SS4机车X—IPM模块误触发原因分析及解决方法
2014-10-20 20:14巨芳文
科技与创新 2014年16期
巨芳文
摘 要：SS4机车LOCOTROL系统集成处理器模块的误触发会导致机车惩罚制动等故障。分析了LOCOTROL系统集成处理器模块的触发电压等问题，并提出了改进方案。
关键词：SS4机车；集成处理器模块；误触发；感应电压
中图分类号：U269.6 文献标识码：A 文章编号：2095-6835（2014）16-0049-02
SS4型直流电力机车自带的电磁干扰较大，有时会受网压波动、机车整流输出不稳定、潮湿天气等原因影响，造成控制电路产生感应电压或窜电现象。同时，SS4机车安装的是LOCOTROL系统，该系统的集成处理器模块（X-IPM）的触发电压门槛值较低（9～28 V），当SS4机车控制电路出现的感应电压或窜电现象的电压超过集成处理器模块的触发电压门槛值时，就会使LOCOTROL系统集成处理器模块误触发，进而导致机车产生惩罚制动等故障，轻则会导致分解运行，重则会导致区间机破。
1 故障情况介绍
2013-08-10，SS41013A+SS47124承担了WHY254次牵引任务，在涿鹿—化稍营间运行时，1013A节发生了减压100 kPa的惩罚制动，22：26列车停于153 874 m处，故障显示：惩罚制动、ATP、动力切除，重新断合LKJ主机电源后，故障消除；22：41区间动车，22：50再次出现故障，列车停于152 476 m处，重新断合LKJ主机电源后，故障消除。
SS41013机车回段后试车时没有产生故障，EB日志（如图1所示）显示“惩罚制动”“惩罚制动：ATP”。
在查找机车惩罚制动的原因时，发现机车A节LOCOTROL系统RIM模块J4插头F点的804-LC（LOCOTROL系统惩罚制动指令）有时会输出约5 V的电压。分别更换机车A节LOCOTROL系统的扩展集成处理器模块、继电器接口模块（RIM）和电源接线盒（PJB）后，804-LC仍输出约5 V的电压。人工使用可调直流电压发生器给804-LC送直流电压后，当电压达到9～28 V时，机车产生惩罚制动，下载EB日志数据记录显示：“惩罚制动”“惩罚制动：ATP”。因SS4机车的控制电路有时会出现感应电压或窜电现象，分析得出：RIM模块输出的804-LC线带有约5 V的电压是由机车控制电路的感应电压或窜电现象引起的集成处理器模块误触发而导致的。
2 集成处理器模块简介
集成处理器模块基于现有的LOCOTROL LSI处理器模块，包括系统电路、处理器、继电器驱动电路和与LCDM、RIM、EBV、EPCU模块接口的IO板。该模块是CCB II空气制动系统和分布式动力系统的中央处理器，可提供空气制动、LOCOTROL DP的软件编程和维护记录功能。
3 误触发的原因分析和改进方案
在大秦线SS4DP组合列车的运行中，机车控制电路可能会出现一些零散的信号和窜电现象，虽然随之产生的电压只有几伏至十几伏，但LOCOTROL系统集成处理器模块的触发电压门槛值较低，几伏至十几伏的电压能达到该模块触发电压的门槛值，并使模块误动作而造成惩罚制动等故障。因此，应在可能发生窜电的线束到LOCOTROL系统集成处理器模块之间加装过滤装置，并抬高模块触发电压，从而使这些可能窜电的低电压无法造成LOCOTROL系统集成处理器模块的误动作。
为了抬高模块的触发电压，可用该过滤装置中的开关管控制电路的开通和关断，从而达到“过滤”的作用，同时，可加入滤波电路，使输出的电压更加平稳，对模块起到更好的保护作用。在本次研究中，最重要的就是如何解决在开通和关断瞬间产生的尖峰电压干扰问题。针对此情况，应选择MOS管作为开关，该管的工作频率可达到20 kHz以上，且驱动电路比较简单，具有高速、大功率、高耐压的特点。但是，在开通或关断时产生的尖峰电压也会对MOS管造成损耗。对此，可采用由电阻Rs、电容Cs和二极管VDs构成的RCD吸收电路，该电路对过电压有较好的抑制效果，并选择较大阻值的吸收电阻，这样能在一定程度上降低损耗。
