劉斌濤 于新龍

摘要：本文對HXD2B 型電力機車控制單元結(jié)構(gòu)形式以及其運行原理，進行了系統(tǒng)的論述和介紹，并對其當前的應用范圍以及其應用過程中呈現(xiàn)出的一系列問題也針對性的展開了研究工作，就其維護、檢修等有關(guān)工作給出了自己的意見，便于其規(guī)范運行。

關(guān)鍵詞：維護；控制單元；電力機車

1 HXD2B型電力機車控制單元簡介

HXD2B型電力機車控制單元是在FTP網(wǎng)絡連接下，形成完善的機車網(wǎng)絡監(jiān)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要有MPU1、MPU2兩個處理單元；RIOM1、RIOM2兩個輸入模塊；ACU11、ACU12、ACU21和ACU22四個控制單元模塊等構(gòu)成。該監(jiān)控系統(tǒng)是通過模塊化的設計方式創(chuàng)建的，有一定的可拓展性特點。

1.1 MPU綜述

MPU處于系統(tǒng)柜位置，有兩個結(jié)構(gòu)類似的MPU單元構(gòu)成，并通過3U-21機箱作用下獲得應用。其是上文所述監(jiān)控系統(tǒng)的主要處理沒款，能在FIP網(wǎng)絡管的作用下，同車輛FIPV、智能系統(tǒng)之間的信息交流工作，并對LCMS傳導的相關(guān)信息進行必要的處理。MPU的運行是通過冗余模式實現(xiàn)的，是由較為相似的MPU1以及MPU2構(gòu)成，在實際操作中，兩個MPU中只有其中一個進行有關(guān)的操作，另外一個則作為備用存在。當工作狀態(tài)的MPU因故障等因素停止操作時，另一個MPU才會啟用。

1.2 RIOM綜述

RIOM處于系統(tǒng)柜位置，同樣有結(jié)構(gòu)相類似的RIOM單元構(gòu)成，并通過3U-21機箱獲得應用。其重要用來獲取并處理HXD2B型電力機車氣壓設備的輸入、輸出方面的信息，并在FIP網(wǎng)絡連接管的作用下，實現(xiàn)MVB同MPU之間的信息交換。其是由相同的兩個RIOM構(gòu)成，并通過冗余熱備份模式實現(xiàn)有關(guān)的操作，從而確保大多數(shù)變量能夠轉(zhuǎn)變?yōu)槿哂噍敵龌蛘咻斎搿?/p>

1.3 DDU綜述

DDU處于司機操縱臺，主要有CPUC機箱、LCD顯示屏兩臺以及機箱顯示屏之間的連接電纜構(gòu)成，能夠?qū)崿F(xiàn)操作司機同HXD2B型電力機車網(wǎng)絡監(jiān)控系統(tǒng)間的信息溝通，不如通過狀態(tài)顯示，可以讓機車操作人員掌握的機車大致狀態(tài)，從而執(zhí)行有關(guān)的操作，或者是故障維護界面，可提醒機車操作人員機車故障信息，做好故障檢修、排查的準備。

1.4 TCU綜述

TCU處于牽引機變流柜中，通過6U-21形式的機箱完成有關(guān)的操作，其主要作用于牽引變流系統(tǒng)-脈沖整流器的管理工作，加強系統(tǒng)對牽引電機的管理，并在FIP網(wǎng)絡連線的作用下，實現(xiàn)同MPU之間的信息交流工作。且其具有一定會計計算、處理的能力。是通過“軸控”牽引的方式實現(xiàn)操作。

1.5 ACU綜述

ACU處于輔助變流柜位置，由兩個相同的ACU單元組成，并呈現(xiàn)胡大板加載板的結(jié)構(gòu)特點。其主要作用于由輔助逆變器、蓄電池、輔助斬波器等元部件組成的輔助供電系統(tǒng)中。ACU是通過DSP等有關(guān)技術(shù)獲得實現(xiàn)的，且是在雙機互為熱備的冗余模式下進行有關(guān)的操作。當有故障問題出現(xiàn)時，兩個ACU互相切換。

