專利名稱：一種列車供電控制系統(tǒng)測試裝置及其方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種供電控制系統(tǒng)測試裝置及其方法，尤其是涉及一種應(yīng)用于鐵路列車車輛的供電控制系統(tǒng)測試裝置及其方法。
背景技術(shù)：
列車供電柜是客運(yùn)電力機(jī)車上的一種變流裝置，它可將額定單相交流860V整流成直流DC600V輸出，為旅客列車的空調(diào)、通風(fēng)機(jī)、照明等設(shè)備提供工作電源。目前，我國鐵道部為促進(jìn)鐵路節(jié)能降耗、提高運(yùn)輸效益，大規(guī)模取消發(fā)電車，推廣電力機(jī)車的DC600V列車供電柜。電力機(jī)車列車供電柜已在包括交直電力機(jī)車(SS7C/SS7D/SS7E/SS8/SS9/SS9G等)和交流傳動電力機(jī)車(HXD3C/HXD3D)等電力機(jī)車上大規(guī)模使用。而作為列車供電柜的核心控制部件一列車供電控制系統(tǒng)，擔(dān)負(fù)著列車供電柜的相控控制、系統(tǒng)保護(hù)、對外通訊等諸多功能。列車供電控制系統(tǒng)的可靠性，直接影響了電力機(jī)車列車供電柜的運(yùn)行質(zhì)量，并關(guān)系著之后旅客列車空調(diào)、通風(fēng)機(jī)、照明等負(fù)載的運(yùn)行，對旅客乘車的舒適性影響較大。在現(xiàn)有技術(shù)中，主要有以下幾篇文獻(xiàn)涉及到列車供電控制系統(tǒng)的技術(shù)實(shí)現(xiàn)方案。

現(xiàn)有技術(shù)I為本申請人株洲南車時(shí)代電氣股份有限公司于2011年11月17日申請，并于2012年07月11日公開，公開號為CN102570585A的中國發(fā)明專利申請《一種HXD3C型電力機(jī)車列車供電控制方法、裝置和系統(tǒng)》。該發(fā)明公開了一種HXD3C型電力機(jī)車列車供電控制方法、裝置和系統(tǒng)，裝置包括:用于HXD3C型電力機(jī)車列車供電控制裝置，列車供電控制裝置包括:兩套相同的供電控制子系統(tǒng)，以其中一套供電控制子系統(tǒng)上電進(jìn)行當(dāng)前所述電力機(jī)車列車供電系統(tǒng)控制，兩個(gè)子系統(tǒng)通過轉(zhuǎn)換控制單元連接。供電控制子系統(tǒng)均包括:利用背板插接及總線通訊的供電控制單元、脈沖分配單元和數(shù)字入出IO單元。供電控制子系統(tǒng)的供電控制單元、脈沖分配單元和數(shù)字入出IO單元，通過背板插接及總線通訊，實(shí)現(xiàn)了數(shù)字量的采集和處理，提高了裝置的集成度。插接線的布局由背板實(shí)現(xiàn)而不再依賴于人工對各部件的出入口單獨(dú)安裝，達(dá)到提高供電控制可靠性的技術(shù)效果?，F(xiàn)有技術(shù)2為本申請人株洲南車時(shí)代電氣股份有限公司于2011年11月17日申請，并于2012年07月11日公開，公開號為CN102555811A的中國發(fā)明專利申請《一種電力機(jī)車列車供電控制方法、裝置和系統(tǒng)》。該發(fā)明公開了一種電力機(jī)車列車供電控制方法、裝置和系統(tǒng)，裝置包括:結(jié)構(gòu)及功能相同的主供電控制子系統(tǒng)和輔供電控制子系統(tǒng)，兩個(gè)子系統(tǒng)通過轉(zhuǎn)換控制單元連接。方法包括:主供電控制子系統(tǒng)進(jìn)行當(dāng)前電力機(jī)車列車供電系統(tǒng)控制；輔供電控制子系統(tǒng)同時(shí)上電運(yùn)行；當(dāng)主供電控制子系統(tǒng)的供電控制單元檢測到主供電控制子系統(tǒng)故障信息時(shí)，轉(zhuǎn)換控制單元根據(jù)故障信息生成供電允許控制轉(zhuǎn)換指令，指示輔供電控制子系統(tǒng)進(jìn)行當(dāng)前電力機(jī)車列車供電系統(tǒng)的控制。解決了現(xiàn)有技術(shù)中人工切換延誤系統(tǒng)恢復(fù)時(shí)間及由于轉(zhuǎn)換開關(guān)和列車供電柜布置連線增加故障點(diǎn)的問題?，F(xiàn)有技術(shù)3為本申請人株洲南車時(shí)代電氣股份有限公司于2011年11月24日申請，并于2012年04月18日公開，公開號為CN102416959A的中國發(fā)明專利申請《交流傳動電力機(jī)車列車供電控制方法、裝置和系統(tǒng)》。該發(fā)明公開了一種交流傳動電力機(jī)車列車供電控制方法、裝置和系統(tǒng)，裝置包括:相同的第一供電控制子系統(tǒng)和第二供電控制子系統(tǒng)，第一供電控制子系統(tǒng)上電進(jìn)行當(dāng)前所述電力機(jī)車列車供電系統(tǒng)控制，兩個(gè)子系統(tǒng)通過轉(zhuǎn)換控制單元連接；供電控制子系統(tǒng)均包括:供電控制單元、脈沖分配單元和MVB板；第一供電控制子系統(tǒng)的供電控制單元采集并處理由MVB板通過MVB總線接收并轉(zhuǎn)換后的供電柜和客車用電設(shè)備數(shù)字量信號及模擬信號。通過整合在供電控制裝置的MVB板及MVB總線數(shù)據(jù)獲取形式，與冷備轉(zhuǎn)換控制結(jié)合及時(shí)獲知電力機(jī)車集中控制終端相關(guān)部件、另一子系統(tǒng)和/或客車設(shè)備狀態(tài)，如出現(xiàn)故障時(shí)做出反應(yīng)，從而提高供電控制的可靠性。目前，各鐵路局下屬機(jī)務(wù)段對列車供電控制系統(tǒng)的測試方法是采取與列車供電柜一起捆綁測試，即安排被測試的客運(yùn)電力機(jī)車放置到指定鐵路股道，把機(jī)車上列車供電柜對外輸出接口與地面的負(fù)載試驗(yàn)臺相連，分別在25% (IOOkff),50% (200kW)、75% (300kW)、100% (400kW)負(fù)載狀態(tài)下進(jìn)行負(fù)荷試驗(yàn)，檢查列車供電柜輸出電壓是否滿足DC600V±30V。通過列車供電柜的整體性能試驗(yàn)，間接地驗(yàn)證列車供電控制系統(tǒng)的完好性。因此，現(xiàn)有的測試方法存在以下缺點(diǎn):
(1)現(xiàn)有列車供電控制系統(tǒng)的測試項(xiàng)目不夠完整，特別是保護(hù)功能和邏輯功能測試無法實(shí)現(xiàn)；
(2)現(xiàn)有技術(shù)中的列車供電柜負(fù)載試驗(yàn)臺的成本較高，單臺售價(jià)基本在70萬-100萬左右，每個(gè)機(jī)務(wù)段基本只能配置1-2臺；
(3)現(xiàn)有技術(shù)中的列車供電柜一次負(fù)載測試約需2個(gè)小時(shí)，耗電500度，測試成本較高，測試效率較低，且不支持連續(xù)測試；
