DF7G型機(jī)車可編程序控制器故障原因分析及對(duì)策

章躍進(jìn) 上海鐵路局上海機(jī)務(wù)段

DF7G型機(jī)車可編程序控制器系統(tǒng)，由可編程序控制器、DC-DC開關(guān)穩(wěn)壓電源、彩色液晶顯示器及外圍傳感器組成?？删幊绦蚩刂破魇呛诵?，通過外圍傳感器采集信號(hào)，運(yùn)用其內(nèi)部組件控制勵(lì)磁機(jī)勵(lì)磁電流和其它機(jī)車電器的工作，以滿足各種機(jī)車控制的需要。

1 機(jī)車控制系統(tǒng)的可編程序控制器故障原因分析

DF7G型機(jī)車電氣控制選用的是日本OMRON可編程序控制器，其型號(hào)為CQM1H，本身故障概率極低。但其對(duì)電源有很高技術(shù)要求。目前機(jī)車裝的是DD-2410型直流開關(guān)電源，由于該型號(hào)直流開關(guān)電源功率輸出MOS管特性軟，極易擊穿損壞，且輸入電壓范圍窄。所以工作可靠性低，故障率極高。機(jī)車設(shè)計(jì)是采用雙冷備份直流開關(guān)電源供電方式，來提高可編程序控制器工作的可靠性。

機(jī)車可編程序控制器，由于采用雙冷備份DD-2410型直流開關(guān)電源供電方式（其連接方式詳見圖1），這樣就帶來了一個(gè)明顯的弊端，由于雙冷備份直流開關(guān)電源其某套發(fā)生故障時(shí)，該直流開關(guān)電源無明顯的故障警示信號(hào)。因此，機(jī)車司機(jī)在運(yùn)用途中，無法準(zhǔn)確確定故障并進(jìn)行正確的人工切換。然而，雙冷備份直流開關(guān)電源人工轉(zhuǎn)接，需一個(gè)較長的時(shí)間過程。同時(shí)，由于轉(zhuǎn)接輸入輸出具有較多的連線，操縱處理比較復(fù)雜。因此，機(jī)車司機(jī)在機(jī)車運(yùn)行途中，進(jìn)行該故障應(yīng)急處理時(shí)很難做到準(zhǔn)確、可靠、迅速。使之極易造成備份直流開關(guān)電源同時(shí)損壞，引起可編程序控制器完全“癱瘓”，機(jī)車失控形成“機(jī)破”事故。

圖1機(jī)車雙冷備份直流開關(guān)電源輸出連接方式

2 解決雙冷備份直流開關(guān)電源故障對(duì)策

針對(duì)雙冷備份直流開關(guān)電源故障率高，影響可編程序控制器可靠性的缺陷。開發(fā)直流開關(guān)電源實(shí)時(shí)檢測及故障后的自動(dòng)切換裝置，使它集對(duì)雙冷備份開關(guān)穩(wěn)壓電源的自動(dòng)檢測，開關(guān)穩(wěn)壓電源故障時(shí)自動(dòng)切換的功能，從而實(shí)現(xiàn)智能化操縱?？纱蟠筇岣逥F7G型機(jī)車可編程序控制器的運(yùn)用可靠性，為DF7G型機(jī)車單司機(jī)操縱提供便利，以滿足今后DF7G機(jī)車單司機(jī)操縱的發(fā)展方向。

3 解決可編程序控制器電源故障的方案

對(duì)可編程序控制器的雙備份直流開關(guān)電源，采用實(shí)時(shí)檢測及故障后的自動(dòng)切換裝置，并使之具有自動(dòng)記憶功能，每次開機(jī)時(shí)，“裝置”CPU首先對(duì)A、B套直流開關(guān)電源性能進(jìn)行檢測，確認(rèn)兩套直流開關(guān)電源良好后，給自動(dòng)切換開關(guān)元件發(fā)出開通A（假設(shè)上次開機(jī)時(shí)B套電源）套直流開關(guān)電源的命令，并對(duì)DC110V的輸入電流進(jìn)行采樣以判斷負(fù)載電流是否正常，同時(shí)，CPU會(huì)對(duì)直流開關(guān)電源的各路輸出電壓進(jìn)行實(shí)時(shí)采樣監(jiān)測，一旦監(jiān)測到異常（輸出過壓、欠壓、過流），CPU就會(huì)立即切斷A套直流開關(guān)電源，同時(shí)開通B套直流開關(guān)電源，并發(fā)出A套直流開關(guān)電源故障的聲音和燈光報(bào)警信號(hào)，提示機(jī)車司機(jī)及時(shí)報(bào)修。當(dāng)A套直流開關(guān)電源發(fā)生故障，而切換到B套直流開關(guān)電源工作后，CPU繼續(xù)對(duì)B套直流開關(guān)電源的輸出電壓進(jìn)行采樣監(jiān)測。

雙冷備份直流開關(guān)電源實(shí)時(shí)檢測及故障后的自動(dòng)切換裝置，其總體設(shè)計(jì)框圖、原理框圖如圖2、圖3所示：

圖2 自動(dòng)切換裝置的總體設(shè)計(jì)框圖

圖3“自動(dòng)切換裝置”原理框圖

4 結(jié)論

自DF7G型機(jī)車投入運(yùn)用以來，關(guān)于DF7G機(jī)車可編程序控制器電源故障，鐵路系統(tǒng)還未有研究和采用可行的解決方案，在所查新的范圍內(nèi)未見文獻(xiàn)報(bào)道。我們采取的對(duì)策有效解決了DF7G機(jī)車可編程序控制器電源故障的問題，有助于把DF7G機(jī)車可編程序控制器電源故障消滅在“萌芽之中”。

本文針對(duì)預(yù)防機(jī)車控制系統(tǒng)的可編程序控制器故障問題，按內(nèi)、外因素、系統(tǒng)因素、人為因素分類分析，找出故障的根本原因，研究尋找解決這些故障的對(duì)策，應(yīng)該說，所有這些對(duì)策與現(xiàn)行有效的辦法是相輔相成的。