基本信息
- 项目名称：
- 电力机车故障诊断仿真训练系统
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”作品
- 小类：
- 信息技术
- 大类：
- 科技发明制作A类
- 简介：
- 该系统采用机车逻辑控制技术，结合计算机控制及多媒体投影，利用仿真控制台模拟电力机车的操纵过程及运行过程中的常见故障现象，对受训司机进行故障部位的诊断及应急排除故障的训练，培训其故障诊断及处理能力。此系统可提高机车司机故障诊断能力，达到培训费用少、培训周期短、培训效益高的目的。
- 详细介绍：
- 1、系统结构原理 本系统由司机操纵台、台式计算机系统和大型显示屏以及自行研制的电气控制柜等组成。电气控制柜是电力机车故障诊断仿真训练系统软件和硬件的集成中心，控制柜中的处理核心对检测到的司机操纵台及机车逻辑电路状态等信息进行综合分析，并依据当时所处的工作状态，完成对应的状态输出及控制，同时也通过串口将有关信息送往台式计算机系统，在屏幕或投影仪上显示机车电气电路，并在电气原理图上用不同颜色显示出电路的工作状态。控制柜中的处理核心也能通过串口接受计算机的操作指令，进行故障设置。 2、电气控制柜结构原理 电气控制柜内部单元的主要电路是控制柜中的机车逻辑模拟仿真电路，其核心部分是电气控制柜中的中央控制电路和系统，该核心部分通过检测司机操纵台状态及机车逻辑电路各关键点的状态，经逻辑分析及处理后，在模拟控制台上显示相应的运行状态，同时将相关信息通过串口送入台式计算机系统，将机车走车调速控制电路的运行状态在屏幕上显示出来。在人为设置电气故障时，通过自行研制的机车逻辑模拟电路能产生不同的关键点信息，供中央控制单元进行检测和判断，并将此状态即时地在模拟台和显示屏上显示出来。受训人员依据电路原理诊断出故障部位后，可通过外部的应急处理使机车逻辑电路工作恢复正常，从而实现机车电气故障诊断和处理的仿真训练过程。 3、软件结构 软件设计按照电气机车的实际运行情况，依据电力机车的标准化操作程序，采集司机操纵台等相关的电气电气模拟量和开关量数据，并依据电气机车的正常电气逻辑关系、故障发生时的电气逻辑关系等，通过中央处理器进行逻辑判断和数据处理后，控制相关的设施进行动作和显示。在操作人员出现诊断错误或处理失误时，能及时给出提示并显示出正确的故障部位及处理方法，实现电力机车故障诊断仿真训练的所需的一系列显示、诊断、控制、处理等功能。
作品图片
作品专业信息
设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标
- 一、本作品的设计背景和目的 目前国内电力机车司机故障诊断能力的培训多采用挂图、示教板、教学软件等方法，培训方法落后、效果差。该系统采用机车逻辑控制技术，结合计算机控制及多媒体投影，利用仿真控制台模拟机车常见电路故障，培训机车司机故障诊断及处理能力。 二、作品创新点 该作品主要能实现的技术创新功能如下： ①系统可模拟电力机车的操作驾驶过程，出现误操作时能产生即时声音报警。 ②可通过模拟控制台上的按键硬件设置或在原理图上通过鼠标软件设置典型电气故障，实时再现机车运行过程中的故障状态。 ③利用计算机显示屏或多媒体投影方式显示机车调速控制电路原理图，并通过原理图变色的方法实时反映电路工作状态。 ④机车出现故障后，受训司机可使用故障试灯对接线端仿真检测，在确定故障部位后，可进行应急处理，使机车工作状态恢复正常。
科学性、先进性
- 我国机车司机训练工作始终落后于现场实际，与高速发展的铁路极不协调，其原因很多，如培训理念、方法、手段等，但最重要的是训练的设备落后，缺乏先进科学的故障诊断训练系统。 目前国内机车司机的训练主要采用挂图、示教板、教学软件或临时扣车作为训练设备，无法做到理论和实践的完整结合，其效果差、周期长、费用高、方法落后、资源浪费，不能有效地进行人才资源开发，尤其是临时扣车对许多单位并不现实。 因此，在铁路电力机车司机培训以及大专院校的相关专业课程实践环节教学中，急需一个电力机车故障诊断仿真训练系统，通过该系统来模拟及仿真诊断电力机车的常见故障，再现其与控制电路共同组成机车牵引运输途中的操纵过程、故障现象判断及故障诊断的仿真演练过程。
获奖情况及鉴定结果
- 1、第十二届“挑战杯”大学生课外学术科技作品竞赛**赛区决赛三等奖 2、第十二届“挑战杯”大学生课外学术科技作品竞赛校级三等奖
作品所处阶段
- 推广阶段
技术转让方式
- 无
作品可展示的形式
- 实物演示
使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测
- 技术特点及优势： 这套电力机车故障诊断仿真训练系统能模拟一个现场的实际环境，通过硬件与软件紧密结合，采用多媒体技术，将电力机车走车调速控制电路图及工作过程在荧光屏上显示，并通过电原理图变色方法模拟实际电路的通电情况。当现场人为设置电路故障、以及通过计算机设置故障时，即能通过模拟装置再现故障现象，又能通过原理图变色显示电路故障点，帮助诊断。 由于目前国内尚无此类相关成熟产品，产品研发后可供我省及全国铁路相关单位、相关高等院校、高职院校等至少200余家单位推广使用，市场前景较为广阔。
同类课题研究水平概述
- 一、国外研究现状和发展趋势 国外发达国家对机车司机素质的提高历来都非常重视，规定每年必须进行为期不少于一个月的脱产培训，其内容包括操作、故障快速分析判断和处理，重点是故障诊断能力，对不合格者一律调离原工作岗位。如德国、法国等发达国家，电力机车配置先进、自动化程度，对操纵司机不但要求学历高，技能高，而且要求有多年机车驾驶经验，较强的故障诊断能力。 高水平、高标准、高要求的训练必须配备先进科学的设备，目前国外虽然已有相关产品，能够很好地将硬件和软件有机结合，但价格昂贵，加之受到知识产权的保护，且机型与我国不符，不能满足我国电力机车司机故障诊断能力培训的需求。 二、国内研究现状和发展趋势 我国机车司机训练工作始终落后于现场实际，与高速发展的铁路极不协调，其原因很多，如培训理念、方法、手段等，但最重要的是训练的设备落后，缺乏先进科学的故障诊断训练系统。 目前国内机车司机的训练主要采用挂图、示教板、教学软件或临时扣车作为训练设备，无法做到理论和实践的完整结合，其效果差、周期长、费用高、方法落后、资源浪费，不能有效地进行人才资源开发，尤其是临时扣车对许多单位并不现实，且运用机车也不可能进行升弓并入电网后的动态训练，同时还容易造成机车损坏，给机车牵引运行留下故障隐患，加大事故的发生概率。 由于进行故障教学时，不可能在牵引运行中的机车上设置故障训练，只能进行静态的机车控制电路训练，或将机车控制电路移到室内训练，这样将无法实现被控负载的主电路、辅助电路、主断路器、受电弓、电子控制柜等正常工作和突发故障现象的全过程，因此，在铁路电力机车司机培训以及大专院校的相关专业课程实践环节教学中，急需一个电力机车故障诊断仿真训练系统，通过该系统来模拟仿真诊断上述各类负载及电路的故障，再现其与控制电路共同组成机车牵引运输途中的操纵过程、故障现象判断及故障诊断的仿真演练过程。