为了抬高模块的触发电压，可在该过滤装置中加入开关管，当输入低于限定电压时，开关管处于关断状态，此时不能不能触发LOCOTROL系统集成处理器模块动作；当输入电压高于限定电压时，开关管处于开通状态，此时能触发LOCOTROL系统集成处理器模块动作。另外，可在装置中加入滤波模块，这样能使输出的电压更平稳。加入过滤装置前、后的工作原理分别如图2和图3所示。
4 方案可行性分析
使用可调直流电压发生器对LOCOTROL系统集成处理器模块施加直流脉冲后，LOCOTROL系统集成处理器模块的触发电压为9～28 V。在实际的机车电路中，集成处理器模块通过电源接线盒PJB与机车接口电路相连。本方案中在机车接口电路与LOCOTROL系统的电源接线盒之间安装了过滤装置，并抬高了X-IPM模块的触发电压，消除了机车接口电路中控制电路可能存在的感应电压或窜电现象。该方案能够避免因机车控制电路可能存在的感应电压或窜电进入LOCOTROL系统的X-IPM模块而导致的误触发。
摘 要：SS4机车LOCOTROL系统集成处理器模块的误触发会导致机车惩罚制动等故障。分析了LOCOTROL系统集成处理器模块的触发电压等问题，并提出了改进方案。
关键词：SS4机车；集成处理器模块；误触发；感应电压
中图分类号：U269.6 文献标识码：A 文章编号：2095-6835（2014）16-0049-02
SS4型直流电力机车自带的电磁干扰较大，有时会受网压波动、机车整流输出不稳定、潮湿天气等原因影响，造成控制电路产生感应电压或窜电现象。同时，SS4机车安装的是LOCOTROL系统，该系统的集成处理器模块（X-IPM）的触发电压门槛值较低（9～28 V），当SS4机车控制电路出现的感应电压或窜电现象的电压超过集成处理器模块的触发电压门槛值时，就会使LOCOTROL系统集成处理器模块误触发，进而导致机车产生惩罚制动等故障，轻则会导致分解运行，重则会导致区间机破。
1 故障情况介绍
2013-08-10，SS41013A+SS47124承担了WHY254次牵引任务，在涿鹿—化稍营间运行时，1013A节发生了减压100 kPa的惩罚制动，22：26列车停于153 874 m处，故障显示：惩罚制动、ATP、动力切除，重新断合LKJ主机电源后，故障消除；22：41区间动车，22：50再次出现故障，列车停于152 476 m处，重新断合LKJ主机电源后，故障消除。
SS41013机车回段后试车时没有产生故障，EB日志（如图1所示）显示“惩罚制动”“惩罚制动：ATP”。
在查找机车惩罚制动的原因时，发现机车A节LOCOTROL系统RIM模块J4插头F点的804-LC（LOCOTROL系统惩罚制动指令）有时会输出约5 V的电压。分别更换机车A节LOCOTROL系统的扩展集成处理器模块、继电器接口模块（RIM）和电源接线盒（PJB）后，804-LC仍输出约5 V的电压。人工使用可调直流电压发生器给804-LC送直流电压后，当电压达到9～28 V时，机车产生惩罚制动，下载EB日志数据记录显示：“惩罚制动”“惩罚制动：ATP”。因SS4机车的控制电路有时会出现感应电压或窜电现象，分析得出：RIM模块输出的804-LC线带有约5 V的电压是由机车控制电路的感应电压或窜电现象引起的集成处理器模块误触发而导致的。
2 集成处理器模块简介
