关于铁路货车车辆段微控设备常见故障处理及检修工作研究

黎勇

摘要：针对车辆段日益增多的微控设备，分析总结了微控设备的一般维修流程，列出了车辆段常见微控设备的故障处理方法，提出了基于目前车辆段设备维修实际情况应该采注意的具体事项。

关键词：车辆段；微控设备；故障分析

随着铁路企业工装设备的不断更新，微控设备得到了广泛推广使用。微控设备的核心是工控计算机，其具有较强抗电磁干扰能力；抗冲击、抗振动能力；高散热能力和高度可靠的工业电源，并有过压、过流保护等特点。微控设备故障的难点在于故障点的判断，故障的判断过程一般采用系统软件诊断法和硬件诊断法。在排除设备故障时，需要根据实际需要综合使用不同的方法，在实际设备故障排除时、一般采用以下的故障维修流程，现与大家一起探讨。

一、维修流程

（一）询问操作者故障现象。当故障发生后，不要急于动手，首先了解设备的工作原理及工艺流程，并仔细询问故障发生时处在什么工作状态、表现形式、是否是误操作，故障能否再现等。

（二）设备外观检查与常见故障检查。主要观察设备有无异常情况，如电源情况、机械卡阻、电机转动、熔断器状况、急停按钮等。首先检查AC＼DC电源是否正常，运用排除法，尽可能地缩小故障范围。

（三）分析图纸，确定故障部位。查看图纸、说明书，根据图纸PLC梯图进行分析，以确定故障部位是机械、电器、液压或是气动引起。

（四）扩大思路，根据情况分析。根据经验分析，一定要扩大思路，不局限于维修说明书上的范畴，维修资料只提供一个思路，有时局限性很大。说明书只是作为参考、并不能将引起故障的所有因素全部列出，需要我们根据以往的维修经验、扩大思路，不放过一切可能因素，列出可能引起设备故障的所有原因、按照实施的难易，逐步排除。

（五）做好总结、故障记录。设备故障排除后、需要积极做好故障排除的记录、总结经验，为以后的故障排除提供第一手资料。

二、实例探讨

按照以上的维修流程，一般工控设备故障就可以排除，下面是车辆段常见的几个工控设备故障案例：

（一）KZW空重车试验台故障。

故障现象：传感器不能真实的反映试验数据，程序运行停止，始终处于等待“假死”状态。

故障分析：通过观察电脑屏幕显示内容，及向使用人了解试阀流程，程序运行到故障停机处时，需打开7号电磁阀进行排风，同时计时器开始计时，计时到程序内部設定时间时，传感器将采集到的数据，经A/D转换后送计算机处理，再与标准值进行比较，送PC判断是否合格，根据处理结果在电脑屏幕上显示结果。

根据以上试阀工艺流程，传感器值不能跟踪时间同步变化，可能的故障点有：①传感器、传感器连线或A/D转换器有故障；②控制电磁阀的I/O卡有故障；③电磁阀、电磁阀电源驱动板有故障。

故障检修：①将故障传感器及连线接入其他通道，判断传感器、连线、及A/D通道无故障；②将电磁阀接入另一I/O通道，判断电磁阀及I/O通道无故障；③运行试验程序，当程序运行到故障点时，测电磁阀线圈两端24V电压未发现，随即测量电磁阀线圈电阻值正常，随后测量电源驱动板，在电磁阀相应光耦的输入端测量0-5V电平转换正常，单是光耦的输出端未测得高低电平转换。判断为光耦损坏，更换光耦后，系统恢复正常。该故障是由于电磁阀驱动板上的光耦损坏后，不能驱动该电磁阀正常动作，导致传感器采集数据无变化，导致系统故障。

（二）轴承扭动测量仪故障。

故障现象：在测量轴承扭矩时，程序运行到轴承上升加紧后，停止运行，轴承扭动动作没有出现。

故障分析：轴承扭矩测量仪是经过前道工序组装好的轴承到本工序进行扭矩测量，其具体工艺流程为：①轴承定位后，第一个传感器感应到轴承已到位，经机械手将轴承推入指定位置；②轴承到达指定位置后，第二个传感器确认轴承到位后，通过上升机械手，将轴承举到指定位置；③轴承被举升到位后，第三个传感器感应到轴承到位，程序延时3～5秒后，夹紧机械手将轴承夹紧后，扭动油缸工作，将轴承扭动到一定角度、判断是否合格。

