HXD1B型機車系統(tǒng)數(shù)據(jù)分析

王紹輝

（鄭州鐵路局鄭州機務段，河南鄭州450053）

HXD1B型機車系統(tǒng)數(shù)據(jù)分析

王紹輝

（鄭州鐵路局鄭州機務段，河南鄭州450053）

HXD1B型電力機車使用的是德國成熟的鐵路機車控制系統(tǒng)，簡稱SIBAS 32系統(tǒng)。通過數(shù)據(jù)分析專家診斷系統(tǒng)軟件Expert 2 viewer，分析人員可以看到系統(tǒng)的診斷信息、機車操作過程、機車工作環(huán)境狀態(tài)等系統(tǒng)數(shù)據(jù)。如何利用系統(tǒng)數(shù)據(jù)排查機車故障隱患，對提高機車質(zhì)量有著重要意義。結(jié)合鄭州機務段數(shù)據(jù)分析方面積累的經(jīng)驗，重點介紹了系統(tǒng)數(shù)據(jù)分析過程、分析經(jīng)驗以及開展的工作，以供讀者參考。

HXD1B機車；Expert 2 viewer；系統(tǒng)數(shù)據(jù)分析；診斷界面

HXD1B型電力機車使用的是德國成熟的鐵路機車控制系統(tǒng)，簡稱SIBAS 32系統(tǒng)［1］。為了便于機車用戶和技術(shù)維護人員直觀的分析、掌握SIBAS 32系統(tǒng)的診斷信息、機車操作過程、機車工作環(huán)境狀態(tài)的系統(tǒng)數(shù)據(jù)。西門子公司開發(fā)了SIBAS 32系統(tǒng)自診斷采用了數(shù)據(jù)分析專家診斷系統(tǒng)軟件Expert 2 viewer。利用該軟件，可以直觀的利用計算機對診斷系統(tǒng)存儲的數(shù)據(jù)及內(nèi)容進行有效的分析，為機車實際故障的查找提供幫助和技術(shù)支持。

如何利用系統(tǒng)數(shù)據(jù)排查機車故障隱患，對提高機車質(zhì)量有著重要意義。結(jié)合鄭州機務段數(shù)據(jù)分析方面積累的經(jīng)驗，簡要介紹了分析軟件，系統(tǒng)數(shù)據(jù)分析過程、分析經(jīng)驗以及開展的工作，以供讀者參考。

1　HXD1B機車數(shù)據(jù)分析軟件

HXD1B的機車數(shù)據(jù)包括故障診斷信息和機車協(xié)議事件的記錄。機車數(shù)據(jù)下載需要選用容量為2G，格式為FAT格式的U盤。在機車未上電前，技術(shù)人員將U盤插入I端副司機側(cè)操縱臺的U SB端口上，按照機車數(shù)據(jù)下載程序操縱微機顯示屏，即可完成數(shù)據(jù)下載工作。

正常情況下，下載的機車數(shù)據(jù)包共有8個壓縮文件，分別為CCU1DIAG.ZIP、CCU1PROT.ZIP、CCU2DIAG. ZIP、CCU2PROT.ZIP、TCU1DIAG.ZIP、TCU1PROT. ZIP、TCU2DIA G.ZIP、TCU2PROT.ZIP。技術(shù)人員可以通過Expert 2 viewer程序，下載這些數(shù)據(jù)文件。

Expert 2 viewer程序的界面如圖1所示。圖中CarNo表示機車號，Code ID表示故障代碼，Date-TimeOcc表示記錄開始時間，DateTimeGone表示記錄結(jié)束時間，EventText表示記錄內(nèi)容。其中在診斷界面中即CCU1DIAG.ZIP、CCU2DIAG.ZIP、TCU1DIAG. ZIP、TCU2DIAG.ZIP這4個文件操作界面下，雙擊機車診斷記錄會進入記錄環(huán)境界面。環(huán)境界面如圖2所示，其中的數(shù)據(jù)詳細描述了診斷記錄發(fā)生時的機車各部件運行狀態(tài)。