(4)現(xiàn)有技術(shù)中由于需要把被測試機(jī)車放置到指定鐵路股道，從而對機(jī)車調(diào)度存在一定影響。因此，為了進(jìn)一步提高列車供電控制系統(tǒng)的運(yùn)行可靠性，各鐵路局急需一種新的測試裝置及其方法對該列車供電控制系統(tǒng)進(jìn)行定期檢查和測試。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種列車供電控制系統(tǒng)測試裝置及其方法，該測試裝置及其方法測試項(xiàng)目完整、兼容性好、測試方便快捷，能夠?qū)α熊嚬╇娍刂葡到y(tǒng)定期檢查和測試，提高了列車供電控制系統(tǒng)的運(yùn)行可靠性。為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明具體提供了一種列車供電控制系統(tǒng)測試裝置及其方法的技術(shù)實(shí)現(xiàn)方案，一種列車供電控制系統(tǒng)測試裝置，包括:測試機(jī)箱、控制計(jì)算機(jī)和AC/DC電源。外接交流電源經(jīng)過AC/DC電源為測試機(jī)箱提供直流電源，測試機(jī)箱與控制計(jì)算機(jī)相連。測試機(jī)箱采集外部的列車供電控制系統(tǒng)的輸出信號，將數(shù)據(jù)傳送給控制計(jì)算機(jī)進(jìn)行計(jì)算和顯示?？刂朴?jì)算機(jī)根據(jù)當(dāng)前列車供電控制系統(tǒng)的工作狀態(tài)以及測試要求實(shí)時(shí)運(yùn)行列車供電控制系統(tǒng)的測試模型，控制計(jì)算機(jī)向測試機(jī)箱下達(dá)操作指令，并輸出相應(yīng)的測試信號至列車供電控制系統(tǒng)。本發(fā)明具體提供了一種列車供電控制系統(tǒng)測試裝置的技術(shù)實(shí)現(xiàn)方案，控制計(jì)算機(jī)接收測試機(jī)箱發(fā)送的狀態(tài)信息，完成列車供電控制系統(tǒng)仿真模型的計(jì)算，并向測試機(jī)箱下達(dá)操作指令。控制計(jì)算機(jī)接收試驗(yàn)人員的操作指令，同時(shí)在測試過程中，向顯示終端輸出信息進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示?？刂朴?jì)算機(jī)記錄列車供電控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，形成文件并保存，同時(shí)通過打印或USB轉(zhuǎn)儲輸出。本發(fā)明具體提供了一種列車供電控制系統(tǒng)測試裝置的技術(shù)實(shí)現(xiàn)方案，在測試過程中，控制計(jì)算機(jī)將包括手工輸入控制指令和參數(shù)設(shè)置信息、列車供電控制系統(tǒng)的輸出信號、控制計(jì)算機(jī)的計(jì)算結(jié)果或測試結(jié)果在內(nèi)的信息通過輸出至顯示終端進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示。本發(fā)明具體提供了一種列車供電控制系統(tǒng)測試裝置的技術(shù)實(shí)現(xiàn)方案，測試機(jī)箱進(jìn)一步包括主控單元、脈沖檢測單元、數(shù)字量信號輸入輸出單元、模擬量信號輸入輸出單元、電源和通訊單元。主控單元、脈沖檢測單元、數(shù)字量信號輸入輸出單元、模擬量信號輸入輸出單元和通訊單元之間通過內(nèi)部總線相連，電源為各單元提供工作電源。本發(fā)明具體提供了一種列車供電控制系統(tǒng)測試裝置的技術(shù)實(shí)現(xiàn)方案，主控單元管理內(nèi)部總線，通過內(nèi)部總線與脈沖檢測單元、數(shù)字量信號輸入輸出單元、模擬量信號輸入輸出單元和通訊單元交換數(shù)據(jù)，通過以太網(wǎng)電纜與控制計(jì)算機(jī)進(jìn)行通訊，并控制多路模擬量和數(shù)字量輸入信號的采集。本發(fā)明具體提供了一種列車供電控制系統(tǒng)測試裝置的技術(shù)實(shí)現(xiàn)方案，數(shù)字量信號輸入輸出單元包括不少于16路的數(shù)字量輸出通道和不少于2路的DCllOV信號的數(shù)字量輸入通道，同時(shí)通過內(nèi)部總線與主控單元進(jìn)行通訊。本發(fā)明具體提供了一種列車供電控制系統(tǒng)測試裝置的技術(shù)實(shí)現(xiàn)方案，脈沖檢測單元包括脈沖檢測通道和同步信號檢測處理通道。測試裝置的脈沖檢測通道和同步信號檢測處理通道與列車供電控制系統(tǒng)相連，測試裝置通過同步信號檢測，獲得周期性的起始點(diǎn)信號，并與脈沖檢測通道的脈沖信號進(jìn)行比較，得到列車供電控制系統(tǒng)的實(shí)時(shí)開放角度?？刂朴?jì)算機(jī)在得到實(shí)時(shí)開放角度后，根據(jù)仿真模型推算和模擬出整個(gè)列車供電控制系統(tǒng)的輸出電壓和輸出電流。脈沖檢測單元同時(shí)通過內(nèi)部總線與主控單元進(jìn)行通訊。本發(fā)明具體提供了一種列車供電控制系統(tǒng)測試裝置的技術(shù)實(shí)現(xiàn)方案，模擬量信號輸入輸出單元產(chǎn)生不少于2路頻率O IOOHz、峰值-10 IOV頻率和幅值可調(diào)的任意波形電壓信號。測試裝置輸出的電壓信號與列車供電控制系統(tǒng)相連，控制計(jì)算機(jī)在得到實(shí)時(shí)開放角度后，根據(jù)仿真模型推算和模擬出整個(gè)列車供電控制系統(tǒng)的輸出電壓、輸出電流，再控制測試機(jī)箱模擬輸出相應(yīng)的電壓、電流波形。模擬量信號輸入輸出單元同時(shí)通過內(nèi)部總線與主控單元進(jìn)行通訊。本發(fā)明具體提供了一種列車供電控制系統(tǒng)測試裝置的技術(shù)實(shí)現(xiàn)方案，通訊單元實(shí)現(xiàn)RS485通訊、HDLC通訊、MVB通訊和內(nèi)部總線通訊。本發(fā)明具體提供了一種列車供電控制系統(tǒng)測試裝置的技術(shù)實(shí)現(xiàn)方案，AC/DC電源輸入輸出兩路直流IlOV電壓信號，分別對測試機(jī)箱和列車供電控制系統(tǒng)進(jìn)行供電。本發(fā)明具體提供了一種列車供電控制系統(tǒng)測試裝置的技術(shù)實(shí)現(xiàn)方案，模擬量信號輸入輸出單元進(jìn)一步包括模擬電流信號輸入輸出單元和流壓源。模擬電流信號輸入輸出單元向列車供電控制系統(tǒng)輸出模擬量電流信號，模擬電流信號輸入輸出單元與流壓源相連，模擬電流信號輸入輸出單元通過流壓源將模擬量電流信號轉(zhuǎn)變?yōu)槟M量電壓信號，并將模擬量電壓信號輸出至列車供電控制系統(tǒng)。本發(fā)明還另外具體提供了一種列車供電控制系統(tǒng)測試方法的技術(shù)實(shí)現(xiàn)方案，一種列車供電控制系統(tǒng)測試方法，包括以下步驟:
SlOl:測試機(jī)箱采集外部的列車供電控制系統(tǒng)的輸出信號，將數(shù)據(jù)傳送給控制計(jì)算機(jī)進(jìn)行計(jì)算和顯示；
S102:控制計(jì)算機(jī)接收測試機(jī)箱發(fā)送的狀態(tài)信息，控制計(jì)算機(jī)根據(jù)當(dāng)前列車供電控制系統(tǒng)的工作狀態(tài)以及測試要求實(shí)時(shí)運(yùn)行列車供電控制系統(tǒng)的測試模型，并完成列車供電控制系統(tǒng)仿真模型的計(jì)算；
S103:控制計(jì)算機(jī)向測試機(jī)箱下達(dá)操作指令，并輸出相應(yīng)的測試信號至列車供電控制系統(tǒng)。作為本發(fā)明一種列車供電控制系統(tǒng)測試方法技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，在整個(gè)測試過程中，控制計(jì)算機(jī)接收試驗(yàn)人員的操作指令，同時(shí)向顯示終端輸出信息進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示?？刂朴?jì)算機(jī)記錄列車供電控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，形成文件并保存，同時(shí)通過打印或USB轉(zhuǎn)儲進(jìn)行輸出。作為本發(fā)明一種列車供電控制系統(tǒng)測試方法技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，在整個(gè)測試過程中，控制計(jì)算機(jī)將包括手工輸入控制指令和參數(shù)設(shè)置信息、列車供電控制系統(tǒng)的輸出信號、控制計(jì)算機(jī)的計(jì)算結(jié)果或測試結(jié)果在內(nèi)的信息通過輸出至顯示終端進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示。作為本發(fā)明一種列車供電控制系統(tǒng)測試方法技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，列車供電控制系統(tǒng)的工作狀態(tài)分為待機(jī)、正常工作、保護(hù)停機(jī)三種情況，控制計(jì)算機(jī)對以下三種情況進(jìn)行測試:
