邏輯控制圖表在動車組調(diào)試方法中的應(yīng)用

王 垚，沈華波，邴晨陽，居法云

（1 南車青島四方機(jī)車車輛股份有限公司 技術(shù)工程部，山東青島266000；2 北京航天測控技術(shù)有限公司，北京100041）

邏輯控制圖表在動車組調(diào)試方法中的應(yīng)用

王 垚1，沈華波1，邴晨陽1，居法云2

（1 南車青島四方機(jī)車車輛股份有限公司 技術(shù)工程部，山東青島266000；2 北京航天測控技術(shù)有限公司，北京100041）

通過對動車組調(diào)試現(xiàn)狀的分析，提出了基于可視化展示方式的邏輯控制圖表的實現(xiàn)思路，將復(fù)雜的動車組邏輯控制系統(tǒng)轉(zhuǎn)換為直觀、易操作的邏輯控制圖表，并采用邏輯控制代碼和矩陣作為數(shù)據(jù)的分析基礎(chǔ)，便于車間調(diào)試人員對信息的獲取，也有利于自動化調(diào)試系統(tǒng)中測試數(shù)據(jù)的自動接收、分析與判讀，可以有效提高動車組的調(diào)試效率和準(zhǔn)確率。

邏輯控制矩陣；邏輯控制代碼；自動化調(diào)試系統(tǒng)

隨著動車組項目制造技術(shù)的發(fā)展和推進(jìn)，動車組的質(zhì)量和系統(tǒng)穩(wěn)定性也需要符合更高的要求，動車組出廠前需要經(jīng)過一套完整的試驗測試且通過后才能交付用戶上線運用。由于技術(shù)復(fù)雜程度和系統(tǒng)集成度的不斷提高，目前25 T客車、機(jī)車等軌道交通車輛的傳統(tǒng)調(diào)試方法已經(jīng)不能滿足動車組出廠試驗需要，難以應(yīng)對日益復(fù)雜的動車組系統(tǒng)，跟不上生產(chǎn)提升的步伐。

動車組系統(tǒng)集成設(shè)備較多，包括高壓供電系統(tǒng)、牽引指令系統(tǒng)、制動控制系統(tǒng)等設(shè)備，系統(tǒng)間存在復(fù)雜的邏輯控制關(guān)系，在車輛出廠之前，需要對這些系統(tǒng)的邏輯控制關(guān)系進(jìn)行全面的調(diào)試，確保系統(tǒng)的穩(wěn)定性。為保證這些復(fù)雜邏輯控制關(guān)系得到全面、準(zhǔn)確、有效的驗證，需要制定邏輯控制流程來對系統(tǒng)進(jìn)行驗證，邏輯控制流程由系統(tǒng)原理圖轉(zhuǎn)換而來，其操作對象為車間調(diào)試工人，為了保證調(diào)試過程中信息獲取的效率和準(zhǔn)確性，需要將邏輯控制流程進(jìn)行直觀的可視化表示，以提升調(diào)試效率，保證產(chǎn)品質(zhì)量。

1　邏輯控制流程可視化研究

為了實現(xiàn)邏輯控制流程的可視化，需要對動車組中各復(fù)雜系統(tǒng)的原理進(jìn)行分析，提取其邏輯流程共性，從而制定標(biāo)準(zhǔn)的邏輯控制流程轉(zhuǎn)換方法。在本文中，通過對系統(tǒng)的分析，采用邏輯控制圖表的方式來表示系統(tǒng)的復(fù)雜關(guān)系。

邏輯控制圖表由工藝人員編制，作為動車組功能試驗指導(dǎo)性文件，幫助現(xiàn)場操作人員快速、準(zhǔn)確的完成調(diào)試工作。邏輯控制圖表利用圖表直觀、可視化的特點，將相關(guān)圖紙信息、控制信息轉(zhuǎn)化到圖表中，減少了大量文字描述語言的使用，優(yōu)化了動車組調(diào)試操作方法。其特點有：

（1）信息集中

試驗過程及內(nèi)容通過縮略詞和特殊符號轉(zhuǎn)化到圖表中，并將關(guān)聯(lián)步驟和狀態(tài)指示進(jìn)行集中顯示；圖表通過提煉、歸類，將隱藏在復(fù)雜試驗內(nèi)容中的操作步驟和原理等信息進(jìn)行有機(jī)組合，具有較高的信息集成度，適用于車間復(fù)雜環(huán)境下的信息獲取。

