淺談JT1-CZ2000型機車信號主機的檢修

陳忠亮

*西安電務段新豐鎮(zhèn)車載設備車間檢修工區(qū) 技師，710608 西安

隨著機車信號車載系統(tǒng)設備安全性和可靠性的大幅提高，機車信號在現(xiàn)有鐵路運營中發(fā)揮的作用也越來越重要。在西安電務段新豐鎮(zhèn)車載設備車間負責維修的機車信號設備中，有340余臺JT1-CZ2000型機車信號主機，占機車信號主機運用總數(shù)的97%。該設備在西安電務段自上道運用以來，故障率比JT1A/B型機車信號主機雖有大幅降低，但是隨著運用時間的持續(xù)，其主機內(nèi)集成芯片、分立元件、紐子開關、按鈕等元器件都會有一定程度的老化，參數(shù)指標也發(fā)生變化，一旦主機發(fā)生故障，其判斷和處理相對困難。究其原因是目前使用的BT-01T/H機車信號車載設備測試臺只能在主機上電工作正常時，才能對其技術指標進行測試。而當主機技術指標不符合標準時，測試臺僅僅能給出故障提示，不能準確提供故障的具體位置，需要通過檢修人員依據(jù)故障現(xiàn)象進行判斷和處理。下面就以主機的6槽機箱構成為出發(fā)點，歸納總結幾年來的檢修經(jīng)驗，與大家一起探討。

1 電源板

主機中有2塊電源板，電源1上有5個LED指示燈(50V、50VD、110V、Ⅰ端、Ⅱ端 );電源2上有4個(50V、50VD、110V、12V)。50V燈亮，表示電源板輸出的工作電源(DC48V)正常;50VD燈亮，表示電源板輸出的動態(tài)點燈電源(DC48VD)正常;110V燈亮，表示機車供給電源(DC110V)輸入正常;Ⅰ端燈亮，表示主機當前接收信息來自于機車Ⅰ端;Ⅱ端燈亮，表示主機當前接收信息來自于機車Ⅱ端;12V燈亮，表示輸出到記錄板DTU的12V電源正常。

2塊電源板上各有1塊DC/DC集成電源模塊，其作用是將機車提供的DC110V電源變換成DC48V工作電源和DC48VD動態(tài)點燈電源(電源2上的12V電源由DC48V工作電源變換而來)。日常檢修及故障處理時，要注意以下2點。

1．電源板上無50V(工作電源)輸出時，應重點檢查正向輸入二極管D1及電源模塊輸入端并聯(lián)的元件(包括壓敏電阻和電容以及濾波電感)，有無斷路或短路(短路時上電即燒電源板熔斷器)。

2．電源板上無50VD(動態(tài)電源)輸出時，應重點檢查由主機板光耦芯片U37送來的動態(tài)控制信號(VO+，VO－)是否正常，電源模塊控制信號輸入端并聯(lián)的二極管Z1是否被擊穿;同時還要注意檢測電源模塊輸出端并接的電容器是否被擊穿(判斷時要逐次甩開Z1，C6，C8各元件)。然后再確定電源模塊本身是否已損壞。另外，電源1面板上安裝了LX30測試插座，檢修時還要查看該插座的連線是否良好，航插口是否清潔，不能進水或油而造成短路(運用過程中最好加航插塑料蓋加以防護)。

在判斷處理主機故障時，首先是觀察電源板上指示燈的工作狀態(tài)，根據(jù)其亮滅狀態(tài)初步判斷故障是工作電源還是動態(tài)電源;然后再通過更換板件來確定是電源板本身問題還是連接板或主機板的問題，從而進一步壓縮故障的處理范圍。

2 連接板

主機中的連接板連接著電源板與主機板，起著橋梁與紐帶的作用。連接板上共有8個 LED指示燈:正常(A50C，B50C);工作(A50D，B50D);電源(A50V，B50V);SX/XX(上行/下行)。電源燈都亮，表示電源板1，2良好，也表明電源板輸出到連接板上的電容C4和熔斷器以及正向二極管D1、D13均良好。工作燈只亮1個，表示該機是工作機(供電電源為A50D或B50D)，燈滅表示為熱備機。正常燈都亮，表示工作機和熱備機都正常，即 A50C，B50C電源正常。需要說明的是:A50C，B50C正常輸出的條件是主機板50VD良好及主機板上繼電器RL0接點動作良好無粘連。而50D與50VD也是有區(qū)別的:50D代表點燈電源，其輸出是正常電源50C通過主備機切換繼電器RL1或RL2的吸起接點得到的，而50VD則僅僅代表了動態(tài)電源。上行/下行指示燈只能亮其一，表示人工對主機的上、下行控制。熟知了以上這幾種電源的邏輯輸出先后順序，對于理清故障的處理思路很有幫助。

