重裝置換法在動作故障診斷和處理中的應用

孫艷波 譚天賦 許營營 李樂 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車組故障診斷和消除過程中的應用。.

關(guān)鍵詞：動車組;重裝置換診斷法;故障

引言

動車組的常態(tài)指車輛正常時的狀態(tài)，動車組在靜止、運行、斷電等多種情況下，車輛有不同的狀態(tài)。基于此，在動車組檢修時，往往分為有電檢修、無電檢修，在不同的條件下檢查車輛的狀態(tài)，通過對整車和零部件的狀態(tài)檢查來判定是否存在故障。在故障處理過程中，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)車輛的常態(tài)和非常態(tài)之間的差異，通過對部件進行更換和重裝，確定差異化部件或者狀態(tài)，讓車輛回歸常態(tài)。在車輛故障診斷時，有時無法確認故障的準確位置，或者無法確定大部件內(nèi)部的詳細部件，而又無法通過其他方法辨明的，通常使用重裝置換法來對故障進行診斷和處理。

1.動車組部件重裝、置換、復位的各種形式

動車組和其他自動化工業(yè)設備結(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層次上的重裝、置換、和復位.

1.1 硬件的重裝、置換、復位

硬件層次上，重裝、置換指的是按照相關(guān)工藝要求，對動車組的配件，進行拆卸后重新安裝或者安裝新的部件的過程;這個過程實質(zhì)上就是動車組的部件的二次裝配。另外，動車組的部件斷電后重新供電，及重新啟動過程則屬于復位操作。

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;而復位則是指在不拆卸空氣彈簧的情況下，將空氣彈簧充風后，然后將其完全排風，排風放置一段時間后再次充風的過程;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;復位則是通過斷開TCU供電空開，使TCU失去電源，內(nèi)部繼電器和控制電路自行復位，然后再對其進行供電的一個過程。

1.2 軟件的重裝、置換、復位

軟件的重裝、置換、復位和硬件的基本相同。只不過操作的對象由可以看得見摸得著的實體部件變成了沒有實體形態(tài)的軟件。軟件在進行操作時，同樣是按照相應的文件和說明進行的。

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

重裝、置換、復位包含多種形式，但基本的原理還是通過一定手段，將車輛恢復原始態(tài)，根據(jù)常態(tài)和非常態(tài)的區(qū)別，判斷故障位置。在故障處理過程中，通過這項方法可以解決許多問題。

2.重裝置換法在動車組故障處理中的應用

在動車組的維護運營過程中，重裝復位法可以應用于動車組應急故障處理、動車組故障診斷及消除、動車組高級修（三、四級修）等方面。這種方法應用范圍廣，適應性強，應用條件低，在動車組故障診斷處理過程中，起著不可替代的作用。

2.1 重裝復位法在應急故障處理中的應用

動車組線上運營的應急故障處理過程中，重裝復位法起了很大的作用。在車輛在運營時，突發(fā)故障無法預判，無法及時準備相關(guān)備件、另外，處理時間短，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)硬件并無損壞，在這些條件的限制下，重裝復位法成為了應急故障處理的基本方法。

應急故障處理過程中另外一種常見的方法是隔離法，既機械師通過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，簡單便捷，特別適用于線上車組運營的情況。

2.2 重裝置換法在故障處理中的應用

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

例如在車輛運行中，某次動車組某車報故障代碼：0708（輔助變流器單元3 永久鎖閉），同時，人機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IGBT模塊，其中任意一個IGBT模塊故障，將導致PWMI鎖閉，并影響輔助變流器控制回路。同時PWMI將故障信號傳遞給M2500（輔助變流器控制單元），直接導致輸入接觸器（-2Q22， -2Q23）和輸出接觸器（-2Q30）保護斷開。因此輔助變流器丟失，無法啟動。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模塊后恢復正常，因此判斷為PWMI模塊故障。該故障通過對PWMI模塊的更換和重裝，使車輛恢復正常。

3.結(jié)語

重裝置換法在故障診斷過程中由于可行性高、操作簡單、可靠性高等原因，在故障診斷和檢修過程中得到了廣泛使用，這種方法可以不依賴特殊設備來完成對故障件的判斷，能夠?qū)⒐收隙ㄎ坏酱蟛考?nèi)的板卡級別部件，有效的減少了因更換大部件造成的資源浪費，提高了工作效率。復位法是應急故障處理了基礎方法之一，應用時要注意，復位法有效的基礎在于部件本身并沒有發(fā)生實質(zhì)性損壞，對于已明確的部件損壞復位法是無效的。另外，通過重裝或者升級軟件和硬件的方法，可以有效的預防因不確定因素造成的車輛故障，降低車輛故障率。.

參考文獻：

[1]黃學文，劉春明，馮璨，王欣，于鳳. CHR3高速動車組故障診斷系統(tǒng)[J].計算機集成制造系統(tǒng).2010.10?? 2311-2318頁.