張 優(yōu)，盧 奎，紀(jì)思云

(中車(chē)株洲電力機(jī)車(chē)有限公司，湖南 株洲 412000)

0 引言

傳統(tǒng)的電力機(jī)車(chē)電源柜例行試驗(yàn)方式需要以下設(shè)備：直流電源、三相柱式交流調(diào)壓器、負(fù)載電阻箱、萬(wàn)用表以及示波器等設(shè)備。在進(jìn)行校線(xiàn)及性能測(cè)試過(guò)程中，需要設(shè)備之間的互相配合。因各類(lèi)試驗(yàn)項(xiàng)點(diǎn)之間存在差異，不同試驗(yàn)項(xiàng)點(diǎn)之間測(cè)試所需要的電壓等級(jí)亦不同；另外不同設(shè)備的精度亦各異。因此在機(jī)車(chē)電源柜的試驗(yàn)過(guò)程中，因以上因素的存在，勢(shì)必造成試驗(yàn)結(jié)果有一定的誤差，從而影響試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。除此之外，在試驗(yàn)過(guò)程中，因所使用的設(shè)備較多，所以需要多人相互配合，因此也極大地考驗(yàn)了試驗(yàn)人員的默契度，同時(shí)多人配合也會(huì)造成人力資源浪費(fèi)，工作效率低下。

基于以上背景，本文將研究如何使用自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)替代傳統(tǒng)設(shè)備應(yīng)用于電力機(jī)車(chē)控制電源柜的試驗(yàn)。

1 前期準(zhǔn)備及原理分析

1)與小組探討、分析并總結(jié)電力機(jī)車(chē)控制電源柜產(chǎn)品試驗(yàn)的各種重難項(xiàng)點(diǎn)及現(xiàn)有設(shè)備的不足之處，提出改進(jìn)建議。

2)對(duì)于電力機(jī)車(chē)控制電源柜試驗(yàn)過(guò)程中的痛點(diǎn)，針對(duì)性地選擇相關(guān)先進(jìn)企業(yè)進(jìn)行調(diào)研，學(xué)習(xí)先進(jìn)企業(yè)的設(shè)備，并分析其應(yīng)用方式及測(cè)試手段。

3)根據(jù)前期的調(diào)研情況，結(jié)合公司控制電源柜產(chǎn)品的生產(chǎn)現(xiàn)狀、試驗(yàn)要求，依據(jù)產(chǎn)品的特性，設(shè)計(jì)控制電源柜自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)(見(jiàn)圖1)?？刂齐娫垂褡詣?dòng)測(cè)試系統(tǒng)主要由測(cè)試主機(jī)(包含顯示器)、交流電源、直流電源、電子負(fù)載與編程測(cè)試軟件等組成。模擬車(chē)況，利用控制軟件驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的模塊自動(dòng)進(jìn)行試驗(yàn)。通過(guò)運(yùn)行測(cè)試程序?qū)崿F(xiàn)對(duì)被測(cè)試產(chǎn)品110 V/24 V/±24 V/±15 V靜態(tài)電壓測(cè)試、過(guò)欠壓試驗(yàn)、限流試驗(yàn)、動(dòng)態(tài)特性試驗(yàn)(啟動(dòng)特性、網(wǎng)壓突變、負(fù)載突變)、電壓紋波測(cè)試、電流均衡測(cè)試、故障信號(hào)測(cè)試(短路、過(guò)欠壓、模塊故障等)、蓄電池充放電轉(zhuǎn)換試驗(yàn)等功能測(cè)試。測(cè)試過(guò)程無(wú)需中斷換線(xiàn)，只需在測(cè)試前將自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)與控制電源柜接口進(jìn)行連接即可。

圖1 控制電源柜自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)

4)依托控制電源柜自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)，設(shè)計(jì)并驗(yàn)證控制電源柜試驗(yàn)自動(dòng)化測(cè)試方案的可行性；共驗(yàn)證了DZT110V-150A-B型、TED11C型、TED9A型、DZT110V-100A(單相)型4種類(lèi)型的控制電源柜，涵蓋了目前所有型號(hào)的控制電源柜的試驗(yàn)項(xiàng)點(diǎn)。

2 應(yīng)用過(guò)程(見(jiàn)圖2)

圖2 應(yīng)用過(guò)程圖

2.1 前期準(zhǔn)備

1)按照交直流自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)操作說(shuō)明書(shū)的要求進(jìn)行接線(xiàn)，將交直流自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)與控制電源柜進(jìn)行電聯(lián)接。然后按順序啟動(dòng)電源箱的開(kāi)關(guān)3、開(kāi)關(guān)5、開(kāi)關(guān)10為測(cè)試系統(tǒng)供電；最后打開(kāi)測(cè)試系統(tǒng)總開(kāi)關(guān)供電。

2)依次對(duì)示波器、萬(wàn)用表、電子負(fù)載、測(cè)試系統(tǒng)底部設(shè)備進(jìn)行開(kāi)機(jī)。

3)待15個(gè)模塊指示燈全亮后，啟動(dòng)62000B-6-1的開(kāi)關(guān)。

(1)注意事項(xiàng)1：直流源在開(kāi)機(jī)時(shí)，待15個(gè)模塊全部亮綠燈后，方可啟動(dòng)62000B-6-1開(kāi)關(guān)。如果先啟動(dòng)62000-B-6-1開(kāi)關(guān)，直流電源將無(wú)法被程控。相應(yīng)關(guān)機(jī)時(shí)，應(yīng)先關(guān)62000B-6-1開(kāi)關(guān)，然后再關(guān)閉直流源。

