本发明属于高速动车组电气调试技术领域，具体涉及一种动车组外门开关状态稳定性测试方法。
背景技术：
外门稳定性试验项目是高速动车组整列调试的关键工序，项目要求操作者操作司机台的开门按钮、关门按钮及门允许按钮，控制动车组实现全列车共58个外门的开关门动作，需要反复执行200次。并且，要求动车组外门在连续开关200次后，没有相关的电气及机械故障，运行平稳，性能稳定。
目前，试验过程均采用人工手动操作完成，需要操作者在司机室不停地按压门允许按钮、开门按钮、关门按钮。试验过程漫长，容易造成操作者疲劳。并且，操作者长时间占用司机室，会影响司机室内其它调试工序的进程。同时，由于开关门的操作次数单纯依靠人工计数来完成，容易出现多记或少记现象，使最终的开关门次数无法正确统计，试验质量难以保证。
技术实现要素：
为了解决在动车组外门稳定性测试过程中，操作者长时间占用司机室而影响司机室内其它调试工序的进程，试验过程漫长容易造成操作者疲劳，以及由于操作者人为主观因素造成的试验次数不精确的技术问题，本发明提供一种动车组外门开关状态稳定性测试方法。
本发明解决技术问题所采取的技术方案如下：
动车组外门开关状态稳定性测试方法，其包括如下步骤：
步骤一、操作者通过键盘设定测试要求的开关门次数，控制器存储该操作次数作为自动模式下开关门次数的设定值，并通过显示模块显示该设定值；
步骤二、操作者通过键盘选择手动测试模式或自动测试模式，若是选择手动测试模式，则执行步骤三；若是选择自动测试模式，则执行步骤四；
步骤三、选择手动模式时，包括如下子步骤：
步骤3.1、操作者通过键盘按下开门键，控制器接收键盘发送的开门指令，通过电机驱动模块控制步进电机和机械装置按压司机台上的门允许按钮和开门按钮，控制动车组外门打开；
步骤3.2、操作者通过键盘按下关门键，控制器接收键盘发送的关门指令，通过电机驱动模块控制步进电机和机械装置按压司机台上的关门按钮，控制动车组外门关闭；
步骤四、选择自动模式时，包括如下子步骤：
步骤4.1、安装在动车组头车1门的检测装置检测到外门为关闭状态，并将外门关闭信号传送给控制器，控制器根据接收到的外门关闭信号控制电机驱动模块和机械装置按压司机台上的门允许按钮和开门按钮，控制动车组外门打开；
步骤4.2、安装在动车组头车1门的检测装置检测到外门为打开状态，并将外门打开信号传送给控制器，控制器根据接收到的外门打开信号控制电机驱动模块和机械装置按压司机台上的关门按钮，控制动车组外门关闭；
步骤4.3、动车组外门每执行一次开关门动作后，控制器记录的次数自动加一，并通过显示模块显示已操作的次数，重复步骤4.1和步骤4.2，直到开关门次数达到步骤一所述的设定值，测试结束，显示模块显示本次试验的日期和开关门次数。
本发明的有益效果是：利用模拟人手动作的方法，实现动车组外门在设定的次数下自动完成开关门的动作，并且具有显示和存储功能，该方法将原来开关门200次的操作由人工手动执行替换为自动化设备来执行，大大降低了操作者的劳动强度，并且，操作者不用长时间占用司机室，不会影响司机室内其它调试工序的进程。同时，由于采用程序来记录开关门的操作次数，不会出现多记或少记现象，能够正确统计出最终的开关门次数，试验质量得以保证。
附图说明
图1是本发明动车组外门开关状态稳定性测试方法的流程图。
图2是本发明动车组外门开关状态稳定性测试方法的一部分工作原理图。
图3是本发明动车组外门开关状态稳定性测试方法的另一部分工作原理图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细说明。
本发明以PLC为控制中心，外围电气元件作为执行部件，LCD液晶显示屏作为显示模块，8*8键盘作为输入模块，红外传感器作为检测装置，轴端安装有手指形顶杆的四个步进电机作为动作执行机构，在PLC程序的控制下，自动执行动车组外门开关动作，并将试验结果及试验日期自动存储在芯片内。PLC及其外围电气元件集成在方形箱内，LCD和8*8键盘安装在方形箱上表面，轴端安装有手指形顶杆的四个步进电机安装在方形箱内，红外传感器通过信号线与PLC连接，红外传感器位于动车组头车的1门附近。整个方形箱放置在司机台上的门允许按钮、开门按钮和关门按钮的正上方，使四个手指形顶杆中两个顶杆的位置对准司机台上的门允许按钮和开门按钮，另两个顶杆中一个的位置对准司机台上的关门按钮。由于动车组车型不同开关门按钮的位置也不相同，本发明通过转换开关实现两种车型的切换动作。
如图1所示，本发明的动车组外门开关状态稳定性测试方法如下：