(A)待機(jī)狀態(tài):在相關(guān)控制信號未送達(dá)列車供電控制系統(tǒng)時(shí)，列車供電控制系統(tǒng)處于正常待機(jī)狀態(tài)，并使整個(gè)列車供電系統(tǒng)處于正常等待、停止工作狀態(tài)；
(B)正常工作狀態(tài):在相關(guān)控制信號送達(dá)列車供電控制系統(tǒng)時(shí)，且列車供電控制系統(tǒng)檢查無系統(tǒng)故障的情況下，使整個(gè)列車供電系統(tǒng)處于正常工作的狀態(tài)；
(C)保護(hù)停機(jī)狀態(tài):在列車供電系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，列車供電控制系統(tǒng)根據(jù)故障情況和故障等級使列車供電系統(tǒng)處于停止工作的狀態(tài)。作為本發(fā)明一種列車供電控制系統(tǒng)測試方法技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，測試模型為使列車供電控制系統(tǒng)測試時(shí)分別處于待機(jī)狀態(tài)、正常工作狀態(tài)和保護(hù)停機(jī)狀態(tài)時(shí)構(gòu)建的模擬列車供電系統(tǒng)日常運(yùn)用出現(xiàn)的各種工作情況的模型。作為本發(fā)明一種列車供電控制系統(tǒng)測試方法技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，控制指令為控制計(jì)算機(jī)通過以太網(wǎng)通訊方式控制測試機(jī)箱向列車供電控制系統(tǒng)發(fā)出或封鎖IlOV數(shù)字量信號，以及給出大小不同的模擬電壓和電流信號。作為本發(fā)明一種列車供電控制系統(tǒng)測試方法技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，步驟S102進(jìn)一步包括脈沖檢測過程，該過程包括測試裝置通過同步信號檢測，獲得周期性的起始點(diǎn)信號，并與脈沖檢測通道的脈沖信號進(jìn)行比較，得到列車供電控制系統(tǒng)的實(shí)時(shí)開放角度?？刂朴?jì)算機(jī)在得到實(shí)時(shí)開放角度后，根據(jù)仿真模型推算和模擬出整個(gè)列車供電控制系統(tǒng)的輸出電壓和輸出電流。作為本發(fā)明一種列車供電控制系統(tǒng)測試方法技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，步驟S102進(jìn)一步包括模擬量信號輸入輸出過程，該過程包括控制計(jì)算機(jī)在得到實(shí)時(shí)開放角度后，根據(jù)仿真模型推算和模擬出整個(gè)列車供電控制系統(tǒng)的輸出電壓、輸出電流，再控制測試機(jī)箱模擬輸出相應(yīng)的電壓、電流波形。通過實(shí)施上述本發(fā)明一種列車供電控制系統(tǒng)測試裝置及其方法的技術(shù)方案，具有以下技術(shù)效果: (1)本發(fā)明對列車供電控制系統(tǒng)的測試項(xiàng)目較為完整，閉環(huán)測試、保護(hù)功能及保護(hù)參數(shù)測試、邏輯功能測試、對外通訊測試等均可以實(shí)現(xiàn)；
(2)本發(fā)明采用模塊化的設(shè)計(jì)思想，可方便地測試不同型號的列車供電控制系統(tǒng)，兼容性較好；
(3)本發(fā)明單臺列車供電控制系統(tǒng)測試裝置的價(jià)格較低，僅需20萬左右，有效地節(jié)約了測試的成本；
(4)本發(fā)明對單個(gè)列車供電控制系統(tǒng)進(jìn)行測試的周期僅需I個(gè)小時(shí)，可支持多臺連續(xù)測試，測試耗電較少，每次僅需幾度電；
(5)本發(fā)明中的列車供電控制系統(tǒng)可單獨(dú)拆卸到地面測試，不影響機(jī)車調(diào)度。


為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1是現(xiàn)有技術(shù)交直型電力機(jī)車列車供電控制裝置的外部結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是現(xiàn)有技術(shù)交直型電力機(jī)車列車供電控制裝置的結(jié)構(gòu)功能示意圖。圖3是現(xiàn)有技術(shù)交流傳動電力機(jī)車列車供電控制系統(tǒng)的系統(tǒng)控制原理示意圖。圖4是現(xiàn)有技術(shù)交流傳動電力機(jī)車列車供電控制系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖。圖5是本發(fā)明列車供電控制系統(tǒng)測試裝置一種具體實(shí)施方式
的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖。圖6是本發(fā)明列車供電控制系統(tǒng)測試裝置一種具體實(shí)施方式
測試機(jī)箱的結(jié)構(gòu)框圖。圖7是本發(fā)明列車供電控制系統(tǒng)測試裝置一種具體實(shí)施方式
的外部接口示意圖。圖8是本發(fā)明列車供電控制系統(tǒng)測試裝置一種具體實(shí)施方式
的信號流向示意圖。圖9是本發(fā)明列車供電控制系統(tǒng)測試裝置一種具體實(shí)施方式
的接口連接示意圖。圖中:1-列車供電控制系統(tǒng)測試裝置，2-測試機(jī)箱，3-控制計(jì)算機(jī)，4-AC/DC電源，5-列車供電控制系統(tǒng)，21-主控單元，22-脈沖檢測單元，23-數(shù)字量信號輸入輸出單元，24-模擬量信號輸入輸出單元，25-電源，26-通訊單元，241-模擬電流信號輸入輸出單元，242-流壓源。
具體實(shí)施例方式下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明的一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。如附圖5至附圖9所示，給出了本發(fā)明一種列車供電控制系統(tǒng)測試裝置及其方法的具體實(shí)施例，下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。目前，各鐵路局負(fù)責(zé)牽引旅客列車的客運(yùn)電力機(jī)車主要分為交直電力機(jī)車和交流傳動電力機(jī)車，因此相應(yīng)的列車供電控制系統(tǒng)主要分為兩種: 第一種為交直電力機(jī)車列車供電控制系統(tǒng)。交直型電力機(jī)車列車供電控制裝置在原理上大同小異，都是采用I個(gè)集中式供電控制系統(tǒng)控制2路獨(dú)立供電回路。各種不同的供電控制裝置差別僅在于結(jié)構(gòu)和接口方面不同。以SS9G電力機(jī)車使用的TPZ30A型列車供電控制裝置為例，該裝置參考《旅客列車DC600V列車供電系統(tǒng)技術(shù)條件》(TB/T3063-2002)使用標(biāo)準(zhǔn)，整柜工作環(huán)境條件和各項(xiàng)試驗(yàn)符合TB/T 3021-2001《鐵道機(jī)車車輛電子裝置》標(biāo)準(zhǔn)要求。主要功能包括恒壓限流、顯示屏通信、記錄診斷、3G通信等。保護(hù)功能主要有DC600V過壓、過載及接地等故障的檢測與保護(hù)。