圖1　Expert 2 viewer程序界面

圖2　診斷記錄環(huán)境界面

2　機車數(shù)據(jù)分析過程

對HXD1B機車的數(shù)據(jù)分析，按照診斷界面中記錄的不同，按以下3種情況進行：

（1）如果診斷界面中有相應的故障記錄，且故障沒有消除時間，可根據(jù)故障記錄，確定故障范圍，更換相應故障元件。以圖3所示的故障為例，故障代碼145，故障開始時間2014-03-30 T16：22：00，沒有故障結(jié)束時間，故障內(nèi)容為HWP：檢測到錯誤4QC1模塊-A1→測試/NEV1。即硬件保護：檢測到4QC整流部分的A1模塊故障，執(zhí)行測試程序同時隔離了中間直流環(huán)節(jié)1。該故障沒有結(jié)束時間，且故障內(nèi)容較為明確，因此機車回機務段后，技術(shù)人員根據(jù)故障內(nèi)容檢查了A1模塊，發(fā)現(xiàn)模塊已炸裂，隨即更換了故障模塊。

圖3　故障舉例1

（2）如果診斷界面中相應的故障記錄有消除時間，需結(jié)合相應控制器件的過程記錄，判斷出故障是如何產(chǎn)生、消除的，以采取相應的處理措施。在此過程中，建議讀者將機車的電路原理圖及器件工作原理與機車數(shù)據(jù)相結(jié)合，從而更好的分析數(shù)據(jù)中包含的信息。以圖4所示的故障為例，故障代碼202，故障開始時間2014-05 -06 T10：21：51，故障結(jié)束時間2014-05-06 T10：22：16，故障內(nèi)容為主斷閉合故障，沒有主斷閉合反饋信。該診斷界面為CCU2的診斷界面，因此從CCU2的過程界面如圖5所示，分析故障時刻的機車運行過程。故障前后，機車運行過程如下：

10：21：48～10：21：52主斷閉合釋放（$E131_05）

10：21：50～10：21：51司機閉合主斷

10：21：51～10：21：52主斷控制繼電器=21-A11 -K01閉合（$E131_15）

10：21：52～10：21：52主斷路器狀態(tài)：字節(jié)12：主斷閉合故障

結(jié)合機車原理圖及主斷路器工作原理可知，主斷路器閉合的條件是主斷軟、硬件環(huán)閉合，同時CCU發(fā)出主斷路器閉合指令，滿足上述條件后，主斷路器電磁閥得電，風路導通從而推動主斷操作機構(gòu)閉合主斷路器觸點。分析機車過程數(shù)據(jù)，我們可以看出故障時刻，滿足了主斷路器的閉合條件，同時如果是不滿足主斷閉合條件，則會產(chǎn)生其他故障代碼，如代碼211，故障內(nèi)容繼電器21-A11-K02閉合故障，表示主斷路器硬件環(huán)故障等。因此故障時刻主斷路器沒有閉合的原因，應該是主斷路器本身存在故障。我們更換機車主斷路器后，未再發(fā)生該故障。

圖4　故障舉例2

圖5　故障舉例2過程分析界面

（3）如果診斷界面中沒有相應的故障記錄且故障現(xiàn)象會自動消除，需結(jié)合相應控制器件的過程記錄，以及故障時刻機車的其他診斷記錄判斷出故障是如何產(chǎn)生、消除的，以采取相應的處理措施。特別是在行車過程中，機車診斷界面中往往產(chǎn)生故障代碼為315，故障內(nèi)容為定速控制：狀態(tài)不允許的記錄，讀者在分析故障時，建議注意利用該條代碼判斷機車故障。以圖6所示的故障為例，故障現(xiàn)象機車運行途中，偶爾發(fā)生司機提手柄主斷路器自動斷開的現(xiàn)象。故障分析如下：

①16：03故障初次發(fā)生時，分析CCU2的診斷界面如圖6所示，在故障時刻沒有找到關(guān)于主斷路器的故障記錄；

②分析CCU2的過程界面如圖7所示，故障發(fā)生前主斷路器處于閉合狀態(tài)，司機提了牽引手柄，隨即發(fā)生主斷路器斷開故障：

③再次分析CCU2的診斷界面，分析16：03時，有定速控制：狀態(tài)不確定的記錄，雙擊該記錄，分析環(huán)境界面數(shù)據(jù)如圖7所示，發(fā)現(xiàn)提示CCU控制主斷閉合的模塊輸出均為低電平，但是從過程數(shù)據(jù)記錄中，沒有找到影響主斷閉合的條件；

④按此方法分析其他故障時刻的數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)故障現(xiàn)象基本一致，因此更換了機車S K S模塊，機車隨后運行過程中沒有再發(fā)生該故障。

3　經(jīng)驗總結(jié)