由故障设备工艺流程可以判断，该故障可能的原因有：①电磁阀损坏；②电磁阀控制线故障；③控制电磁阀的PLC程序或输出点损坏。

故障检修：到达现场后，运行程序，观察PLC相应输入点指示灯与相应输入点指示灯闪亮，均能与输入点指示灯闪亮同步，到轴承扭动这一步时，输入输出均有指示；②测量电磁阀线圈电源、发现没有220V电压，电磁阀线圈阻值变小，更换电磁阀，系统仍然无动作；③测量电磁阀连线，无故障；④测量串接于电磁阀电源输入端到PLC com点的保险管，发现保险管熔断，更换保险管后，系统恢复正常。该故障为电磁阀线圈出现局部短路，造成电流过大，烧断com3保险管，扭动动作消失。

（三）数控车轮车床故障。

故障现象：数控车轮车床安装KND100系统，在车轮切削过程中频繁出现伺服驱动器报警，报警代码为Z轴11、21代码报警，此时伺服驱动器本身出现AC9代码报警，使轮对切削无法进行。

故障分析：该数控车轮车床工作原理为：电脑数控系统通过控制电机伺服驱动器，控制伺服电机，伺服电机通过传动系统控制安装在滚珠丝杠上的刀架移动，完成切削，同时伺服电机上的编码器与伺服器通信将有关数据传递到计算机。根据设备工作原理与故障表现分析，该股在可能为①传动系统故障导致系统报警；②连线故障；③程序故障；④伺服驱动器故障；⑤伺服电机故障。

故障检修：①系统断电后，手动转动丝杠，动作无异常；②测量连接线，未发现断线故障；③对系统程序和参数设置进行查看，未发现异常。④由于伺服驱动器交换使用需调整参数设置，因此先将伺服电机与其它伺服电机更换，发现设备故障随电机移动，判断为伺服电机故障、伺服控制器良好。该故障是由于该伺服电机编码器故障、导致伺服电机作用不良，伺服驱动器频繁的出现AC9报警。

微控设备维修实际上是一项很比较复杂的工作，由于工控设备与普通设备有较大的差别，主要是控制方式和检测手段上，因而对维修人员有机电一体化的思维要求，微控设备故障维修不仅是处理计算机的问题，往往需要电力、机械知识的综合判断。

三、措施与建议

车辆段大多数微控设备直接安置在作业现场，环境条件差，温度、湿度、清洁度均不能满足计算机安装条件，致使微控设备故障频发。且修车库内大型机械动力设备及电器设备很多，尤其是电焊机较多，电压经常发生漂移，造成工业过压对微控设备影响较大，因此在检修工作中更应引起注意。

（一）提供相对稳定的电源。微控设备最好能够单独线路供电，减少工业过压。或配备稳压电源，从而避免因电压、线路不稳定而损伤微机及附属设备、板卡等。

（二）做好微控设备接地保护装置。车辆段多数检测设备受干扰影响较大，良好的接地保护一方面防止干扰，保护设备及人身安全；另一方面可以避免强电流窜入时，将电子元器件或者电路板烧损。

（三）配备齐全电气原理图等技术资料。设备维修多以图纸等技术资料为指引，辅之以使用说明书、工艺流程图等，在更新改造后，图纸资料必须相应的得到更新，在故障查找时提供必要的帮助。

（四）建立关键设备故障档案。比如故障现象、解决方案、维修人、处理时间等内容，每次处理情况都记录在案，以便于生产中快速查找和处理设备故障，对各故障现象都做到快速反映，这样就不致于每一次故障查找都按步就班、一步一步的进行，最大限度的节约故障处理时间，做到资源共享、经验共享，并且还能一目了然的查出反复出现的故障，研究制定其解决或改进方案。

（五）尽量储备设备备件。准备必要的备件将对缩短设备故障修理停机时间大有帮助。如关键微控设备的板卡，在故障修理时，用其进行替换比较，可快速处理故障。

（六）设备软件的备份。必要时备份原有数据库，对使用软件进行复盖重装，可有效解决软件故障。