程 檳

（中國(guó)鐵路南寧局集團(tuán)公司 南寧機(jī)務(wù)段，工程師，廣西 南寧 530001）

南寧局集團(tuán)公司南寧機(jī)務(wù)段配屬的HXD1C 型電力機(jī)車為南昆鐵路主型貨物牽引機(jī)車，該型機(jī)車上配置有兩臺(tái)螺桿式空壓機(jī)，為機(jī)車和車輛制動(dòng)系統(tǒng)提供穩(wěn)定的壓縮空氣?？諌簷C(jī)在使用過程中由于部件性能不良、網(wǎng)絡(luò)通信不暢或乘務(wù)員操作不當(dāng)?shù)仍虺３?dǎo)致空壓機(jī)啟動(dòng)失敗，無法正常供風(fēng)，嚴(yán)重影響列車正常運(yùn)行。從故障機(jī)車回機(jī)務(wù)段檢修來看，空壓機(jī)啟動(dòng)故障多數(shù)為動(dòng)態(tài)故障，無法通過常規(guī)手段判斷故障原因。本文通過對(duì)HXD1C 機(jī)車空壓機(jī)啟動(dòng)原理進(jìn)行分析，理清控制邏輯條件，并利用prj7200 數(shù)據(jù)處理軟件對(duì)機(jī)車控制系統(tǒng)事件記錄進(jìn)行解讀，為查找空壓機(jī)啟動(dòng)故障提供方法。

1 空壓機(jī)啟動(dòng)原理

1.1 自動(dòng)模式乘務(wù)員扳動(dòng)機(jī)車操作臺(tái)空壓機(jī)合開關(guān)，當(dāng)總風(fēng)壓力低于750 kpa且空壓機(jī)處于可用狀態(tài)時(shí)，制動(dòng)系統(tǒng)P50空壓機(jī)啟停模塊發(fā)出啟動(dòng)請(qǐng)求，滿足條件后機(jī)車微機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中MIO 輸入/輸出終端模塊輸出空壓機(jī)閉合命令，此時(shí)遠(yuǎn)端空壓機(jī)三相接觸器閉合，空壓機(jī)啟動(dòng)完成。當(dāng)總風(fēng)壓力低于680 kpa 時(shí)，兩臺(tái)空壓機(jī)同時(shí)啟動(dòng)，總風(fēng)壓力達(dá)到900 kpa時(shí)停止。

1.2 強(qiáng)泵模式乘務(wù)員扳動(dòng)機(jī)車操作臺(tái)空壓機(jī)強(qiáng)泵開關(guān)，當(dāng)空壓機(jī)處于可用狀態(tài)時(shí)，機(jī)車微機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中MIO 輸入/輸出終端模塊立刻輸出空壓機(jī)閉合命令，此時(shí)兩臺(tái)空壓機(jī)應(yīng)同時(shí)啟動(dòng)。

1.3 啟動(dòng)條件為了滿足車列常用或大風(fēng)量供風(fēng)需求及確?？諌簷C(jī)在良好的狀態(tài)下啟動(dòng)，空壓機(jī)順利啟動(dòng)需要滿足以下六個(gè)條件：一是有空壓機(jī)啟動(dòng)請(qǐng)求指令；二是空壓機(jī)跳閘開關(guān)處于閉合狀態(tài)；三是空壓機(jī)處于可用狀態(tài)；四是P50 啟停模塊發(fā)出總風(fēng)壓力低請(qǐng)求信號(hào)；五是MI0 輸入/輸出終端發(fā)出空壓機(jī)閉合命令；六是空壓機(jī)三相接觸器閉合。

1.4 啟動(dòng)控制電路機(jī)車控制系統(tǒng)能采集空壓機(jī)啟動(dòng)條件信號(hào)并按照一定的邏輯關(guān)系輸出控制指令，具體控制原理分析如下：

1）空壓機(jī)啟動(dòng)請(qǐng)求指令?？諌簷C(jī)啟動(dòng)請(qǐng)求指令由乘務(wù)員將司機(jī)室空壓機(jī)扳鍵開關(guān)置于不同位置決定。當(dāng)乘務(wù)員將I 端司機(jī)室空壓機(jī)扳鍵開關(guān)置0 斷開位時(shí)，機(jī)車控制系統(tǒng)中CIO 輸入/輸出終端內(nèi)的DIM12 數(shù)字量輸入模塊采集到信號(hào)為E12_15=1 和E12_16=0（0,1 為二進(jìn)制信號(hào)，其中1 表示高電平，0表示低電平），表示其在斷開位；當(dāng)乘務(wù)員將空壓機(jī)扳鍵開關(guān)置合位時(shí)，DIM12 數(shù)字量輸入模塊采集信號(hào)為E12_15=0 和E12_16=0，表示其在合位；當(dāng)乘務(wù)員將空壓機(jī)扳鍵開關(guān)置強(qiáng)泵位時(shí)，DIM12 數(shù)字量輸入模塊采集信號(hào)為E12_15=0 和E12_16=1，表示其在強(qiáng)泵位。空壓機(jī)啟動(dòng)請(qǐng)求電路及位置邏輯關(guān)系如圖1所示。

