重裝置換法在動(dòng)作故障診斷和處理中的應(yīng)用

孫艷波 譚天賦 許營(yíng)營(yíng) 李樂(lè) 李冰

摘要：主要介紹了重裝置換診斷法的原理和該方法在動(dòng)車(chē)組故障診斷和消除過(guò)程中的應(yīng)用。.

關(guān)鍵詞：動(dòng)車(chē)組;重裝置換診斷法;故障

引言

動(dòng)車(chē)組的常態(tài)指車(chē)輛正常時(shí)的狀態(tài)，動(dòng)車(chē)組在靜止、運(yùn)行、斷電等多種情況下，車(chē)輛有不同的狀態(tài)。基于此，在動(dòng)車(chē)組檢修時(shí)，往往分為有電檢修、無(wú)電檢修，在不同的條件下檢查車(chē)輛的狀態(tài)，通過(guò)對(duì)整車(chē)和零部件的狀態(tài)檢查來(lái)判定是否存在故障。在故障處理過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)部件非常態(tài)尤為關(guān)鍵。重裝置換法的原理就是根據(jù)車(chē)輛的常態(tài)和非常態(tài)之間的差異，通過(guò)對(duì)部件進(jìn)行更換和重裝，確定差異化部件或者狀態(tài)，讓車(chē)輛回歸常態(tài)。在車(chē)輛故障診斷時(shí)，有時(shí)無(wú)法確認(rèn)故障的準(zhǔn)確位置，或者無(wú)法確定大部件內(nèi)部的詳細(xì)部件，而又無(wú)法通過(guò)其他方法辨明的，通常使用重裝置換法來(lái)對(duì)故障進(jìn)行診斷和處理。

1.動(dòng)車(chē)組部件重裝、置換、復(fù)位的各種形式

動(dòng)車(chē)組和其他自動(dòng)化工業(yè)設(shè)備結(jié)構(gòu)基本相同，組成上分為硬件和軟件[1]，重裝置換法也就分為硬件和軟件兩個(gè)層次上的重裝、置換、和復(fù)位.

1.1 硬件的重裝、置換、復(fù)位

硬件層次上，重裝、置換指的是按照相關(guān)工藝要求，對(duì)動(dòng)車(chē)組的配件，進(jìn)行拆卸后重新安裝或者安裝新的部件的過(guò)程;這個(gè)過(guò)程實(shí)質(zhì)上就是動(dòng)車(chē)組的部件的二次裝配。另外，動(dòng)車(chē)組的部件斷電后重新供電，及重新啟動(dòng)過(guò)程則屬于復(fù)位操作。

以部件空氣彈簧為例：重裝就是將空氣彈簧從轉(zhuǎn)向架上拆下，然后按照原位將其裝回;而復(fù)位則是指在不拆卸空氣彈簧的情況下，將空氣彈簧充風(fēng)后，然后將其完全排風(fēng)，排風(fēng)放置一段時(shí)間后再次充風(fēng)的過(guò)程;置換則是將空氣彈簧從安裝位置拆下，然后將新的或者其他部位的相同規(guī)格的空氣彈簧安在安裝位置。再以牽引控制單元TCU的重裝、置換、復(fù)位操作為例：TCU的重裝就是將TCU硬件整體模塊拆下，然后將線路和其他連接部件重新安裝;置換這是使用同樣規(guī)格的TCU將原有的TCU置換掉;復(fù)位則是通過(guò)斷開(kāi)TCU供電空開(kāi)，使TCU失去電源，內(nèi)部繼電器和控制電路自行復(fù)位，然后再對(duì)其進(jìn)行供電的一個(gè)過(guò)程。

1.2 軟件的重裝、置換、復(fù)位

軟件的重裝、置換、復(fù)位和硬件的基本相同。只不過(guò)操作的對(duì)象由可以看得見(jiàn)摸得著的實(shí)體部件變成了沒(méi)有實(shí)體形態(tài)的軟件。軟件在進(jìn)行操作時(shí)，同樣是按照相應(yīng)的文件和說(shuō)明進(jìn)行的。

以人機(jī)交互界面（HMI）組件的內(nèi)置軟件為例：軟件重裝就是將HMI屏內(nèi)的基礎(chǔ)軟件和應(yīng)用軟件進(jìn)行重新安裝，通俗地講，就是重刷軟件的過(guò)程;軟件的置換則更多的指軟件版本的升級(jí)，例如軟件版本從1.050升級(jí)到1.069，這個(gè)過(guò)程軟件版本和內(nèi)容發(fā)生了變化;復(fù)位則是斷開(kāi)HMI屏控制空開(kāi)，讓其失電，軟件及邏輯復(fù)位后在上電的過(guò)程。再例如牽引控制單元（TCU）內(nèi)置軟件的重裝、置換、復(fù)位，和HMI組件相同，可以重刷軟件、升級(jí)軟件版本、斷電復(fù)位。

