CN106828479B - 一种制动机便携式检测仪及检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种制动机便携式检测仪及检测方法，包括便携式工控机箱、面板、上位机、信号处理子板、EBV测试连接器、EPCU测试连接器、网络接口卡、压力传感器；EBV测试连接器和EPCU测试连接器均连接至网络接口卡，网络接口卡与上位机连；压力传感器接口与信号处理子板连接，信号处理子板连接至上位机；所有部件完整封装于便携式工控机箱中；本发明能实现进行CCBII制动机传感器的自动检测；并将检测中间过程数据实时传送至上位机进行存储和显示，检测完成后，生成检测报告。本发明方便检修人员携带，操作简单，界面友好。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于铁路列车制动机故障检测领域的检测装置，特别涉及一种制动机便携式检测仪.
背景技术
随着我国电气化铁路的发展，铁路技术装备的不断更新，铁路信号的智能化程度越来越高，运输过程中人为参与的工作正在逐步减少，在提高运输效率改善行车人员劳动条件的同时，对机车车辆设备故障的检测也越发依赖专业的检测设备，实现智能化的故障检测。
CCBII制动机功能强大，其内部结构和实际运行工况复杂，故障诊断难度增加。此外，随着国内机车重载运输和高速的发展趋势，对机车实际运行条件将要求更高，制动机等关键部件的性能好坏直接影响着重载运输技术的发展和人身货物安全。故障诊断技术的发展，能发现机车潜在的威胁。不断提高机车运行可靠性，从而保证机车的运行安全；目前的机车虽有自检***，但是自动检测的中间过程数据没有记录，无法对故障信息进行分析，也不能再现故障现象。同时对一些参数(比如传感器校准信息、流量校准信息)无法进行保存。更不能以报告的形式生成自动检测的结果，存在着许多的不足，为行车安全留下了隐患。
发明内容
本发明所解决的技术问题是，针对上述问题，提供了一种制动机便携式检测仪，检测仪将包括上位机在内的所有测试工具完全封装于便携式工控机箱之中，测试检修人员能够十分方便的携带检测仪达到工作现场，能够实现制动机的检测，同时实时输出检测中间过程数据；检测完成后，生成检测报告。检测仪提供基于触控技术的人机界面，操作简单，界面友好。测试检修人员通过简单的操作即可完成制动机的检修工作。
本发明所提供的技术方案是：
一种制动机便携式检测仪，包括便携式工控机箱、面板、上位机、信号处理子板、EBV(电子制动阀)测试连接器、EPCU(电空控制单元)测试连接器、LonWorks网络接口卡和压力传感器；
所述EBV测试连接器、EPCU测试连接器和压力传感器均与设置在面板上相对应的接口连接；
所述EBV测试连接器和EPCU测试连接器均连接至LonWorks网络接口卡，LonWorks网络接口卡与上位机连；所述压力传感器接口和USB接口均与信号处理子板连接，信号处理子板连接至上位机；
所有部件完整封装于便携式工控机箱中；
所述EBV测试连接器、EPCU测试连接器和压力传感器分别用于连接至制动机的EBV测试连接器、EPCU和压力测试接口，进行制动机传感器的自动检测；并将检测中间过程数据实时传送至上位机进行存储和显示，检测完成后，生成检测报告。
所述制动机为CCBII制动机。
所述的制动机便携式检测仪，还包括上位机充电器、蓄电池和蓄电池充电器；上位机充电器、蓄电池充电器均与设置在面板上相对应的接口连接；所述上位机充电器的输出端连接至上位机；所述蓄电池的电源输入端连接蓄电池充电器，输出端连接至信号处理子板。