系统上电初始化后，通过键盘设定测试的操作次数值，PLC储存该操作次数值作为最终执行自动模式下开关门次数的设定值，并通过LCD显示该设定值。操作者根据实际需要选择手动模式和自动模式。本发明通过手动模式对方形箱内部的四个手指形顶杆的位置进行校正，以对准被测动车组司机台上的开门按钮、关门按钮、门允许按钮。选择手动模式时，如果操作者按压键盘上的开门按键，则执行手动开门程序，通过电机驱动模块控制步进电机和顶杆按压司机台上的门允许按钮和开门按钮，控制动车组外门打开。反之，如果操作者按压关门按钮，则执行手动关门程序，通过电机驱动模块控制顶杆按压司机台上关门按钮，动车组执行关门动作。
选择自动模式时，位于动车组头车1门附近的红外传感器检测到外门状态是开，则程序会控制电机驱动模块和顶杆按压司机台上的关门按钮，此时动车组执行关门动作。反之，则执行开门动作，执行一次开关门后，PLC的计数器自动加1，直到执行开关门次数达到设定值，程序停止开关门操作。LCD显示本次试验的日期及执行次数。
如果上述操作过程中，PLC执行开门指令后，外门在3-5s内没有打开，则PLC会输出故障提示信息，并由LCD显示故障提示信息，程序暂停，直到故障处理完毕之后，继续进行测试。
PLC通过不断扫描键盘的状态，判断哪一个按键被按下，以执行相应的指令动作。通过键盘输入的指令有：外门开/关次数的设定(默认为200次)，开关门次数及所用时间的清零复位，手动模式/自动模式的切换，手动开门，手动关门。
通过红外传感器将门的开/关状态通过三极管的电平转换电路转换为DC3.3V和0V的开关信号，送至PLC的输入引脚作为信号处理的依据，PLC会以此作为当前门状态和门是否执行了相应开/关动作的判断条件。
PLC根据操作者意图和红外传感器检测输入的外门状态信号，经过运算和处理输出相应的驱动信号，控制步进电机的电机轴做直线运动，通过轴端的顶杆按压开门按钮、门允许按钮、关门按钮，使外门执行相应的开/关动作。如果执行了开门或关门操作而经过3-5秒钟的延时后，外门还是维持原来的状态，则判断为所检测的外门存在故障，程序会控制系统处于暂停的保护状态，直到外门状态正常再重新开始。
LCD液晶显示模块能够显示32个汉字或64个字符，主要显示如下信息：操作次数设定值，手动模式/自动模式，手动开门/手动关门，过程中，一个状态执行完毕，所用时间，本次试验的日期和开关门次数等信息。
如图2所示，此电路图实现了左右门的选择和适应不同动车组车型开关门按钮位置不同的兼容性问题。图2所示电路的功能是：通过转换开关S5转换在不同的位置，分别选择给5v接触器KL1、KL2、KL3、KO1、KO2、KO3、KO4的线圈供电，通过接触器的触头控制相关的触点闭合或者断开，接通不同的步进电机的电机驱动模块，使图3中PLC根据外门状态发出的驱动脉冲能够控制相应的步进电机推动顶杆，进行按压司机台上的开关门及门允许按钮，以达到控制不同车型的开关门按钮实现开关门的功能。例如，要对380B型车的左门进行外门200次稳定性测试，将转换开关S5选择在380B左门位置，+5V会经过380B左控制线使K01、K02、KL3线圈得电，控制相应的触点闭合，使M1、M2、M3步进电机能够接收PLC的脉冲控制信号进行动作，为通过顶杆按压380B左门相关的开关门按钮提供了控制条件。
如图3所示，通过8*8键盘设定在自动模式下动车组外门的开关门次数，并且在LCD上显示这个设定次数，以及当前的日期时间等信息。操作者按压键盘上的自动按钮，PLC进入自动测试模式。PLC通过红外传感器检测到的外门状态电平(高电平为开门状态，0电平为关门状态)经过Q1对电平进行3.3V转换后输入PLC的PA8引脚作为逻辑判断条件，如果当前是开门状态，则PLC程序控制PC0至PC7输出相应的驱动脉冲提供给电机驱动模块控制脉冲，经过电机驱动模块对信号进行放大后经过OUT1至OUT8输出到达图2的OUT1至OUT8驱动线，控制M1至M4的相应步进电机动作，执行按压司机台上的关门按钮实现关门动作。同时在LCD上显示自动关门进行中和自动关门结束的提示信息。门关好后通过红外传感器检测到低电平0的关门状态经过Q1对电平进行3.3V转换后输入PLC的PA8，PLC经过3-5秒延时输出开门脉冲信号经过电机驱动模块放大后控制相应的步进电机动作，按压司机台上的开门按钮，实现开门动作，同时LCD上显示自动开门进行中和自动开门结束的提示信息。完成一次开关门动作后LCD上显示的当前开关门次数自动加1，当开关门次数达到设定次数时，自动停止开关门动作，LCD显示实验结束，PLC保存此次测试所用时间、本次试验的日期和开关门次数等试验结果。自动完成外门稳定性试验项目的开关门操作。