便携式司机控制器测试仪的研制

郭更云,车 军

(兰州交通大学 机电工程学院,甘肃兰州730070)

司机控制器是司机用来操纵机车运行的主令电器,其动作的好坏直接影响到机车的平稳操纵和各种运行工况的实现,其微小故障都会给机车带来很大的安全隐患,如“帘车”、电气设备接受错误指令产生误动作等。保证司机控制器的检修质量,验证其动作的可靠性显得尤其重要。司机控制器测试装置是检验司机控制器性能的关键性设备,能直接影响司机控制器的检修质量。本司机控制器性能测试仪是专为测试SS4型电力机车上所用QS1-01型司机控制器而设计的,主要进行触头闭合表检测和其电位器特性试验。

1 硬件设计

本司机控制器测试仪的硬件系统主要由数据采集接口、数字量采集模块、模拟量采集模块、数据传输模块、电源模块、终端显示屏组成。系统硬件结构框图如图1所示。

通过数据采集接口把被测司机控制器的触头闭合信号、电位器电压信号传送到数字量采集模块和模拟量采集模块;16路数字量采集模块采集到的司机控制器触头闭合信号,8路模拟量采集模块采集到的司机控制器触头闭合信号、电位器电压信号均通过数据传输模块将采集到的数据实时的转换成符合终端显示的格式,并将其上传至终端显示屏;终端显示屏采用基于Windows CE操作系统下的触摸屏一体机,基于该系统的测试软件实时的对采集到的数据进行分析处理;电源模块负责给整个系统提供电源,供给数字量采集模块、模拟量采集模块、终端显示屏所需要的+12 V电压和电位器所需要的+5 V电压。

这种显示界面与控制系统分离的结构优势在于可以使各个系统更独立,相互之间无需过于依赖,使系统具备更好的升级空间。

图1 系统硬件结构框图

2 软件设计

2.1 软件平台

本司机控制器性能测试仪的软件系统是建立在拥有32位ARM920T高速处理器内核体系结构、基于Windows CE操作系统下的控制平台上开发的,采用C#开发语言,开发环境为Visual Studio 2003.NET。相对于目前市面上常用的组态或类似模式的人机界面,基于嵌入式系统的开发平台可以创造出性能稳定、功能完善、移植性强的人机界面系统。

2.2 系统主程序设计

本司机控制器性能测试仪的系统主程序流程图包括初始化和操作测试两部分。系统主程序流程如图2所示。初始化程序部分包括测试仪接通电源后,首先输入试件参数,然后登录测试系统。操作测试程序部分包括选择测试模式,依次进入调速闭合表测试、换向闭合表测试、警惕按钮测试、电位器测试程序,待所有试验完毕,停止测试,保存试验数据,并可方便的查看测试结果。

图2 系统主程序流程图

2.3 检测内容

(1)触头闭合表检测

根据SS4型电力机车大修规程,动作性能试验要求司机控制器在常温下应动作灵活,符合各自的机械联锁关系和触头闭合表,接触良好。

操作司机控制器手柄置于某一档位时,模拟量采集模块或数字量采集模块实时采集其触头闭合信号,经串口上传至终端显示屏,通过软件分析判断直观显示闭合关系。触头闭合表测试界面如图3所示。

图3 司机控制器触头闭合表测试界面

(2)电位器特性试验

根据SS4型电力机车大修规程,电位器输出性能试验要求在起始位不超过0.15 V,在最大位电压不低于14.3 V。

电源模块提供给电位器+5 V电压,调节电位器,模拟量采集模块实时采集701触点、702触点之间的电压信号,经串口上传至终端显示屏,通过软件进行分析判断直观显示测试结果。电位器特性试验界面如图4所示。

图4 司机控制器电位器特性试验测试界面

3 结束语

该司机控制器性能测试仪已在呼和浩特铁路局包头机务段投入运用,运用过程中,实现了对司机控制器触头闭合表、电位器性能的检测。实际运用结果表明,其测量精度达到了设计要求,测试仪性能良好,使用便捷。

[1] 唐明安,黎英豪,涂新春.通用型司机控制器测试装置[J].机车电传动 2006,(6):58-60.

[2] 谢家的,祁冠峰 主编.电力机车电器[M].北京:中国铁道出版社,2008.

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