复兴号动车组制动系统的自动调试装置及自动调试方法与流程

1.本发明涉及动车组调试技术领域，特别涉及一种复兴号动车组制动系统的自动调试装置及自动调试方法。


背景技术：

2.复兴号动车组制动系统是车辆调试工序中最为重要工序之一，制动系统的工作原理是由电气控制系统和气路控制系统组成，并共同完成动车组车辆的制动控制。对于复兴号动车组单节未完工车辆(以下简称“单车”)的制动系统功能调试可分为：电气调试和气路调试。现有技术中的电气调试方法是，调试人员在车辆端部电气连接器上安装额外的电源线、开关和指示灯，然后通过额外的开关控制制动系统单元的各个器件动作，在通过观察额外安装的指示灯判断制动系统的各个器件动作的正确性。这种方法在进行车辆端部电气连接器接线的时候，有时会出现接触不良、虚接、短路等情况，或由于员工交叉作业出现差错，导致试验误差率加大，浪费调试时间，延误调试周期。现有技术中的气路调试方法是，由调试人员手动逐一对车辆制动控制单元进行制动压力的数据测试。由于测试制动压力接口较多，并需反复操作记录压力数据，这种方法需要较长的试验周期及较大的劳动强度。
3.同时，由于制动系统全部功能的实现是列车中央控制单元通过列车数据总线控制单节列车的本地数字输入输出设备来实现控制的，目前的单车调试方法不能测试实际运行时涉及到的全部器件，制动系统最终调试结果不能全部在单车工序验证。


技术实现要素：

4.本发明针对现有技术中复兴号动车组制动系统试验工序测试时，由于试验项点较多，存在的人工计数可能存在的误差，长时间作业导致的人员浪费及劳动强度大，以及在车辆单调调试阶段时，无法进行全部试验验证等问题，提供一种可在复兴号动车组单车未完工阶段进行的，复兴号动车组制动系统的自动调试装置及自动调试方法。
5.为了解决上述技术问题，本发明的技术方案具体如下：
6.一种复兴号动车组制动系统的自动调试装置，包括：单车制动试验设备；所述单车制动试验设备通过第一连接线缆和第二连接线缆与动车组制动系统控制设备相连接；所述第一连接线缆和所述第二连接线缆分别包括：电气线缆和气路风源管路；
7.所述单车制动试验设备包括：主控制模块，电源模块、控制输出模块，状态数据模块，交互模块和指令输入模块；所述控制输出模块，所述状态数据模块，所述交互模块和所述指令输入模块分别与所述主控制模块连接；所述电源模块用来提供工作电源；
8.所述主控制模块通过所述控制输出模块发送对应的调试指令，通过所述第一连接线缆发送至所述动车组制动系统控制设备，使所述动车组制动系统控制设备中的对应继电器动作，制动阀体动作以及气路压力变化；所述主控制模块使所述状态数据模块通过所述第二连接线缆采集所述动车组制动系统控制设备的状态数据，将采集的状态数据在所述交互模块上进行实时显示；所述指令输入模块用于接收调试人员输入的调试指令，并将调试
指令发送至所述主控制模块。
9.在上述技术方案中，所述主控制模块包括：存储模块和处理模块；
10.所述存储模块负责存储工作数据及存储系统用户应用程序；
11.所述处理模块用于对调试指令进行处理后生成相应的控制指令以及控制所述交互模块对状态数据进行交互显示，并将需要应用的和处理好的信息储存在所述存储模块中。
12.在上述技术方案中，所述指令输入模块包括：电信号指令模块和气路控制指令模块，分别用于接收调试人员输入的电信号调试指令和气路控制调试指令。
13.在上述技术方案中，所述指令输入模块为单独控制各项制动系统试验指令的控制按钮、键盘输入或者气路风源控制阀门。
14.在上述技术方案中，所述交互模块通过图形化操作界面，实时显示状态数据。
15.一种复兴号动车组制动系统的自动调试方法，其适用的调试装置包括：单车制动试验设备；所述单车制动试验设备通过第一连接线缆和第二连接线缆与动车组制动系统控制设备相连接；所述第一连接线缆和所述第二连接线缆分别包括：电气线缆和气路风源管路；
16.所述单车制动试验设备包括：主控制模块，电源模块、控制输出模块，状态数据模块，交互模块和指令输入模块；所述控制输出模块，所述状态数据模块，所述交互模块和所述指令输入模块分别与所述主控制模块连接；所述电源模块用来提供工作电源；
17.所述主控制模块通过所述控制输出模块发送对应的调试指令，通过所述第一连接线缆发送至所述动车组制动系统控制设备，使所述动车组制动系统控制设备中的对应继电器动作，制动阀体动作以及气路压力变化；所述主控制模块使所述状态数据模块通过所述第二连接线缆采集所述动车组制动系统控制设备的状态数据，将采集的状态数据在所述交互模块上进行实时显示；所述指令输入模块用于接收调试人员输入的调试指令，并将调试指令发送至所述主控制模块；
