CN109471402B - 架车机电气柜测控系统及测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种架车机电气柜测控系统及测试方法，该测控系统包括试验台与架车机电气柜，试验台与架车机电气柜连接，组成闭环测试系统；所述试验台包括测试电路、工控机以及模拟面板，所述测试电路分别与工控机及模拟面板连接。工控机安装测试程序，通过TCP/IP与架车机主电气柜的PLC控制系统通信，模拟面板模拟架车机电气柜控制系统工作环境，分别对架车机主电气柜与分电气柜各功能进行测试；本发明通过对被测架车机电气柜控制系统工作环境的有效模拟，根据架车机控制原理，利用模拟面板及测试程序完成架车机电气柜的仿真测试，实现全自动控制架车机电气柜的调试，相对于传统手工调试方式能够节省试验成本，提高试验效率、可靠性及通用性。

Description

架车机电气柜测控系统及测试方法

技术领域

本发明属于架车机技术领域，尤其涉及一种架车机电气柜测控系统及测控方法。

背景技术

架车机是轨道车辆检修所需的重要设备之一，主要用于轨道车中、大修以及临修时将车辆抬升，便于检修人员进行转向架和车底某些部件的维护检查、拆卸。架车机作为动车段及城轨车辆段检修车辆的举升设备，其电气控制系统是保证设备同步动作及故障报警的核心，一套6编组架车机系统电气柜共有近六百个测试点需进行出厂调试，目前电气柜出厂调试采用的是人工单个电气柜调试的方式，调试工作量大、易遗漏，并且电气柜之间的逻辑连接不能调试。如果把电气柜联在一起形成一个闭环的调试系统，则可以调试的更全面，也方便现场安装完成后部分调试工作的移交。因此，为把出厂调试、现场安装调试进一步标准化，需要设计架车机电气柜测试系统。

发明内容

本发明在上述不足的基础上提供了一种架车机电气柜测控系统，用于控制架车机电气柜的出厂调试，包括试验台与架车机电气柜，所述试验台与架车机电气柜连接，组成闭环测试系统；所述试验台包括测试电路、工控机以及模拟面板，所述测试电路分别与工控机及模拟面板连接，工控机与模拟面板连接；

所述模拟面板包括试验面板，所述试验面板设置有用于模拟架车机模拟系统安装现场的外围输入、输出电气元件；所述测试电路包括控制单元以及信息采集单元，所述控制单元与架车机电气柜连接，向被测架车机电气柜发送测试指令及试验面板生成的模拟测试信号；所述信息采集单元与架车机电气柜连接，用于接收被测架车机电气柜的执行结果并将结果信息反馈至控制单元，所述控制单元将结果信息发送至工控机进行显示。

优选的，所述测试电路还包括信息存储单元，所述信息存储单元与控制单元连接，用于将所述控制单元采集的执行结果进行报表保存、查找及管理。

优选的，所述模拟面板进一步包括显示面板，所述显示面板安装有工控机显示器，所述显示面板用于显示被测架车机电气柜反馈的测试结果信息。

优选的，所述试验面板进一步包括转向架测试单元、车体测试单元、手操器测试单元以及电机测试单元，所述显示面板相应设置有用于显示架车机电气柜输出的转向架、车体、手操器以及电机电压的测试结果的显示模块。

优选的，架车机电气柜测控系统进一步包括显示仪表，所述显示仪表安装在模拟面板的显示面板上，并与测试电路连接，所述显示仪表包括电压报警模块，用于显示架车机电气柜输出的转向架单元电机动作接触器与车体单元电机动作接触器的输出电源电压信息。

优选的，所述架车机电气柜包括架车机主电气柜与架车机分电气柜，所述架车机主电气柜与架车机分电气柜之间通过逻辑关系线缆连接，所述架车机主电气柜与试验台之间通过网络通信连接线缆连接，所述架车机分电气柜与试验台之间通过模拟测试连接线缆连接。

