動車檢修作業平臺翻板遠程監控系統

宋樹軍

（中鐵華鐵工程設計集團有限公司，北京100038）

1 概述

動車組檢修平臺為動車基地及動車運用所中的關鍵設備之一[1]，為動車組的作日常整備、檢查、保養和修理提供了便捷。在設備工藝設計中采用液壓渡板等方法，以適應檢修人員登上各型動車組不同高度的需求[2]。動車所一般采用4 線庫，768 塊翻板分布在約1.5 萬平方米的車間內，找出異常的翻板及位置比較困難。由于動車組檢修對時間要求嚴格。快速定位故障位置及類型，對于動車高效運營具有重要價值。

2 監控系統的研制內容

智能監控系統主要由翻板機構、氣壓系統、PLC 控制系統、上位機顯示軟件構成。監控系統不僅要對翻板的位置經行實時監控、而且要依據系統的構成及各自的特點，對于故障位置、故障類型等提示。

2.1 故障類型歸納及智能判據

依據我公司關于平臺安裝、調試的經驗，可以將翻板的故障類型分為三種形式：

（1）機械故障：主要表現為：銷軸卡滯、翻板與車體之間的卡滯、焊縫開裂、鉸鏈側摩、氣缸桿磨損。

（2）氣壓傳動故障：主要表現為：系統漏氣、壓力不足、壓力異常升高、電磁線圈燒毀、小孔堵塞。

（3）電氣故障：磁開觸點粘連、磁開移位、電線虛接等。

其中，機械故障常常發生在安裝調試及試運行階段，通過機械矯正、潤滑、補焊等措施，將上述故障排除；通過采用雙活塞氣缸[3]技術避免翻板與車體卡滯、并且能夠降低焊縫的應力；因此本文不考慮機械故障。

氣壓傳動故障在正常使用過程中經常發生。在這個故障類型中，系統的壓力非常關鍵，按照氣動原理圖（如圖1 氣動原理）可知，在系統壓力位零時，翻板存在意外放下可能。

由此可以得出第一個判據：當系統壓力過低時，監控系統需要自動彈出可能發生意外放下的風險提示，提醒用戶開啟空壓機或檢查管路漏氣情況，防止事故的發生。

關于“電磁圈錢燒毀”、“小孔堵塞”故障，一般僅會對翻板動作造成影響。如，按下放下或收起按鈕時，翻板不動。即，磁開沒有動作，但控制系統識別了按鈕操作，由此可以得出第二個判據：當按鈕操作狀態發生變化，磁性開關在給定的時間內沒有發生變化，可以推斷出“電磁線圈”或“電磁閥”發生故障。

電氣故障在正常使用過程中經常發生。其中，“電線虛接”一般采用錫焊方式避免；因此本文不考慮。依據經驗，磁性開關觸點粘連、磁性開關移位、磁性開關物理損壞發生頻率最高的，因此需要著重考慮。

圖1 氣動原理

關于“磁性開關觸點粘連”的故障，是最致命的故障，因為在磁性開關粘連的情況下，不論實際翻板處于什么狀態（收起/放下），控制系統則一直認為翻板處于收起狀態，如果實際翻板處于放下狀態，則可能發生剮蹭車體的事故。考慮到控制系統能夠識別按鈕的操作狀態，可以得到第三個判據：當按鈕操作狀態發生變化，磁性開關在給定的時間內一直保持連通的狀態，則可以推斷出“磁性開關觸點粘連”。

“磁性開關移位”是指固定磁性開關的緊固螺釘松動，造成翻板在收到位置時，磁性開關觸點沒有吸合，導致控制系統認為翻板處于放下狀態，考慮到控制系統能夠識別按鈕的操作狀態，可以得到第四個判據：按鈕操作狀態發生變化，磁性開關在給定的時間內給出一個脈沖信號，則可以判定“磁性開關移位”。

2.2 故障優先級

如前文所述，本系統故障類型的歸案總結，將經常出現的故障劃分類型，并依據其出現的頻次，制定了故障的優先級，及經常發生的故障，優先級最高，偶爾發生的故障，優先級次之，發生故障，但是不會立刻影響安全和使用的故障，優先級最低。故障的優先級見表1。

2.3 監控程序

將前文說歸納總結的故障類型、及其判據，采用C#語言將此智能邏輯實現[4]。在開發上位機程序中，為了有效避免數據堵塞，多線程編程技術，并行讀取多個PLC 總的狀態，提高了監控的實時性。

表1 故障優先級

圖2 監控系統的主界面

多線程的應用，使得各個列位單獨運行，相互沒有干擾，即使一個列位發生通訊故障，也不會使得軟件崩潰。通過異步調用，就可以使得程序執行效率大大增加，操作界面流暢。圖2 為監控系統的主界面。共顯示了192 組翻板狀態，從控制界面可以看出每組翻板的軸線定位，并且可以區分平臺側翻板和防護網側翻板。在實際使用中，通過界面查看到翻板故障，亦可遠程收起翻板，大大節省故障恢復的時間。

3 結論

將翻板狀態通過網絡送入調度中心的監控計算機上，可區分平臺側翻板與防護網側翻板，并在屏幕上繪出軸網，便于定位故障位置；用戶能夠在調度中心對任意翻板實施遠程控制，避免了申請斷電而帶來的繁瑣手續，提高了生產效率；系統可以對翻板的狀態及按鈕操作狀態、系統壓力機壓力的變化情況進行實時監控，并智能的判斷故障類型及報警。該系統已經在部分鐵路局的客整所、動車所實際應用，并取得了良好的使用效果。