一种铁路工程车关键电路诊断检测系统和方法与流程

本发明设计铁路工程车设计领域，具体涉及铁路工程车关键电路诊断检测系统和方法。

背景技术：

国内现有的工程车没有针对电气线路部分的检测，电线路故障点的查找完全停留在手工阶段，费时费力，很容易出现人为失误。而电气部分是接触网作业车不能缺少的重要部分，且长时间使用后经常会出现短路或者断路的情况，而这些电线路的故障可能导致发动机启动不了、车辆换档换向失灵、车辆制动失灵等问题，严重影响行车安全。完全靠人工排查电线路故障点是一件非常复杂的事情，不但要求司机或维修人员精通电气的原理和电线路的布局，而且要随车准备图纸。即使是司机精通电气原理和带有图纸，故障点的查找也费时费力。因此，需要发明一种可以对铁路工程车关键电路诊断进行检测系统，以提高铁路工程车的检修简便程度。

技术实现要素：

本发明克服现有技术存在的不足，所要解决的技术问题为：提供一种可以对接触网作业车的电气系统中的关键电线路进行实时监控的铁路工程车关键电路诊断检测系统。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种铁路工程车关键电路诊断检测系统，其特征在于，所述诊断检测系统包括：高电平关键电路：所述高电平关键电路中的各线路工作电平为高电平；低电平关键电路：所述低电平关键电路中的各线路工作电平为低电平；高电平检测模块：输入端与所述高电平关键电路中的各个高电平线路分别连接，用于检测高电平关键电路中各个高电平线路中的电平信号，并输出到人机交互单元；低电平检测模块：输入端与所述低电平关键电路中的各个低电平线路分别连接，用于检测低电平关键电路中各个低电平线路中的电平信号，并输出到人机交互单元；人机交互单元：与高电平检测模块和低电平检测模块连接，用于接收高电平检测模块及低电平检测模块发送的电平信号，并对电平信号进行识别后显示出故障线路信息，还用于输入包含要显示线路信息的线路显示命令，并根据输入的线路显示命令从存储单元获取对应线路所在关键电路的电气原理图以及电器布置图进行显示；存储单元：与所述人机交互单元连接，用于存储铁路工程车关键电路的电气原理图和电器布置图。

所述高电平关键电路包括：发动机控制电路、制动电路和整车电源电路，所述发动机控制电路、制动电路和整车电源电路中的各个高电平线路与高电平检测模块连接，所述低电平关键电路包括：变速箱换向换挡控制电路，所述变速箱换向换挡控制电路中的各个低电平线路与低电平检测模块连接。

所述高电平检测模块和低电平检测模块为型号为hc-211-24的开关量输入模块，其通过rs485接口与所述人机交互单元通讯连接。

所述人机交互单元包括：触摸显示屏：用于在无线路显示命令输入时，显示各个线路的故障状态；还用于输入线路显示命令，并根据线路显示命令显示相应线路所在关键电路的电气原理图和电器布置图；控制单元：输入端与所述高电平检测模块及低电平检测模块的输出端连接，输出端与所述触摸显示屏连接，用于接收高电平检测模块及低电平检测模块发送的电平信号，并对所述电平信号中的故障信号及其对应的线路进行识别后，输出到所述触摸显示屏显示；还用于根据输入的线路显示命令，调用对应的关键电路的电气原理图和电器布置图，并输出到触摸显示屏显示。

所述控制单元包括：故障线路识别模块：用于对所述高电平检测模块和低电平检测模块传输的电平信号中的故障信号及其对应的线路进行识别后，输出到线路状态显示界面显示；电路图调用模块：用于根据输入的线路显示命令，调用对应的关键电路的电气原理图和电器布置图，并输出到电气原理交互界面；所述触摸显示屏包括：线路状态显示界面：用于显示待检测的各个线路高低电平状态和故障状态，还用于输入所述线路显示命令；电气原理交互界面：用于显示对应的电线路模块的电气原理图和电器布置图；界面切换模块：用于在有线路显示命令输入时，将触摸显示屏切换到电气原理交互界面。