如附圖1所示，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面，交直型電力機(jī)車列車供電控制裝置的機(jī)箱結(jié)構(gòu)采用了 60R的6U定制標(biāo)準(zhǔn)插箱結(jié)構(gòu)，包含功能完全相同的A、B兩組控制系統(tǒng)且相互獨(dú)立，可以任選一組工作，故提高了整車的可靠性。對外接口采用12芯與40芯的航空插頭，連接可靠。目前應(yīng)用廣泛的TPZ30A型列車供電控制裝置內(nèi)插件的數(shù)量主要有:輸入輸出插件2個(gè)，供電控制插件4個(gè)，開關(guān)電源插件2個(gè)，轉(zhuǎn)換控制插件I個(gè)、記錄診斷插件I個(gè)和附加調(diào)節(jié)插件I個(gè)。如附圖2所示，TPZ30A型列車供電控制裝置的供電控制插件采用80C196KC20單片機(jī)微機(jī)控制，采用軟件和調(diào)節(jié)器實(shí)現(xiàn)恒壓限流控制。當(dāng)有網(wǎng)壓異常、DC600V過壓、過載及接地等故障時(shí)，能作實(shí)時(shí)的故障檢測及保護(hù)。該系統(tǒng)與機(jī)車顯示屏進(jìn)行通訊，能將電壓電流信號、各種故障信號傳送給顯示屏進(jìn)行顯示。其記錄診斷插件以0.2ms為周期高速采集DC600V所有信號，包括A/B組、供電允許、交流接觸器合、接地、合接觸器、供電故障等數(shù)字量、整流橋脈沖與網(wǎng)壓、電壓、電流、接地電壓等模擬量，以Is為周期不間斷壓縮記錄DC600V電壓、電流。便攜機(jī)可通過480Mbit/s高速USB2.0與記錄診斷插件通訊,通過便攜機(jī)實(shí)時(shí)監(jiān)測記錄數(shù)字量、脈沖、模擬量。第二種為交流傳動電力機(jī)車列車供電控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)參考《旅客列車DC600V列車供電系統(tǒng)技術(shù)條件》(TB/T3063-2002)使用標(biāo)準(zhǔn)，整柜工作環(huán)境條件和各項(xiàng)試驗(yàn)符合TB/T 3021-2001《鐵道機(jī)車車輛電子裝置》標(biāo)準(zhǔn)要求。主要實(shí)現(xiàn)功能包括:恒壓限流、顯示屏通信、記錄診斷等。實(shí)現(xiàn)保護(hù)功能主要有:DC600V過壓、過載及接地等故障的檢測與保護(hù)。以目前廣泛應(yīng)用的HXD3C電力機(jī)車列車供電控制裝置為例，該裝置安裝在HXD3C電力機(jī)車列車供電柜的上部。機(jī)箱內(nèi)主要安裝各類控制插件，各插件間的信號傳遞采用背板連接。供電控制裝置采用5.08系列、高6U、長60R (R=5.08mm)的定制機(jī)箱，上部擴(kuò)展對外連接插座、轉(zhuǎn)換開關(guān)、隔離開關(guān)等。機(jī)箱內(nèi)部安裝6U標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)插件，除開關(guān)電源插件面板寬度為12R (R=5.08mm)外，其余插件均為4R。HXD3C電力機(jī)車列車供電控制裝置內(nèi)插件的數(shù)量主要有:輸入輸出插件2個(gè)，供電控制插件2個(gè)，脈沖分配插件2個(gè)、轉(zhuǎn)換控制插件2個(gè)、背板插件I個(gè)和開關(guān)電源插件2個(gè)。如附圖3所示，HXD3C電力機(jī)車列車供電控制裝置采用冷備份冗余，由2組功能完全一致的控制系統(tǒng)組成。HXD3C電力機(jī)車列車供電控制裝置中各插件間的信號連接通過背板方式實(shí)現(xiàn)，信息交換如附圖4所示。列車供電柜/客車的DCllOV數(shù)字量信號從數(shù)字入出板輸入，經(jīng)數(shù)字入出板的110V/5V電平轉(zhuǎn)換后送入可編程邏輯器件，其再通過背板AMS總線傳送給供電控制板實(shí)現(xiàn)相關(guān)的邏輯控制。供電控制板采用了 DSP+ARM雙CPU架構(gòu)，DSP完成AMS總線管理、AMS總線上各插件的數(shù)據(jù)交換以及特性、參數(shù)保護(hù)等控制功能，ARM完成人機(jī)接口等功能；板內(nèi)配置高精度、高速率AD芯片。板內(nèi)邏輯及外圍信號的采集與預(yù)處理由FPGA控制管理，將模擬量信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號、從總線獲取其他數(shù)字量信息給控制軟件，然后由控制軟件完成控制功能。供電控制板的對外控制數(shù)字開關(guān)量通過背板AMS總線送至數(shù)字入出板的可編程邏輯器件輸出，并經(jīng)數(shù)字入出板完成5V/110V電平轉(zhuǎn)換后輸出驅(qū)動相關(guān)的繼電器。脈沖分配板根據(jù)供電控制板的特性等形成的移相電平轉(zhuǎn)換成晶閘管的順序觸發(fā)脈沖信號，經(jīng)脈沖放大后驅(qū)動供電系統(tǒng)的單相半控整流橋。脈沖分配板主要由兩部分組成:可編程的邏輯器件及其外圍電路、脈沖放大電路。FPGA及其外圍電路實(shí)現(xiàn)與AMS總線的接口及對同步信號進(jìn)行濾波、形成與脈沖相關(guān)控制信號、同時(shí)用編程的方式實(shí)現(xiàn)脈沖的形成與分配。轉(zhuǎn)換控制板是為完成系統(tǒng)冷備份冗余而專門設(shè)計(jì)的。在系統(tǒng)進(jìn)行冗余切換時(shí)，將外部傳感器的電源、脈沖輸出等進(jìn)行相應(yīng)切換。另外轉(zhuǎn)換控制還完成了部分模擬信號(傳感器類)的Ι/υ轉(zhuǎn)換等功能。作為HXD3C電力機(jī)車列車供電控制裝置的一個(gè)組件，在控制裝置為A、B組冗余設(shè)計(jì)下，背板能夠?qū)崿F(xiàn)每組內(nèi)部信號連接和A、B組之間的各種信號如電源及地、總線信號、脈沖信號等的連接，滿足各插件的各種功能要求。HXD3C電力機(jī)車列車供電控制裝置可實(shí)現(xiàn)以下功能:
列車供電控制裝置根據(jù)外部的邏輯信號，開放或者封鎖整個(gè)列車供電柜。相比以前的交直型電力機(jī)車列車供電控制裝置，由于引入了更多的邏輯信號，因此可以更好地實(shí)現(xiàn)列車供電柜的保護(hù)。(2)集中控制功能
列車供電控制裝置具備確保機(jī)車向客車安全供電的集中控制功能，即控制裝置在確認(rèn)客車電源工作正常、已發(fā)出供電申請信號的情況下，機(jī)車向客車發(fā)送供電允許信號，同時(shí)延時(shí)啟動DC600V輸出。相比以前的交直型電力機(jī)車列車供電控制裝置，該功能是新增功能。(3)相控整流功能
列車供電控制裝置根據(jù)電壓反饋信號、電流反饋信號、網(wǎng)壓同步信號進(jìn)行內(nèi)部的運(yùn)算和調(diào)節(jié)控制，產(chǎn)生相應(yīng)的移相電平。同時(shí)要求列車供電控制裝置具有軟啟動功能，輸出電壓上升率不大于500V/ms。(4)脈沖形成和放大功能
列車供電控制裝置根據(jù)移相電平生成相應(yīng)的脈沖列，并將脈沖列進(jìn)行脈沖放大送往脈沖盒，實(shí)現(xiàn)DC600V的輸出。相比以前的交直型電力機(jī)車列車供電控制裝置，該裝置的脈沖形成功能采用可編程邏輯器件實(shí)現(xiàn)，配置靈活，實(shí)現(xiàn)精度高。該裝置的脈沖放大電路也進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)，采用了光耦+驅(qū)動器2級隔離，主電路對控制裝置干擾減少。(5)保護(hù)功能
列車供電控制裝置可實(shí)現(xiàn)直流過壓、直流過流、直流接地、過熱保護(hù)功能。(6)通訊功能