（2）邏輯嚴(yán)謹(jǐn)

圖表每一行內(nèi)容都由操作條件和結(jié)論組成，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)牟僮鞑襟E是獲取正確結(jié)論的前提；圖表行體現(xiàn)了操作步驟邏輯“與”關(guān)系，圖表列體現(xiàn)操作步驟邏輯“或”關(guān)系，這種布爾型邏輯語言，并不直接體現(xiàn)在圖表中，而是通過符號或簡單字符進(jìn)行描述。

（3）讀取方便

操作人員按照邏輯控制圖表，對試驗內(nèi)容進(jìn)行操作確認(rèn)，不必理解大量文字信息，出現(xiàn)錯誤。同時圖表與文字相比，所容納信息量大，一般一張圖表內(nèi)容可容納數(shù)百甚至上千字的描述信息。經(jīng)過多種動車組調(diào)試平臺的驗證，調(diào)試過程中使用邏輯控制圖表，能有效提高操作人員的作業(yè)效率和準(zhǔn)確率，起到事半功倍的作用。

（4）易于擴(kuò)展

邏輯控制圖表均采用模塊化、柔性化設(shè)計編制，不同車型之間可以相互借用，當(dāng)某一條件發(fā)生改變時，只需要簡單修改就可以應(yīng)用在不同平臺上。同時可以將邏輯控制圖表轉(zhuǎn)換為編碼文件，采用通用的格式進(jìn)行表示，實現(xiàn)信息的傳遞與應(yīng)用。

2　邏輯控制圖表轉(zhuǎn)換

將復(fù)雜的系統(tǒng)邏輯信息轉(zhuǎn)換為可視化的邏輯控制圖表，是實現(xiàn)調(diào)試信息可視化的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，本文采用邏輯編碼的方式來對系統(tǒng)信息進(jìn)行描述，并逐步形成邏輯轉(zhuǎn)換規(guī)則，輔助邏輯信息向可視化圖表的轉(zhuǎn)換。

圖1　動車組中某系統(tǒng)的邏輯控制電路

如圖1所示為司機(jī)臺指令試驗器的控制電路，其中包括常開觸點與常閉觸點，針對其信號輸出結(jié)果，可以將觸點的邏輯關(guān)系表示如下：

B0FR&&（B5FR||B7FR&&70SR）&&N BR&&JT R

將其轉(zhuǎn)換為邏輯控制代碼為：

if（B0F R==T R U E）

Result=T R U E.

elseIf（B5F R==T U R E||

（B7F R==T R U E&&70S R==T R U E））

Result=T R U E

Else if（N B R==T R U E）

Result=T R U E.

Else if（JT R==T R U E）

Result=T R U E.

Else

Result=F A LSE

以邏輯關(guān)系代碼為基礎(chǔ)，對其節(jié)點控制關(guān)系進(jìn)行提取，即可根據(jù)測試調(diào)試和控制點的要求生成其邏輯控制矩陣。

表1　基于代碼生成的邏輯控制矩陣

邏輯控制矩陣可以作為邏輯控制圖表生成與展示的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，并生成直觀易操作的圖表。

在自動化調(diào)試系統(tǒng)中，調(diào)試過程返回的數(shù)據(jù)信息可以結(jié)合本矩陣和邏輯控制代碼進(jìn)行解析，輔助完成數(shù)據(jù)的判讀和分析。

3　邏輯控制圖表在動車組調(diào)試中的應(yīng)用

動車組調(diào)試工序根據(jù)生產(chǎn)結(jié)構(gòu)可分為靜態(tài)試驗和動態(tài)試驗，工作時操作人員按照記錄表試驗內(nèi)容，完成動車組電氣、機(jī)械性能調(diào)試，試驗通過的車輛交付出廠。因為動車組需要確認(rèn)的控制指令很多，邏輯控制圖表在記錄文件中的使用就比較頻繁。