2 HXD2B型機車控制單元維修體系簡介

HXD2B型機車控制單元主要由修復性維修以及預防性維修兩部分構(gòu)成。對存在一定故障的電子控制元件，執(zhí)行修復操作時，同時存在兩種故障檢測技術(shù)：首先，是在顯示屏顯示功能作用下，對顯示屏顯示的故障，針對性的進行檢修；其次，維修個人顯示器顯示的故障問題。

HXD2B型電力機車網(wǎng)絡監(jiān)控系統(tǒng)，能夠在DDU的作用下，對機車司機進行精準、快捷的故障信息提示工作，從而在相當程度上保證了機車故障維修效率，將機車故障可能造成損失減少到最低限度。此外，在HXD2B型電力機車網(wǎng)絡監(jiān)控系統(tǒng)作用下，還能夠為負責地面維修的工作人員，提供有維修軟件的專用維修筆記本接口，便于地面維修工作的進行，同時還能夠有效的記錄有關(guān)的故障信息，將維修操作效率提升到最大限度。

維修筆記本安裝維修軟件為eTrain軟件，是Alstom公司研發(fā)的一種專業(yè)維修軟件，為HXD2B型電力機車網(wǎng)絡監(jiān)控系統(tǒng)相關(guān)設備、模塊，提供了必要的管理功能，同時還可以通過界面顯示、外界卡等功能，為機車操作人員提供事件描述幫助。該軟件還可在串口的作用下，下載有關(guān)的事件信息，為維修人員提供故障代碼方面的信息依據(jù)。

2.1 故障管理

系統(tǒng)的故障管理機制，主要由這樣幾個級別構(gòu)成：第1級是在DDU的作用下，實現(xiàn)司機控制臺故障信息的管理工作，也就是處理同MPU關(guān)系不大的故障；第2到3級，在PC作用下實現(xiàn)MPU故障管理工作，也就是處理可能存在的主要故障或者次要故障的形成背景；第3、4兩級在PC作用下，對MPU進行有關(guān)故障信息的管理。并在司機顯示屏DDU顯示出的故障信息，針對性的進行檢修。首先，通過司機顯示屏顯示維修有關(guān)的各項信息，主要有故障信息、設備信息等。

①在司機顯示屏的作用下，可以有效的實現(xiàn)各類故障信息的顯示；

②在測試過程中，可對部件部分功能進行測試，比如輪緣潤滑器的檢測；

③機車駕駛臺控制面板可在儀表顯示儀的作用下，對儀表至進行清零。

④隔離/強迫選項能夠完成對有關(guān)元部件的隔離或者強迫操作。

⑤設備狀態(tài)選項能夠有效的顯示各設備的運行狀況。

2.2 故障查詢及分析

當設備有故障出現(xiàn)并針對性的進行檢修時，可在機車下載有關(guān)的信息并確定故障代碼。機車設備存在的每項故障，都應對著一個故障方程式、診斷十和故障形成原因。在診斷樹的作用下能夠有效的確定機車系統(tǒng)的故障位置，并針對性的進行檢修。在處理并分析故障問題時，除了要掌握相應的故障代碼，故障狀況以及故障形成時的機車操作狀況，也要有一個了解。這些都可在對時間信息的研究的基礎上獲取。