連接板上共有6只繼電器:①主、備機切換繼電器RL1、RL2(無保持作用的單線圈工作);②切換Ⅰ、Ⅱ操作端，選擇不同端接收線圈的繼電器RL5和RL6;③記錄乘務員操作上、下行開關的RL3和向Ⅰ端或Ⅱ端操作端傳送控制指令50V電源的RL7。

在主、備機切換繼電器RL1、RL2電路中，各使用1組接點作為互控。在檢修和故障處理時應重點檢測其接點通斷良好，不粘連。該電路設計為搶先電路，即主機上電后，工作機可以是A機，也可以是B機，可人工進行工作機和熱備機的切換。在檢測時就要注意檢查切換按鈕A、B通斷良好，千萬別造成2個按鈕同時接通的情況，其后果是主機死機滅燈。若在主臺測試中發(fā)現(xiàn)雙機轉(zhuǎn)換時間超標(大于0.5s)，就要重點檢查與RL1、RL2并聯(lián)的電解電容C1、C2有無漏泄。

切換Ⅰ、Ⅱ操作端，選擇不同端接收線圈的繼電器RL5和RL6，雙線圈保持繼電器。由于機車工況的變化，使得控制電源DC110V電壓變化很大，有可能出現(xiàn)瞬間高電壓、大電流對繼電器RL5和RL6線圈造成沖擊。在單端使用的信號主機中(如SS4型，DJ型等機車)，就曾頻繁出現(xiàn)過RL5或RL6故障的現(xiàn)象(接點粘連，因為始終是ⅠD供電，ⅡD接線懸空，繼電器無動作的機會)，雖然不影響運用，但雙路接收信息變成了單路接收信息，雙路冗余失去了作用。所以在上臺檢測時，應加強對測試結果X26接口檢查欄的調(diào)看，如發(fā)現(xiàn)檢查欄中IN21、IN22或IN23、IN24顯示故障，就應及時更換對應的RL5或RL6繼電器。

RL3和RL7同樣也是雙線圈保持繼電器，其控制電源同為ⅠD或ⅡD(其中RL3是在RL7動作之后方可動作)。同RL5和RL6一樣，在檢修車型如SS4型，DJ型等單端使用的信號主機中，就要重點查看測試結果中Ⅱ-SZ這一項檢查屏。如果顯示SX、XX或Ⅱ50V輸出故障，同樣要更換對應的RL3或RL7。

需要注意的是:進行機車出入庫檢測，在對A/B機切換操作時，最好選在信號機點B燈或H燈(環(huán)線無碼時)狀態(tài)下進行，以此來確認連接板的完好性。因為假設主機板A接收正常能夠譯碼為工作機，而主機板B收不到碼或接收感應信號低于靈敏度時，切換至B機，主機點白燈后又會自動切換回A機，會給檢測人員造成故障假象，這樣不利于故障范圍的查找。

3 主機板

主機中有2塊主機板，每塊主機板各有2個表示上行和下行LED指示燈。主機板通電后，LED指示燈同時閃爍1次，由此可判斷LED是否正常，之后主機進行自檢。自檢通過后，只能有1個燈亮(亮上行燈或下行燈取決于操作端的上/下行開關位置)。

每塊主機板由CPU板和底板組成。CPU板電路包括譯碼輸出控制部分;底板電路包括信息的輸入部分，輸出及反饋輸入部分，電源部分等。因為主機板的硬性故障大致上表現(xiàn)為上電后不點燈(包括主機不停自檢閃白燈或某允許燈位不點燈)和點白燈后不譯碼(包括上下行都不譯碼或某一方向不譯碼)，所以檢修時就應注意如下幾點。

1．如發(fā)現(xiàn)主機上電后無表示，首先對電源模塊P1(DC48V/DC5V)輸入、輸出電壓進行測量，確保輸出VCC為5V。P1的工作原理與電源板上大電源模塊工作原理類似，也是要重點檢查主機電源變換電路輸入端的各元件(包括二極管Z3，Z4;電容C9，C10;壓敏電阻MY1，MY2)有無擊穿短路現(xiàn)象，測量時同樣要把各元件逐個甩開進行。之后再測其輸出是否正常，以此來確定電源模塊是否有故障。