(2)注意事項(xiàng)2：交流源供電自檢成功后會(huì)報(bào)警，按下交流源面板上的復(fù)位鍵后則可正常工作。

4)待所有設(shè)備正常開(kāi)機(jī)后登錄軟件，進(jìn)行調(diào)試工作。

2.2 調(diào)試

登錄軟件測(cè)試系統(tǒng)，選擇對(duì)應(yīng)型號(hào)的控制電源柜測(cè)試程序，執(zhí)行控制電源柜調(diào)試。

2.3 試驗(yàn)結(jié)果判定

待程序測(cè)試結(jié)束后，若顯示器顯示試驗(yàn)項(xiàng)點(diǎn)全部通過(guò)則試驗(yàn)合格；若試驗(yàn)存在不合格項(xiàng)點(diǎn)，則界面右側(cè)會(huì)顯示不合格項(xiàng)點(diǎn)信息，選擇不合格項(xiàng)點(diǎn)，查看不合格項(xiàng)的參數(shù)，記下不合格項(xiàng)點(diǎn)對(duì)應(yīng)內(nèi)容，然后切斷設(shè)備電源。

2.4 故障排查

根據(jù)故障項(xiàng)點(diǎn)對(duì)應(yīng)內(nèi)容進(jìn)行人工故障排查，例如模塊故障，則需要查看電源柜模塊插頭與插座是否接觸不良，或者電源柜模塊參數(shù)設(shè)置是否存在錯(cuò)誤。待項(xiàng)點(diǎn)故障排除后，退出測(cè)試程序。重新登錄測(cè)試界面，針對(duì)故障項(xiàng)點(diǎn)進(jìn)行測(cè)試，選擇故障項(xiàng)點(diǎn)，執(zhí)行測(cè)試，直至試驗(yàn)合格。

1)注意事項(xiàng)1:故障排查之前，必須運(yùn)行程序切斷電源，以防觸電，發(fā)生安全事故。

2)注意事項(xiàng)2:若不合格項(xiàng)點(diǎn)較多，待所有不合格項(xiàng)點(diǎn)解決之后，須重新對(duì)控制電源柜所有項(xiàng)點(diǎn)進(jìn)行測(cè)試，確?？刂齐娫垂裨囼?yàn)合格。

2.5 生產(chǎn)試驗(yàn)報(bào)告

待控制電源柜試驗(yàn)結(jié)束后(試驗(yàn)合格)，須生成試驗(yàn)報(bào)告，方便查詢(xún)電源柜測(cè)試項(xiàng)點(diǎn)及參數(shù)。

3 成效分析

1)自動(dòng)化：將控制電源柜傳統(tǒng)的手動(dòng)測(cè)試方式轉(zhuǎn)化為系統(tǒng)自動(dòng)測(cè)試方式。

2)效率提升：通過(guò)對(duì)ATS 8000交直流自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)的調(diào)研與二次開(kāi)發(fā)，將其應(yīng)用于機(jī)車(chē)控制柜電源柜測(cè)試，平均每臺(tái)電源柜試驗(yàn)時(shí)間由原有的180 min減少至60 min，節(jié)約120 min，效率顯著提升。

3)設(shè)備故障減少：原有設(shè)備時(shí)常出現(xiàn)故障，特別是負(fù)載電阻箱；ATS 8000交直流自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)采用機(jī)電一體化形式，減少了設(shè)備故障率。

4)試驗(yàn)精度提高：ATS 8000交直流自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)極大地提高了試驗(yàn)精度，在原有基礎(chǔ)上約提升60%，提升產(chǎn)品的性能與質(zhì)量，故障率下降約為30%，每年預(yù)計(jì)減少返工15余次。

5)可開(kāi)發(fā)性：在系統(tǒng)上可進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)，將此系統(tǒng)能夠輸出的功能進(jìn)行開(kāi)發(fā)，后續(xù)遇到類(lèi)似的需求能夠直接進(jìn)行運(yùn)用，節(jié)約了再次采購(gòu)新設(shè)備的費(fèi)用。

6)安全性提高：試驗(yàn)時(shí)未安裝后蓋板，匯流排及其電路暴露，運(yùn)用ATS 8000自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)，試驗(yàn)人員無(wú)需再手動(dòng)切換電路、調(diào)節(jié)電壓，既提高了操作性，也規(guī)避了員工觸電的風(fēng)險(xiǎn)。

7)自動(dòng)故障檢測(cè)：系統(tǒng)具有自檢功能，試驗(yàn)前能先排除自身故障，試驗(yàn)時(shí)出現(xiàn)故障能準(zhǔn)確報(bào)出故障點(diǎn)，有針對(duì)性地排除故障。

8)工藝提升：提升了工藝員的技術(shù)水平，在試驗(yàn)設(shè)備的設(shè)計(jì)方面積累了很多經(jīng)驗(yàn)。

4 結(jié)語(yǔ)

控制電源柜試驗(yàn)自動(dòng)化測(cè)試系統(tǒng)的研制是公司邁入制造通用型電氣設(shè)備領(lǐng)域標(biāo)志性的一步，該系統(tǒng)為控制電源柜功能試驗(yàn)通用系統(tǒng)，通過(guò)軟件、參數(shù)的改變實(shí)現(xiàn)其通用性，系統(tǒng)能夠正確快速地完成例行試驗(yàn)涵蓋的所有功能測(cè)試。通過(guò)控制電源柜試驗(yàn)自動(dòng)化研究，在屏柜產(chǎn)品自動(dòng)化試驗(yàn)研究方面積累了寶貴的經(jīng)驗(yàn)，為今后其他屏柜的試驗(yàn)自動(dòng)化研究的工藝攻關(guān)打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。