事件信息主要有機車各類功能故障、機車操作有關(guān)的各類信息等。同事件有關(guān)的操作值或者有關(guān)信息，可記錄在“特定事件背景”這一選項下。通過“特定事件背景”這一選項，能夠幫助有關(guān)操作人員更好的分析并了解這一事件被記錄的緣由?！疤厥馐录尘啊毙枰涗浀膬?nèi)容包括時間、故障具體表現(xiàn)形式等。通過對“特定事件背景”有關(guān)信息的系統(tǒng)全面分析，能夠幫助有關(guān)的操作人員，更好且更為精準的分析系統(tǒng)故障部位以及故障形成原因?？偟膩碚f，事件信息主要存在四種類型：首先是主要故障信息，指的是可能對機車系統(tǒng)功能造成破壞的故障，這類故障對機車的正常運行有著直接的威脅，因此應當立即進行維修；次要故障，指的是對機車正常操作威脅較小的故障，不會直接對機車功能造成破壞，這部分故障不用立即通過顯示屏提醒機車操作人員，但當機車停止運行后，應當通過DDU顯示屏對這些故障進行查看并采取相應的維修措施；其他故障，指的是介于主要故障和次要故障之間的一些故障信息，維修人員應當對這類故障信息保持足夠的關(guān)注和記錄，且這部分信息只能在專用維修筆記本的作用下進行下載；標志性的故障信息，指的是同操作有關(guān)的古戰(zhàn)使勁，能夠幫助維修人員在故障分析過程中，更好分析機車操作狀態(tài)。這部分信息無法通過DDU顯示屏的作用，進行顯示，只能在維修筆記本的作用下進行有關(guān)的下載。

2.4 故障處理

當有故障出現(xiàn)時，維修人員可在司機顯示屏顯示的故障信息作用下，確認故障形成的根由并進行替換。如果股這是哪個形成原因復雜繁亂，機車操作人員可從機車系統(tǒng)上下載有關(guān)信息，并經(jīng)過分析后確定故障形成的根源。在替換時應當對機箱整體進行替換。

維修人員可在BTE的作用下，對機箱等設備進行檢測，主要可能有這樣結(jié)果存在：

①BTE測試出現(xiàn)失敗，并針對失敗項目，針對性的進行維修；

②BTE測試成功，并根據(jù)機車下載的有關(guān)信息，對機箱問題進行分析，找出故障問題形成的根源，并替換有關(guān)電路板，實現(xiàn)預防性的維修工作；

③BTE測試成功，并根據(jù)機車下載的有關(guān)信息，對機箱問題進行全面的分析，如不存在故障現(xiàn)象，則返回現(xiàn)場進行驗證。

2.5 分析的程序和方法介紹

產(chǎn)品故障信息分析過程為：

①現(xiàn)象調(diào)查。首先，通過對有關(guān)的信息、資料、數(shù)據(jù)進行，比如故障出現(xiàn)的時間、環(huán)境、位置等；其次，通過現(xiàn)場故障觀察，掌握當故障出現(xiàn)時，機車各部位數(shù)據(jù)信息。現(xiàn)象調(diào)查工作是機車故障問題分析中的關(guān)鍵性操作。

②故障模式分析。通過對有關(guān)信息的匯總、總結(jié)、歸納，基本可以分析出故障模式。故障模式是機車系統(tǒng)故障檢修工作的關(guān)鍵，但存在一定的困擾，因此一般需要必要的檢測方式進行輔助才能實現(xiàn)。

③故障機理假設。根據(jù)獲取的有關(guān)資料數(shù)據(jù)，特別是故障模式分析來確定機車設備故障形成緣由，從而針對性的采取解決方式，這是故障檢修工作的最佳手段。由于在這種方式下進行故障檢修工作，需要對故障形成原因進行假設，因此被稱作“故障機理假設?！?/p>

④故障機理證實。當條件允許時，應當通過實證研究的方式，來對假設故障機理進行研究，并證實故障機理假設是否科學。

⑤對故障采取預防措施。對故障機理以及成因進行分析后，應針對性的制定消除障礙的方式和手段。筆者認為應當從材料、工藝、環(huán)境等角度入手。

3 結(jié)語

本文關(guān)于HXD2B型電力機車控制單元維修方面的研究理論，希望能夠更好的引導有關(guān)部門檢修工作。

參考文獻：

[1]HXD2B 型機車驅(qū)動裝置維護保養(yǎng)手冊[Z]，中國北車集團大同電力機車有限責任公司，2012 年.

[2]王延飛，張海軍，劉濤.HXD3電力機車單元制動器的日常運用檢修和維護[J].鐵道機車車輛，2011，4（3）：31-34.

作者簡介：

劉斌濤，1973年1月生，本科，畢業(yè)于太原理工大學，目前從事電力機車調(diào)試工作。