一种架车机电气柜测控方法，采用所述的架车机电气柜测控系统，包括以下步骤：

S1、系统上电：架车机电气柜测控系统上电，并为架车机电气柜授权，根据架车机控制系统控制原理为架车机主电气柜与分电气柜上电；

S2、架车机主电气柜测试：工控机安装测试程序，通过TCP/IP与架车机主电气柜的PLC控制系统通信，对架车机主电气柜各功能分别测试，存储测试结果；

S3、架车机分电气柜测试：模拟面板模拟各架车机分电气柜的所有信号，对架车机分电气柜各功能进行测试，存储测试结果；

S4、架车机主电气柜与分电气柜之间电控逻辑调试，存储测试结果；

S5、重复S1-S4，依次对所有架车机分电气柜进行测试。

优选的，所述步骤S2具体包括工控机与架车机主电气柜的PLC控制系统进行通信，控制单元发送架车机主电气柜各功能模块的调试指令至架车机主电气柜PLC控制系统，对架车机主电气柜进行测试，测试结果实时反馈至信息存储单元进行测试结果信息存储并显示在工控机显示器及显示面板上。

优选的，所述步骤S3具体包括通过试验面板的外围输入、输出电气元件模拟架车机分电气柜的限位信号、脉冲信号、急停信号、警示灯、转向架及车体单元动作接触器信号，信号传输至架车机分电气柜，对架车机分电气柜进行测试，测试结果实时反馈至信息存储单元进行测试结果信息存储并显示在工控机显示器及显示面板上，转向架单元电机动作接触器、车体单元电机动作接触器输出电源电压信息实时显示在显示仪表上。

优选的，所述步骤S4具体包括依据架车机系统控制逻辑完成主电气柜与分电气柜逻辑连接，测控系统通过控制架车机主电气柜安全继电器上电，从而实现分电气柜PLC输出模块的供电，从而判断上电逻辑是否正常；架车机分电气柜与测控系统模拟面板的车体测试单元和转向架测试单元的限位信号均通过模拟电缆正常连接后，才可对主电气柜安全继电器进行上电，从而判断极限限位逻辑是否正常；分电气柜急停触发后，则主电气柜安全继电器断电，测控系统采集急停信号及安全继电器动作信号，判断急停回路逻辑是否正常。

与现有技术相比，本发明的优点和积极效果在于：

本发明针对架车机电气柜的出厂调试，提供了一种架车机电气柜测控系统及测控方法，工控机、测试电路及模拟面板组成的试验台与架车机电气柜的主电气柜与分电气柜分别连接，形成一个闭环的测控系统，通过此系统，对架车机主电气柜与分电气柜分别进行测试，可实现架车机电气柜自动检测与存储，并在原架车机电气原理的基础上实现架车机电气控制系统相对整体的测试，结构简单、测试结果精准。

(1)本发明采用模拟面板模拟架车机分电气柜系统现场安装，可进行架车机系统所有限位开关、按钮、指示灯、警示灯、转向架照明的模拟测试，以及转向架单元、车体单元动作接触器动作测试及输出电压检测，并可对架车机主电气柜与架车机分电气柜之间的电控逻辑进行测试。

(2)本发明的测试程序采用labview编写，测试程序对架车机主电气柜与分电气柜分开测试，严格控制测试流程，防止测试项点遗漏，测试流程控制采用Labview中错误族数据执行流向的方式实现。

附图说明

图1为本发明的测控系统总体结构示意图；

图2为本发明的测控系统具体结构示意图；

图3为本发明的控制流程实现框图；

图4为本发明的架车机主电气柜测试程序面板示意图；

图5为本发明的架车机分电气柜测试程序面板示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行进一步的描述。

本发明针对架车机电气柜出厂调试的采用的人工单个电气柜进行调试的方式，以架车机电气控制系统为基础，提供了一种架车机电气柜测控系统，实现架车机电气柜的自动测控。架车机电气控制系统负责架车机同步升降的功能同时计算、比较每台单机高度，从而调整单机升、降，实现架车机同步控制。电气控制系统根据单个立柱上的光电脉冲数自动计算各个丝杆的升降高度，PLC对单组架车机高度进行对比并自动控制快/慢电机启动或停止，实现单组架车机同步控制，将同步误差控制在一定范围内，满足轨道车辆在维修时的工况要求。

