CRH动车构架检测输送线控制系统研究

摘要：文章介绍了应用于上海铁路局上海虹桥站动车段、武汉铁路局客运专线动车组检修基地上使用的CRH动车构架检测输送线控制系统的组成、结构特点、主要功能及使用情况。

关键词：CRH动车；构架检测；输送线控制系统；动车组检修基地；检修工艺 文献标识码：A

中图分类号：U266 文章编号：1009-2374（2015）34-0083-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.34.043

上海铁路局上海虹桥站动车段、武汉铁路局客运专线动车组检修基地采用了“CRH动车构架检测输送线”，实现了CRH系列动车构架检修工艺的自动化、标准化作业，可以兼容CRH全系列构架检修的全套工艺。

1 构架检测输送线的设备简介

1.1 设备构成

构架检修输送线平面环形布置，主要由主输送通道（环形）、在线操作工位离线通道、构架油漆工位离线通道、构架清洗工位离线通道等输送线组成。全线设置54个在线操作工位分别是：构架分解工位8个、构架清洗下线和上线工位1个、构架翻转前部件拆卸工位4个、构架翻转工位2个、构架翻转后部件拆卸工位4个、构架检查探伤工位4个、构架油漆下线和上线工位1个、油漆后处理工位3个、构架修配工位6个、构架翻转前部件安装工位6个、构架翻转工位3个、构架翻转后部件安装制动试验工位6个、构架轮对组装工位6个。全线共有输送段驱动电机73套，空中转盘25套，停止器32套，工位供电装置60套，工件运载多功能小车32套以及地面输送轨道、地面翻转机、在线清洗机、检测专机。全线布置在160m*60m的矩形区域内。

1.2 用途及工艺要求

1.2.1 检修工艺：可应用于CRH全系列构架的三级修、四五级修检修工艺。可兼容CRH1型、CRH2型、CRH3型、CRH380型、CRH5型动车构架的检修。

1.2.2 采用空中输送、在线检修的方式，实现构架一次上线自动完成拆分、检测、组装、性能测试等所有检测工艺，同时采用“鱼刺”形结构，实现了构架的连续检测，即构架检测过程中，不影响主线的输送，基本消除了等待时间。

2 控制系统的构成

整线控制系统结构上分为三个层次（管理层、控制层、设备层）、配置两种工业总线（工业以太网、PROFIBUS-DP），采用集中管理、分散控制的控制方式。

管理层包括2台上位管理计算机、54台工位终端、2台现场工程师站、主控单元PLC，通过以太网组成局域网。

控制层是以主控单元PLC、地面输送系统PLC、多功能小车PLC、翻转机PLC、清洗机PLC以及检测机PLC，通过PROFIBUS-DP总线构成，彼此之间传递控制连锁信号。主控PLC采用西门子CPU414H，内置两路PROFIBUS-DP接口，配置以太网接口模块，冗余控制；地面输送系统PLC采用西门子CPU315-2PN/DP，内置以太网和PROFIBUS-DP接口；翻转机、清洗机及检测机系统PLC采用西门子S7200PLC，配置EM277 DP接口模块。多功能小车PLC作为输送线主控PLC的智能子站，通过PROFIBUS-DP总线交换连锁信号和故障信息采集。多功能小车采用内置CPU的IM151-7藕合器模块。设备层主要是通过分布式远程I/O站，控制全线的输送电机、停止器等执行机构。空中输送全线分成13个控制区域，采用西门子ET200M远程I/O站，分区控制本地输送设备；空中转盘采用变频器驱动；各区域均可在自动手动模式之间切换，并自动保持各区域之间的控制连锁。

3 控制系统功能

管理层用于全线的检修工位信息管理。

3.1 整体布局信息

检修工位信息能在工位终端显示所有构件检修工位的布局和每个工位不同的状态信息。通过工位终端输入信息，显示屏可以直观地了解各个工位信息、构件的放置位置及构件检修状态信息。

3.2 工位状态信息

3.2.1 包含工位空置状态信息和占用信息，管理计算机能及时地反映工位的状态信息并通过显示器直观地了解。

3.2.2 工位占用信息包括构架信息和构架检修状态信息。构架信息包括构件所属车型、列号、车号、位数等。作业人员通过系统录入构架信息。工位占用信息能在显示屏中显示，便于了解构件放置位置信息。

3.2.3 构架检修信息包含构架清洗中、检修中、构架检修完成待校验、构架校验信息、构架校验完成待组装、构架组装等信息。作业人员输入工号登陆系统确认作业内容，显示屏实时显示构架检修状态信息的变化。

