DF7G型機車可編程序控制器故障原因分析及對策

章躍進 上海鐵路局上海機務段

DF7G型機車可編程序控制器系統，由可編程序控制器、DC-DC開關穩壓電源、彩色液晶顯示器及外圍傳感器組成。可編程序控制器是核心，通過外圍傳感器采集信號，運用其內部組件控制勵磁機勵磁電流和其它機車電器的工作，以滿足各種機車控制的需要。

1 機車控制系統的可編程序控制器故障原因分析

DF7G型機車電氣控制選用的是日本OMRON可編程序控制器，其型號為CQM1H，本身故障概率極低。但其對電源有很高技術要求。目前機車裝的是DD-2410型直流開關電源，由于該型號直流開關電源功率輸出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。機車設計是采用雙冷備份直流開關電源供電方式，來提高可編程序控制器工作的可靠性。

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

圖1機車雙冷備份直流開關電源輸出連接方式

2 解決雙冷備份直流開關電源故障對策

針對雙冷備份直流開關電源故障率高，影響可編程序控制器可靠性的缺陷。開發直流開關電源實時檢測及故障后的自動切換裝置，使它集對雙冷備份開關穩壓電源的自動檢測，開關穩壓電源故障時自動切換的功能，從而實現智能化操縱。可大大提高DF7G型機車可編程序控制器的運用可靠性，為DF7G型機車單司機操縱提供便利，以滿足今后DF7G機車單司機操縱的發展方向。

3 解決可編程序控制器電源故障的方案

對可編程序控制器的雙備份直流開關電源，采用實時檢測及故障后的自動切換裝置，并使之具有自動記憶功能，每次開機時，“裝置”CPU首先對A、B套直流開關電源性能進行檢測，確認兩套直流開關電源良好后，給自動切換開關元件發出開通A（假設上次開機時B套電源）套直流開關電源的命令，并對DC110V的輸入電流進行采樣以判斷負載電流是否正常，同時，CPU會對直流開關電源的各路輸出電壓進行實時采樣監測，一旦監測到異常（輸出過壓、欠壓、過流），CPU就會立即切斷A套直流開關電源，同時開通B套直流開關電源，并發出A套直流開關電源故障的聲音和燈光報警信號，提示機車司機及時報修。當A套直流開關電源發生故障，而切換到B套直流開關電源工作后，CPU繼續對B套直流開關電源的輸出電壓進行采樣監測。

雙冷備份直流開關電源實時檢測及故障后的自動切換裝置，其總體設計框圖、原理框圖如圖2、圖3所示：

圖2 自動切換裝置的總體設計框圖

圖3“自動切換裝置”原理框圖

4 結論

自DF7G型機車投入運用以來，關于DF7G機車可編程序控制器電源故障，鐵路系統還未有研究和采用可行的解決方案，在所查新的范圍內未見文獻報道。我們采取的對策有效解決了DF7G機車可編程序控制器電源故障的問題，有助于把DF7G機車可編程序控制器電源故障消滅在“萌芽之中”。

本文針對預防機車控制系統的可編程序控制器故障問題，按內、外因素、系統因素、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策，應該說，所有這些對策與現行有效的辦法是相輔相成的。