重裝、置換、復(fù)位包含多種形式，但基本的原理還是通過(guò)一定手段，將車(chē)輛恢復(fù)原始態(tài)，根據(jù)常態(tài)和非常態(tài)的區(qū)別，判斷故障位置。在故障處理過(guò)程中，通過(guò)這項(xiàng)方法可以解決許多問(wèn)題。

2.重裝置換法在動(dòng)車(chē)組故障處理中的應(yīng)用

在動(dòng)車(chē)組的維護(hù)運(yùn)營(yíng)過(guò)程中，重裝復(fù)位法可以應(yīng)用于動(dòng)車(chē)組應(yīng)急故障處理、動(dòng)車(chē)組故障診斷及消除、動(dòng)車(chē)組高級(jí)修（三、四級(jí)修）等方面。這種方法應(yīng)用范圍廣，適應(yīng)性強(qiáng)，應(yīng)用條件低，在動(dòng)車(chē)組故障診斷處理過(guò)程中，起著不可替代的作用。

2.1 重裝復(fù)位法在應(yīng)急故障處理中的應(yīng)用

動(dòng)車(chē)組線上運(yùn)營(yíng)的應(yīng)急故障處理過(guò)程中，重裝復(fù)位法起了很大的作用。在車(chē)輛在運(yùn)營(yíng)時(shí)，突發(fā)故障無(wú)法預(yù)判，無(wú)法及時(shí)準(zhǔn)備相關(guān)備件、另外，處理時(shí)間短，情況較緊急，許多故障是由于系統(tǒng)遭遇線路不確定激擾引發(fā)的，系統(tǒng)硬件并無(wú)損壞，在這些條件的限制下，重裝復(fù)位法成為了應(yīng)急故障處理的基本方法。

應(yīng)急故障處理過(guò)程中另外一種常見(jiàn)的方法是隔離法，既機(jī)械師通過(guò)一些操作將故障部件或功能隔離掉，以避免故障部件影響到正常部件的功能。這兩種方法可操作性高，簡(jiǎn)單便捷，特別適用于線上車(chē)組運(yùn)營(yíng)的情況。

2.2 重裝置換法在故障處理中的應(yīng)用

重裝診斷方法不依賴(lài)特殊設(shè)備來(lái)完成對(duì)故障件的判斷，能夠?qū)⒐收隙ㄎ坏酱蟛考?nèi)的板卡級(jí)別部件，可以有效的減少了因更換大部件造成的資源浪費(fèi)，降低故障維修成本。在故障處理中，該方法得到了廣泛的應(yīng)用。

例如在車(chē)輛運(yùn)行中，某次動(dòng)車(chē)組某車(chē)報(bào)故障代碼：0708（輔助變流器單元3 永久鎖閉），同時(shí)，人機(jī)交互界面顯示輔助變流器單元離線。輔助變流器功率模塊PWMI是將DC3000V的電源逆變成AC440V的交流電源。PWMI內(nèi)部有6個(gè)IGBT模塊，其中任意一個(gè)IGBT模塊故障，將導(dǎo)致PWMI鎖閉，并影響輔助變流器控制回路。同時(shí)PWMI將故障信號(hào)傳遞給M2500（輔助變流器控制單元），直接導(dǎo)致輸入接觸器（-2Q22， -2Q23）和輸出接觸器（-2Q30）保護(hù)斷開(kāi)。因此輔助變流器丟失，無(wú)法啟動(dòng)。根據(jù)故障數(shù)據(jù)顯示與檢查發(fā)現(xiàn)內(nèi)部IGBT模塊指示燈不亮，更換PWMI模塊后恢復(fù)正常，因此判斷為PWMI模塊故障。該故障通過(guò)對(duì)PWMI模塊的更換和重裝，使車(chē)輛恢復(fù)正常。

3.結(jié)語(yǔ)

重裝置換法在故障診斷過(guò)程中由于可行性高、操作簡(jiǎn)單、可靠性高等原因，在故障診斷和檢修過(guò)程中得到了廣泛使用，這種方法可以不依賴(lài)特殊設(shè)備來(lái)完成對(duì)故障件的判斷，能夠?qū)⒐收隙ㄎ坏酱蟛考?nèi)的板卡級(jí)別部件，有效的減少了因更換大部件造成的資源浪費(fèi)，提高了工作效率。復(fù)位法是應(yīng)急故障處理了基礎(chǔ)方法之一，應(yīng)用時(shí)要注意，復(fù)位法有效的基礎(chǔ)在于部件本身并沒(méi)有發(fā)生實(shí)質(zhì)性損壞，對(duì)于已明確的部件損壞復(fù)位法是無(wú)效的。另外，通過(guò)重裝或者升級(jí)軟件和硬件的方法，可以有效的預(yù)防因不確定因素造成的車(chē)輛故障，降低車(chē)輛故障率。.

參考文獻(xiàn)：

[1]黃學(xué)文，劉春明，馮璨，王欣，于鳳. CHR3高速動(dòng)車(chē)組故障診斷系統(tǒng)[J].計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng).2010.10?? 2311-2318頁(yè).