集成处理器模块基于现有的LOCOTROL LSI处理器模块，包括系统电路、处理器、继电器驱动电路和与LCDM、RIM、EBV、EPCU模块接口的IO板。该模块是CCB II空气制动系统和分布式动力系统的中央处理器，可提供空气制动、LOCOTROL DP的软件编程和维护记录功能。
3 误触发的原因分析和改进方案
在大秦线SS4DP组合列车的运行中，机车控制电路可能会出现一些零散的信号和窜电现象，虽然随之产生的电压只有几伏至十几伏，但LOCOTROL系统集成处理器模块的触发电压门槛值较低，几伏至十几伏的电压能达到该模块触发电压的门槛值，并使模块误动作而造成惩罚制动等故障。因此，应在可能发生窜电的线束到LOCOTROL系统集成处理器模块之间加装过滤装置，并抬高模块触发电压，从而使这些可能窜电的低电压无法造成LOCOTROL系统集成处理器模块的误动作。
为了抬高模块的触发电压，可用该过滤装置中的开关管控制电路的开通和关断，从而达到“过滤”的作用，同时，可加入滤波电路，使输出的电压更加平稳，对模块起到更好的保护作用。在本次研究中，最重要的就是如何解决在开通和关断瞬间产生的尖峰电压干扰问题。针对此情况，应选择MOS管作为开关，该管的工作频率可达到20 kHz以上，且驱动电路比较简单，具有高速、大功率、高耐压的特点。但是，在开通或关断时产生的尖峰电压也会对MOS管造成损耗。对此，可采用由电阻Rs、电容Cs和二极管VDs构成的RCD吸收电路，该电路对过电压有较好的抑制效果，并选择较大阻值的吸收电阻，这样能在一定程度上降低损耗。
为了抬高模块的触发电压，可在该过滤装置中加入开关管，当输入低于限定电压时，开关管处于关断状态，此时不能不能触发LOCOTROL系统集成处理器模块动作；当输入电压高于限定电压时，开关管处于开通状态，此时能触发LOCOTROL系统集成处理器模块动作。另外，可在装置中加入滤波模块，这样能使输出的电压更平稳。加入过滤装置前、后的工作原理分别如图2和图3所示。
4 方案可行性分析
使用可调直流电压发生器对LOCOTROL系统集成处理器模块施加直流脉冲后，LOCOTROL系统集成处理器模块的触发电压为9～28 V。在实际的机车电路中，集成处理器模块通过电源接线盒PJB与机车接口电路相连。本方案中在机车接口电路与LOCOTROL系统的电源接线盒之间安装了过滤装置，并抬高了X-IPM模块的触发电压，消除了机车接口电路中控制电路可能存在的感应电压或窜电现象。该方案能够避免因机车控制电路可能存在的感应电压或窜电进入LOCOTROL系统的X-IPM模块而导致的误触发。
摘 要：SS4机车LOCOTROL系统集成处理器模块的误触发会导致机车惩罚制动等故障。分析了LOCOTROL系统集成处理器模块的触发电压等问题，并提出了改进方案。
关键词：SS4机车；集成处理器模块；误触发；感应电压
中图分类号：U269.6 文献标识码：A 文章编号：2095-6835（2014）16-0049-02
SS4型直流电力机车自带的电磁干扰较大，有时会受网压波动、机车整流输出不稳定、潮湿天气等原因影响，造成控制电路产生感应电压或窜电现象。同时，SS4机车安装的是LOCOTROL系统，该系统的集成处理器模块（X-IPM）的触发电压门槛值较低（9～28 V），当SS4机车控制电路出现的感应电压或窜电现象的电压超过集成处理器模块的触发电压门槛值时，就会使LOCOTROL系统集成处理器模块误触发，进而导致机车产生惩罚制动等故障，轻则会导致分解运行，重则会导致区间机破。
1 故障情况介绍
2013-08-10，SS41013A+SS47124承担了WHY254次牵引任务，在涿鹿—化稍营间运行时，1013A节发生了减压100 kPa的惩罚制动，22：26列车停于153 874 m处，故障显示：惩罚制动、ATP、动力切除，重新断合LKJ主机电源后，故障消除；22：41区间动车，22：50再次出现故障，列车停于152 476 m处，重新断合LKJ主机电源后，故障消除。