18.该自动调试方法包括以下步骤：
19.步骤i：所述主控制模块通过所述控制输出模块和所述第一连接线缆向所述动车组制动系统控制设备发送调试指令；
20.步骤ii：所述动车组制动系统控制设备中对应的继电器动作，和/或制动阀体动作，和/或气路压力变化，并将采集的状态数据转换为状态数字信号后，通过所述第二连接线缆发送至所述单车制动试验设备；
21.步骤iii：所述单车制动试验设备将状态数字信号在所述交互模块上以指示灯进行显示，并由所述主控制模块进行数据记录。
22.在上述技术方案中，所述主控制模块包括：存储模块和处理模块；
23.所述存储模块负责存储工作数据及存储系统用户应用程序；
24.所述处理模块用于对调试指令进行处理后生成相应的控制指令以及控制所述交互模块对状态数据进行交互显示，并将需要应用的和处理好的信息储存在所述存储模块中。
25.在上述技术方案中，所述指令输入模块包括：电信号指令模块和气路控制指令模块，分别用于接收调试人员输入的电信号调试指令和气路控制调试指令。
26.在上述技术方案中，所述指令输入模块为单独控制各项制动系统试验指令的控制按钮、键盘输入或者气路风源控制阀门。
27.在上述技术方案中，所述交互模块通过图形化操作界面，实时显示状态数据。
28.本发明具有以下的有益效果：
29.利用本发明的复兴号动车组制动系统的自动调试装置和自动调试方法，可以避免调试人员在需要进行车辆制动系统试验时，额外进行安装、拆除电源线、开关、指示灯以及外接风源设备等长时间操作，极大地降低了调试人员的劳动强度。
30.应用本发明的复兴号动车组制动系统的自动调试装置和自动调试方法，实现了对列车编组后制动系统真实工作状况的测试，制动系统最终调试结果全部能在单车工序验证，提高了单车调试的便利性。
附图说明
31.下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。
32.图1为本发明的复兴号动车组制动系统的自动调试装置的结构示意图；
33.图2为图1所示实施例中的动车组制动系统控制设备的结构示意图；
34.图3为图1所示实施例中的单车制动试验设备的原理示意图。
35.图中的附图标记表示为：
36.100-单车制动试验设备；200-动车组制动系统控制设备；
37.12-第一连接线缆；23-第二连接线缆；
38.110-主控制模块；120-电源模块；130-控制输出模块；140-状态数据模块；150-交互模块；160-指令输入模块；
39.111-存储模块；112-处理模块；161-电信号指令模块；162-气路控制指令模块；
40.210-紧急制动阀线路及继电器相关器件试验；
41.220-制动管路及总风管路气压漏泄试验；
42.230-制动和缓解线路及继电器相关器件试验；
43.240-制动系统阀线路及继电器相关器件试验；
44.250-各制动工况线路及继电器相关器件试验；
45.260-防滑系统线路及继电器相关器件试验；
46.270-停放制动线路及继电器相关器件试验；
47.280-制动系统整体自动测试试验；
48.290-接线端子。
具体实施方式
49.本发明的复兴号动车组制动系统的自动调试装置，其包括一个单车制动试验设备，该单车制动试验设备通过连接线缆和气路风源管路，与车辆制动系统设备相连接。
50.所述单车制动试验设备包括：主控制模块、电源模块、控制输出模块、状态数据模块、交互模块和指令输入模块；所述控制输出模块、状态数据模块、交互模块和指令输入模块分别与所述主控制模块连接，所述电源模块为整个系统提供工作电源；所述指令输入模块包括：电信号指令模块和气路控制指令模块。指令输入模块可将所述调试指令发送至所
述主控制模块，所述主控制模块通过所述控制输出模块和第一连接线缆发送对应的控制指令至所述动车组制动系统控制设备，使所述动车组制动系统控制设备中的对应继电器动作、制动阀体动作以及气路压力发生变化，并且所述主控制模块通过所述状态数据模块和所述第二连接线缆采集所述动车组制动系统控制设备的状态数据，将采集的状态数据在所述交互模块上进行实时显示。
51.下面结合附图对本发明做以详细说明。
52.如图1所示，本发明提供一种复兴号动车组制动系统的自动调试装置主要包括：单车制动试验设备100、动车组制动系统控制设备200两部分。单车制动试验设备100通过第一连接线缆12(该线缆由电气线缆和气路风源管路组成)和第二连接线缆23(该线缆由电气线缆和气路风源管路组成)与动车组制动系统控制设备200相连接。其中，第一连接线缆12负责输出控制指令给动车组制动系统控制设备200，第二连接线缆23负责接收动车组制动系统控制设备200状态数据反馈给单车制动试验设备100。
