针对HXD2B型机车控制系统维修体系的研究

刘斌涛 于新龙

摘要：本文对HXD2B 型电力机车控制单元结构形式以及其运行原理，进行了系统的论述和介绍，并对其当前的应用范围以及其应用过程中呈现出的一系列问题也针对性的展开了研究工作，就其维护、检修等有关工作给出了自己的意见，便于其规范运行。

关键词：维护；控制单元；电力机车

1 HXD2B型电力机车控制单元简介

HXD2B型电力机车控制单元是在FTP网络连接下，形成完善的机车网络监控系统。该系统主要有MPU1、MPU2两个处理单元；RIOM1、RIOM2两个输入模块；ACU11、ACU12、ACU21和ACU22四个控制单元模块等构成。该监控系统是通过模块化的设计方式创建的，有一定的可拓展性特点。

1.1 MPU综述

MPU处于系统柜位置，有两个结构类似的MPU单元构成，并通过3U-21机箱作用下获得应用。其是上文所述监控系统的主要处理没款，能在FIP网络管的作用下，同车辆FIPV、智能系统之间的信息交流工作，并对LCMS传导的相关信息进行必要的处理。MPU的运行是通过冗余模式实现的，是由较为相似的MPU1以及MPU2构成，在实际操作中，两个MPU中只有其中一个进行有关的操作，另外一个则作为备用存在。当工作状态的MPU因故障等因素停止操作时，另一个MPU才会启用。

1.2 RIOM综述

RIOM处于系统柜位置，同样有结构相类似的RIOM单元构成，并通过3U-21机箱获得应用。其重要用来获取并处理HXD2B型电力机车气压设备的输入、输出方面的信息，并在FIP网络连接管的作用下，实现MVB同MPU之间的信息交换。其是由相同的兩个RIOM构成，并通过冗余热备份模式实现有关的操作，从而确保大多数变量能够转变为冗余输出或者输入。

1.3 DDU综述

DDU处于司机操纵台，主要有CPUC机箱、LCD显示屏两台以及机箱显示屏之间的连接电缆构成，能够实现操作司机同HXD2B型电力机车网络监控系统间的信息沟通，不如通过状态显示，可以让机车操作人员掌握的机车大致状态，从而执行有关的操作，或者是故障维护界面，可提醒机车操作人员机车故障信息，做好故障检修、排查的准备。

1.4 TCU综述

TCU处于牵引机变流柜中，通过6U-21形式的机箱完成有关的操作，其主要作用于牵引变流系统-脉冲整流器的管理工作，加强系统对牵引电机的管理，并在FIP网络连线的作用下，实现同MPU之间的信息交流工作。且其具有一定会计计算、处理的能力。是通过“轴控”牵引的方式实现操作。

1.5 ACU综述

ACU处于辅助变流柜位置，由两个相同的ACU单元组成，并呈现胡大板加载板的结构特点。其主要作用于由辅助逆变器、蓄电池、辅助斩波器等元部件组成的辅助供电系统中。ACU是通过DSP等有关技术获得实现的，且是在双机互为热备的冗余模式下进行有关的操作。当有故障问题出现时，两个ACU互相切换。

2 HXD2B型机车控制单元维修体系简介

HXD2B型机车控制单元主要由修复性维修以及预防性维修两部分构成。对存在一定故障的电子控制元件，执行修复操作时，同时存在两种故障检测技术：首先，是在显示屏显示功能作用下，对显示屏显示的故障，针对性的进行检修；其次，维修个人显示器显示的故障问题。

HXD2B型电力机车网络监控系统，能够在DDU的作用下，对机车司机进行精准、快捷的故障信息提示工作，从而在相当程度上保证了机车故障维修效率，将机车故障可能造成损失减少到最低限度。此外，在HXD2B型电力机车网络监控系统作用下，还能够为负责地面维修的工作人员，提供有维修软件的专用维修笔记本接口，便于地面维修工作的进行，同时还能够有效的记录有关的故障信息，将维修操作效率提升到最大限度。

维修笔记本安装维修软件为eTrain软件，是Alstom公司研发的一种专业维修软件，为HXD2B型电力机车网络监控系统相关设备、模块，提供了必要的管理功能，同时还可以通过界面显示、外界卡等功能，为机车操作人员提供事件描述帮助。该软件还可在串口的作用下，下载有关的事件信息，为维修人员提供故障代码方面的信息依据。

2.1 故障管理

系统的故障管理机制，主要由这样几个级别构成：第1级是在DDU的作用下，实现司机控制台故障信息的管理工作，也就是处理同MPU关系不大的故障；第2到3级，在PC作用下实现MPU故障管理工作，也就是处理可能存在的主要故障或者次要故障的形成背景；第3、4两级在PC作用下，对MPU进行有关故障信息的管理。并在司机显示屏DDU显示出的故障信息，针对性的进行检修。首先，通过司机显示屏显示维修有关的各项信息，主要有故障信息、设备信息等。

