CRH動車構架檢測輸送線控制系統研究

2015-09-12 14:39:11趙傳宣

中國高新技術企業 2015年34期

摘要：文章介紹了應用于上海鐵路局上海虹橋站動車段、武漢鐵路局客運專線動車組檢修基地上使用的CRH動車構架檢測輸送線控制系統的組成、結構特點、主要功能及使用情況。

關鍵詞：CRH動車；構架檢測；輸送線控制系統；動車組檢修基地；檢修工藝文獻標識碼：A

中圖分類號：U266 文章編號：1009-2374（2015）34-0083-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.34.043

上海鐵路局上海虹橋站動車段、武漢鐵路局客運專線動車組檢修基地采用了“CRH動車構架檢測輸送線”，實現了CRH系列動車構架檢修工藝的自動化、標準化作業，可以兼容CRH全系列構架檢修的全套工藝。

1 構架檢測輸送線的設備簡介

1.1 設備構成

構架檢修輸送線平面環形布置，主要由主輸送通道（環形）、在線操作工位離線通道、構架油漆工位離線通道、構架清洗工位離線通道等輸送線組成。全線設置54個在線操作工位分別是：構架分解工位8個、構架清洗下線和上線工位1個、構架翻轉前部件拆卸工位4個、構架翻轉工位2個、構架翻轉后部件拆卸工位4個、構架檢查探傷工位4個、構架油漆下線和上線工位1個、油漆后處理工位3個、構架修配工位6個、構架翻轉前部件安裝工位6個、構架翻轉工位3個、構架翻轉后部件安裝制動試驗工位6個、構架輪對組裝工位6個。全線共有輸送段驅動電機73套，空中轉盤25套，停止器32套，工位供電裝置60套，工件運載多功能小車32套以及地面輸送軌道、地面翻轉機、在線清洗機、檢測專機。全線布置在160m*60m的矩形區域內。

1.2 用途及工藝要求

1.2.1 檢修工藝：可應用于CRH全系列構架的三級修、四五級修檢修工藝?？杉嫒軨RH1型、CRH2型、CRH3型、CRH380型、CRH5型動車構架的檢修。

1.2.2 采用空中輸送、在線檢修的方式，實現構架一次上線自動完成拆分、檢測、組裝、性能測試等所有檢測工藝，同時采用“魚刺”形結構，實現了構架的連續檢測，即構架檢測過程中，不影響主線的輸送，基本消除了等待時間。

2 控制系統的構成

整線控制系統結構上分為三個層次（管理層、控制層、設備層）、配置兩種工業總線（工業以太網、PROFIBUS-DP），采用集中管理、分散控制的控制方式。

管理層包括2臺上位管理計算機、54臺工位終端、2臺現場工程師站、主控單元PLC，通過以太網組成局域網。

控制層是以主控單元PLC、地面輸送系統PLC、多功能小車PLC、翻轉機PLC、清洗機PLC以及檢測機PLC，通過PROFIBUS-DP總線構成，彼此之間傳遞控制連鎖信號。主控PLC采用西門子CPU414H，內置兩路PROFIBUS-DP接口，配置以太網接口模塊，冗余控制；地面輸送系統PLC采用西門子CPU315-2PN/DP，內置以太網和PROFIBUS-DP接口；翻轉機、清洗機及檢測機系統PLC采用西門子S7200PLC，配置EM277 DP接口模塊。多功能小車PLC作為輸送線主控PLC的智能子站，通過PROFIBUS-DP總線交換連鎖信號和故障信息采集。多功能小車采用內置CPU的IM151-7藕合器模塊。設備層主要是通過分布式遠程I/O站，控制全線的輸送電機、停止器等執行機構。空中輸送全線分成13個控制區域，采用西門子ET200M遠程I/O站，分區控制本地輸送設備；空中轉盤采用變頻器驅動；各區域均可在自動手動模式之間切換，并自動保持各區域之間的控制連鎖。

3 控制系統功能

管理層用于全線的檢修工位信息管理。

3.1 整體布局信息

檢修工位信息能在工位終端顯示所有構件檢修工位的布局和每個工位不同的狀態信息。通過工位終端輸入信息，顯示屏可以直觀地了解各個工位信息、構件的放置位置及構件檢修狀態信息。

3.2 工位狀態信息

3.2.1 包含工位空置狀態信息和占用信息，管理計算機能及時地反映工位的狀態信息并通過顯示器直觀地了解。

3.2.2 工位占用信息包括構架信息和構架檢修狀態信息。構架信息包括構件所屬車型、列號、車號、位數等。作業人員通過系統錄入構架信息。工位占用信息能在顯示屏中顯示，便于了解構件放置位置信息。