架车机电气控制系统采用PLC的控制系统，系统包括一个主电气柜，1...N个分电气柜，分电气柜的数量根据系统所架升车辆编组的数量进行调整，主电气柜与分电气柜的电气控制原理相同，主电气柜PLC负责主电气柜台控制面板操作开关、按钮信号输入以及主电气柜台指示灯、主接触器信号输出，分电气柜PLC负责架车机限位开关、操作按钮、编码器的信号输入以及指示灯、电机接触器的信号输出。架车机电气控制系统采用同步控制，主电气柜PLC与分电气柜PLC之间的信息交换通过串行通信完成，由分电气柜PLC编码器反馈位移误差，传送给主电气柜PLC，控制电机转速变化，保证丝杆在上升、下降过程中位移一致，从而保证驾车时高度一致。

本发明在架车机电气柜电气控制系统的基础上，提出了一种架车机电气柜测控系统，一套6编组架车机包括1台主电气柜和12台分电气柜，用于控制架车机电气柜的出厂调试，参考图1、图2，图1为本发明的测控系统整体结构示意图，图2为本发明的测控系统具体结构示意图，测控系统包括试验台与架车机电气柜，架车机电气柜包括架车机主电气柜与架车机分电气柜，架车机主电气柜与架车机分电气柜之间通过逻辑关系线缆连接，架车机主电气柜与试验台之间通过网络通信连接线缆连接，架车机分电气柜与试验台之间通过模拟测试连接线缆连接，组成闭环测试系统；

试验台包括测试电路、工控机以及模拟面板，测试电路分别与工控机及模拟面板连接，工控机与模拟面板连接；模拟面板包括用于显示被测架车机电气柜反馈的测试结果信息的显示面板以及用于模拟架车机模拟系统的试验面板，工控机显示器安装在显示面板上，试验面板设置有按钮、指示灯及蜂鸣器等来模拟架车机系统现场安装的外围输入、输出电气元件，试验面板设计有转向架测试单元、车体测试单元、手操器测试单元以及电机输出测试模块，显示面板相应设置有用于显示架车机电气柜输出的转向架、车体、手操器以及电机电压的测试信息的显示模块；

测试电路包括控制单元、信息采集单元以及信息存储单元，控制单元与架车机主电气柜、分电气柜进行连接，向被测架车机电气柜发送测试指令及试验面板生成的模拟测试信号；信息采集单元与架车机主电气柜、分电气柜连接，用于接收被测架车机电气柜的测试执行结果并将结果信息反馈至控制单元，控制单元将结果信息发送至信息存储单元进行信息存储，并将结果在工控机及显示面板上进行显示。信息存储单元与控制单元连接，将控制单元反馈的被测架车机主电气柜与分电气柜的执行测试结果进行报表保存、查找以及管理等处理，并发送至打印机进行打印。

本测控系统进一步包括显示仪表，显示仪表安装在显示面板上，并与测试电路连接，显示仪表用于显示架车机主电气柜与分电气柜输出的转向架单元、车体单元电机动作接触器的输出电源，显示仪表包括电压报警模块，可以设置电压报警上限、下限报警阈值，防止因电气柜内接线错误导致现场安装完成后电机缺相的情况发生。

工控机上安装有测试程序，本实施例中的测试程序通过Labview编写，测试控制流程采用Labview中的错误族数据执行流向的方式实现，部分程序框图参考图3所示，包括授权指示、接触区域指示、安全区域指示、上升接触器动作与下降接触器动作、CH照明、转向架动作、车体动作、授权信号发出、警示灯以及电铃等控制模块，通过TCP/IP与架车机主电气柜的PLC的控制系统进行通信，采集模拟测试信号并发送相应动作的控制指令至架车机主电气柜及分电气柜；测试程序对架车机主电气柜与分电气柜分开进行测试，防止测试功能点的遗漏。

本实施例中试验台包括安装柜体，用于安装模拟面板、工控机以及测试电路，设有工控机安装区、测试电路安装区、模拟面板安装区等，工控机、测试电路、显示面板、试验面板等分别放置在相应的安装区内，节省空间。

参考图4、图5所示，图4为架车机主电气柜测试程序面板，图5为架车机分电气柜的测试程序面板；基于上述的架车机电气柜测控系统，本发明还提供了一种架车机电气柜测控方法，采用上述的测控系统，对架车机主电气柜与分电气柜的各功能进行测试，主要包括以下步骤：