列車供電控制裝置通過RS485與SHCM模塊交換列車供電柜的狀態(tài)信息，如輸出電壓、輸出半電壓、輸出電流、各種開關(guān)器件的狀態(tài)信息、列車供電故障信息等。相比以前的交直型電力機(jī)車列車供電控制裝置，該裝置的通訊內(nèi)容大大增加。(7)故障切除功能列車供電控制裝置在主電路發(fā)生接地故障或者集控器發(fā)生故障時(shí)，提供了相應(yīng)的隔離開關(guān)。相比以前的交直型電力機(jī)車列車供電控制裝置，該裝置多增加了一個(gè)集控隔離開關(guān)。(8)記錄診斷功能
列車供電控制裝置可實(shí)現(xiàn)列車供電的故障記錄和診斷。相比以前的交直型電力機(jī)車列車供電控制裝置，該裝置新增了 U盤下載程序、故障記錄、在線調(diào)試功能。在前述對兩種不同列車供電控制系統(tǒng)進(jìn)行介紹的基礎(chǔ)上，下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明列車供電控制系統(tǒng)測試裝置及其方法作進(jìn)一步的說明。分析列車供電控制系統(tǒng)5的工作原理及運(yùn)行特點(diǎn)，基于被測設(shè)備的技術(shù)狀況和現(xiàn)場應(yīng)用的需求，可采取系統(tǒng)仿真的手段來實(shí)現(xiàn)，即由控制計(jì)算機(jī)3按照列車供電控制系統(tǒng)運(yùn)行的仿真模型，模擬列車供電控制系統(tǒng)5的各種工作狀況以全面檢測設(shè)備的完好性。本發(fā)明列車供電控制系統(tǒng)測試裝置I與列車供電控制系統(tǒng)5相連，列車供電控制系統(tǒng)5又與列車供電系統(tǒng)相連，對列車供電系統(tǒng)進(jìn)行控制。在本發(fā)明列車供電控制系統(tǒng)測試裝置I的結(jié)構(gòu)組成上具體來說，測試機(jī)箱2采集被測的列車供電控制系統(tǒng)5的輸出信號，將數(shù)據(jù)傳送給控制計(jì)算機(jī)3進(jìn)行計(jì)算和顯示。如附圖5所示的一種列車供電控制系統(tǒng)測試裝置I的具體實(shí)施方式
，包括:測試機(jī)箱2、控制計(jì)算機(jī)3和AC/DC電源4。外接交流電源經(jīng)過AC/DC電源4為測試機(jī)箱2提供直流電源，測試機(jī)箱2與控制計(jì)算機(jī)3相連。測試機(jī)箱2采集外部的列車供電控制系統(tǒng)5的輸出信號，將數(shù)據(jù)傳送給控制計(jì)算機(jī)3進(jìn)行計(jì)算和顯示?？刂朴?jì)算機(jī)3根據(jù)當(dāng)前列車供電控制系統(tǒng)5的工作狀態(tài)以及測試要求實(shí)時(shí)運(yùn)行列車供電控制系統(tǒng)5的測試模型，控制計(jì)算機(jī)3向測試機(jī)箱2下達(dá)操作指令，并輸出相應(yīng)的測試信號至列車供電控制系統(tǒng)5。作為一種更加優(yōu)選的實(shí)施方式，AC/DC電源4輸入輸出兩路直流IlOV電壓信號，分別對測試機(jī)箱2和列車供電控制系統(tǒng)5進(jìn)行供電。如附圖9所示，作為被測設(shè)備的列車供電控制系統(tǒng)5通過測試電纜(對外插座CZ2-CZ9)與本發(fā)明列車供電控制系統(tǒng)測試裝置I連接，該電纜不僅用于信號傳輸，還用來匹配列車供電控制系統(tǒng)測試裝置I與列車供電控制系統(tǒng)5間的電氣接口，包括多個(gè)IIOV數(shù)字量輸入信號、IlOV數(shù)字量輸出信號、電壓模擬信號、電流模擬信號等。列車供電控制系統(tǒng)測試裝置I臺體內(nèi)的控制計(jì)算機(jī)3與測試機(jī)箱2之間采用以太網(wǎng)連接，控制計(jì)算機(jī)3根據(jù)各種模擬工況通知測試機(jī)箱2實(shí)時(shí)開放或者封鎖IlOV數(shù)字量信號、調(diào)整各模擬信號大小等，以驗(yàn)證列車供電5在各種工作情況下是否能夠正常穩(wěn)定工作?？刂朴?jì)算機(jī)3接收測試機(jī)箱2發(fā)送的狀態(tài)信息，完成列車供電控制系統(tǒng)5仿真模型的計(jì)算，并向測試機(jī)箱2下達(dá)操作指令。控制計(jì)算機(jī)3接收試驗(yàn)人員的操作指令，同時(shí)在測試過程中，向顯示終端輸出信息進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示?？刂朴?jì)算機(jī)3記錄列車供電控制系統(tǒng)5的數(shù)據(jù)，形成文件并保存，同時(shí)通過打印或USB轉(zhuǎn)儲輸出。在測試過程中，控制計(jì)算機(jī)3將包括手工輸入控制指令和參數(shù)設(shè)置信息、列車供電控制系統(tǒng)5的輸出信號、控制計(jì)算機(jī)3的計(jì)算結(jié)果或測試結(jié)果在內(nèi)的信息通過輸出至顯示終端進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示?？刂朴?jì)算機(jī)3可以進(jìn)一步采用工控機(jī)、普通個(gè)人計(jì)算機(jī)、筆記本電腦或者其它嵌入式設(shè)備。如附圖6所示，測試機(jī)箱2進(jìn)一步包括主控單元21、脈沖檢測單元22、數(shù)字量信號輸入輸出單兀23、模擬量信號輸入輸出單兀24、電源25和通訊單兀26。主控單兀21、脈沖檢測單元22、數(shù)字量信號輸入輸出單元23、模擬量信號輸入輸出單元24和通訊單元26之間通過內(nèi)部總線相連，電源25為各單元提供工作電源。如附圖7所示為本發(fā)明列車供電控制系統(tǒng)測試裝置一種具體實(shí)施方式
的外部接口示意圖。在該實(shí)施方式中，具體包括一路對應(yīng)于電源25的開關(guān)電源接口、對應(yīng)于數(shù)字量信號輸入輸出單元23的兩路數(shù)字入出接口和一路數(shù)字入出預(yù)留接口、對應(yīng)于通訊單元26的一路通訊板接口、對應(yīng)于脈沖檢測單元22的兩路脈沖檢測接口、對應(yīng)于模擬量信號輸入輸出單元24的兩路模擬輸出接口和一路模擬輸出預(yù)留接口、對應(yīng)于流壓源242的兩路流壓源接口和一路流壓源預(yù)留接口。主控單元21管理內(nèi)部總線，通過內(nèi)部總線與脈沖檢測單元22、數(shù)字量信號輸入輸出單元23、模擬量信號輸入輸出單元24和通訊單元26交換數(shù)據(jù)，通過以太網(wǎng)電纜與控制計(jì)算機(jī)進(jìn)行通訊，并控制多路模擬量和數(shù)字量輸入信號的采集。數(shù)字量信號輸入輸出單元23包括不少于16路的數(shù)字量輸出通道和不少于2路的DCllOV信號的數(shù)字量輸入通道，同時(shí)通過內(nèi)部總線與主控單元21進(jìn)行通訊。在一種典型的實(shí)施方式中，如附圖8所示，數(shù)字量信號輸入輸出單元23的輸入輸出信號具體包括:數(shù)字量輸入信號和數(shù)字量輸出信號。數(shù)字量輸入信號包括但不限于列車供電控制系統(tǒng)5輸出的供電允許信號和合接觸器信號；數(shù)字量輸出信號包括但不限于輸入至列車供電控制系統(tǒng)5的接地隔離信號、集控隔離信號、供電鑰匙信號、溫度繼電器I信號、溫度繼電器2信號、列控識別信號、接觸器狀態(tài)信號、隔離閘刀I信號、隔離閘刀2信號、快速熔斷器信號、輔變正常信號、風(fēng)機(jī)聯(lián)鎖信號、供電申請新號、客車電源信號、合接觸器信號和供電允許信號。脈沖檢測單元22包括4路脈沖檢測通道和2路同步信號檢測處理通道，同時(shí)通過內(nèi)部總線與主控單元21進(jìn)行通訊。以附圖1為例，測試裝置的脈沖檢測通道和同步信號檢測處理通道與列車供電控制系統(tǒng)5的對外連接器“XS11/XS21”相連。測試裝置通過同步信號檢測，獲得周期性的起始點(diǎn)信號，并和脈沖檢測通道的脈沖信號進(jìn)行比較，得到列車供電控制系統(tǒng)5的實(shí)時(shí)開放角度?？刂朴?jì)算機(jī)3在得到實(shí)時(shí)開放角度后，根據(jù)仿真模型推算和模擬出整個(gè)列車供電控制系統(tǒng)5的輸出電壓、輸出電流。