SS41013机车回段后试车时没有产生故障，EB日志（如图1所示）显示“惩罚制动”“惩罚制动：ATP”。
在查找机车惩罚制动的原因时，发现机车A节LOCOTROL系统RIM模块J4插头F点的804-LC（LOCOTROL系统惩罚制动指令）有时会输出约5 V的电压。分别更换机车A节LOCOTROL系统的扩展集成处理器模块、继电器接口模块（RIM）和电源接线盒（PJB）后，804-LC仍输出约5 V的电压。人工使用可调直流电压发生器给804-LC送直流电压后，当电压达到9～28 V时，机车产生惩罚制动，下载EB日志数据记录显示：“惩罚制动”“惩罚制动：ATP”。因SS4机车的控制电路有时会出现感应电压或窜电现象，分析得出：RIM模块输出的804-LC线带有约5 V的电压是由机车控制电路的感应电压或窜电现象引起的集成处理器模块误触发而导致的。
2 集成处理器模块简介
集成处理器模块基于现有的LOCOTROL LSI处理器模块，包括系统电路、处理器、继电器驱动电路和与LCDM、RIM、EBV、EPCU模块接口的IO板。该模块是CCB II空气制动系统和分布式动力系统的中央处理器，可提供空气制动、LOCOTROL DP的软件编程和维护记录功能。
3 误触发的原因分析和改进方案
在大秦线SS4DP组合列车的运行中，机车控制电路可能会出现一些零散的信号和窜电现象，虽然随之产生的电压只有几伏至十几伏，但LOCOTROL系统集成处理器模块的触发电压门槛值较低，几伏至十几伏的电压能达到该模块触发电压的门槛值，并使模块误动作而造成惩罚制动等故障。因此，应在可能发生窜电的线束到LOCOTROL系统集成处理器模块之间加装过滤装置，并抬高模块触发电压，从而使这些可能窜电的低电压无法造成LOCOTROL系统集成处理器模块的误动作。
为了抬高模块的触发电压，可用该过滤装置中的开关管控制电路的开通和关断，从而达到“过滤”的作用，同时，可加入滤波电路，使输出的电压更加平稳，对模块起到更好的保护作用。在本次研究中，最重要的就是如何解决在开通和关断瞬间产生的尖峰电压干扰问题。针对此情况，应选择MOS管作为开关，该管的工作频率可达到20 kHz以上，且驱动电路比较简单，具有高速、大功率、高耐压的特点。但是，在开通或关断时产生的尖峰电压也会对MOS管造成损耗。对此，可采用由电阻Rs、电容Cs和二极管VDs构成的RCD吸收电路，该电路对过电压有较好的抑制效果，并选择较大阻值的吸收电阻，这样能在一定程度上降低损耗。
为了抬高模块的触发电压，可在该过滤装置中加入开关管，当输入低于限定电压时，开关管处于关断状态，此时不能不能触发LOCOTROL系统集成处理器模块动作；当输入电压高于限定电压时，开关管处于开通状态，此时能触发LOCOTROL系统集成处理器模块动作。另外，可在装置中加入滤波模块，这样能使输出的电压更平稳。加入过滤装置前、后的工作原理分别如图2和图3所示。
4 方案可行性分析
使用可调直流电压发生器对LOCOTROL系统集成处理器模块施加直流脉冲后，LOCOTROL系统集成处理器模块的触发电压为9～28 V。在实际的机车电路中，集成处理器模块通过电源接线盒PJB与机车接口电路相连。本方案中在机车接口电路与LOCOTROL系统的电源接线盒之间安装了过滤装置，并抬高了X-IPM模块的触发电压，消除了机车接口电路中控制电路可能存在的感应电压或窜电现象。该方案能够避免因机车控制电路可能存在的感应电压或窜电进入LOCOTROL系统的X-IPM模块而导致的误触发。