所述电气原理交互界面还用于输入电器元件信息，以及显示电器布置图中该电器元件的局部放大图，所述电路图调用模块还用于根据输入的电器元件信息查找该电器元件在电器布置图中位置，将该电器元件在所述电器布置图中的位置标记出来，并在所述局部放大图中进行放大显示。

本发明还提供了一种铁路工程车关键电路诊断检测系统的诊断检测方法，包括以下步骤：

s01、对工程车的电线路进行分类，确定要检测的电线路模块，并确定其电平高低特性，甄选出各电线路模块中需要检测的线路，并按高、低电平进行分类；

s02、将各电线路模块的电气原理图和对应的电器布置图存入所述存储单元；

s03、通过高电平检测模块和低电平检测模块分别对高电平线路和低电平线路进行检测并显示出来；

s04、通过人机交互单元观察各个需要检测电线的电平状态及故障状态；

s05、当显示屏上出现线路故障信息时，点击故障线路，通过人机交互单元上显示的故障线路所在电路的电气原理图和电器布置图，查找关键电路故障位置。

所述的铁路工程车关键电路诊断检测系统的诊断检测方法，还包括以下步骤：当显示屏上显示故障线路所在电路的电气原理图和电器布置图时，通过点击电器原理图上的故障元件，在电路布置图中显示该元件的物理位置。

本发明与现有技术相比具有以下有益效果：本发明的铁路工程车关键电路诊断检测系统包括高电平检测模块和低电平检测模块，通过将高电平检测模块与低电平检测模块分别与高电平关键电路中的高电平线路和低电平关键电路中的低电平线路连接，可以在线检测影响车辆运行的关键电线路的电平状态，通过电平状态与正常工作时是否一致来来识别出发生故障的线路，当司乘人员发现线路状态有异常时，可以通过人机交互单元快速进入电器原理及电器布置图界面，对故障线路进行针对性检测，以排查相关问题，相较于传统的通过纸质图纸检修排查问题的检修作业方式，通过加装该线路检测系统能降低车辆维护保养人员的素质，避免了车辆电器原理图纸遗失影响车辆检修维护的问题，缩短了车辆突发电器线路故障后现场判断及检修的时间。

附图说明

图1为本发明实施例的一种铁路工程车关键电路诊断检测系统的结构示意图；

图2为本发明实施例提出的发动机控制部分采样电路的连接示意图；

图3为本发明实施例提出的变速箱换向换档控制部分采样电路的连接示意图；

图4为本发明实施例提出的制动部分采样电路的连接示意图；

图5为本发明另一实施例的一种铁路工程车关键电路诊断检测系统的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例；基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，本发明实施例提供一种铁路工程车关键电路诊断检测系统，包括高电平电路、低电平电路、高电平检测模块、低电平检测模块、人机交互单元、存储单元；由于铁路工程车关键电路中有的关键电路是高电平有效，有的关键电路是低电平有效，因此，根据采样点有效时的电平是dc24v还是gnd，是dc24v选用高电平检测模块，是gnd选用低电平检测模块，即高电平检测模块与高电平关键电路中的各个高电平线路连接，低电平检测模块与低电平关键电路中的各个低电平线路连接，高电平检测模块用于检测高电平关键电路中的各个高电平线路中的电平信号，并输出到人机交互单元；低电平检测电路用于检测低电平关键电路中的各个低电平线路中的电平信号，并输出到人机交互单元；人机交互单元与高电平检测模块和低电平检测模块连接，用于接收高电平检测模块及低电平检测模块发送的电平信号，并对所述电平信号进行识别后显示出故障线路西，人机交互单元还用于输入线路显示命令，并根据线路显示命令显示对应的关键电路的电气原理图以及电器布置图。其中，该线路指示命令中包含一个线路信息，人机交互单元根据该线路信息，找到该线路所在的关键电路，并对关键电路的电路原理图及电路位置图进行调用后显示。存储单元与人机交互单元连接，用于分电路模块存储铁路工程车关键电路的电气原理图和电器布置图；