邏輯控制圖表的主要作用是將圖紙、大綱等內(nèi)容進(jìn)行解析與轉(zhuǎn)換，通過中間代碼生成可視化的圖表信息，直觀的指導(dǎo)操作人員進(jìn)行調(diào)試作業(yè)。經(jīng)過多種動車組車型的使用驗證，同一試驗內(nèi)容按照圖表調(diào)試完成的時間比按照原理圖、指導(dǎo)文件完成調(diào)試的時間縮短2/3，且降低了對作業(yè)人員技能水平的要求、提高了試驗結(jié)果準(zhǔn)確率。典型動車組靜態(tài)調(diào)試圖表應(yīng)用如下：

司機(jī)臺指令—155 R制動力不足確認(rèn)

此試驗通過車輛司控器（B V操作手柄）操作、指令試驗器開關(guān)操作，進(jìn)行155制動力不足檢測指令確認(rèn)，圖1中B0F R、B5F R、B7F R為司控器制動檔位0檔、5檔及7檔位；70S R、N B R及JT R分別為指令試驗器模擬的70 km/h速度信號、常用制動指令信號和緊急制動指令信號。

動作原理分析，155 R制動力不足指令輸出電路是否正常，由車輛檔位、70 km/h速度信號等狀態(tài)決定，如：B V操作手柄操作至“運行～4檔”位，零檔位B0F R得電閉合、5檔位B5F R失電閉合，指令試驗器模擬車載常用制動繼電器N B R和緊急制動繼電器JT R上電閉合，條件滿足后155 R繼電器得電，指示燈亮，制動力不足指令不進(jìn)行檢測（原理圖見圖1）。

邏輯控制表2：

根據(jù)155 R指令輸出條件，將原理圖中關(guān)聯(lián)元素和邏輯關(guān)系轉(zhuǎn)化到控制圖表中，指導(dǎo)調(diào)試人員完成155R制動力不足和電路狀態(tài)確認(rèn)。表2內(nèi)“O N”表示加電、“O FF”表示斷電、“↓”表示與上一步操作相同，“○”表示燈亮、加電，“×”表示燈滅、斷電。

表2　司機(jī)臺指令試驗器邏輯控制表

通過圖表信息，調(diào)試人員能很方便、直觀的進(jìn)行155 R制動力不足指令確認(rèn)，圖表元素“B V操縱手柄”、“70SR”、“N B R”、“JT R”和“155”的狀態(tài)變化及相互間的關(guān)系，從而對整個系統(tǒng)的邏輯控制關(guān)系進(jìn)行測試與驗證。在動車組調(diào)試中，邏輯控制圖表的生成與應(yīng)用流程圖2所示。

圖2　邏輯控制圖表的生成與應(yīng)用

4　結(jié)束語

通過邏輯控制圖表的生成，可以實現(xiàn)動車組復(fù)雜系統(tǒng)信息的轉(zhuǎn)化，作為通用解析代碼和邏輯控制矩陣的數(shù)據(jù)判讀依據(jù)，并對后期的數(shù)據(jù)反饋進(jìn)行分析和判讀，不僅可以提高調(diào)試車間現(xiàn)場工作人員對調(diào)試任務(wù)的信息獲取效率，也有利于自動化調(diào)試系統(tǒng)中數(shù)據(jù)自動處理過程的實現(xiàn)。

［1］ 于 婷，龍 翔，高小鵬.基于模擬器遠(yuǎn)程調(diào)試系統(tǒng)的研究與實現(xiàn)［J］.微計算機(jī)信息，2008，24（2）：4-6.

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Application of Logic Control Chart in the Test M ethod of EMU

W A N G Yao1，S H E N H uabo1，BI N G Chenyang1，J U Fayun2
（1 Technology engineering department of CSR，Qingdao 266000 Shandong，China；2 Beijing Aerospace M easurement and Control Corporation，Beijing 100041，China）

With analysis of the current situation of EMU test，this article gives a method by the logic control graphics based on data visualized display.In this way，the co m plex EMU logic control system can be changed into a sim ple and easily operated logic control graphics.The logic control code and matrix is the supportfor the data analysis，and it＇s convenientfor the workshop test operator to get valid information，and it＇s also an efficient way for the test data auto matic receive，analysis and identification，this solution can greatly im prove the efficiency and precision in EMU Test.

logic control matrix；logic control code；auto matic test system

U266.2

A

10.3969/j.issn.1008-7842.2015.05.27

1008-7842（2015）05-0113-03

王垚（1981—）男，高級工程師（2015-03-18）