具有自诊断功能的内燃机车控制系统检测装置

摘要

本发明涉及车辆测试技术领域，涉及一种机车电机控制系统故障自诊断检测装置。本发明解决了HXN5机车电机控制系统故障人工检测效率低、维护费用大问题。

说明书

技术领域

本发明涉及车辆测试技术领域，涉及一种机车电机控制系统故障自诊断检测装置。

背景技术

HXN5型机车是中国从美国通用电气公司引进机车，美国没有提供中国相关电气设备检修手段与设备。我们将根据HXN5电气设备的特点完成相关设备检修试验平台，这必将填补国内空白。

目前，尚无HXN5型机车电气控制系统中各单元模块检测及故障分析诊断方面的技术文献和专门设备。这恰是HXN5型机车检修工作急需的装备。大功率机车维修以前主要国外公司，费用高昂。

本着国产替代的原则，研发大功率机车检测系统，通过对机车主板进行电子检测，并通过采集检测数据对主板的使用状态进行判断，以便更快捷的定位问题，加快维修速度提高工作效率，实现对故障的快速诊断与定位能力。

发明内容

本发明针对“HXN5”型内燃机车，提出了一种全新的电气控制系统中各单元模块检测及故障分析诊断方面的技术方法。本发明所需解决的技术问题主要有：检测系统属于具有自诊断功能自动化设备，它是将电路信息采集、传输、量化比对等功能集于一身。当将被测电路板卡放于机器上，该系统将会自动完成电路功能检测，并给出一个故障结论及解决方法。

本发明采用如下技术方案实现的：

本发明为了解决上述各种问题，包括采集模块、测试模块、自诊断分析模块、人机操作界面，针对HXN5型机车电机控制系统的信号电路板，通过采集模块使用自动化针床选择被测信号板上的测点，通过测试模块采用STM32F407微控制器芯片选通测点信号到高精度电压表，由上位机端的软件控制测点更换和电压读取；针对HXN5型机车电机控制系统的晶闸管电路板，进行整体性能检测，通过自诊断分析模块根据需要发出微控制器产生特定的激励信号，使用电压表读取晶闸管电路板的输出电压，该部分既能测试“三进两出”晶闸管电路板也能测试“三进三出”晶闸管电路板。最后通过人机操作界面得出牵引电机控制器(TMC)、主发电机通风电机控制器(TBC)冷却风扇电机控制器(RFC)的故障诊断分析，确定故障点。

进一步地，在采集模块使用自动化针床选择被测信号板上的测点，针床是用于接通检测设备和被测电路板的一块工装板。工装板上根据电路板上的每一个测试点的位置安装了一根测试针，测试针是带弹性可伸缩的，被测电路板压在针床上时，测试针和针床以及连接电缆，把电路板上每一个测试点连接到测试电路上。当压板下压电路板一段距离时，针床上测试针受到压缩力而良好地使测试点与测试电路连接，也就是被测元器件接入与测试电路。将测试点引出，快速测试和检测电路板功能等异常状况，达到快捷测试的目的。

进一步地，所述通过测试模块针对HXN5型机车电机控制系统“三进两出”晶闸管电路板、“三进三出”晶闸管电路板通过测试电路完成数据的采集和发送。

进一步地，所述通过自诊断分析模块根据需要发出微控制器产生特定的激励信号测试分析软件对采集数据进行处理、分析及判断被检测电路板是否存在问题，根据存储的自诊断数据库具有自动分析，自动诊断，统计分类功能，具有一定的故障判断能力，快速得出故障原因和定位故障点。

进一步地，所述通过人机操作界面测试硬件通过USB串口总线与PC相连显示出牵引电机控制器(TMC)、主发电机通风电机控制器(TBC)冷却风扇电机控制器(RFC)的故障诊断分析结果，确定故障点后及维修方案，具有数据保存、转储、打印、传输共享，人文界面性能稳定使用安全。