53.动车组制动系统控制设备200是车辆自带的车载设备，如图2所示，所述动车组制动系统控制设备200包括：紧急制动阀线路及继电器相关器件试验210、制动管路及总风管路气压漏泄试验220、制动和缓解线路及继电器相关器件试验230、制动系统阀线路及继电器相关器件试验240、各制动工况线路及继电器相关器件试验250、防滑系统线路及继电器相关器件试验260、停放制动线路及继电器相关器件试验270、制动系统整体自动测试试验280和接线端子290。紧急制动阀线路及继电器相关器件试验210、制动管路及总风管路气压漏泄试验220、制动和缓解线路及继电器相关器件试验230、制动系统阀线路及继电器相关器件试验240、各制动工况线路及继电器相关器件试验250、防滑系统线路及继电器相关器件试验260、停放制动线路及继电器相关器件试验270、制动系统整体自动测试试验280依次通过接线端子290，第一连接线缆12和第二连接线缆23，与单车制动试验设备100连接。需要说明的是，上述的紧急制动阀线路及继电器相关器件试验210、制动管路及总风管路气压漏泄试验220、制动和缓解线路及继电器相关器件试验230、制动系统阀线路及继电器相关器件试验240、各制动工况线路及继电器相关器件试验250、防滑系统线路及继电器相关器件试验260、停放制动线路及继电器相关器件试验270、以及制动系统整体自动测试试验280的组成要素是以任意的通用电器元件组成，都属于本领域内公知的模块。
54.图3为本实施例中单车制动试验设备100的原理框图。所述单车制动试验设备100的各组成要素是以任意plc的cpu处理器、内存、硬盘、载入存储模块中的实现本图组成要素的程序、存储该程序的硬盘等存储单元、及网络连接用接口为中心，通过硬件和软件的任意组合来实现的。这里只体现了所具备的功能结构，而不是物理组成。
55.如图3所示，单车制动试验设备100包括：主控制模块110、电源模块120、控制输出模块130、状态数据模块140、交互模块150和指令输入模块160，控制输出模块130、状态数据模块140、交互模块150和指令输入模块160分别与主控制模块110连接，电源模块120为整个系统提供工作电源。
56.交互模块150与主控制模块110相连，通过图形化操作界面，实现与操作人员的交互。进一步地，主控制模块110包括存储模块111和处理模块112，存储模块111负责存储工作数据及存储系统用户应用程序，处理模块112用于对调试指令进行处理后生成相应的控制指令以及控制交互模块150对状态数据进行交互显示，并将需要应用的和处理好的信息储
存在存储模块111中。
57.指令输入模块160是由电信号指令模块161和气路控制指令模块162组成，分别用于接收调试人员输入的电信号调试指令和气路控制调试指令，并将上述调试指令发送至主控制模块110。可选地，指令输入模块160为控制按钮、键盘输入、气路风源控制阀门，可以单独控制各项制动系统试验指令，指令输入模块160与交互模块150配合实现车辆制动系统试验控制。
58.交互模块150用于在主控制模块110的控制下实时显示状态数据，供调试人员查看。可选地，本实施例中的交互模块150可以采用触控显示屏，并且交互模块150与指令输入模块160一体化集成。
59.状态数据模块140用于通过第二连接线缆23获取需要的状态数据电信号(采集线路中的高、低电平变化，高电平为1，低电平为0)和空气压力信号(空气压力数据由压力开关、压力传感器进行空气压力与电信号的数据转换)。通过对动车组制动系统控制设备200线缆及相关功能继电器、压力开关和压力传感器状态数据进行采集，通过第二连接线缆23传递给单车制动试验装置100中的状态数据模块140。
60.控制输出模块130用于通过第一连接线缆12把控制指令发送到被控制设备即动车组制动系统控制设备200上。主控制模块110可通过控制输出模块130和第一连接线缆12向动车组制动系统控制设备200发送对应的控制指令，控制动车组制动系统控制设备200的对应继电器动作，并且主控制模块110通过第二连接线缆23和状态数据模块140采集反馈动车组制动系统控制设备200的状态数据，将采集的状态数据在交互模块150上进行实时显示。