模擬量信號輸入輸出單元24產(chǎn)生不少于2路頻率O IOOHz、峰值-10 IOV的任意波形電壓信號，頻率和幅值可調(diào)，同時(shí)通過內(nèi)部總線與主控單元21進(jìn)行通訊。以附圖1為例，測試裝置輸出的電壓信號與列車供電控制系統(tǒng)5的對外連接器“XS11/XS21”相連?？刂朴?jì)算機(jī)3在得到實(shí)時(shí)開放角度后，根據(jù)仿真模型推算和模擬出整個(gè)列車供電控制系統(tǒng)5的輸出電壓、輸出電流，然后再控制測試機(jī)箱2模擬電壓傳感器和/或電流傳感器輸出相應(yīng)的電壓和/或電流波形。通訊單兀26 實(shí)現(xiàn) RS485 通訊、HDLC (High-level Data Link Control,高級數(shù)據(jù)鏈路控制)通訊、MVB (Multifunction Vehicle Bus,多功能車輛總線)通訊和內(nèi)部總線通τΗ ο模擬量信號輸入輸出單元24進(jìn)一步包括模擬電流信號輸入輸出單元241和流壓源242，模擬電流信號輸入輸出單元241向列車供電控制系統(tǒng)5輸出模擬量電流信號，模擬電流信號輸入輸出單元241與流壓源242相連。模擬電流信號輸入輸出單元241通過流壓源242將模擬量電流信號轉(zhuǎn)變?yōu)槟M量電壓信號，并將模擬量電壓信號輸出至列車供電控制系統(tǒng)5。一種列車供電控制系統(tǒng)測試方法的具體實(shí)施方式
，包括以下步驟:
SlOl:測試機(jī)箱2采集外部的列車供電控制系統(tǒng)5的輸出信號，將數(shù)據(jù)傳送給控制計(jì)算機(jī)3進(jìn)行計(jì)算和顯示； 5102:控制計(jì)算機(jī)3接收測試機(jī)箱2發(fā)送的狀態(tài)信息，控制計(jì)算機(jī)3根據(jù)當(dāng)前列車供電控制系統(tǒng)5的工作狀態(tài)以及測試要求實(shí)時(shí)運(yùn)行列車供電控制系統(tǒng)5的測試模型，并完成列車供電控制系統(tǒng)5仿真模型的計(jì)算；
5103:控制計(jì)算機(jī)3向測試機(jī)箱2下達(dá)操作指令，并輸出相應(yīng)的測試信號至列車供電控制系統(tǒng)5。在整個(gè)測試過程中，控制計(jì)算機(jī)3接收試驗(yàn)人員的操作指令，同時(shí)向顯示終端輸出信息進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示?？刂朴?jì)算機(jī)3記錄列車供電控制系統(tǒng)5的數(shù)據(jù)，形成文件并保存，同時(shí)通過打印或USB轉(zhuǎn)儲進(jìn)行輸出。在整個(gè)測試過程中，控制計(jì)算機(jī)3將包括手工輸入控制指令和參數(shù)設(shè)置信息、列車供電控制系統(tǒng)5的輸出信號、控制計(jì)算機(jī)3的計(jì)算結(jié)果或測試結(jié)果在內(nèi)的信息通過輸出至顯示終端進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示。列車供電控制系統(tǒng)5的工作狀態(tài)分為待機(jī)、正常工作、保護(hù)停機(jī)三種情況，控制計(jì)算機(jī)3根據(jù)測試要求分別模擬以上三種狀態(tài)出現(xiàn)的情況?？刂朴?jì)算機(jī)3分別對上述三種情況進(jìn)行如下測試:
(A)待機(jī)狀態(tài):在相關(guān)控制信號未送達(dá)列車供電控制系統(tǒng)5時(shí)，列車供電控制系統(tǒng)5處于正常待機(jī)狀態(tài)，并使整個(gè)列車供電系統(tǒng)處于正常等待、停止工作狀態(tài)；
(B)正常工作狀態(tài):在相關(guān)控制信號送達(dá)列車供電控制系統(tǒng)5時(shí)，且列車供電控制系統(tǒng)5檢查無系統(tǒng)故障的情況下，使整個(gè)列車供電系統(tǒng)處于正常工作的狀態(tài)；
(C)保護(hù)停機(jī)狀態(tài):在列車供電系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，列車供電控制系統(tǒng)5根據(jù)故障情況和故障等級使列車供電系統(tǒng)處于停止工作的狀態(tài)。測試模型為使列車供電控制系統(tǒng)5測試時(shí)分別處于待機(jī)狀態(tài)、正常工作狀態(tài)和保護(hù)停機(jī)狀態(tài)三種狀態(tài)時(shí)構(gòu)建的模擬列車供電系統(tǒng)日常運(yùn)用可能出現(xiàn)的各種工作情況的模型。由于控制計(jì)算機(jī)3不能直接給出列車供電控制系統(tǒng)5所需的IlOV數(shù)字量信號、模擬電壓、電流信號等，因此控制計(jì)算機(jī)3采用控制指令通過以太網(wǎng)通訊方式控制測試機(jī)箱2向列車供電控制系統(tǒng)5發(fā)出或封鎖IlOV數(shù)字量信號，以及給出大小不同的模擬電壓和電流信號。步驟S102進(jìn)一步包括脈沖檢測過程，該過程包括測試裝置通過同步信號檢測，獲得周期性的起始點(diǎn)信號，并與脈沖檢測通道的脈沖信號進(jìn)行比較，得到列車供電控制系統(tǒng)5的實(shí)時(shí)開放角度?？刂朴?jì)算機(jī)3在得到實(shí)時(shí)開放角度后，根據(jù)仿真模型推算和模擬出整個(gè)列車供電控制系統(tǒng)5的輸出電壓和輸出電流。步驟S102進(jìn)一步包括模擬量信號輸入輸出過程，該過程包括控制計(jì)算機(jī)3在得到實(shí)時(shí)開放角度后，根據(jù)仿真模型推算和模擬出整個(gè)列車供電控制系統(tǒng)5的輸出電壓、輸出電流，再控制測試機(jī)箱2模擬輸出相應(yīng)的電壓、電流波形。本發(fā)明技術(shù)方案對列車供電控制系統(tǒng)5的測試突破原有的測試方法，采取系統(tǒng)仿真的手段來實(shí)現(xiàn)，即控制計(jì)算機(jī)3按照列車供電控制系統(tǒng)5運(yùn)行的仿真模型，模擬列車供電控制系統(tǒng)5的各種工作狀況以全面檢測設(shè)備的完好性。列車供電控制系統(tǒng)測試裝置I采取測試機(jī)箱2+控制計(jì)算機(jī)3的架構(gòu)形式搭建。當(dāng)然，列車供電控制系統(tǒng)測試裝置I還可以采用其它的結(jié)構(gòu)形式，例如模塊分布式或者機(jī)柜一體式，它與本發(fā)明上述具體實(shí)施方式
中所采用的“測試機(jī)箱2+控制計(jì)算機(jī)3”的組成架構(gòu)相類似，僅僅是物理結(jié)構(gòu)上的差別，原理并無不同。其中，測試機(jī)箱2負(fù)責(zé)采集列車供電控制系統(tǒng)5的輸出信號，將數(shù)據(jù)傳送給控制計(jì)算機(jī)3進(jìn)行計(jì)算和顯示?？刂朴?jì)算機(jī)3根據(jù)當(dāng)前列車供電控制系統(tǒng)5的工作狀態(tài)以及測試要求，實(shí)時(shí)運(yùn)行列車供電控制系統(tǒng)5的測試模型，并向測試機(jī)箱2下達(dá)操作指令，輸出相應(yīng)的測試信號至列車供電控制系統(tǒng)5。這樣做的優(yōu)點(diǎn)是，可以根據(jù)被測對象的要求靈活地組合內(nèi)部功能模塊，有利于后期平臺化的維護(hù)?？刂朴?jì)算機(jī)3通過鼠標(biāo)、鍵盤和顯示器與實(shí)驗(yàn)人員之間完成人機(jī)交互界面的設(shè)計(jì)，可以實(shí)現(xiàn)各種型號列車供電控制系統(tǒng)5的測試選擇。其中，控制計(jì)算機(jī)3可以采用PC機(jī)、工控機(jī)等本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的各種控制設(shè)備。