圖1 空壓機(jī)啟動(dòng)請(qǐng)求電路及位置邏輯關(guān)系圖

2）空壓機(jī)跳閘開關(guān)處于閉合狀態(tài)。機(jī)車正常運(yùn)用時(shí)，低壓柜中兩個(gè)空壓機(jī)跳閘開關(guān)=34-Q23 空壓機(jī)1、=34-Q24 空壓機(jī)2 應(yīng)處于打開位，為空壓機(jī)啟動(dòng)提供AC440 電源，閉合后其常開輔助聯(lián)鎖13-14接通，并將電信號(hào)反饋給MIO 輸入/輸出終端DXM33 模塊，表示其處于閉合狀態(tài)?？諌簷C(jī)跳閘開關(guān)動(dòng)作信號(hào)反饋電路如圖2所示。

圖2 空壓機(jī)跳閘開關(guān)動(dòng)作信號(hào)反饋

3）空壓機(jī)處于可用狀態(tài)。為了保證空壓機(jī)電機(jī)在低負(fù)載下啟動(dòng)和在空壓機(jī)潤(rùn)滑油充足、冷卻良好下運(yùn)行，在空壓機(jī)上設(shè)置了能檢測(cè)油氣筒內(nèi)部壓力的壓力開關(guān)PS 和能檢測(cè)潤(rùn)滑油油溫的溫度開關(guān)TS。兩個(gè)開關(guān)信號(hào)串聯(lián)接入MIO 輸入/輸出終端，受微機(jī)網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控，一旦空壓機(jī)性能不良引發(fā)溫度開關(guān)或壓力開關(guān)動(dòng)作，空壓機(jī)將無法啟動(dòng)。空壓機(jī)可用狀態(tài)信號(hào)反饋電路如圖3所示。

圖3 空壓機(jī)可用狀態(tài)信號(hào)反饋

4）P50 啟停模塊發(fā)出總風(fēng)壓力低請(qǐng)求信號(hào)。當(dāng)總風(fēng)壓力低于750 kpa 時(shí)，P50 啟停模塊中P50.72 壓力開關(guān)動(dòng)作，1-2點(diǎn)接通，電信號(hào)接入MIO輸入/輸出終端，機(jī)車發(fā)出單臺(tái)壓縮機(jī)啟動(dòng)請(qǐng)求，遠(yuǎn)端空壓機(jī)啟動(dòng)，在總風(fēng)壓力達(dá)到900 kpa 時(shí)停止；當(dāng)車列用風(fēng)量大總風(fēng)壓力低于680 kpa 時(shí)，P50 啟停模塊中P50.75壓力開關(guān)動(dòng)作，1-3 點(diǎn)接通，機(jī)車發(fā)出雙臺(tái)壓縮機(jī)啟動(dòng)請(qǐng)求，兩端空壓機(jī)同時(shí)啟動(dòng)。P50 啟停模塊控制關(guān)系如圖4所示。

圖4 P50啟停模塊控制關(guān)系

5）空壓機(jī)閉合命令及空壓機(jī)三相接觸器閉合當(dāng)滿足以上4 個(gè)條件后，MIO 輸入/輸出終端中DXM33/DXM34 模塊發(fā)出空壓機(jī)閉合命令，空壓機(jī)1/2 接觸器線圈=34-k23/=34-k24 得電，連通三相交流電路，空壓機(jī)完成啟動(dòng)?？諌簷C(jī)接觸器閉合及啟動(dòng)原理如圖5所示。

圖5 空壓機(jī)接觸器閉合及啟動(dòng)原理圖

2 故障處理方法

Prj7200 軟件是用于HXD1C 型電力機(jī)車上控制系統(tǒng)記錄數(shù)據(jù)的下載、數(shù)據(jù)離線分析的專用軟件，該軟件以PC 機(jī)上的SQL 數(shù)據(jù)庫(kù)為基礎(chǔ)，建設(shè)prj7200軟件的訪問信息庫(kù)，來完成對(duì)HXD1C 型電力機(jī)車的數(shù)據(jù)分析[1]。在機(jī)車上電后，可以通過ERM 事件記錄模塊或用以太網(wǎng)數(shù)據(jù)線在副司機(jī)操作臺(tái)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)儲(chǔ)接口下載歷史數(shù)據(jù)。