其中，工程车上设置有两个操作台，人机交互单元可以设置在每个操作台上设置一个，司机选择选择任何一个操作台操作工程车时，都能方便观察电线路的状态，省去两个操作台来回切换的麻烦。

进一步地，所述铁路工程车关键电路有很多，首先需要对工程车的电线路进行分类，划分要检测的电线路范围，甄选出需要检测的线号，并将这些线号按高电平、低电平分类。本实施例中，铁路工程车关键电路中的高电平关键电路包括发动机控制电路、制动电路和整车电源电路，低电平关键电路包括变速箱换向换挡控制电路，如图2和图4所示，为发动机控制电路、制动电路的各个线路与高电平检测模块连接，如图3所示，为所述变速箱换向换挡控制电路的各个线路与低电平检测模块连接。此外，上述的采样电路仅为整车电路的一部分电路，采样电路可根据用户的需要进行增加或减少。增加时只需要对需要检测电路模块进行分类，根据其在工作时线路中为高电平还是低电平进行分类，再根据分类将电路模块中的各线路与相应的高低电平检测模块连接即可。

具体地，所述高电平检测模块和低电平检测模块可以采用工业控制领域市面常用的高、低电平采集模块，工程车关键电路的电源为dc24v，为安全电压，因此只需要将所要检测的关键电路的相关电线路信息直接采集，无需增加新的采样电路。高、低电平采集模块可以为型号为hc-211-24的开关量输入模块，其通过rs485接口与所述人机交互单元通讯连接。

进一步地，如图5所示，所述人机交互单元包括可以包括触摸显示屏和控制单元，其中，在无线路显示命令输入时，触摸显示屏用于显示各个线路的状态，触摸显示屏还用于输入线路显示命令，并根据线路显示命令显示相应线路所在关键电路的电气原理图和电器布置图；控制单元的输入端与所述高电平检测模块及低电平检测模块的输出端连接，输出端与所述触摸显示屏连接，用于接收高电平检测模块及低电平检测模块发送的电平信号，并对所述电平信号中的故障信号及其对应的线路进行识别后，输出到所述触摸显示屏显示；此外，控制单元还用于根据输入的线路显示命令，调用对应的关键电路的电气原理图和电器布置图，并输出到触摸显示屏显示。

具体地，在显示屏中可以以灯图案表示各线路的电平情况，灯下标出该灯代表的线号，黄色灯表示线路为高电平，绿色灯表示线路为低电平，灯灭表示线路故障；此外，当有灯熄灭时，点击该灯，显示屏即显示故障线路所在关键电路的电路原理图和电器位置图，此外，没有灯显示故障时，也可以点击任意灯，使显示屏显示该灯对应线路所在关键点路的电路原理图和电路连接。

进一步地，如图5所示，所述控制单元包括故障线路识别模块和电路图调用模块，所述触摸显示屏包括线路状态显示界面、电气原理交互界面，其中故障线路识别模块用于对所述高电平检测模块和低电平检测模块传输的电平信号中的故障信息及对应的线路进行识别后，输出到线路状态显示界面显示；电路图调用模块：用于根据输入的线路显示命令，调用对应的关键电路的电气原理图和电器布置图，并输出到电气原理交互界面；线路状态显示界面用于显示待检测的各个线路高低电平状态和故障状态，还用于输入所述线路显示命令；电气原理交互界面用于显示对应的电线路模块的电气原理图和电器布置图，电器原理图不仅包括整车电气原理，还包括相关电器的文字说明，能够准确告诉司机故障线号的功能及与此线号相关电路的原理；电路布置图包括相关电器元件及线路的物理位置，与车辆本身的电器元件布置及接线位置完全一致，司机可以根据整车电器原理交互界面的指示来排查电器线路的故障点；界面切换模块用于在有线路显示命令输入时，将触摸显示屏切换到电气原理交互界面。

