郭更云,車 軍

(蘭州交通大學 機電工程學院,甘肅蘭州730070)

司機控制器是司機用來操縱機車運行的主令電器,其動作的好壞直接影響到機車的平穩(wěn)操縱和各種運行工況的實現(xiàn),其微小故障都會給機車帶來很大的安全隱患,如“簾車”、電氣設備接受錯誤指令產(chǎn)生誤動作等。保證司機控制器的檢修質量,驗證其動作的可靠性顯得尤其重要。司機控制器測試裝置是檢驗司機控制器性能的關鍵性設備,能直接影響司機控制器的檢修質量。本司機控制器性能測試儀是專為測試SS4型電力機車上所用QS1-01型司機控制器而設計的,主要進行觸頭閉合表檢測和其電位器特性試驗。

1 硬件設計

本司機控制器測試儀的硬件系統(tǒng)主要由數(shù)據(jù)采集接口、數(shù)字量采集模塊、模擬量采集模塊、數(shù)據(jù)傳輸模塊、電源模塊、終端顯示屏組成。系統(tǒng)硬件結構框圖如圖1所示。

通過數(shù)據(jù)采集接口把被測司機控制器的觸頭閉合信號、電位器電壓信號傳送到數(shù)字量采集模塊和模擬量采集模塊;16路數(shù)字量采集模塊采集到的司機控制器觸頭閉合信號,8路模擬量采集模塊采集到的司機控制器觸頭閉合信號、電位器電壓信號均通過數(shù)據(jù)傳輸模塊將采集到的數(shù)據(jù)實時的轉換成符合終端顯示的格式,并將其上傳至終端顯示屏;終端顯示屏采用基于Windows CE操作系統(tǒng)下的觸摸屏一體機,基于該系統(tǒng)的測試軟件實時的對采集到的數(shù)據(jù)進行分析處理;電源模塊負責給整個系統(tǒng)提供電源,供給數(shù)字量采集模塊、模擬量采集模塊、終端顯示屏所需要的+12 V電壓和電位器所需要的+5 V電壓。

這種顯示界面與控制系統(tǒng)分離的結構優(yōu)勢在于可以使各個系統(tǒng)更獨立,相互之間無需過于依賴,使系統(tǒng)具備更好的升級空間。

圖1 系統(tǒng)硬件結構框圖

2 軟件設計

2.1 軟件平臺

本司機控制器性能測試儀的軟件系統(tǒng)是建立在擁有32位ARM920T高速處理器內核體系結構、基于Windows CE操作系統(tǒng)下的控制平臺上開發(fā)的,采用C#開發(fā)語言,開發(fā)環(huán)境為Visual Studio 2003.NET。相對于目前市面上常用的組態(tài)或類似模式的人機界面,基于嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)平臺可以創(chuàng)造出性能穩(wěn)定、功能完善、移植性強的人機界面系統(tǒng)。

2.2 系統(tǒng)主程序設計

本司機控制器性能測試儀的系統(tǒng)主程序流程圖包括初始化和操作測試兩部分。系統(tǒng)主程序流程如圖2所示。初始化程序部分包括測試儀接通電源后,首先輸入試件參數(shù),然后登錄測試系統(tǒng)。操作測試程序部分包括選擇測試模式,依次進入調速閉合表測試、換向閉合表測試、警惕按鈕測試、電位器測試程序,待所有試驗完畢,停止測試,保存試驗數(shù)據(jù),并可方便的查看測試結果。

圖2 系統(tǒng)主程序流程圖

2.3 檢測內容

(1)觸頭閉合表檢測

根據(jù)SS4型電力機車大修規(guī)程,動作性能試驗要求司機控制器在常溫下應動作靈活,符合各自的機械聯(lián)鎖關系和觸頭閉合表,接觸良好。

操作司機控制器手柄置于某一檔位時,模擬量采集模塊或數(shù)字量采集模塊實時采集其觸頭閉合信號,經(jīng)串口上傳至終端顯示屏,通過軟件分析判斷直觀顯示閉合關系。觸頭閉合表測試界面如圖3所示。

圖3 司機控制器觸頭閉合表測試界面

(2)電位器特性試驗

根據(jù)SS4型電力機車大修規(guī)程,電位器輸出性能試驗要求在起始位不超過0.15 V,在最大位電壓不低于14.3 V。

電源模塊提供給電位器+5 V電壓,調節(jié)電位器,模擬量采集模塊實時采集701觸點、702觸點之間的電壓信號,經(jīng)串口上傳至終端顯示屏,通過軟件進行分析判斷直觀顯示測試結果。電位器特性試驗界面如圖4所示。

圖4 司機控制器電位器特性試驗測試界面

3 結束語

該司機控制器性能測試儀已在呼和浩特鐵路局包頭機務段投入運用,運用過程中,實現(xiàn)了對司機控制器觸頭閉合表、電位器性能的檢測。實際運用結果表明,其測量精度達到了設計要求,測試儀性能良好,使用便捷。

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