3.2.4 质检人员输入工号登陆系统确认检查内容，系统记录构架校验信息，实时显示构架校验信息的变化。调度通过构架校验信息的变化确定构架的输送方案。

3.3 小车运输信息

3.3.1 将小车和工位固定编号，将编号信息录入系统，通过控制按钮，显示屏能显示小车的位置和运输状态信息以及工位信息。

3.3.2 小车的运输状态信息包括小车位置信息、小车空置和占用信息及小车吊运信息，便于及时掌握小车的动态。

3.4 作业信息

3.4.1 作业信息包括作业人员、作业内容、作业时间、作业情况、校验情况等信息。

3.4.2 作业时间包括构架检修时间、校验时间、组装时间、作业人员通过输入工号登陆作业系统，选择需作业内容，直至确认作业结束退出系统，系统自动记录工位的检修状态信息变化和检修时间。

3.4.3 作业人员信息包括作业人员姓名、工号、作业内容、作业完成情况、校验情况信息。

3.5 故障信息

作业人员可向系统录入不能解决的故障信息，调度通过终端显示的信息及时通知技术、质检等人员处理故障。故障处理过程可追溯。处理过的故障信息和故障处理方法形成数据库，作业人员通过查询检修故障数据库，提高故障处理的能力和效率。

3.6 技术工艺标准信息

3.6.1 系统存储构架检修的工艺标准和检修项点，作业人员可查询不清楚的检修工艺标准，作业过程也可查询是否遗漏检修项目。

3.6.2 技术人员可通过终端及时更正系统存储的检修标准和作业项点。如新的技术通知或工艺改造等涉及的检修标准及作业内容。

3.7 材料信息

3.7.1 系统能记录各工位的用料信息，包括偶换件和比换件信息。当日生产所必需的换件信息可根据生产计划、工艺标准录入系统。

3.7.2 偶换件信息可通过作业人员输入系统，调度、综合、材料通过显示终端掌握工位所需的偶换件信息，并及时向工位配送。如遇缺料及时记录缺料信息，车间相关部门及时解决。

3.7.3 系统通过记录工位用料信息，及时掌握工位的动态用料情况，包括材料名称、数量、所属车型及部位等材料信息，便于统计检修用料各备料。

3.8 控制要求及逻辑关系

3.8.1 小车正常使用流程如下：分解→清洗→检修工位→组装→分解。小车目前有两条环线，即三级修及四级修检修区，环线走行为单向，工位走行线路可实现双向走行。每个工位有工位终端和操控按钮，操控按钮分别是要车、放行、暂停、通过操控按钮，可实现多功能小车自动运行到达分解、清洗、检修工位、组装各工位，实现自动化运输。

3.8.2 检修工位需运输前，班组长或作业负责人需登录系统确认班组已完成全部作业任务包括自检完成和质检员在系统中确认完成当日构架检查任务后才能进行吊运，便于构架检修生产的组织。

3.8.3 工位多功能小车，系统有检修状态变化，检修状态包括分解、构架清洗、构架检修中、构架检修完工、构架待运输、构架待交检、构件交检中、构架交检完成待组装。显示屏中构架的检修状态只显示唯一的检修状态信息。

3.9 安全控制要求

3.9.1 每个工位的操作按钮需有自锁功能，构架占用工位时，操作该工位按钮时需要得到作业人员的确认后才能进件和出件作业，以保证作业安全。

3.9.2 工位要车由调度室控制。系统能及时反映哪个工位的要车信息到调度终端信息平台，调度收到要车信息后调配小车给工位，确定是哪个工位要车，决定小车是否可放行到该工位，同时根据小车的位置信息和占用信息，及时快速地调配小车到达要车工位，保证生产安全。

3.10 控制逻辑关系

控制逻辑关系如图1所示：

图1

3.11 检修状态逻辑关系

检修中→检修完成→待运输→待交检→交检中→交检完成待组装→组装。

4 结语

CRH动车构架检测输送线目前已投入批量化生产阶段，产品已应用在北京、上海、武汉动车检修基地，主要技术指标均已达到技术要求，使用效果良好。

参考文献

[1] CRH动车转向架检测输送线（Q/320292ABCX01-2012，271-2012-S）[S].

[2] 转向架检测输送线多功能小车（Q/320292ABCX02-2012，274-2012-S）[S].

作者简介：赵传宣（1969-），男，河南商丘人，江苏速升自动化装备股份有限公司 江苏省轨道车辆生产装备工程技术研究中心高级工程师，研究方向：电气工程及其自动化。

（责任编辑：黄银芳）