(1)连接架车机控与分电气柜之间的逻辑关系连线及ProfibusDP通讯线；连接试验台与架车机分电气柜之间的模拟测试连接线；连接试验台与架车机主电气柜之间的网络通信连接线；为系统上电，测控系统为驾车机电气柜授权，并根据架车机电气控制系统的控制原理为架车机主电气柜与分电气柜上电。

(2)架车机主电气柜测试：工控机安装测试程序，通过TCP/IP与架车机主电气柜的PLC控制系统通信，对架车机主电气柜各功能模块分别测试；参考图4所示，对架车机电气柜上的所有按钮、指示灯及通风、积水、急停信号测试，测试时，系统按照“图4主电气柜测试程序面板”上的指示项目自上而下，从左至右对各功能点分别进行测试。工控机与架车机主电气柜的PLC控制系统进行通信，控制单元发送架车机主电气柜各功能点的测试指令至架车机主电气柜PLC控制系统，对架车机主电气柜进行测试，测试结果实时反馈至信息存储单元进行测试结果信息存储并显示在工控机显示器及显示面板上。

(3)架车机分电气柜测试：模拟面板模拟各架车机分电气柜的所有信号，对架车机分电气柜各功能进行测试；参考图5所示，模拟面板模拟架车机分电气柜上的所有信号，包括限位信号(上上限位、下下限位、工作螺母限位、安全螺母限位、上限位、下限位、车轮到位限位、压力加载限位)、脉冲信号、上升下降按钮信号、急停信号与电铃、警示灯、转向架车体以及车体单元动作接触器信号，按照“图5分电气柜测试程序面板”上的所有测试项目自上而下、自左而右的顺序进行测试，测试信号传输至架车机分电气柜，对架车机分电气柜各功能点进行测试，测试结果实时反馈至信息存储单元进行测试结果信息存储并显示在工控机显示器，架车机电气柜输出的转向架、车体、手操器以及电机的测试信息的显示在显示面板相应模块上，转向架单元电机动作接触器、车体单元电机动作接触器输出电源电压信息以及接线错误导致的电机缺相报警信息实时显示在显示仪表上。

(4)对架车机主电气柜与分电气柜的电控逻辑进行调试：连接架车机主电气柜与分电气柜连接的逻辑控制电缆，连接架车机分电气柜与测控系统模拟面板的车体单元和转向架单元的上上限位、下下限位、工作螺母限位及安全螺母限位的模拟电缆，测控系统控制主柜的接触器对主电气柜安全继电器进行上电，从而判断极限限位逻辑是否正常。触发分电气柜急停，则主电气柜安全继电器断电，测控系统采集急停信号及安全继电器动作信号，判断急停回路逻辑是否正常。测控系统通过控制架车机主电气柜安全继电器上电，采集分电气柜PLC输出模块的供电信号，从而判断上电逻辑是否正常。

(5)重复上述测试步骤，依次对所有的架车机分电气柜进行测试。

本发明的测控系统能够实现架车机电气柜自动化测试，把架车机电气柜的出厂调试与现场安装调试进一步标准化，提高了架车机电气测控系统的可靠性，保证了架车机电气控制系统的同步控制与故障报警。本发明可以扩展到其他控制系统中电气柜的出厂调试与现场安装测试，试验方便、测试结果准确、通用性强。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例应用于其它领域，但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (9)

1.一种架车机电气柜测控系统，用于控制架车机电气柜的出厂调试，包括试验台与架车机电气柜，其特征在于：

所述架车机电气柜包括架车机主电气柜与架车机分电气柜，所述架车机主电气柜与所述架车机分电气柜之间通过逻辑关系线缆连接，所述架车机主电气柜与所述试验台之间通过网络通信连接线缆连接，所述架车机分电气柜与所述试验台之间通过模拟测试连接线缆连接，组成闭环测试系统；

所述试验台包括测试电路、工控机以及模拟面板，所述测试电路分别与工控机及模拟面板连接，工控机与模拟面板连接；

所述模拟面板包括用于模拟架车机模拟系统的试验面板，所述试验面板设置有用于模拟架车机模拟系统安装现场的外围输入、输出电气元件；

所述测试电路包括控制单元以及信息采集单元，所述控制单元同时与所述架车机主电气柜、架车机分电气柜进行连接；

所述工控机安装有测试程序，与架车机主电气柜通信，通过试验面板模拟主电气柜测试信号，控制单元发送架车机主电气柜测试指令至架车机主电气柜，对架车机主电气柜进行测试；通过试验面板模拟各架车机分电气柜的测试信号，控制单元发送各架车机主电气柜测试信号传输至相应架车机分电气柜，对各架车机分电气柜进行测试；并控制架车机主电气柜与各架车机分电气柜逻辑连接，进行架车机主电气柜与分电气柜之间电控逻辑调试；

