCGS系统对外部设备实施设备驱动的中间媒介，通过建立的数据通道，在实时数据库与测控对象之间实现数据交换，达到对外部设备的工作状态进行实时检测与控制的目的。在本设计中，采用了标准modbus RTU设备、可编程逻辑控制器设备和荣达微型打印机设备，这些设备都是利用RS232C接口与上位计算机进行数据传送。

所述的司机控制器触点检测报警系统分为两个部分设计，在检测的过程中如果检测到电流传感器、电压传感器或者可编程控制器工作异常就要在显示器上的特定部分显示报警处理，即在窗口上用显眼的方式闪烁显示电流传感器、电压传感器或者PLC通讯异常；在触点检测过程中如果检测到闭合错误也要报警，在触点闭合错误的时候要打开一个指定的用户窗口显示闭合错误。

本实施例中，司机控制器触点接触的闭合表及闭合状态的检测的原理为由PLC的触点接通某一司机控制器的触点，标准+3V直流电源通过3Ω的限流电阻，通过PLC和司机控制器的对应闭合触点产生约1A的电流，电流传感器输出此电流的值并被上位计算机读取，上位计算机根据此电流值的大小判断司机控制器触点的闭合状态。当电流值为0，则表示触点断开；当电流值小于800mA，则表示触点接触电阻过大，需要更换或者进行维修；当电流大于800mA，则判断触点接触正常。

试验时，将司机控制器通过航空插头与试验台对接，司机控制器的结构主要由调速手轮、换向手柄、电位器、凸轮、接触元件、定位联锁结构等组成，主轴可以从零位顺时针或者逆时针旋转150°，分别为“牵引”和“制动”区，换向轴一共有7个档位，分别为“后”位、“0”位、“制”位、“前”位、“I”位、“II”位、“III”位。手轮调速主要是通过调节电位器输出电压的大小来实现的，手轮可以在-150°和150°之间转动，从而操作主轴转动，由此改变电位器上输出电压的大小，该电压又作为机车电路的指令来决定机车电机的转速，由此达到调节机车速度的目的。在上位机的MCGS组态界面中，进行此项试验时，显示试验过程中的电压曲线，根据此曲线的线性度和与标准输出电压值的比较，判断调速电位器的输出是否正常。

在进行司机控制器触点闭合表的试验中，根据司机控制器主轴和换向轴闭合表的要求，需要检测12对触点的接触情况。上位计算机MCGS界面针对此项目试验时，在界面上依次给出试验的手柄调整位置，然后根据不同的位置接触电阻的状态判断闭合表的状态是否正常。用MCGS工控组态软件编写好程序后，用PLC输出单元连接到司机控制器。进入测试状态界面后，语音箱发出语音提示即“将司机控制器置于XX位”，操作者根据语音提示的指令将被测司机控制器旋至该位，然后鼠标点击确认键，输出继电器从上到下依次接通司机控制器各个触点4至5秒钟，测得通过电流传感器的电流值，由计算机换算成接触电阻阻值后，与标准闭合表的存值作比较，并用语音报出测量结果。若测得的接触电阻的阻值小于0.2欧姆，则语音播报“闭合正确”；若测得的值大于0.2欧姆，则播报“接触不良”；若测得的值无穷大，则播报“闭合错误”。在计算机显示器上面模拟闭合表亮点显示，正确的为在该位置亮点，不正确的在该位置闪烁，并且在显示屏上组态一个动画输出显示测得的阻值大小。

Claims

1.一种电力机车司机控制器试验台，其特征在于：它包括上位计算机、可编程逻辑控制器、电流互感器、电流传感器、电压传感器和标准电源；其中所述的可编程逻辑控制器的输出触点与司机控制器的被试触点、标准电源、电流互感器构成电流测试回路，且电流测试回路中串联有限流电阻；所述的电流传感器通过电流互感器获得电流测试回路的电流；所述的电压传感器与司机控制器的调速电阻连接；所述的可编程逻辑控制器、电流传感器和电压传感器分别通过串口与上位计算机连接；

2.根据权利要求1所述的电力机车司机控制器试验台，其特征在于：所述的被试触点与可编程逻辑控制器的输出触点之间通过航空插头连接，所述的调速电阻与电压传感器之间通过航空插头连接。

3.根据权利要求1所述的电力机车司机控制器试验台，其特征在于：所述的可编程逻辑控制器、电流传感器和电压传感器分别通过RS232C串口与上位计算机连接。

4.根据权利要求1所述的电力机车司机控制器试验台，其特征在于：所述的上位计算机还连接有打印机。

5.根据权利要求1所述的电力机车司机控制器试验台，其特征在于：所述的上位计算机还连接有报警系统。