2.1 HXD1C 機(jī)車數(shù)據(jù)文件下載方法

1）機(jī)車控制電源上電，用數(shù)據(jù)線將ERM 事件記錄模塊X10接口或II端司機(jī)室副臺(tái)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)儲(chǔ)接口連接筆記本電腦。

2）打開筆記本電腦，將IP 地址設(shè)置為169.254.147.XXX，子網(wǎng)掩碼默認(rèn)為255.255.0.0，網(wǎng)關(guān)不填。雙機(jī)運(yùn)行prj7200數(shù)據(jù)處理軟件，在網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)數(shù)據(jù)下載對(duì)話框中設(shè)置下載文件存放路徑，填寫主機(jī)IP 地址169.254.147.107，端口默認(rèn)為8001 設(shè)置不變，點(diǎn)擊連接網(wǎng)絡(luò)，確認(rèn)網(wǎng)絡(luò)連接成功。

3）點(diǎn)擊數(shù)據(jù)下載菜單，選擇“TCN 嚴(yán)重故障數(shù)據(jù)”或“TCN事件記錄”，在機(jī)車車號(hào)對(duì)話框中點(diǎn)擊確認(rèn)。將文件下載到文件夾中，點(diǎn)擊保存，等待數(shù)據(jù)完成下載。需要注意的是，TCN 事件記錄文件按照時(shí)間發(fā)生的順序分成了若干個(gè)單獨(dú)的事件記錄，在下載“TCN 事件記錄”時(shí)，可以選擇某一個(gè)時(shí)間段的事件記錄數(shù)據(jù)進(jìn)行下載，方便數(shù)據(jù)分析。

2.2 HXD1C 機(jī)車數(shù)據(jù)分析方法因TCN 事件記錄文件能詳細(xì)的記錄一臺(tái)機(jī)車某一時(shí)間段機(jī)車實(shí)時(shí)狀態(tài)和乘務(wù)員操作等情況，所以一般情況下只分析TCN事件記錄文件。

1）運(yùn)行prj7200 數(shù)據(jù)處理軟件，點(diǎn)擊“網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)事件記錄分析”，在彈出的對(duì)話框中選擇需要分析的文件，并點(diǎn)擊確認(rèn)機(jī)車車號(hào)對(duì)話框，等待程序載入機(jī)車數(shù)據(jù)文件進(jìn)行解析。

2）解析完成后，在事件記錄數(shù)據(jù)列表中選擇需要分析的“數(shù)字量”或“模擬量”，點(diǎn)擊確認(rèn)，等待軟件讀入文件數(shù)據(jù)。

3）數(shù)據(jù)載入完成后，頁(yè)面會(huì)顯示相應(yīng)的數(shù)字量信號(hào)和模擬量信號(hào)，可直接分析列表中的數(shù)據(jù)，也能將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成比較直觀的波形圖進(jìn)行分析。

2.3 空壓機(jī)啟動(dòng)數(shù)據(jù)分析和處理按照HXD1C 機(jī)車空壓機(jī)啟動(dòng)原理和數(shù)據(jù)分析方法，下面以HXD1C 0356 機(jī)車I端司機(jī)室操作為例對(duì)空壓機(jī)啟動(dòng)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，并找出相應(yīng)故障處所。

下載機(jī)車TCN事件記錄數(shù)據(jù)，打開prj7200數(shù)據(jù)處理軟件，并勾選需要分析的12 項(xiàng)“數(shù)字量”和1 項(xiàng)“模擬量”。12 項(xiàng)數(shù)字量包括：I 端主壓縮機(jī)開關(guān)位1、I 端主壓縮機(jī)開關(guān)位2、壓縮機(jī)1 TPCB 閉合、壓縮機(jī)2 TPCB 閉合、主壓縮機(jī)1 可用、主壓縮機(jī)2 可用、主壓縮機(jī)1接觸器閉合反饋、主壓縮機(jī)2接觸器閉合反饋、單臺(tái)壓縮機(jī)啟動(dòng)請(qǐng)求、雙臺(tái)壓縮機(jī)啟動(dòng)請(qǐng)求、主壓縮機(jī)1啟動(dòng)命令、主壓縮機(jī)2啟動(dòng)命令。模擬量為：總風(fēng)缸壓力kpa。

經(jīng)過對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行解析后，得到HXD1C 0356 機(jī)車空壓機(jī)啟動(dòng)數(shù)據(jù)波形圖，如圖6所示。

