一种应用于电力机车的智能分布式整车校线系统.pdf

创新与实践TECHNOLOGYANDMARKETVol.30,No.8,2023一种应用于电力机车的智能分布式整车校线系统陈玉田，王永成，陈扬帆，杨建兵，杨风风，于刚健中车株洲电力机车有限公司，湖南株洲412 0 0 1摘要要从中车株洲电力机车有限公司机车调试环节校线工序的现实需求出发，设计研发了一套电力机车智能化整车校线设备。该测试系统采用BKWD分布式线缆测试技术，能够自动学习整车的线缆连接关系，通过导入接线表等方式形成测试工程，可以对整车线束进行自动测试，并生成测试报告，实现了整车校线的智能化和数字化。该系统不仅能够规避传统校线模式下员工虚假校线的问题，更是将原本传统模式下需要3 d左右才能完成的工作时间缩短到了半天，大大提高了作业效率。而且自动校线也能规避传统人工校线模式下的误校，极大保障了校线正确率。关键词整车校线；智能；BKWD分布式doi:10.3969/j.issn.1006-8554.2023.08.0020引言中车株洲电力机车有限公司生产的电力机车在组装完成后，有着一套严格的调试流程来确保电力机车出厂前的各项功能处于最优状态。其中整车校线就是所有调试流程的第1步，校线的主要目的是确保机车全车所有线缆都能正确、可靠地将A/B两个设备连接起来，确保不出现错线、短接、虚接、接地等故障。传统的整车线缆校验使用万用表通过人工单点校验，该线缆测试方法面临的困难是：线束测试点较散，分布整个车架近几十米的距离，接插件数量和中间节点很多，接线关系也很复杂，靠人工按照接线表单点校验，工作量相当大。目前国内主型的机车产品全车8 0 0 0 多根线缆校验完成需要2 3 d，而且人工作业测试精度不高。随着数字化和智能化装备的大量涌现，机车生产板块各环节也在尝试引入各型自动化和智能化设备。本文提出一套智能化、自动化的整车线束测试设备，对整车线束进行自动化测试，包括整机电缆的导通断短路及线路中元器件包括开关、二极管、端子排等的测试，具备导通、绝缘等功能1智能分布式整车校线系统1.1BKWD分布式线缆测试技术BKWD分布式线缆测试技术首先被国外用作飞机等大型装备线缆效验工作，本文采用BKWD分布式线缆测试系统，实现整车智能化校线。测试系统主要由主机、从机、便携终端、连接总线、转接工装电缆组成。主机和从机主要通过连接总线串联成系统，6通过无线网络连接便携终端，组成测试系统，测试系统通过转接工装电缆连接到被测线束，进行测试 2 1.2硬件系统机车上的电缆分布在机身各个部位，因此电缆测点数量庞大且遍布在整个机车。智能分布式整车校线系统的结构如图1所示。图1智能分布式整车校线系统结构整个系统由测试主机、分布式终端和便携式移动终端组成（见图2）。上位机与测试主机之间使用以太网通信，传输控制命令和测试结果；测试主机与分布式终端之间用模拟总线和以太网通信总线连接；分布式终端通过转接电缆将机上测点连接到自动测试系统。上位机由工控机和便携式终端组成,其主要功能是通过人机交互界面进行测试的显示控制，并通过以技术与市场2023年第3 0 卷第8 期太网将控制命令下载到测试主机。工控机可以放置在总装车间专用操作室里或其他方便操作人员使用的地方。便携式移动终端可以在任何一个测试模块上通过网线接入测试系统，方便现场人员一边操作，一边排除测试故障。图2测试主机和便携式移动终端工程及连接器等数据管理测试及运行日志系统登录主界面2智能化整车校线装置功能验证2.1短、断路试验测试仪通过选择执行“测试通断”功能，可测出线缆的短路、断路故障，实验步骤如下。1)点击“测试”按钮，测试仪开始对线缆的短路、断路情况进行测试。测试完毕后，如果没有发现故障，则认为运行成功，线缆没有故障，页面右上角报“PASS字样；页面下部则出现对勾表示线缆正常，声音音效报一声“嘀嗒”。