所述的上位机是整个便携式测试仪的核心，主要用于制动机和信号处理子板的通信和控制，以及对测试数据和结果的本地存储和转储。基本功能和配置如下：具备一个以上的USB接口，连接LonWorks网卡和信号采集板；可以安装windows操作***，运行VS2010集成开发软件，兼容USBLON网卡驱动和USBtoRS232转换器驱动；采用电容式触摸屏。因此，上位机选用了微软的surface平板电脑。
便携式检测仪通过配置LonWorks网络接口卡，连接至制动机的Lonworks网络，以与制动机的电控制动模块EPCU、电子制动阀EBV相互交流信息，进行数据采集。LonWorks网络接口卡选用具有USB接口的LonWorks网卡，基本要求如下：信道类型：TP/FT-10Channel；型号：75010或75010R。
所述的信号处理子板与上位机通过USB通信，实现压力传感器的信号采集以及数字量的输入输出控制。所述信号处理子板包括8051或XC164单片机模块、A/D采样模块、24V数字量I/O模块、110V数字量I/O模块；所述A/D采样模块、24V数字量I/O模块、110V数字量I/O模块均与单片机模块相连。
所述信号处理子板还包括RS232通信接口、UART转USB模块(经PL2303芯片进行电平和通信协议转换)、USBHUB模块(一种可以将一个USB接口扩展为多个，并可以使这些接口同时使用的装置)；所述RS232通信接口一端与单片机模块相连，另一端通过UART转USB模块连接USBHUB模块，以实现USB接口的扩展，便于信号处理子板连接上位机、LonWorks网络接口卡及其它外设。
所述的蓄电池主要为信号处理子板、压力传感器接口、EBV测试连接器、EPCU测试连接器供电。根据压力传感器和EBV的24V供电要求，选择电压等级为24V的电池。并且需要足够的电量供应所以选择12AH的可充电锂离子电池；配置电池充电器；同时设置过压过流短路保护装置，以具备过压过流短路保护能力。
便携式工控机箱及其内部安装部件采用定制塑料模具+复合板材制成，在提供轻便的便携性的同时保障了设备的防护强度。
所述便携式工控机箱为开合式结构，其上设有锁扣，用于将便携式工控机箱的盖板与箱体锁紧。
压力传感器通过定位海绵固定于便携式工控机箱的盖板内侧。
压力传感器有5个，分别为：均衡风缸传感器(ERT)、列车管传感器(BPT)、制动缸传感器(BCT)、制动缸预控模块传感器(16T)、制动缸平均管预控模块(20T)；5个压力传感器连接到制动机的相应压力测试接口，实现制动机传感器的自动校准；5个压力传感器结构相同，前3个作为常用传感器，分压用于采集均衡风缸压力(均缸压力)、列车管压力和制动缸压力(闸缸压力)；后两个作为备用传感器，当前3个传感器中任何一个发生故障时，替代故障传感器完成相应数据的采集功能。
压力传感器的固定区包括传感器固定槽、绕线器和有机玻璃挡板；在无需进行制动机压力传感器的校准时，将传感器固定于该区域；如需要制动机压力传感器校准时，先将有机玻璃挡板取下，再将压力传感器从固定槽取出，根据检测仪和被测制动机之间的距离，通过绕线器释放压力传感器线缆，最后将压力传感器连接到制动机的压力测试接口。
一种制动机检测方法，采用上述制动机便携式检测仪，将其EBV测试连接器、EPCU测试连接器和压力传感器分别用于连接至制动机的EBV接口、EPCU接口和压力测试接口，进行制动机传感器的自动检测；并将检测中间过程数据实时传送至上位机进行存储和显示，检测完成后，生成检测报告。
所述基于LonWorks通信的制动机检测方法包括三种工作模式：完全的自动测试、单步的手动测试、传感器自动校准；通过上位机进行工作模式选择。
测试时，将制动机EBV和EPCU接口上原有的连接大闸和小闸的插头拔除，将便携式检测仪的EBV测试接口和EPCU测试接口分别连接至制动机上的EBV和EPCU接口，以通过上位机发送控制指令，模拟大闸和小闸进行控制；打开检测仪，开始测试；自动实现完全的自动测试、单步的手动测试和传感器自动校准算法的具体步骤如下：
