一种电力机车制动逻辑控制装置的测试设备及测试方法

摘要

本发明公开了一种电力机车制动逻辑控制装置的测试设备，所述测试设备包括以下设备：人机界面、下位机、电源系统、模拟负载单元、输出反馈单元、传感器组A、数字仪表组A、传感器组B、数字仪表组B和被测DKL装置；同时公开了一种应用于上述测试设备的测试方法，包含手动检测和自动检测两部分。本方案选用符合工业常用电压标准的直流副电源，通过电源共正端组成双电源系统，使测试系统中除被测DKL装置外，其他部件可通过另一种独立电压标准实现功能，解决通常DC110V电压标准的电器部件在1.25倍额定电压下难以长期可靠工作，易损坏的使用维护问题。

说明书

技术领域

本发明涉及铁路机车技术领域，特别设计一种应用于电力机车制动逻辑控 制装置的测试设备及测试方法。

背景技术

制动逻辑控制装置(下称DKL装置)为电空制动机的电路集成控制装置， 尤其适用于DKL制动机控制系统。该装置采用先进表面贴片(SMT)技术与 逻辑控制芯片相结合，取代原制动系统中的迂回电路、阻流板、时间继电器与 中间继电器，具有反应速度快、可靠性高、抗干扰能力强、结构紧凑、检修方 便等特点；而且具备通过调整程序在相同的硬件上实现不同的逻辑组合功能， 以达到控制不同的车型之目的，现运用在多数韶山系列电力机车制动机系统 中。

DKL制动逻辑控制装置通常测试方案存在下述不足：

1.测试系统仅按照模拟机车DC 110V控制电压环境进行设计，未考虑 DKL装置在1.25倍额定DC 110V电压(137.5V)测试过程中，对测试系统中 作为被测DKL装置负载、信号反馈等部件的额定上限电压通常仅能达到1.1 倍额定电压(121V)电器部件的损伤以及测量误差。同时，采用DC 110V电 压标准的相关配件难以购买，导致维护保养困难。

2.将测试逻辑通过递归算法进行处理，虽可以大幅度减少逻辑测试步骤， 但导致测试过程与用户手中实物梯形图资料内容差别巨大，不利于用户在测试 过程中对照梯形图进行故障排查。

3.未充分考虑DKL装置各低电平部分的逻辑测试，导致整个测试结果并 不可靠。

4.系统程序设计仅针对某一或某几种型号DKL装置，开发环境相对用户 而言过于专业，二次开发难度高，扩展升级困难

发明内容

为解决前述问题，本发明提供一种测试设备及测试方法，通过以下技术内 容实现：

一种电力机车制动逻辑控制装置的测试设备，所述测试设备包括以下设 备：人机界面、下位机、电源系统、模拟负载单元、输出反馈单元、传感器组 A、数字仪表组A、传感器组B、数字仪表组B和被测DKL装置；所述人机 界面由上位机实现，并与下位机相连接；下位机与传感器组A、传感器组B以 及被测DKL装置相连接；所述电源系统包括主电源和副电源，主电源正端与 副电源正端与被测DKL装置相连接，被测DKL装置同时连接模拟负载单元和 输出反馈单元，模拟负载单元与主电源负端相连接，输出反馈单元与副电源负 端相连接；传感器组A与电源系统以及对应数字仪表组A相连接，传感器组B 与模拟负载单元以及对应数字仪表组B相连接。