①在司机显示屏的作用下，可以有效的实现各类故障信息的显示；

②在测试过程中，可对部件部分功能进行测试，比如轮缘润滑器的检测；

③机车驾驶台控制面板可在仪表显示仪的作用下，对仪表至进行清零。

④隔离/强迫选项能够完成对有关元部件的隔离或者强迫操作。

⑤设备状态选项能够有效的显示各设备的运行状况。

2.2 故障查询及分析

当设备有故障出现并针对性的进行检修时，可在机车下载有关的信息并确定故障代码。机车设备存在的每项故障，都应对着一个故障方程式、诊断十和故障形成原因。在诊断树的作用下能够有效的确定机车系统的故障位置，并针对性的进行检修。在处理并分析故障问题时，除了要掌握相应的故障代码，故障状况以及故障形成时的机车操作状况，也要有一个了解。这些都可在对时间信息的研究的基础上获取。

事件信息主要有机车各类功能故障、机车操作有关的各类信息等。同事件有关的操作值或者有关信息，可记录在“特定事件背景”这一选项下。通过“特定事件背景”这一选项，能够帮助有关操作人员更好的分析并了解这一事件被记录的缘由。“特殊事件背景”需要记录的内容包括时间、故障具体表现形式等。通过对“特定事件背景”有关信息的系统全面分析，能够帮助有关的操作人员，更好且更为精准的分析系统故障部位以及故障形成原因。总的来说，事件信息主要存在四种类型：首先是主要故障信息，指的是可能对机车系统功能造成破坏的故障，这类故障对机车的正常运行有着直接的威胁，因此应当立即进行维修；次要故障，指的是对机车正常操作威胁较小的故障，不会直接对机车功能造成破坏，这部分故障不用立即通过显示屏提醒机车操作人员，但当机车停止运行后，应当通过DDU显示屏对这些故障进行查看并采取相应的维修措施；其他故障，指的是介于主要故障和次要故障之间的一些故障信息，维修人员应当对这类故障信息保持足够的关注和记录，且这部分信息只能在专用维修笔记本的作用下进行下载；标志性的故障信息，指的是同操作有关的古战使劲，能够帮助维修人员在故障分析过程中，更好分析机车操作状态。这部分信息无法通过DDU显示屏的作用，进行显示，只能在维修笔记本的作用下进行有关的下载。

2.4 故障处理

当有故障出现时，维修人员可在司机显示屏显示的故障信息作用下，确认故障形成的根由并进行替换。如果股这是哪个形成原因复杂繁乱，机车操作人员可从机车系统上下载有关信息，并经过分析后确定故障形成的根源。在替换时应当对机箱整体进行替换。

维修人员可在BTE的作用下，对机箱等设备进行检测，主要可能有这样结果存在：

①BTE测试出现失败，并针对失败项目，针对性的进行维修；

②BTE测试成功，并根据机车下载的有关信息，对机箱问题进行分析，找出故障问题形成的根源，并替换有關电路板，实现预防性的维修工作；

③BTE测试成功，并根据机车下载的有关信息，对机箱问题进行全面的分析，如不存在故障现象，则返回现场进行验证。

2.5 分析的程序和方法介绍

产品故障信息分析过程为：

①现象调查。首先，通过对有关的信息、资料、数据进行，比如故障出现的时间、环境、位置等；其次，通过现场故障观察，掌握当故障出现时，机车各部位数据信息。现象调查工作是机车故障问题分析中的关键性操作。

②故障模式分析。通过对有关信息的汇总、总结、归纳，基本可以分析出故障模式。故障模式是机车系统故障检修工作的关键，但存在一定的困扰，因此一般需要必要的检测方式进行辅助才能实现。

③故障机理假设。根据获取的有关资料数据，特别是故障模式分析来确定机车设备故障形成缘由，从而针对性的采取解决方式，这是故障检修工作的最佳手段。由于在这种方式下进行故障检修工作，需要对故障形成原因进行假设，因此被称作“故障机理假设。”

④故障机理证实。当条件允许时，应当通过实证研究的方式，来对假设故障机理进行研究，并证实故障机理假设是否科学。

⑤对故障采取预防措施。对故障机理以及成因进行分析后，应针对性的制定消除障碍的方式和手段。笔者认为应当从材料、工艺、环境等角度入手。

3 结语

本文关于HXD2B型电力机车控制单元维修方面的研究理论，希望能够更好的引导有关部门检修工作。

参考文献：

[1]HXD2B 型机车驱动装置维护保养手册[Z]，中国北车集团大同电力机车有限责任公司，2012 年.

[2]王延飞，张海军，刘涛.HXD3电力机车单元制动器的日常运用检修和维护[J].铁道机车车辆，2011，4（3）：31-34.

作者简介：

刘斌涛，1973年1月生，本科，毕业于太原理工大学，目前从事电力机车调试工作。