動車檢修作業(yè)平臺翻板遠程監(jiān)控系統(tǒng)

宋樹軍

（中鐵華鐵工程設(shè)計集團有限公司，北京100038）

1 概述

動車組檢修平臺為動車基地及動車運用所中的關(guān)鍵設(shè)備之一[1]，為動車組的作日常整備、檢查、保養(yǎng)和修理提供了便捷。在設(shè)備工藝設(shè)計中采用液壓渡板等方法，以適應(yīng)檢修人員登上各型動車組不同高度的需求[2]。動車所一般采用4 線庫，768 塊翻板分布在約1.5 萬平方米的車間內(nèi)，找出異常的翻板及位置比較困難。由于動車組檢修對時間要求嚴格?？焖俣ㄎ还收衔恢眉邦愋?，對于動車高效運營具有重要價值。

2 監(jiān)控系統(tǒng)的研制內(nèi)容

智能監(jiān)控系統(tǒng)主要由翻板機構(gòu)、氣壓系統(tǒng)、PLC 控制系統(tǒng)、上位機顯示軟件構(gòu)成。監(jiān)控系統(tǒng)不僅要對翻板的位置經(jīng)行實時監(jiān)控、而且要依據(jù)系統(tǒng)的構(gòu)成及各自的特點，對于故障位置、故障類型等提示。

2.1 故障類型歸納及智能判據(jù)

依據(jù)我公司關(guān)于平臺安裝、調(diào)試的經(jīng)驗，可以將翻板的故障類型分為三種形式：

（1）機械故障：主要表現(xiàn)為：銷軸卡滯、翻板與車體之間的卡滯、焊縫開裂、鉸鏈側(cè)摩、氣缸桿磨損。

（2）氣壓傳動故障：主要表現(xiàn)為：系統(tǒng)漏氣、壓力不足、壓力異常升高、電磁線圈燒毀、小孔堵塞。

（3）電氣故障：磁開觸點粘連、磁開移位、電線虛接等。

其中，機械故障常常發(fā)生在安裝調(diào)試及試運行階段，通過機械矯正、潤滑、補焊等措施，將上述故障排除；通過采用雙活塞氣缸[3]技術(shù)避免翻板與車體卡滯、并且能夠降低焊縫的應(yīng)力；因此本文不考慮機械故障。

氣壓傳動故障在正常使用過程中經(jīng)常發(fā)生。在這個故障類型中，系統(tǒng)的壓力非常關(guān)鍵，按照氣動原理圖（如圖1 氣動原理）可知，在系統(tǒng)壓力位零時，翻板存在意外放下可能。

由此可以得出第一個判據(jù)：當系統(tǒng)壓力過低時，監(jiān)控系統(tǒng)需要自動彈出可能發(fā)生意外放下的風險提示，提醒用戶開啟空壓機或檢查管路漏氣情況，防止事故的發(fā)生。

關(guān)于“電磁圈錢燒毀”、“小孔堵塞”故障，一般僅會對翻板動作造成影響。如，按下放下或收起按鈕時，翻板不動。即，磁開沒有動作，但控制系統(tǒng)識別了按鈕操作，由此可以得出第二個判據(jù)：當按鈕操作狀態(tài)發(fā)生變化，磁性開關(guān)在給定的時間內(nèi)沒有發(fā)生變化，可以推斷出“電磁線圈”或“電磁閥”發(fā)生故障。

電氣故障在正常使用過程中經(jīng)常發(fā)生。其中，“電線虛接”一般采用錫焊方式避免；因此本文不考慮。依據(jù)經(jīng)驗，磁性開關(guān)觸點粘連、磁性開關(guān)移位、磁性開關(guān)物理損壞發(fā)生頻率最高的，因此需要著重考慮。

圖1 氣動原理

關(guān)于“磁性開關(guān)觸點粘連”的故障，是最致命的故障，因為在磁性開關(guān)粘連的情況下，不論實際翻板處于什么狀態(tài)（收起/放下），控制系統(tǒng)則一直認為翻板處于收起狀態(tài)，如果實際翻板處于放下狀態(tài)，則可能發(fā)生剮蹭車體的事故?？紤]到控制系統(tǒng)能夠識別按鈕的操作狀態(tài)，可以得到第三個判據(jù)：當按鈕操作狀態(tài)發(fā)生變化，磁性開關(guān)在給定的時間內(nèi)一直保持連通的狀態(tài)，則可以推斷出“磁性開關(guān)觸點粘連”。

“磁性開關(guān)移位”是指固定磁性開關(guān)的緊固螺釘松動，造成翻板在收到位置時，磁性開關(guān)觸點沒有吸合，導致控制系統(tǒng)認為翻板處于放下狀態(tài)，考慮到控制系統(tǒng)能夠識別按鈕的操作狀態(tài)，可以得到第四個判據(jù)：按鈕操作狀態(tài)發(fā)生變化，磁性開關(guān)在給定的時間內(nèi)給出一個脈沖信號，則可以判定“磁性開關(guān)移位”。

2.2 故障優(yōu)先級

如前文所述，本系統(tǒng)故障類型的歸案總結(jié)，將經(jīng)常出現(xiàn)的故障劃分類型，并依據(jù)其出現(xiàn)的頻次，制定了故障的優(yōu)先級，及經(jīng)常發(fā)生的故障，優(yōu)先級最高，偶爾發(fā)生的故障，優(yōu)先級次之，發(fā)生故障，但是不會立刻影響安全和使用的故障，優(yōu)先級最低。故障的優(yōu)先級見表1。

2.3 監(jiān)控程序

將前文說歸納總結(jié)的故障類型、及其判據(jù)，采用C#語言將此智能邏輯實現(xiàn)[4]。在開發(fā)上位機程序中，為了有效避免數(shù)據(jù)堵塞，多線程編程技術(shù)，并行讀取多個PLC 總的狀態(tài)，提高了監(jiān)控的實時性。

表1 故障優(yōu)先級

圖2 監(jiān)控系統(tǒng)的主界面

多線程的應(yīng)用，使得各個列位單獨運行，相互沒有干擾，即使一個列位發(fā)生通訊故障，也不會使得軟件崩潰。通過異步調(diào)用，就可以使得程序執(zhí)行效率大大增加，操作界面流暢。圖2 為監(jiān)控系統(tǒng)的主界面。共顯示了192 組翻板狀態(tài)，從控制界面可以看出每組翻板的軸線定位，并且可以區(qū)分平臺側(cè)翻板和防護網(wǎng)側(cè)翻板。在實際使用中，通過界面查看到翻板故障，亦可遠程收起翻板，大大節(jié)省故障恢復的時間。

3 結(jié)論

將翻板狀態(tài)通過網(wǎng)絡(luò)送入調(diào)度中心的監(jiān)控計算機上，可區(qū)分平臺側(cè)翻板與防護網(wǎng)側(cè)翻板，并在屏幕上繪出軸網(wǎng)，便于定位故障位置；用戶能夠在調(diào)度中心對任意翻板實施遠程控制，避免了申請斷電而帶來的繁瑣手續(xù)，提高了生產(chǎn)效率；系統(tǒng)可以對翻板的狀態(tài)及按鈕操作狀態(tài)、系統(tǒng)壓力機壓力的變化情況進行實時監(jiān)控，并智能的判斷故障類型及報警。該系統(tǒng)已經(jīng)在部分鐵路局的客整所、動車所實際應(yīng)用，并取得了良好的使用效果。