通過上述3種數(shù)據(jù)分析情況，我們總結(jié)如下經(jīng)驗，供讀者參考：

（1）在日常工作中，建議讀者通過收集資料、上車試驗等方式，結(jié)合機車電路原理圖，學習、掌握機車診斷界面中各種故障代碼的含義及產(chǎn)生條件。在熟悉了各種故障代碼的基礎(chǔ)上，我們分析機車故障時，可先判斷故障部件，再分析機車數(shù)據(jù)中記錄了哪些該部件的哪些故障代碼，同時該部件有哪些故障代碼沒有出現(xiàn)，從而幫助我們縮小部件故障判斷范圍；

圖6　故障舉例3診斷界面

圖7　故障舉例4過程界面

圖8　故障舉例4環(huán)境界面

（2）對于機車運行過程中的故障，在分析數(shù)據(jù)的過程中，如果遇到數(shù)據(jù)診斷界面中沒有故障記錄的情況，建議讀者注意利用故障代碼為315，故障內(nèi)容為定速控制：狀態(tài)不允許的記錄，因為機車在運用過程中，發(fā)生故障后往往會導致機車退出定速狀態(tài)。通過分析該記錄的環(huán)境變量，可以幫助我們了解機車故障時刻的各部件狀態(tài)，從而找出故障原因。

4　開展的工作

對應機車數(shù)據(jù)分析過程，我們在實際生產(chǎn)過程中開展了以下工作：

（1）建立了數(shù)據(jù)分析平臺，具備了數(shù)據(jù)的初步篩選、共享、統(tǒng)計等功能。機車回機務段后，檢修人員可以將下載的數(shù)據(jù)直接上傳至平臺。通過平臺中嵌入的分析程序，可以在線看到數(shù)據(jù)的診斷、過程界面。同時軟件平臺會自動篩選出故障時間沒有消除的代碼，在診斷、過程界面中添加顏色，以提醒檢修人員需要扣車處理。

（2）編寫了環(huán)境數(shù)據(jù)分析軟件，實現(xiàn)了對環(huán)境數(shù)據(jù)的自動翻譯。對需要分析環(huán)境變量的數(shù)據(jù)，分析人員可將需要分析的環(huán)境數(shù)據(jù)拷至軟件輸入界面。經(jīng)過軟件內(nèi)部處理后，分析人員可以在軟件輸出結(jié)果界面中，看到翻譯結(jié)果。同時在結(jié)果的備注欄中，軟件給出了各部分結(jié)果的正常值，以供分析人員對比、判斷。

（3）建立了數(shù)據(jù)分析臺賬，以達到積累數(shù)據(jù)分析經(jīng)驗的目的。為了積累數(shù)據(jù)分析的經(jīng)驗，我們建立了數(shù)據(jù)分析臺賬，臺賬的內(nèi)容包括車型、車號、日期、故障情況、數(shù)據(jù)記錄、分析過程、處理措施、分析心得等內(nèi)容。通過建立臺賬，一方面技術(shù)人員積累了數(shù)據(jù)分析的經(jīng)驗，另一方面也方便檢修職工學習。

5 結(jié)束語

和諧機車系統(tǒng)數(shù)據(jù)分析是降低機車事故等級的重要手段，隨著用數(shù)據(jù)修車、用數(shù)據(jù)保車的現(xiàn)代檢修理念的深入貫徹，機車系統(tǒng)數(shù)據(jù)分析工作在提高機車質(zhì)量方面正發(fā)揮著越來越重要的作用。

［1］ 甘雄華.HXD1B、HXD1C型電力機車常見故障及處理［M］.北京：中國鐵道出版社，2013.

System Data Analysis of the HXD1B Locomotive

WANG Shaohui
（Zhengzhou Railway Bureau，Zhengzhou Loco motive Depot，Zhengzhou 450053 Henan，China）

The control system used in the H XD1B locomotive is Germany＇s mature railway locomotive control system，or the SIB AS 32 system for short.Through the data analysis of expert diagnosis system software named as Expert 2 viewer，analysts can know the system data such as system diagnostics，locomotive operation process，and locomotive working environment status.It＇s very important to find a way to use the system data to find the hidden trouble of the locomotive.Combined with the experience of data analysis，this paper mainly introduces the system data analysis process，analysis experience and carrying out the work，in order to offer

for readers.

HXD1B loco motive；expert 2 viewer；system data analysis；diagnostic interface

U269.6

A doi：10.3969/j.issn.1008-7842.2015.04.28

1008-7842（2015）04-0119-03

3—）男，碩士研究生（

2014—11—21）