61.主控制模块110的作用包括两个：第一个作用是从内存中取出要显示的数据然后根据预先设置好的规则把数据转换为人能够看懂的颜色或者图形，第二个作用是把调试人员通过指令输入模块160输入进来的调试指令按照预先设置好的规则转换成数据存储在内存中等待被发送。这种转换规则是依照所涉及到的动车组电气原理图和通讯协议来制定的。在上述这个制定过程中，制动系统控制调试中涉及到的数字量状态显示部分被要求在交互模块150中以指示灯的形状显示，并标注这个状态在图纸中的代号，如果内存中表示数字量为高电平的话，那么对应的指示灯点亮，反之就是熄灭的。模拟量显示部分被要求在交互模块150中以文本的形式显示出来，并标注这个模拟量采集装置在图纸中的代号，内存中表示这个模拟量的数据需要以十进制的数字格式显示出来。在图纸中需要控制的部分需要在交互模块150中绘制成按钮的形状，例如调试指令在交互模块150以按钮的形状进行显示，并标注其在通知中的编号，当该单车制动试验设备100上测试按钮没有操作触发时，该按钮在内存地址中对应的值为0；当该单车制动试验设备100上测试按钮操作触发时，主控制模块110将该按钮在内存地址中对应的值由0修改为1。
62.本发明的复兴号动车组制动系统的自动调试方法，能够对动车组制动系统控制设备200进行较为全面的测试，测试项点包括但不限于紧急制动阀线路及继电器相关器件试验测试项点、制动管路及总风管路气压漏泄试验测试项点、制动和缓解线路及继电器相关器件试验测试项点、制动系统阀线路及继电器相关器件试验测试项点、各制动工况线路及继电器相关器件试验测试项点、防滑系统线路及继电器相关器件试验测试项点、停放制动线路及继电器相关器件试验测试项点、制动系统整体自动测试试验测试项点，相应地，当调试指令为各功能试验线路及继电器相关器件测试时，调试系统对动车组制动系统控制设备
200进行对紧急制动阀线路及继电器相关器件试验测试项点、制动管路及总风管路气压漏泄试验测试项点、制动和缓解线路及继电器相关器件试验测试项点、制动系统阀线路及继电器相关器件试验测试项点、各制动工况线路及继电器相关器件试验测试项点、防滑系统线路及继电器相关器件试验测试项点、停放制动线路及继电器相关器件试验测试项点、制动系统整体自动测试试验测试项点等进行测试。
63.当调试指令为紧急制动阀线路及继电器相关器件试验测试指令时，即在进行紧急制动阀线路及继电器相关器件测试项点测试时，主控制模块110通过控制输出模块130和第一连接线缆12向动车组制动系统控制设备200发送紧急制动阀线路及继电器相关器件指令，动车组制动系统控制设备200中的紧急制动阀线路及继电器相关器件试验210动作，并将采集的紧急制动阀线路及继电器相关器件试验210的状态数据转换为紧急制动阀线路及继电器相关器件状态数字信号后通过第二连接线缆23发送至单车制动试验设备100；单车制动试验设备100将紧急制动阀线路及继电器相关器件状态数字信号在交互模块150上以指示灯的亮灭状态进行显示，并由主控制模块110中的存储模块111记录过程及次数数据，供调试人员查看。
64.所需测试的状态数据电信号(采集线路中的高、低电平变化，高电平为1，低电平为0)和空气压力信号(空气压力数据由压力开关、压力传感器进行空气压力与电信号的数据转换)在交互模块150中以指示灯的形状进行显示，方便调试人员观察，若继电器数字信号为高电平，则指示灯亮起，表示状态正确；若继电器数字信号为低电平，则指示灯熄灭，表示状态异常。
65.在其他的具体实施方式中，制动管路及总风管路气压漏泄试验220项点测试、制动和缓解线路及继电器相关器件试验230项点测试、制动系统阀线路及继电器相关器件试验240项点测试、各制动工况线路及继电器相关器件试验250项点测试、防滑系统线路及继电器相关器件试验260项点测试、停放制动线路及继电器相关器件试验270项点测试、制动系统整体自动测试试验280项点测试的过程，同上述的紧急制动阀线路及继电器相关器件试验210项点测试相同，在此不再赘述。
66.利用本发明的复兴号动车组制动系统的自动调试装置和自动调试装置方法，可以避免调试人员在需要进行车辆制动系统试验时，额外进行安装、拆除电源线、开关、指示灯以及外接风源设备等长时间操作，极大地降低了调试人员的劳动强度。
67.应用本发明的复兴号动车组制动系统的自动调试装置和自动调试装置方法，实现了对列车编组后制动系统真实工作状况的测试，制动系统最终调试结果全部能在单车工序验证，提高了单车调试的便利性。
68.显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。