3.2.3 構架檢修信息包含構架清洗中、檢修中、構架檢修完成待校驗、構架校驗信息、構架校驗完成待組裝、構架組裝等信息。作業人員輸入工號登陸系統確認作業內容，顯示屏實時顯示構架檢修狀態信息的變化。

3.2.4 質檢人員輸入工號登陸系統確認檢查內容，系統記錄構架校驗信息，實時顯示構架校驗信息的變化。調度通過構架校驗信息的變化確定構架的輸送方案。

3.3 小車運輸信息

3.3.1 將小車和工位固定編號，將編號信息錄入系統，通過控制按鈕，顯示屏能顯示小車的位置和運輸狀態信息以及工位信息。

3.3.2 小車的運輸狀態信息包括小車位置信息、小車空置和占用信息及小車吊運信息，便于及時掌握小車的動態。

3.4 作業信息

3.4.1 作業信息包括作業人員、作業內容、作業時間、作業情況、校驗情況等信息。

3.4.2 作業時間包括構架檢修時間、校驗時間、組裝時間、作業人員通過輸入工號登陸作業系統，選擇需作業內容，直至確認作業結束退出系統，系統自動記錄工位的檢修狀態信息變化和檢修時間。

3.4.3 作業人員信息包括作業人員姓名、工號、作業內容、作業完成情況、校驗情況信息。

3.5 故障信息

作業人員可向系統錄入不能解決的故障信息，調度通過終端顯示的信息及時通知技術、質檢等人員處理故障。故障處理過程可追溯。處理過的故障信息和故障處理方法形成數據庫，作業人員通過查詢檢修故障數據庫，提高故障處理的能力和效率。

3.6 技術工藝標準信息

3.6.1 系統存儲構架檢修的工藝標準和檢修項點，作業人員可查詢不清楚的檢修工藝標準，作業過程也可查詢是否遺漏檢修項目。

3.6.2 技術人員可通過終端及時更正系統存儲的檢修標準和作業項點。如新的技術通知或工藝改造等涉及的檢修標準及作業內容。

3.7 材料信息

3.7.1 系統能記錄各工位的用料信息，包括偶換件和比換件信息。當日生產所必需的換件信息可根據生產計劃、工藝標準錄入系統。

3.7.2 偶換件信息可通過作業人員輸入系統，調度、綜合、材料通過顯示終端掌握工位所需的偶換件信息，并及時向工位配送。如遇缺料及時記錄缺料信息，車間相關部門及時解決。

3.7.3 系統通過記錄工位用料信息，及時掌握工位的動態用料情況，包括材料名稱、數量、所屬車型及部位等材料信息，便于統計檢修用料各備料。

3.8 控制要求及邏輯關系

3.8.1 小車正常使用流程如下：分解→清洗→檢修工位→組裝→分解。小車目前有兩條環線，即三級修及四級修檢修區，環線走行為單向，工位走行線路可實現雙向走行。每個工位有工位終端和操控按鈕，操控按鈕分別是要車、放行、暫停、通過操控按鈕，可實現多功能小車自動運行到達分解、清洗、檢修工位、組裝各工位，實現自動化運輸。

3.8.2 檢修工位需運輸前，班組長或作業負責人需登錄系統確認班組已完成全部作業任務包括自檢完成和質檢員在系統中確認完成當日構架檢查任務后才能進行吊運，便于構架檢修生產的組織。

3.8.3 工位多功能小車，系統有檢修狀態變化，檢修狀態包括分解、構架清洗、構架檢修中、構架檢修完工、構架待運輸、構架待交檢、構件交檢中、構架交檢完成待組裝。顯示屏中構架的檢修狀態只顯示唯一的檢修狀態信息。

3.9 安全控制要求

3.9.1 每個工位的操作按鈕需有自鎖功能，構架占用工位時，操作該工位按鈕時需要得到作業人員的確認后才能進件和出件作業，以保證作業安全。

3.9.2 工位要車由調度室控制。系統能及時反映哪個工位的要車信息到調度終端信息平臺，調度收到要車信息后調配小車給工位，確定是哪個工位要車，決定小車是否可放行到該工位，同時根據小車的位置信息和占用信息，及時快速地調配小車到達要車工位，保證生產安全。

3.10 控制邏輯關系

控制邏輯關系如圖1所示：

圖1

3.11 檢修狀態邏輯關系

檢修中→檢修完成→待運輸→待交檢→交檢中→交檢完成待組裝→組裝。

4 結語

CRH動車構架檢測輸送線目前已投入批量化生產階段，產品已應用在北京、上海、武漢動車檢修基地，主要技術指標均已達到技術要求，使用效果良好。