作为优选，所述主电源为DC 77V～DC 137.5V范围内连续可调的直流电 源。

作为优选，所述副电源为DC5V、DC12V、DC24V、DC36V、DC48V等 常见工业标准的直流电源。

一种电力机车制动逻辑控制装置的测试设备的测试方法，所述测试方法包 括以下步骤：

a.系统自检；

b.选择手动测试功能；

c.手动输入高电平；

d.判断高电平信号是否正常，如果为是，进入步骤e；

e.判断延时反馈是否合格，如果为是，进入步骤f；

f.判断高电平反馈信号是否正常，如果为是，将测试结果传输至人机 界面显示；

在步骤a、d、e、f中，如果判断为否，则暂停检测步骤，记录错误信息并 传输至人机界面显示。

一种电力机车制动逻辑控制装置的测试设备的测试方法，所述测试方法包 括以下步骤：

a.系统自检：

b.选择自动测试功能；

c.检测逻辑高电平；

d.判断高电平输入信号是否正常，如果为是，进入步骤e；

e.判断延时反馈是否合格，如果为是，进入步骤f；

f.判断高电平信号反馈是否正常，如果为是，进入步骤g；

g.判断高电平反馈逻辑是否正常，如果为是，将测试结果传输至人机界面并 进入步骤h；

h.检测逻辑低电平；

i.判断低电平输入信号是否正常，如果为是，进入步骤j；

j.判断延时反馈是否合格，如果为是，进入步骤k；

k.判断低电平信号反馈是否正常，如果为是，进入步骤l；

l.判断低电平反馈逻辑是否正常，如果为是，进入步骤m；

m.重复步骤c-l若干次后，将测试结果传输至人机界面显示；

n.在步骤a、d-m中，如果判断为否，则暂停检测步骤，记录错误信息并传

输至人机界面显示。

上位机采用但不限于工业微型计算机、个人微型计算机、嵌入式系统等， 主要负责实现人机交互界面及测试程序的运行，并将运算结果交由下位机执 行；

下位机采用但不限于PLC、单片机系统、数据采集与控制模块等，主要负 责按照上位机程序要求，实现DKL输入、反馈信号的采集，并将结果送回至 上位机。

主电源包括至少一个可在DC 77V～DC 137.5V范围内连续调节的直流电 源用于DKL装置的供电，副电源可选择如：DC5V、DC12V、DC24V、DC36V、 DC48V等工业通用规格，以便于采购、维护保养；

模拟负载单元可采用绕线电阻器或线圈，阻值与实际负载一致。

输出反馈单元，可采用继电器、传感器等获取DKL输出状态信号，从成 本角度通常采用继电器，并采用与副电源规格所匹配的线圈。

传感器组A和B均包括电流、电压两部分，传感器组A主要针对主、副 电源电压、电流值的显示及监控；传感器组B可实现对被测DKL装置每一通 道负载电压、电流大小及持续稳定性的测量。

程序包括两个部分：人机交互界面接口程序、DKL逻辑测试程序，通过 模块化功能设置，可描述语言编写，如：组态程序的脚本语言、XML语言等， 使非计算机专业开发人员也能根据需求，对程序系统进行调整或新增。

人机交互界面接口程序包括对系统各输入、输出信息的选择、状态显示等 功能，如：将测试过程与用户所使用对应梯形图资料进行对照，便于用户对测 试中出现的各种信息进行处理。

测试程序根据相应型号DKL装置梯形图顺序，对每一项输出及对应的各 输入条件，进行先高电平，后低电平信号测试，并从前向后进行遍历，使每一 项输入或输出通道进行不少于一次的高低电平测试。相对于进行递归算法所达 到的最少测试步骤，测试步骤的增加量在现有计算机及PLC的处理速度下， 基本可忽略。程序逻辑顺序完全符合相应梯形图资料，以提高人工进行故障查 找效率，也有利于非计算机专业人员二次开发工作的进行。

设定最低工作电压、最高保护电压、最高通过电流，根据传感器组A的反 馈信号，当出现超限情况时，停止下位机所有动作，并向操作者示警。可通过 数字仪表的保护功能等方式，过压、过流时切除主电源供电。设定被测DKL输 出电流时间检测值下限与上限，根据传感器组B的反馈信号，对照输入信号， 判断被测DKL输出通道继电器工作状态是否可靠。