1.完全的自动测试：CCBII制动机由诸多结构复杂的部件组成，完全的自
动测试是指对各个部件分别按以下步骤进行测试：
(1)网络参数测试：包括LRU(可替换单元)上电测试和工作参数请求；
(2)状态初始化：上位机模拟集成处理器模块(IPM)发送***初始化数据组包、检测LRU是否完成初始化并发送正常的ERT传感器数据和MRT传感器数据至上位机；若是，则继续进行下一步；否则，上位机提示故障；
(3)传感器校准：将便携式检测仪的的各个压力传感器分别连接至CCBII制动机相应的气压监测口，进入传感器校准模式；首先，通过上位机设置并通过LonWorks网络发送目标控制压力至CCBII制动机，然后便携式检测仪的各个压力传感器检测对应的压力值并通过信号处理子板上传至上位机，同时CCBII制动机本身配置的压力传感器检测对应的压力值并通过LonWorks网络发送至上位机，上位机比较便携式检测仪上压力传感器的检测数据与CCBII制动机本身配置的压力传感器的检测数据，得到CCBII制动机本身配置的压力传感器的输出误差，并对其进行补偿；结束校准，恢复正常模式；
(4)进行压力控制测试，以实现制动机故障的诊断。
(5)生成检测结果。
2.单步的手动测试：单步的手动测试过程由测试人员操作上位机中的图形化界面进行相应部件测试，用于对某个部件进行单独的测试，测试步骤跟完全的自动测试。
3.传感器自动校准步骤：在完全的自动测试过程和单步的手动测试过程中，都会进行相应部件的传感器压力校准工作。根据测试检修人员模式设定也可以单独的只进行传感器压力校准。
上述进行压力控制测试，以实现制动机故障的诊断的过程包括动态检测和静态检测，其中动态检测采用智能测试算法实现：根据制动机***输入、制动机***模型和当前的***状态，利用卡尔曼滤波算法实时估计制动机下一时刻的状态，并将其和实时的检测数据进行对比，设置合理的故障误差检测阈值，最后对各个部件实现在线的故障检测，并生成检测报告。针对制动机***模型不确定性和***运行时存在噪声干扰，该算法引入了卡尔曼滤波算法来提高***在受干扰状态下的故障诊断准确率。卡尔曼滤波算法如下：
1.制动机***模型状态转移方程：
X(k)＝A*X(k-1)+B*U(k)+Q(k)
Y(k)＝H*X(k)+R(k)
2.Kalman过程：
(1)预测更新：
X(k|k-1)＝A*X(k-1|k-1)+B*U(k)
(2)X(k|k-1)的协方差：
P(k|k-1)＝A*P(k-1|k-1)*A’+Q(k)
(3)卡尔曼增益Kg：
Kg(k)＝P(k|k-1)H’/(H*P(k|k-1)*H’+R(k))
(4)预测状态更新：
X(k|k)＝X(k|k-1)+Kg(k)*(Y(k)-H*X(k|k-1))
(5)X(k|k)的协方差：
P(k|k)＝(I-Kg(k)*H)P(k|k-1)
I是单位阵。
X(k)代表k时刻的***状态，U(k)代表k时刻的***输入，Q(k)为***噪声；R(k)代表测量噪声，Y(k)代表k时刻的***输出，A、B、H为***的参数矩阵；X(k|k-1)代表根据k-1时刻的***状态估计的k时刻的***状态，X(k-1|k-1)代表根据k-1时刻估计的k-1时刻的***状态，P(k|k-1)代表X(k|k-1)的协方差，P(k-1|k-1)代表X(k-1|k-1)的协方差，Kg(k)代表卡尔曼增益，X(k|k)代表k时刻的状态预测更新，P(k|k)代表X(k|k)的协方差，I为单位矩阵。
最后根据卡尔曼滤波的预估值X(K)和传感器的检测值确认***是否发生故障。
所述静态检测包括网络通信功能检测、自动制动功能、单独制动功能、联合制动功能、后备制动功能、非操作端功能；各功能检测的具体步骤详述如下：