圖6 HXD1C 0356機(jī)車空壓機(jī)啟動(dòng)數(shù)據(jù)波形圖

結(jié)合數(shù)據(jù)波形圖對(duì)空壓機(jī)啟動(dòng)進(jìn)行分析。

1）是否有空壓機(jī)啟動(dòng)請(qǐng)求指令。如圖6 所示，22：18：08時(shí)I端主壓縮機(jī)開關(guān)1電信號(hào)為低電平，I端主壓縮機(jī)開關(guān)2電信號(hào)為低電平，按照?qǐng)D1空壓機(jī)啟動(dòng)請(qǐng)求電路及位置邏輯關(guān)系圖，說明此時(shí)空壓機(jī)扳鍵開關(guān)處于合位。若此時(shí)上述兩個(gè)壓縮機(jī)開關(guān)信號(hào)分別為低電平和高電平，則說明其在強(qiáng)泵位。若此時(shí)兩個(gè)壓縮機(jī)開關(guān)信號(hào)分別為高電平和低電平，在確認(rèn)乘務(wù)員將空壓機(jī)扳鍵開關(guān)置于非0 位情況下，則需要重點(diǎn)檢查扳鍵開關(guān)控制聯(lián)鎖、凸輪或者DIM12模塊輸入通道是否存在異常。

2）空壓機(jī)跳閘開關(guān)是否處于閉合狀態(tài)。如圖6所示，壓縮機(jī)1 TPCB 和壓縮機(jī)2 TPCB 閉合信號(hào)均為高電平，說明此時(shí)空壓機(jī)跳閘開關(guān)處于閉合狀態(tài)；若其為低電平，則需要重點(diǎn)檢查低壓柜空壓機(jī)跳閘開關(guān)=34-Q23和=34-Q24是否處于斷開位置。

3）空壓機(jī)是否處于可用狀態(tài)。如圖6 所示，主壓縮機(jī)1和主壓縮機(jī)2可用信號(hào)均為高電平，說明此時(shí)兩臺(tái)空壓機(jī)狀態(tài)良好，可以正常啟動(dòng)。若主壓縮機(jī)1或主壓縮機(jī)2可用信號(hào)為低電平，則說明空壓機(jī)處于故障狀態(tài)，此時(shí)可以利用萬(wàn)用表蜂鳴檔位檢查空壓機(jī)接線盒中溫度開關(guān)和壓力開關(guān)兩個(gè)或者其中之一是否處于斷開位，并檢查接線是否存在虛接，若檢查良好，則進(jìn)一步檢查DIM 37模塊輸入通道。

4）P50 啟停模塊是否發(fā)出總風(fēng)壓力低請(qǐng)求信號(hào)。如圖6 所示，當(dāng)總風(fēng)壓力低于758 kpa 時(shí)，單臺(tái)壓縮機(jī)啟動(dòng)請(qǐng)求電信號(hào)為高電平，說明P50 模塊P50.72 壓力開關(guān)在總風(fēng)壓力低于758 kpa 時(shí)正常動(dòng)作，發(fā)出了總風(fēng)壓力低請(qǐng)求信號(hào)。若總風(fēng)壓力低于750±15 kpa 時(shí)單臺(tái)壓縮機(jī)啟動(dòng)請(qǐng)求信號(hào)為低電平，則說明P50.72 壓力開關(guān)未動(dòng)作，可能是其整定值發(fā)生偏移，需要在制動(dòng)柜對(duì)其進(jìn)行調(diào)整。

5）MI0 輸入/輸出終端是否發(fā)出空壓機(jī)閉合命令。如圖6所示，在確認(rèn)空壓機(jī)有啟動(dòng)請(qǐng)求指令、空壓機(jī)跳閘開關(guān)處于閉合狀態(tài)、空壓機(jī)處于可用狀態(tài)及P50 啟停模塊發(fā)出總風(fēng)壓力低請(qǐng)求信號(hào)后，遠(yuǎn)端主壓縮機(jī)2 啟動(dòng)命令應(yīng)為高電平，表示條件滿足可啟動(dòng)；若為低電平，則檢查DXM 34模塊及接線。

6）空壓機(jī)三相接觸器是否閉合。如圖6 所示，主壓縮機(jī)2 接觸器閉合反饋信號(hào)為高電平，則說明空壓機(jī)2成功啟動(dòng)，若不成功，則在低壓柜檢查主壓縮機(jī)2接觸器是否動(dòng)作，若有電不動(dòng)作則本身故障；若主壓縮機(jī)2 接觸器動(dòng)作，則檢查空壓機(jī)電機(jī)接線盒內(nèi)接線和空壓機(jī)電機(jī)狀態(tài)。

3 結(jié)束語(yǔ)

本文闡述的空壓機(jī)啟動(dòng)原理和故障分析方法可以為HXD1C 機(jī)車故障查找提供一定的參考。在掌握了機(jī)車控制原理的前提下，檢修人員應(yīng)當(dāng)熟練運(yùn)用prj7200數(shù)據(jù)處理軟件來分析機(jī)車實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)，以便快速定位故障處所，提高故障處理效率。