2．如果主機不停自檢閃白燈或某允許燈位不點燈返回自檢，應重點檢查底板電路中輸出與反饋部分。這多是由于光耦芯片故障，點燈繼電器接點粘連等造成。其中繼電器RL1～RL8分別對應著SD、B、HU、UU、U2、U、LU、L的輸出，每個信號繼電器有2組接點，13-9、13-11接點用來進行點燈輸出及反饋檢查，而4-6接點則用來檢查繼電器的落下狀況是否良好;集成光耦芯片U16、U17是信號點燈反饋檢查的光電隔離芯片，可利用好的電路板進行同部位對比測量，看其參數(shù)是否有較大變化來定位故障點。

3．主機上電自檢通過點白燈后，如果不譯碼，則就要重點檢查主機板上2組跳線組(L1，L3)的設置是否正確。由于主機板的設計采用了CPU板和底板DIP插接形式，這就為甄別定位主機板故障提供了方便。建議把故障主機板上的CPU板與無故障的CPU板進行對換，以此來判斷CPU板是否良好。另外主機板上電源模塊P3，P4是供給主機信號隔離放大電路使用的，其故障會影響模數(shù)A/D的轉(zhuǎn)換及信號的正常譯碼，因此要對P3和P4的6管腳對5管腳和7管腳對5管腳進行測量，確定其輸出為±(5±0.125)V。如果該電源模塊輸出電壓不符合規(guī)定，將會影響信息隔離輸入芯片U35的正常工作，從而導致主機不譯碼。

在保證CPU板和電源模塊P3，P4良好的前提下，再重點對底板中來自于連接板的上/下行輸入控制信號(參與上/下行譯碼的必要條件)，以及主機板中3路相互獨立的動態(tài)監(jiān)督電路信號(f1，f2，f3)進行檢查，其中包括對光耦U33，D型鎖存器U10，U28，U12及與之各管腳相關聯(lián)的集成芯片的測量。

4 記錄板

主機中的記錄板共有8個LED指示燈:STM，ERR，COM，CAN，CFC，BTM，USB，DTU。在正常狀況下系統(tǒng)啟動后，8個燈同時閃爍2次，然后按照正常運行指示燈閃爍，即除STM、COM、CFC外，其余5個燈均不亮，轉(zhuǎn)儲時，USB會亮。記錄板與主機板間存在著并行接口和串行接口，主要記錄由機車提供的DC110V電源供電狀態(tài)，主機箱內(nèi)的工作溫度;來自TAX箱的機車運行信息;上/下行控制指令的輸入;機車信號的輸出信息;主機的譯碼信息等等。由于記錄板記錄主機的開關量狀態(tài)信息，是通過 U701、U705、U709、U713、U717、U721等光電隔離輸入芯片采集而來，所以如果這些光耦芯片輸入端(包括前置電阻)被擊穿，造成短路時，將會影響主機的正常工作，使主機系統(tǒng)反饋檢查不通過而出現(xiàn)死機。為此，在對主機進行故障處理時，要先行拔出記錄板，再對主機故障進行判斷處理，以排除記錄板故障對主機造成的不必要影響。

5 結束語

由于目前的機車信號系統(tǒng)是由地面設備及機車車載設備共同組成，任一環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題都會影響到機車信號的正常顯示。所以在對主機故障進行查找時，要著眼于整個系統(tǒng)的各個方面，不僅要參考主機記錄板的記錄文件、監(jiān)控裝置的記錄文件、乘務員的反饋信息，還要加強與地面各信號工區(qū)的聯(lián)系，盡可能地縮小故障范圍。另外，由于我國的地域廣闊，溫度差別較大，加之機車運用大多為長交路，主機工作時間相對較長，所以對于檢測良好的主機還應進行高低溫的老化試驗，使一些隱性故障顯現(xiàn)出來。而對于每次故障處理之后的總結記錄更要加以重視，這對今后提升設備的檢修質(zhì)量和故障處理水平頗有益處。

［1］JT-C系列機車信號車載系統(tǒng)使用說明書(第3版)［R］. 上海鐵路通信工廠，2007，11.

［2］中華人民共和國鐵道部.鐵路信號維護規(guī)則技術標準Ⅰ［S］.北京:中國鐵道出版社，2006.