摘要：对于目前的内燃机车电气系统来说，还在使用传统的触头连锁方式，进而形成线圈电气逻辑关系，特别是内燃机车电气系统中有很多与逻辑电路，需要对触头进行串接，但这种线路方式安全性、可靠性差，而且布线比较复杂，需要对一些触头进行裸露连接，在环境恶劣条件下会导致触头落灰，进而增大电阻，发生故障。在实际运行中如果内燃机车出现故障，很难判断具体原因，不利于后续工作。
关键词：内燃机车；控制电路故障；智能判断系统
在内燃机车实际运行中，如果遇到高温、灰尘天气，或剧烈震动等影响，加上内燃机车结构不良、部件安装松动等因素，会造成电气系统以及机车机械部分出现故障。可将故障分为两类，首先就是机械故障，包括内燃机车破损，出现冒油、漏油现象，部件断裂等。机械故障比较明显，能够对故障发生原因进行准确判断，在对故障进行相应处理后能够让内燃机车继续运行。此外就是电气故障，包括电路过流，电路接地，电气部件烧损等等，很难找到电气故障出现的原因，而且处理方法比较复杂，会耽误内燃机车工作时间，甚至会造成内燃机车出现机械故障。所以，通过内燃机车控制电路故障智能判断系统能够及时找到病发处，并采取有效措施予以解决。
1.内燃机车电气控制系统控制结构
目前的内燃机车电气系统来说，还在使用传统的触头连锁方式，进而形成线圈电气逻辑关系，特别是有很多与逻辑电路，需要对触头进行串接。
对于机车控制电路来说，在牵引发电机励磁接触器的LC线圈中有以下触头：司机控制器SK7，接地继电器DJ，机控开关2K，方向转换开关2HKF，压力继电器4YJ，停车继电器TJ等等，共有触头18对，这种线路方式安全性、可靠性差，而且布线比较复杂，需要对一些触头进行裸露连接，在环境恶劣条件下会导致触头落灰，会增大接触电阻，最终造成电器难以正常工作。机车控制电路能够对全部控制功能进行保护与控制，而且是由硬件器件构成的全部逻辑关系，需要对触头进行串联，进而形成触点线路。但这种线路方式会受到机车工作环境的影响，难以对电路接线进行良好控制，元器件会经常出现故障，可靠性比较差，一旦出现故障难以及时排查故障出现的原因，给维修工作带来阻碍。
2.方案选型
2.1需求分析
在我国，大部分内燃机车所采取的都是开放式连锁机械触头，通过连锁机械触头和与逻辑控制实现联系。在内燃机车工作期间，由于工作环境客观因素会造成触电发生接触故障，造成电路出现开路。而且我国北方风沙较大，在这种恶劣的环境中内燃机车控制系统会出现电路开路。由于内燃机车控制电路中有很多触头是通过与逻辑关系进行连接，如果其中一个出现故障，那么整个系统就难以继续工作，维修人员在排查故障原因时就会增加工作负担，往往一个很小的问题会导致列车难以继续工作，对正常运输组织造成严重影响。所以需要设计内燃机车控制电路故障智能判断系统，为检修和乘务人员提供数据参考，能够尽早处理故障。
2.2总体设计
2.2.1选择软件
为了让内燃机车控制电路能够实现良好的逻辑关系，在选择软件时要考虑操作性、使用性以及通用性，组态王6.5软件能够很好的实现这些功能，对电路开关量能够实现良好控制，并且能够和组态软件实现同步模拟，显示连锁开关量。
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2.2.2选择安装方式
内燃机车控制电路如果出现故障，维修比较麻烦，而且需要较高成本，控制电路需要频繁通断电，接线十分复杂，需要系统能够快速响应。因此在选择安装方式上，可采用电压检测模块的集中安装，这样能够有效解决上述问题。
2.2.3响应速度要求
电压检测模块扫描周期为0.1秒一次，能够较好的满足内燃机车大多应用状况，内燃机车电路需要较高等级的电源电压，需要将高低压电现与交直流进行混用，会出现较大干扰，导致电路模块出现显示错误等情况。为了避免此问题发生，可以将脉冲吸收电路和光电隔离安装到电压检测模块输入端，这样会避免电路出现误动作或显示错误。
2.3功能要求
内燃机车控制电路所使用的是直流100V，检测模块使用的直流24V，因此要选择将100V直流变为24V直流的逆变电源，将其作为电压检测模块。选择嵌入一体化触摸屏作为人机界面，这种触摸屏操作简单，具有良好的通用性和稳定性，电压等级是24V直流,具备多种形式通讯接口,能够对功能进行扩展，在多种环境中能够良好使用。内燃机车控制电路采用100V直流电源进行供电，而电压检测模块能够测量的范围从0到1000V，因此电压检测模块能够满足机车电路正常使用需求。
3.I/O接线设计
在设计I/O接线图时已经对内燃机车中的电器进行充分考虑，将采集点设在触头近端点上，这样能够对内燃机车故障进行准确判断，对内燃机车控制电路状态进行准确反映。将单项导电隔离器安装在不同节点处，避免内燃机车发生故障造成电路受到影响。而且主机到监测点间选择0.5毫米防火线与20针航空插头，这样能够便于故障检修，实现检测电路的连接与断开。
4.电路检测原理
在启动机车电路时，应闭合2K控制开关，司机控制器1C至6C、SK2得电。闭合2K控制开关，司机控制器SK3、LJ、DJ、TJ、1HKF、LLC、2ZJ得电。闭合2K控制开关，司机控制器SK2至SK7、1C至6C、LJ、DJ、TJ、1HKF、LLC、2ZJ得电。在触头两侧会加装检测线，并根据电路逻辑关系对汽车电路进行控制，如果其中某一触头出现故障，那么在触头两端会出现电压差，利用软件设置限值并在屏幕上显示，出现故障的触头就会发出警报并出现红灯，软件会对触头是否需要应急处理进行判断，并为工作人员提供相应提示，防止工作人员盲目处理发生其他事故。
结束语
通过界面显示能够清楚直观看到内燃机车电路逻辑关系，如果电路出现故障，通过检测软件能够找到故障点，并分析出故障位置、发生原因和相应处理办法，能够为检修人员提供数据参考，及时处理故障，使内燃机车电路控制系统能够继续运转。在软件提示时，是以安全为基本原则，不会给机车或相关人员造成任何安全危害。
参考文献
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[3]陈立定.电气控制与可编程序控制器的原理及应用[M].北京：机械工业出版社，2004.
论文作者:陈焕章,陈锋,刘志强
论文发表刊物:《电力设备》2019年第16期
论文发表时间:2019/12/9
标签：电路论文; 故障论文; 触头论文; 控制电路论文; 电压论文; 逻辑论文; 机车论文; 《电力设备》2019年第16期论文;