创新与实践1.3系统软件线束测试软件必须基于线束测试仪器构建，在大的方面分3 个层次，从下到上分别是硬件模块及驱动层、硬件管理及应用功能层、其他终端或测试仪层。测试程序运行平台总体功能结构如图3 所示：软件分成系统设置、工程及连接器等数据管理、测试及运行日志、硬件控制、分布式网路、脚本编辑和运行共6个部分。其中，数据管理模块调用底层数据库操作实现数据的增、删、改、查等功能；测试和运行日志模块是系统的主逻辑模块，用户操作驱动测试主要是由该模块完成。基础/测试全局设置系统设置系统自测/校准用户/工程/序列数据编辑存储和导人、导出连接器创建、编辑、导人模式选择测试（线缆网/自定义/点测/单边/引导有序等）日志记录及查询/统计条码机打印支持开关控制硬件控制高压控制AD采样连接管理分布式网络传输管理协议打包和解包脚本编辑和存储脚本编辑和运行脚本解释执行脚本运行上下文图3测试程序运行平台总体功能结构2）人为地将被测线缆一端接头X1的16 号与另一端接头X1的17 号连线短路；再将线缆一端接头X1的2 7 号与另一端接头X2的9号连线断开；点击“测试”按钮，则测试仪经过测试发现线缆有短、断路情况，则页面右上角报“FAIL字样；页面下部则出现叉号表示线缆故障，声音音效报2 声“嘀嗒”。短、断路测试正常和故障界面如图4所示。通过试验发现，系统可准确快速地测出线缆的短路、断路故障。7导通电阻测试短、断路测试绝缘测试耐压测试电容/二极管/继电器元器件测试创新与实践TECHNOLOGYANDMARKETVol.30,No.8,2023PASS2:389车23FAIL2:2:24.222:8XI:3Y3:3:3:21:9:18：T3线X图4短、断路测试正常和故障界面2.2绝缘试验测试仪通过选择执行“测试绝缘”功能，可实现对线缆线芯间绝缘电组的测试，通过查看绝缘电阻测试值，判断线缆是否满足绝缘要求，试验步骤如下。设定绝缘电阻阻值为10 0 0 MQ。1)对绝缘皮良好的导线进行测试，阻值大于1000MQ，系统认为绝缘特性良好。Mirotest日HX钱瑞网络接式（诊象）3.品品品品品品X3.25283.293303.31133200:07502)对绝缘皮破损的导线进行测试，由于是导通线缆，故电阻值会很小，测试仪会把正常的连线建议作为短路来判断。绝缘电阻测试结果如图5 所示。通过试验验证，系统的绝缘测试功能良好，能够有效识别绝缘层异常情况。PASS网表连接器名称（2 5电用X1:4X3:731:61:38X1:8X1:9#第1:18 3:2 4117323X：18 X3:2 2mX1:19X3:2131:2031:211:213:18X3:10X3:20X122X3:1831:2333:17X12433:16移除连饺2020002000Y2080逸媒2000802008Y200080200M2080M0208080200020080X200802008220008020080200W0打开保存图5绝缘电阻测试结果3结束语本文利用BKWD分布式线缆测试技术设计制造了一套电力机车智能化整车校线设备，实现了整车线缆校对的智能化和数字化。通过验证，该系统能够实现整车线缆一键校对，能够快速进行线缆短、断路测试、绝缘测试,将原本传统模式下需要3 d左右才能完成的工作时间缩短到了半天，大大提高了作业效率。同时，该系统也能规避传统校线模式下，员工虚假校线的问题。该项技术革新实现了电力机车调试校线工序从单点人工校对向整车智能化校对的转变。目前该技术能够实现16 0 km动力集中型动车组、HXD1D机车的整车校线，未来会逐步向国内所有主型机车推广。参考文献：1骆飞平.整机线缆自动检测系统布局优化设计 D.杭州：浙江大学，2 0 19.2杨锋.大型飞机线缆自动化测试系统设计与工程应用 D.杭州：浙江大学,2 0 2 0.作者简介：陈玉田（198 9一），男，山西朔州人，硕士，工程师，从事机车组装及调试工作。8