（中车青岛四方机车车辆股份有限公司）
摘要：标准动车组单车调试试验装置作为动车组单车调试试验的重要设备，具备供电系统控制、信号采集显示及控制等功能，本文主要论述了单车调试试验装置的硬件组成以及软件功能。
关键词：动车组；单车调试；试验装置
CR400AF型中国标准动车组调试试验是对动车组车辆电气、制动、网络、给水等各个系统进行全面的试验验证，确保列车交付前达到设计的各项性能指标。标准动车组调试试验分为单车调试试验和编组调试试验，其中单车试验在车辆编组前进行，通过单车调试试验装置、单车地面电源等设备为动车组单台车辆供电，进行单车交直流供电、单车逻辑运行等试验，验证单台车辆供电回路、逻辑控制回路功能良好。
标准动车组单车调试试验装置作为动车组单车试验中重要的工装设备，根据动车组供电需求，控制动车组DC110V和三相AC380V回路供电，可在单车状态下进行车辆单车交直流供电逻辑、受电弓、VCB等试验验证。
图1 单车调试试验装置
单车调试试验装置采用模块化设计，包括地面电源控制单元、控制信号采集单元、信号显示单元、上位机、备用电源、连接工装等模块，各模块分布如图1所示。上位机通过路由器与其它模块进行信号传输，软件界面设置系统设置、供电系统控制、信号采集显示及控制等界面，直观显示控制信号状态。试验装置主要实现以下功能：
1、控制单车地面电源装置为动车组车辆供电；
2、通过连接工装采集车辆控制信号，并在上位机专用软件监控信号电平状态；
3、通过上位机专用软件进行车辆信号控制，对指定线路进行强制加压或接地操作；
4、在单车地面电源失效时，可通过试验装置自带的备用电源为车辆DC110V控制试验供电。
标准动车组单车调试试验装置的硬件设计、软件功能对动车组单车试验的顺利进行有着重要的作用，下面分别对单车调试试验装置的硬件及软件部分进行详细论述。
一、单车调试试验装置硬件实现
1.地面电源控制单元
地面电源控制单元采用触摸屏作为人机交互界面，可显示地面电源工作情况；另设置I、II路交流、直流控制按钮及急停按钮，当操作急停按钮时，远程断开单车地面电源输出交直流接触器，地面电源停止输出，另外地面电源也可通过上位机软件进行控制。
2.控制信号采集单元
控制信号采集单元用于车辆逻辑控制指令的采集监控以及车辆逻辑控制指令的模拟，验证车辆控制逻辑的正确性。控制信号主要有两种形式，DC110V回路加压和DC110V-回路接地，控制方式如图2所示。
控制信号采集单元监控车辆控制信号电平状态，另外通过上位机软件对控制线路进行强制加压或接地操作。控制信号采集单元配置多块数据采集板，每块采集板包含12路通道，每路通道包含信号采集和输出电路。信号通道可根据实际试验需求进行扩展。
控制信号采集单元和车端控制信号采集单元为标准动车组单车调试试验装置的核心部件，采用模块化设计，便于模块配置及通道扩展，数据采集板采用插卡形式从机箱前部装载在机箱内，结构紧凑、轻便可靠。控制信号采集单元由电源板、采样板、主控板组成。
2.1电源板
电源模块内集成了两路DC100V、DC12V开关电源，面板上设有对应电源工作指示灯，指示供电状态。
2.2采样板
每块采样板可对12条线路进行采样并控制。单车调试试验装置上位机系统可实时接收到所有线路上的电平信息，也可便捷地实现对指定线路进行强制加压或接地操作。当进行强制加压或强制接地操作时，一旦加压线路检测到过流信号，系统会迅速切断加压线路供电，并将过流报警信号传送给上位机，保证装置安全运行。
2.3 主控板
主控板集成了信息处理单元及通讯模块，通过CAN总线与采样板进行数据通信，将采样板上的电平信号，经过编码后传输至通讯模块，再经过网络传至上位机软件界面显示。
3．信号显示单元
单车调试试验装置配置AC220V转DC110V电源模块1组，在单车地面电源工作失效时，可通过备用电源供电，进行车辆DC110V控制试验。
5．车端控制信号采集单元
车端控制信号采集单元组成结构与控制模块采集单元类似，监控车辆另一端DC110V控制信号电平状态。本单元由标准4U铝合金插箱构成，放置在便携式ABS防护外箱中，有效保护试验器不受损伤，方便试验器移动搬运使用。
系统配置界面下，可选择进行用户管理、密码设置、参数设置、参数导入、端口自检、网络设置等操作。
车端控制信号采集单元与单车调试试验装置通过以太网连接，使用前需要在网络设置界面输入装置的ID和网络IP地址。
2.2 动车组供电控制
点击试验界面左上角“例行试验”，选择“单车供电”，进入单车供电选择控制界面，可以选择单车地面电源向动车组车辆供电的交直流回路。软件设置“紧急停止”按钮，在紧急状态下点击，可切断地面电源向试验车辆所有供电。
2.3 信号采集显示和控制
点击例行试验界面，首先对被测车型、车号和修程等信息进行设置，然后选择手动试验，进入信号试验界面，按照配置完成的试验文件，可选择对相应的通道进行强制加压、接地操作。每个通道前面的指示灯指示了通道的状态，红色代表通道接通（加压或接地）；灰色代表通道处于待命状态；黄色代表通道处于过压或过流等故障状态，需要暂停试验，对相应电路进行故障排查。故障消除后方可继续进行试验。
三、总结
动车组单车调试试验装置采用模块化设计，满足了动车组单车试验供电控制、信号采集控制等功能。同时通过信号采集单元扩展，可以进一步增加信号采集通道的数量，满足未来单车调试试验的需求。
论文作者:韩帅
论文发表刊物:《电力设备》2017年第35期
论文发表时间:2018/5/14
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