所述信息采集单元同时与所述架车机主电气柜、架车机分电气柜连接，用于接收被测架车机主电气柜或架车机分电气柜的测试执行结果并将结果信息反馈至所述控制单元，所述控制单元将结果信息发送至工控机进行显示。

2.根据权利要求1所述的架车机电气柜测控系统，其特征在于，所述测试电路还包括信息存储单元，所述信息存储单元与控制单元连接，用于将所述控制单元采集的执行结果进行报表保存、查找及管理。

3.根据权利要求1所述的架车机电气柜测控系统，其特征在于，所述模拟面板进一步包括显示面板，所述显示面板安装有工控机显示器，所述显示面板用于显示被测架车机电气柜反馈的测试结果信息。

4.根据权利要求3所述的架车机电气柜测控系统，其特征在于，所述试验面板进一步包括转向架测试单元、车体测试单元、手操器测试单元以及电机测试单元，所述显示面板相应设置有用于显示架车机电气柜输出的转向架、车体、手操器以及电机电压的测试结果的显示模块。

5.根据权利要求3所述的架车机电气柜测控系统，其特征在于，进一步包括显示仪表，所述显示仪表安装在模拟面板的显示面板上，并与测试电路连接，所述显示仪表包括电压报警模块，用于显示架车机电气柜输出的转向架单元电机动作接触器与车体单元电机动作接触器的输出电源电压信息。

6.一种架车机电气柜测控方法，采用权利要求1-5任一项所述的架车机电气柜测控系统，其特征在于，包括以下步骤：

S1、系统上电：架车机电气柜测控系统上电，并为架车机电气柜授权，根据架车机控制系统控制原理为架车机主电气柜与分电气柜上电；

S2、架车机主电气柜测试：工控机安装测试程序，通过TCP/IP与架车机主电气柜的PLC控制系统通信，对架车机主电气柜各功能分别测试，存储测试结果；

S3、架车机分电气柜测试：模拟面板模拟各架车机分电气柜的所有信号，对架车机分电气柜各功能进行测试，存储测试结果；

S4、架车机主电气柜与分电气柜之间电控逻辑调试，并存储测试结果：依据架车机系统控制逻辑完成主电气柜与分电气柜逻辑连接，测控系统通过控制架车机主电气柜安全继电器上电，从而实现分电气柜PLC输出模块的供电，从而判断上电逻辑是否正常；

S5、重复S1-S4，依次对所有架车机分电气柜进行测试。

7.根据权利要求6所述的架车机电气柜测控方法，其特征在于，所述步骤S2具体包括工控机与架车机主电气柜的PLC控制系统进行通信，工控机发送架车机主电气柜各功能模块的调试指令至架车机主电气柜PLC控制系统，对架车机主电气柜进行测试，测试结果实时反馈至信息存储单元进行测试结果信息存储并显示在工控机显示器及显示面板上。

8.根据权利要求6所述的架车机电气柜测控方法，其特征在于，所述步骤S3具体包括通过试验面板的外围输入、输出电气元件模拟架车机分电气柜的限位信号、脉冲信号、急停信号、警示灯、转向架及车体单元动作接触器信号，信号传输至架车机分电气柜，对架车机分电气柜进行测试，测试结果实时反馈至信息存储单元进行测试结果信息存储并显示在工控机显示器及显示面板上，转向架单元电机动作接触器、车体单元电机动作接触器输出电源电压信息实时显示在显示仪表上。

9.根据权利要求6-8任一项所述的架车机电气柜测控方法，其特征在于，所述步骤S4还包括：架车机分电气柜与测控系统模拟面板的车体测试单元和转向架测试单元的限位信号均通过模拟电缆正常连接后，才可对主电气柜安全继电器进行上电，从而判断极限限位逻辑是否正常；分电气柜急停触发后，则主电气柜安全继电器断电，测控系统采集急停信号及安全继电器动作信号，判断急停回路逻辑是否正常。

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