本发明的特点在于：

1.基于一套硬件系统，通过程序兼容测试韶山系列各型号DKL装置，并 保留扩展升级能力；

2.选用符合工业常用电压标准的如：DC5V、DC12V、DC24V、DC36V、 DC48V等工业通用规格副电源，通过与主电源共正端组成双电源系统，使测 试系统中除被测DKL装置外，其他部件可通过另一种独立电压标准实现功能， 解决通常DC110V电压标准的电器部件在1.25倍额定电压下难以长期可靠工 作，易损坏的使用维护问题。

3.通过模块化功能设置，可描述语言编写，如：组态程序的脚本语言、 XML语言等，使非计算机专业开发人员也能根据需求，对程序系统进行调整 或新增。

4.测试程序逻辑顺序完全符合相应梯形图资料，以提高人工进行故障查 找效率，也有利于非计算机专业人员二次开发工作的进行。

附图说明

图1是本发明测试设备中电源系统与被测DKL装置的接口连接图；

图2是本发明测试设备部件构成的系统框图；

图3是本发明测试方法的主要步骤及逻辑结构图；

具体实施方式

下列非限制性实施例用于说明本发明。

实施例1：一种应用于韶山系列电力机车制动逻辑控制装置的测试设备：参 考图1所示电源系统与待测DKL装置的接口连接方式，主电源采用可调DC110V， 副电源采用DC24V，采用TL02K20TY型20芯航空插头与DKL装置的1XS、2XS、 3XS、4XS接口进行连接，插头的电气结构可满足韶山系列全部各型DKL装置 的接口定义。可调DC 110V电源与DC 24V电源通过共正端输入DKL制动逻 辑控制装置2XS/19通道，3XS、4XS各输出通道对应的模拟负载单元与输出 反馈单元，通过单向隔离后，分别连接可调DC 110V和DC 24V电源负端。

参考图2所示，人机界面、下位机、电源系统、模拟负载单元、输出反馈 单元、传感器组A、数字仪表组A、传感器组B、数字仪表组B和被测DKL 装置；所述人机界面由上位机实现，并与下位机相连接；下位机与传感器组A、 传感器组B以及被测DKL装置相连接；所述电源系统包括主电源和副电源， 主电源正端与副电源正端与被测DKL装置相连接，被测DKL装置同时连接模 拟负载单元和输出反馈单元，模拟负载单元与主电源负端相连接，输出反馈单 元与副电源负端相连接；传感器组A与电源系统以及对应数字仪表组A相连 接，传感器组B与模拟负载单元以及对应数字仪表组B相连接。

一种应用于韶山系列电力机车DKL制动逻辑控制装置的测试设备的测试方 法，参考图3所示，包括手动检测方法和自动检测方法，其中手动检测方法包 括以下步骤：

a.系统自检；

b.选择手动测试功能；

c.手动输入高电平；

d.判断高电平信号是否正常，如果为是，进入步骤e；

e.判断延时反馈是否合格，如果为是，进入步骤f；

f.判断高电平反馈信号是否正常，如果为是，将测试结果传输至人机 界面显示；

在步骤a、d、e、f中，如果判断为否，则暂停检测步骤，记录错误信息并 传输至人机界面显示。

如选择自动测试方法，则检测步骤为：

a.系统自检：

b.选择自动测试功能；

c.检测逻辑高电平；

d.判断高电平输入信号是否正常，如果为是，进入步骤e；

e.判断延时反馈是否合格，如果为是，进入步骤f；

f.判断高电平信号反馈是否正常，如果为是，进入步骤g；

g.判断高电平反馈逻辑是否正常，如果为是，将测试结果传输至人机界面并 进入步骤h；

h.检测逻辑低电平；

i.判断低电平输入信号是否正常，如果为是，进入步骤j；

j.判断延时反馈是否合格，如果为是，进入步骤k；

k.判断低电平信号反馈是否正常，如果为是，进入步骤l；

l.判断低电平反馈逻辑是否正常，如果为是，进入步骤m；

m.重复步骤c-l若干次后，将测试结果传输至人机界面显示；

在步骤a、d-m中，如果判断为否，则暂停检测步骤，记录错误信息并传输 至人机界面显示。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发 明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明 的保护范围之内。