本說明書中各個(gè)實(shí)施例采用遞進(jìn)的方式描述，每個(gè)實(shí)施例重點(diǎn)說明的都是與其他實(shí)施例的不同之處，各個(gè)實(shí)施例之間相同相似部分互相參見即可。對于實(shí)施例公開的方法而言，由于其與實(shí)施例公開的裝置相對應(yīng)，反之亦然，所以相關(guān)部分的相應(yīng)描述可以相互參見即可。專業(yè)人員還可以進(jìn)一步意識到，結(jié)合本發(fā)明中所公開的實(shí)施例描述的各示例的單元及步驟，能夠以電子硬件、計(jì)算機(jī)軟件或者二者的結(jié)合來實(shí)現(xiàn)，為了清楚地說明硬件和軟件的可互換性，在上述說明中已經(jīng)按照功能一般性地描述了各示例的組成及步驟。這些功能究竟以硬件還是軟件方式來執(zhí)行，取決于技術(shù)方案的特定應(yīng)用和設(shè)計(jì)約束條件。專業(yè)技術(shù)人員可以對每個(gè)特定的應(yīng)用來使用不同方法來實(shí)現(xiàn)所描述的功能，但是這種實(shí)現(xiàn)不應(yīng)認(rèn)為超出本發(fā)明的范圍。以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制。雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā)明。任何熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神實(shí)質(zhì)和技術(shù)方案的情況下，都可利用上述揭示的方法和技術(shù)內(nèi)容對本發(fā)明技術(shù)方案做出許多可能的變動和修飾，或修改為等同變化的等效實(shí)施例。因此，凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對以上實(shí)施例所做的任何簡單修改、等同替換、等效變化及修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案保護(hù)的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種列車供電控制系統(tǒng)測試裝置，其特征在于，包括:測試機(jī)箱(2)、控制計(jì)算機(jī)(3)和AC/DC電源(4)，外接交流電源經(jīng)過所述AC/DC電源(4)為測試機(jī)箱(2)提供直流電源，所述測試機(jī)箱(2)與控制計(jì)算機(jī)(3)相連；測試機(jī)箱(2)采集外部的列車供電控制系統(tǒng)(5)的輸出信號，將數(shù)據(jù)傳送給控制計(jì)算機(jī)(3 )進(jìn)行計(jì)算和顯示；所述控制計(jì)算機(jī)(3 )根據(jù)當(dāng)前列車供電控制系統(tǒng)(5)的工作狀態(tài)以及測試要求實(shí)時(shí)運(yùn)行列車供電控制系統(tǒng)(5)的測試模型，控制計(jì)算機(jī)(3)向測試機(jī)箱(2)下達(dá)操作指令，并輸出相應(yīng)的測試信號至列車供電控制系統(tǒng)(5)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種列車供電控制系統(tǒng)測試裝置，其特征在于:所述控制計(jì)算機(jī)(3)接收測試機(jī)箱(2)發(fā)送的狀態(tài)信息，完成列車供電控制系統(tǒng)(5)仿真模型的計(jì)算，并向測試機(jī)箱(2)下達(dá)操作指令；控制計(jì)算機(jī)(3)接收試驗(yàn)人員的操作指令，同時(shí)在測試過程中，向顯示終端輸出信息進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示；控制計(jì)算機(jī)(3)記錄列車供電控制系統(tǒng)(5)的數(shù)據(jù)，形成文件并保存，同時(shí)通過打印或USB轉(zhuǎn)儲輸出。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種列車供電控制系統(tǒng)測試裝置，其特征在于:在測試過程中，控制計(jì)算機(jī)(3)將包括手工輸入控制指令和參數(shù)設(shè)置信息、列車供電控制系統(tǒng)(5)的輸出信號、控制計(jì)算機(jī)(3)的計(jì)算結(jié)果或測試結(jié)果在內(nèi)的信息通過輸出至顯示終端進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種列車供電控制系統(tǒng)測試裝置，其特征在于:所述測試機(jī)箱(2)進(jìn)一步包括主控單元(21)、脈沖檢測單元(22)、數(shù)字量信號輸入輸出單元(23)、模擬量信號輸入輸出單元(24)、電源(25)和通訊單元(26)，所述主控單元(21)、脈沖檢測單元(22)、數(shù)字量信號輸入輸出單元(23)、模擬量信號輸入輸出單元(24)和通訊單元(26)之間通過內(nèi)部總線相連，所述電源(25)為各單元提供工作電源。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種列車供電控制系統(tǒng)測試裝置，其特征在于:所述主控單元(21)管理內(nèi)部總線，通過內(nèi)部總線與脈沖檢測單元(22)、數(shù)字量信號輸入輸出單元 (23)、模擬量信號輸入輸出單元(24)和通訊單元(26)交換數(shù)據(jù)，通過以太網(wǎng)電纜與控制計(jì)算機(jī)(3)進(jìn)行通訊，并控制多路模擬量和數(shù)字量輸入信號的采集。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種列車供電控制系統(tǒng)測試裝置，其特征在于:所述數(shù)字量信號輸入輸出單元(23)包括不少于16路的數(shù)字量輸出通道和不少于2路的DCllOV信號的數(shù)字量輸入通道，同時(shí)通過內(nèi)部總線與主控單元(21)進(jìn)行通訊。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的一種列車供電控制系統(tǒng)測試裝置，其特征在于:所述脈沖檢測單元(22)包括脈沖檢測通道和同步信號檢測處理通道；測試裝置的脈沖檢測通道和同步信號檢測處理通道與列車供電控制系統(tǒng)(5)相連，測試裝置通過同步信號檢測，獲得周期性的起始點(diǎn)信號，并與脈沖檢測通道的脈沖信號進(jìn)行比較，得到列車供電控制系統(tǒng)(5)的實(shí)時(shí)開放角度；控制計(jì)算機(jī)(3)在得到實(shí)時(shí)開放角度后，根據(jù)仿真模型推算和模擬出整個(gè)列車供電控制系統(tǒng)(5)的輸出電壓和輸出電流；脈沖檢測單元(22)同時(shí)通過內(nèi)部總線與主控單元(21)進(jìn)行通訊。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種列車供電控制系統(tǒng)測試裝置，其特征在于:所述模擬量信號輸入輸出單元(24)產(chǎn)生不少于2路頻率O 100Hz、峰值-10 IOV頻率和幅值可調(diào)的任意波形電壓信號；測試裝置輸出的電壓信號與列車供電控制系統(tǒng)(5)相連，控制計(jì)算機(jī)(3)在得到實(shí)時(shí)開放角度后，根據(jù)仿真模型推算和模擬出整個(gè)列車供電控制系統(tǒng)(5)的輸出電壓、輸出電流，再控制測試機(jī)箱(2)模擬輸出相應(yīng)的電壓、電流波形；模擬量信號輸入輸出單元(24)同時(shí)通過內(nèi)部總線與主控單元(21)進(jìn)行通訊。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種列車供電控制系統(tǒng)測試裝置，其特征在于:所述通訊單元(26)實(shí)現(xiàn)RS485通訊、HDLC通訊、MVB通訊和內(nèi)部總線通訊。