本发明与现有技术相比的优点在于：

(1)本发明中在采集数据过程中，采用飞针系统直接接触被测点位，直接减轻了手动单点测量繁琐的测量工作，成功研制出针对HXN5机车TAC、TBC电路系统性能的检测系统。

(2)本发明中具有自诊断功能的内燃机车控制系统检测装置能够准确、可靠、方便、快捷的分析电路系统的状态。

附图说明

图1为本发明的系统结构图。

图2为本发明的系统初始化流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明做进一步的详细说明。

如图1所示，本发明实施例的具有自诊断功能的内燃机车控制系统检测装置，主要有人机操作界面、采集模块、测试模块、自诊断分析模块四部分组成，采用USB串口总线完成采集模块、测试模块、自诊断分析模块与计算机(安装有上位机软件的工控机)之间的信息传输，通过采集模块使用自动化针床选择被测信号板上的测点，通过测试模块采用STM32F407微控制器芯片选通测点信号到高精度电压表，由上位机的软件控制测点更换和电压读取；针对HXN5型机车电机控制系统的晶闸管电路板，进行整体性能检测，通过自诊断分析模块根据需要发出微控制器产生特定的激励信号，使用电压表读取晶闸管电路板的输出电压，该部分既能测试“三进两出”晶闸管电路板，也能测试“三进三出”晶闸管电路板。最后通过人机操作界面得出牵引电机控制器(TMC)、主发电机通风电机控制器(TBC)冷却风扇电机控制器(RFC)的故障诊断分析。

本发明采用的编程软件为：winCC flexibleSMART(人机操作界面编程软件；visualc++(测试模块)

本发明采用的硬件设备为：计算机、测试电路板、测试压板、针床设备、机械传动等部分组成。

装置运行流程

A、打开机器下方总电源开关

1、打开计算机电源开关(按一下松开，等待计算机开启)检查串口线是否正常连接到计算机。

如图2所示软件系统初始化：

(1)装置上电初始化采集模块、测试模块、自诊断分析模块之间通讯识别建立，监测系统运行初始条件并将检测结果反馈到人机操作界面上，

(2)自诊断是否正常，如果异常则退出系统。

(3)所有条件满足以后，显示启动系统界面。

(4)用户进入操作界面可以进行包括权限设置装置、系统自诊断、测试信息输入、异常报警、统计报表并进行数据保存及USB通讯传输。

(5)处于预启动状态，等待用户进一步操作。

2、打开气泵开关，气泵位于右侧柜子，气泵运行5分钟左右即可关闭；测试过程中若压力不足即可再次开启运行5分钟。

3、检查设备机箱内部各电源是否开启，正常情况下只要未打开机箱内部，内部各电源默认一直开启，也无需检查。

B、信号板检测：

1、“三进两出”板检测：

(1)将拆去信号板的“三进两出”晶闸管板放置于检测台上，A，B，C端(进入端)在红色夹端一侧，MA，MB一端在黑色夹子一侧，使用右侧两个黑色夹子(面朝平板)按顺序夹装，若放反则机器可能损坏。

(2)点击“三进两出”板检测，窗口内显示正在测试，继电器和晶闸管有声音

(3)测试完成，出测试报告得出故障结论及定位故障位置。

2、“三进三出”板检测：

(1)将拆去信号板的“三进三出”晶闸管板放置于检测台上，A，B，C端(进入端)在红色夹端一侧，MA，MB，MC一端在黑色夹子一侧，按顺序夹装，若放反则机器可能损坏。

(2)点击“三进三出”板检测，窗口内显示正在测试，继电器和晶闸管有声音。

(3)测试完成，出测试报告得出故障结论及定位故障位置。

C、按下按钮，弹出托盘，放入被测信号板。务必注意板子方向，正常情况下，被测板边缘四周应与托盘边缘基本平齐，若放反则机器必然损坏。

D、关机：计算机关机，屏幕彻底关闭后再关闭总电源。

以上对本发明及其实施方式进行了描述，这种描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。总而言之如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。