便攜式司機(jī)控制器測(cè)試儀的研制

郭更云,車 軍

(蘭州交通大學(xué) 機(jī)電工程學(xué)院,甘肅蘭州730070)

司機(jī)控制器是司機(jī)用來操縱機(jī)車運(yùn)行的主令電器,其動(dòng)作的好壞直接影響到機(jī)車的平穩(wěn)操縱和各種運(yùn)行工況的實(shí)現(xiàn),其微小故障都會(huì)給機(jī)車帶來很大的安全隱患,如“簾車”、電氣設(shè)備接受錯(cuò)誤指令產(chǎn)生誤動(dòng)作等。保證司機(jī)控制器的檢修質(zhì)量,驗(yàn)證其動(dòng)作的可靠性顯得尤其重要。司機(jī)控制器測(cè)試裝置是檢驗(yàn)司機(jī)控制器性能的關(guān)鍵性設(shè)備,能直接影響司機(jī)控制器的檢修質(zhì)量。本司機(jī)控制器性能測(cè)試儀是專為測(cè)試SS4型電力機(jī)車上所用QS1-01型司機(jī)控制器而設(shè)計(jì)的,主要進(jìn)行觸頭閉合表檢測(cè)和其電位器特性試驗(yàn)。

1 硬件設(shè)計(jì)

本司機(jī)控制器測(cè)試儀的硬件系統(tǒng)主要由數(shù)據(jù)采集接口、數(shù)字量采集模塊、模擬量采集模塊、數(shù)據(jù)傳輸模塊、電源模塊、終端顯示屏組成。系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。

通過數(shù)據(jù)采集接口把被測(cè)司機(jī)控制器的觸頭閉合信號(hào)、電位器電壓信號(hào)傳送到數(shù)字量采集模塊和模擬量采集模塊;16路數(shù)字量采集模塊采集到的司機(jī)控制器觸頭閉合信號(hào),8路模擬量采集模塊采集到的司機(jī)控制器觸頭閉合信號(hào)、電位器電壓信號(hào)均通過數(shù)據(jù)傳輸模塊將采集到的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)的轉(zhuǎn)換成符合終端顯示的格式,并將其上傳至終端顯示屏;終端顯示屏采用基于Windows CE操作系統(tǒng)下的觸摸屏一體機(jī),基于該系統(tǒng)的測(cè)試軟件實(shí)時(shí)的對(duì)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理;電源模塊負(fù)責(zé)給整個(gè)系統(tǒng)提供電源,供給數(shù)字量采集模塊、模擬量采集模塊、終端顯示屏所需要的+12 V電壓和電位器所需要的+5 V電壓。

這種顯示界面與控制系統(tǒng)分離的結(jié)構(gòu)優(yōu)勢(shì)在于可以使各個(gè)系統(tǒng)更獨(dú)立,相互之間無需過于依賴,使系統(tǒng)具備更好的升級(jí)空間。

圖1 系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)框圖

2 軟件設(shè)計(jì)

2.1 軟件平臺(tái)

本司機(jī)控制器性能測(cè)試儀的軟件系統(tǒng)是建立在擁有32位ARM920T高速處理器內(nèi)核體系結(jié)構(gòu)、基于Windows CE操作系統(tǒng)下的控制平臺(tái)上開發(fā)的,采用C#開發(fā)語言,開發(fā)環(huán)境為Visual Studio 2003.NET。相對(duì)于目前市面上常用的組態(tài)或類似模式的人機(jī)界面,基于嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)平臺(tái)可以創(chuàng)造出性能穩(wěn)定、功能完善、移植性強(qiáng)的人機(jī)界面系統(tǒng)。

2.2 系統(tǒng)主程序設(shè)計(jì)

本司機(jī)控制器性能測(cè)試儀的系統(tǒng)主程序流程圖包括初始化和操作測(cè)試兩部分。系統(tǒng)主程序流程如圖2所示。初始化程序部分包括測(cè)試儀接通電源后,首先輸入試件參數(shù),然后登錄測(cè)試系統(tǒng)。操作測(cè)試程序部分包括選擇測(cè)試模式,依次進(jìn)入調(diào)速閉合表測(cè)試、換向閉合表測(cè)試、警惕按鈕測(cè)試、電位器測(cè)試程序,待所有試驗(yàn)完畢,停止測(cè)試,保存試驗(yàn)數(shù)據(jù),并可方便的查看測(cè)試結(jié)果。

圖2 系統(tǒng)主程序流程圖

2.3 檢測(cè)內(nèi)容

(1)觸頭閉合表檢測(cè)

根據(jù)SS4型電力機(jī)車大修規(guī)程,動(dòng)作性能試驗(yàn)要求司機(jī)控制器在常溫下應(yīng)動(dòng)作靈活,符合各自的機(jī)械聯(lián)鎖關(guān)系和觸頭閉合表,接觸良好。

操作司機(jī)控制器手柄置于某一檔位時(shí),模擬量采集模塊或數(shù)字量采集模塊實(shí)時(shí)采集其觸頭閉合信號(hào),經(jīng)串口上傳至終端顯示屏,通過軟件分析判斷直觀顯示閉合關(guān)系。觸頭閉合表測(cè)試界面如圖3所示。

圖3 司機(jī)控制器觸頭閉合表測(cè)試界面

(2)電位器特性試驗(yàn)

根據(jù)SS4型電力機(jī)車大修規(guī)程,電位器輸出性能試驗(yàn)要求在起始位不超過0.15 V,在最大位電壓不低于14.3 V。

電源模塊提供給電位器+5 V電壓,調(diào)節(jié)電位器,模擬量采集模塊實(shí)時(shí)采集701觸點(diǎn)、702觸點(diǎn)之間的電壓信號(hào),經(jīng)串口上傳至終端顯示屏,通過軟件進(jìn)行分析判斷直觀顯示測(cè)試結(jié)果。電位器特性試驗(yàn)界面如圖4所示。

圖4 司機(jī)控制器電位器特性試驗(yàn)測(cè)試界面

3 結(jié)束語

該司機(jī)控制器性能測(cè)試儀已在呼和浩特鐵路局包頭機(jī)務(wù)段投入運(yùn)用,運(yùn)用過程中,實(shí)現(xiàn)了對(duì)司機(jī)控制器觸頭閉合表、電位器性能的檢測(cè)。實(shí)際運(yùn)用結(jié)果表明,其測(cè)量精度達(dá)到了設(shè)計(jì)要求,測(cè)試儀性能良好,使用便捷。

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