进一步地，所述电气原理交互界面还用于输入电器元件信息，以及显示电器布置图中电器元件的局部放大图，所述电路图调用模块还用于根据输入电器元件信息查找该电器元件在电器布置图中位置，将该电器元件在所述电器布置图中的位置标记出来，并在所述局部放大图中进行放大显示。

具体地，当触摸显示屏显示电气原理交互界面时，可以点击电气原理图中的电器元件，则电路图调用模块对该电路元件在电器布置图中的物理位置进行查找，查找到后通过红框将该电器元件在电器位置图中标出，并在局部放大图中进行放大显示，可以方便检修人员进行观察检修。电气原理图可以位于电气原理交互界面左侧，电器布置图可以位于电气原理交互界面右侧，局部放大图可以位于电气原理交互界面中间。当然，也可以是其他布置方式。

以图2中的a38线号为例，a38是dc24v高电平有效，当a38所在电路出现故障时，高电平模块将检测不到此高电平信号，线路状态显示界面中的线号按键a38将不能点亮，灭灯指示a38故障线号，司机通过点击线号按键a38，进入电气原理交互界面，此界面左下部分显示与故障线号a38相关的电气原理图，即整车电气原理及相关电器的文字说明,右下部分显示与故障线号a38相关的电器位置图，即显示电器元件及线路的物理位置，该显示与车辆本身的电器元件布置及接线位置完全一致，司机通过整车电器原理交互界面的提示，排查线路故障会容易很多。

以图3中的120线号为例，120是gnd低电平有效，当120所在电路出现故障时，低电平模块将检测不到此低电平信号，线路状态显示界面5中的线号按键120将不能点亮，灭灯指示120故障线号。故障线号的诊断同上面a38线号的介绍相同。

此外，本发明实施例还提供了一种铁路工程车关键电路诊断检测系统的诊断检测方法，包括以下步骤：

s01、对工程车的电线路进行分类，确定要检测的电线路模块，并确定其电平高低特性，甄选出各电线路模块中需要检测的线路，并按高、低电平进行分类；

s02、将各电线路模块的电气原理图和对应的电器布置图存入所述存储单元；

s03、通过高电平检测模块和低电平检测模块分别对高电平线路和低电平线路进行检测并显示出来；

s04、通过人机交互单元观察各个需要检测电线的电平状态及故障状态；

s05、当显示屏上出现线路故障信息时，点击故障线路，通过人机交互单元上显示的故障线路所在电路的电气原理图和电器布置图，查找关键电路故障位置。

进一步地，当显示屏上显示故障线路所在电路的电气原理图和电器布置图时，通过点击电器原理图上的故障元件，在电路布置图中显示该元件的物理位置。

本发明提出了一种铁路工程车关键电路诊断检测系统，能方便的检测影响车辆运行的关键电线路的状态，对接触网作业车的电气系统中的关键电线路进行实时监控，当关键电线路发生故障时，司机或维修人员能通过触摸显示屏上的线路检测按钮，进入线路状态显示界面，线路状态显示界面能够显示故障电路相关的电线路的线号（故障线号上方按键点亮为正常，灭灯为故障），通过触摸故障线号按键（也就通过点击线路诊断界面中，线号指示灯灭灯的线号按键），显示屏将进入故障线号相关的电路原理交互界面，不但能显示和故障线号相关的所有电路，还能显示和故障线号相关的线号及设备的位置。通过关键电路检测诊断系统的运用，司机或维修人员能够快速锁定线路的故障点，通过显示屏显示的故障线号相关的电路原理、线号及设备位置，司机或维修人员能够锁定需要检测的电路，并能快速找到相关线路的位置。相较于传统的通过纸质图纸检修排查问题的检修作业方式，通过加装该电路诊断检测系统能降低车辆维护保养人员的素质，避免了车辆电器原理图纸遗失影响车辆检修维护的问题，缩短了车辆突发电器线路故障后现场判断及检修的时间。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。