10.根據(jù)權(quán)利要求1、2、4-6、8、9中任一權(quán)利要求所述的一種列車供電控制系統(tǒng)測試裝置，其特征在于:所述AC/DC電源(4)輸入輸出兩路直流IlOV電壓信號，分別對測試機(jī)箱(2)和列車供電控制系統(tǒng)(5)進(jìn)行供電。
11.根據(jù)權(quán)利要求4-6、8、9中任一權(quán)利要求所述的一種列車供電控制系統(tǒng)測試裝置，其特征在于:所述模擬量信號輸入輸出單元(24)進(jìn)一步包括模擬電流信號輸入輸出單元(241)和流壓源(242)，所述模擬電流信號輸入輸出單元(241)向列車供電控制系統(tǒng)(5)輸出模擬量電流信號，模擬電流信號輸入輸出單元(241)與流壓源(242)相連，模擬電流信號輸入輸出單元(241)通過流壓源(242)將模擬量電流信號轉(zhuǎn)變?yōu)槟M量電壓信號，并將模擬量電壓信號輸出至列車供電控制系統(tǒng)(5 )。
12.一種列車供電控制系統(tǒng)測試方法，其特征在于，包括以下步驟: 5101:測試機(jī)箱(2)采集外部的列車供電控制系統(tǒng)(5)的輸出信號，將數(shù)據(jù)傳送給控制計(jì)算機(jī)(3)進(jìn)行計(jì)算和顯示； 5102:所述控制計(jì)算機(jī)(3)接收測試機(jī)箱(2)發(fā)送的狀態(tài)信息，控制計(jì)算機(jī)(3)根據(jù)當(dāng)前列車供電控制系統(tǒng)(5)的工作狀態(tài)以及測試要求實(shí)時(shí)運(yùn)行列車供電控制系統(tǒng)(5)的測試模型，并完成列車供電控制系統(tǒng)(5)仿真模型的計(jì)算； 5103:控制計(jì)算機(jī)(3)向測試機(jī)箱(2)下達(dá)操作指令，并輸出相應(yīng)的測試信號至列車供電控制系統(tǒng)(5)。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的一種列車供電控制系統(tǒng)測試方法，其特征在于:在整個(gè)測試過程中，控制計(jì)算機(jī)(3)接收試驗(yàn)人員的操作指令，同時(shí)向顯示終端輸出信息進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示；控制計(jì)算機(jī)(3)記錄列車供電控制系統(tǒng)(5)的數(shù)據(jù)，形成文件并保存，同時(shí)通過打印或USB轉(zhuǎn)儲進(jìn)行輸出。
14.根據(jù)權(quán)利要求12或13所述的一種列車供電控制系統(tǒng)測試方法，其特征在于:在整個(gè)測試過程中，控制計(jì)算機(jī)(3 )將包括手工輸入控制指令和參數(shù)設(shè)置信息、列車供電控制系統(tǒng)(5)的輸出信號、控制計(jì)算機(jī)(3)的計(jì)算結(jié)果或測試結(jié)果在內(nèi)的信息通過輸出至顯示終端進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示。
15.根據(jù)權(quán)利要求12或13所述的一種列車供電控制系統(tǒng)測試方法，其特征在于，所述列車供電控制系統(tǒng)(5)的工作狀態(tài)分為待機(jī)、正常工作、保護(hù)停機(jī)三種情況，控制計(jì)算機(jī)(3)對以下三種情況進(jìn)行測試:(A)待機(jī)狀態(tài):在相關(guān)控制信號未送達(dá)列車供電控制系統(tǒng)(5)時(shí)，列車供電控制系統(tǒng)(5)處于正常待機(jī)狀態(tài)，并使整個(gè)列車供電系統(tǒng)處于正常等待、停止工作狀態(tài)； (B)正常工作狀態(tài):在相關(guān)控制信號送達(dá)列車供電控制系統(tǒng)(5)時(shí)，且列車供電控制系統(tǒng)(5)檢查無系統(tǒng)故障的情況下，使整個(gè)列車供電系統(tǒng)處于正常工作的狀態(tài)； (C)保護(hù)停機(jī)狀態(tài):在列車供電系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，列車供電控制系統(tǒng)(5)根據(jù)故障情況和故障等級使列車供電系統(tǒng)處于停止工作的狀態(tài)。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的一種列車供電控制系統(tǒng)測試方法，其特征在于:所述測試模型為使列車供電控制系統(tǒng)(5)測試時(shí)分別處于待機(jī)狀態(tài)、正常工作狀態(tài)和保護(hù)停機(jī)狀態(tài)時(shí)構(gòu)建的模擬列車供電系統(tǒng)日常運(yùn)用出現(xiàn)的各種工作情況的模型。
17.根據(jù)權(quán)利要求12、13、16中任一權(quán)利要求所述的一種列車供電控制系統(tǒng)測試方法，其特征在于:所述控制指令為控制計(jì)算機(jī)(3)通過以太網(wǎng)通訊方式控制測試機(jī)箱(2)向列車供電控制系統(tǒng)(5)發(fā)出或封鎖IlOV數(shù)字量信號，以及給出大小不同的模擬電壓和電流信號。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的一種列車供電控制系統(tǒng)測試方法，其特征在于:所述步驟S102進(jìn)一步包括脈沖檢測過程，該過程包括測試裝置通過同步信號檢測，獲得周期性的起始點(diǎn)信號，并與脈沖檢測通道的脈沖信號進(jìn)行比較，得到列車供電控制系統(tǒng)(5)的實(shí)時(shí)開放角度；控制計(jì)算機(jī)(3)在得到實(shí)時(shí)開放角度后，根據(jù)仿真模型推算和模擬出整個(gè)列車供電控制系統(tǒng)(5)的輸出電壓和輸出電流。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的一種列車供電控制系統(tǒng)測試方法，其特征在于:所述步驟S102進(jìn)一步包括模擬量信號輸入輸出過程，該過程包括控制計(jì)算機(jī)(3)在得到實(shí)時(shí)開放角度后，根據(jù)仿真模型推算和 模擬出整個(gè)列車供電控制系統(tǒng)(5)的輸出電壓、輸出電流，再控制測試機(jī)箱(2)模擬輸出相應(yīng)的電壓、電流波形。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種列車供電控制系統(tǒng)測試裝置及其方法，裝置包括測試機(jī)箱、控制計(jì)算機(jī)和AC/DC電源。外接交流電源經(jīng)過AC/DC電源為測試機(jī)箱提供直流電源，測試機(jī)箱與控制計(jì)算機(jī)相連。測試機(jī)箱采集外部的列車供電控制系統(tǒng)的輸出信號，將數(shù)據(jù)傳送給控制計(jì)算機(jī)進(jìn)行計(jì)算和顯示。控制計(jì)算機(jī)根據(jù)當(dāng)前列車供電控制系統(tǒng)的工作狀態(tài)以及測試要求實(shí)時(shí)運(yùn)行列車供電控制系統(tǒng)的測試模型，控制計(jì)算機(jī)向測試機(jī)箱下達(dá)操作指令，并輸出相應(yīng)的測試信號至列車供電控制系統(tǒng)。本發(fā)明裝置及其方法測試項(xiàng)目完整、兼容性好、測試方便快捷，能夠?qū)α熊嚬╇娍刂葡到y(tǒng)定期檢查和測試，提高了列車供電控制系統(tǒng)的運(yùn)行可靠性。
文檔編號G05B23/02GK103092192SQ20131003679
公開日2013年5月8日 申請日期2013年1月29日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月29日
發(fā)明者李小平, 羅繼光, 黃亮, 蔡杰, 李鵬, 劉小華, 唐鴻華, 歐陽天添 申請人:株洲南車時(shí)代電氣股份有限公司