一、网络通信功能检测
1、给EPCU供电，等待LRU模块上电后，进行EPCU初始化；
2、上位机模拟IPM和EBV发送配置指令，等待EPCU各个模块初始化完成；
3、获取配置参数，包括ERCP、BPCP、16CP、20CP、13CP的***ID、程序ID、软件版本、模块ID等；若无法获取配置参数，则输出故障信息；否则，进入下一步；
4、获取所有LRU设备的网络变量、变量刷新周期信息；若无法获取上述信息，则输出故障信息，否则，进入下一步；
5、获取所有LRU设备的故障信息【第3、4步中若无法获取设备的参数信息，制动机会通过通信网络返回相应的故障代码至上位机，上位机由此获得故障信息】
二、自动制动功能检测
1、上位机发送控制指令，模拟EBV大闸放置在“运转位”，小闸放置在“运转位”；
2、等待压力稳定后，检测均缸压力是否为600±14KPa，列车管压力是否为600±14KPa；若是，则进行下一步，否则，输出故障信息；
3、上位机发送控制指令，模拟EBV大闸放置在“初制动”，小闸放置在“运转位”；
4、等待压力稳定后，检测均缸压力是否为550±14KPa，列车管压力是否为550±14KPa；若是，则进行下一步，否则，输出故障信息；
5、上位机发送控制指令，模拟大闸放置在“全制动”，小闸放置在“运转位”
6、等待压力稳定后，检测均缸压力是否为420±14KPa，列车管压力是否为420±14KPa；若是，则进行下一步，否则，输出故障信息；
7、上位机发送控制指令，模拟大闸放置在“重联位”，小闸放置在“运转位”
8、等待压力稳定后，检测均缸压力是否为0KPa，列车管压力是否为75±30KPa；若是，则进行下一步，否则，输出故障信息；
9、上位机发送控制指令，模拟大闸放置在“紧急制动位”，小闸放置在“运转位”
10、等待压力稳定后，检测均缸压力是否为0KPa，列车管压力是否为0KPa若是，则进行下一步，否则，输出故障信息；
11、等待60秒；
12、上位机发送控制指令，模拟模拟EBV大闸放置在“运转位”，小闸放置在“运转位”；
13、等待压力稳定后，检测均缸压力是否为600±14KPa，列车管压力是否为600±14KPa；若是，则进行下一步，否则，输出故障信息；
三、单独制动功能检测
1、上位机发送控制指令，模拟EBV大闸放置在“运转动”，小闸放置在“运转位”；
2、等待压力稳定后，检测闸缸压力是否为0KPa；若是，则进行下一步，否则，输出故障信息；
3、上位机发送控制指令，模拟模拟EBV大闸放置在“运转位”，小闸放置在“制动区(定压100KPa)”；
4、等待压力稳定后，检测闸缸压力是否为100±14KPa；若是，则进行下一步，否则，输出故障信息；
5、上位机发送控制指令，模拟EBV大闸放置在“运转位”，小闸放置在“制动区(定压200KPa)”；
6、等待压力稳定后，检测闸缸压力是否为200±14KPa；若是，则进行下一步，否则，输出故障信息；
7、上位机发送控制指令，模拟EBV大闸放置在“运转位”，小闸放置在“全制动”；
8、等待压力稳定后，检测闸缸压力是否为300±14KPa；若是，则进行下一步，否则，输出故障信息；
9、上位机发送控制指令，模拟EBV大闸放置在“运转动”，小闸放置在“运转位”；
10、等待压力稳定后，检测闸缸压力是否为0KPa；若是，则进行下一步，否则，输出故障信息；
四、联合制动功能检测
1、上位机发送控制指令，模拟EBV大闸放置在“运转动”，小闸放置在“运转位”；
2、等待压力稳定后，检测检测均缸压力是否为600±14KPa，列车管压力是否为600±14KPa，闸缸压力是否为0KPa；若是，则进行下一步，否则，输出故障信息；
3、上位机发送控制指令，模拟大闸放置在“初制动”，小闸放置在“运转位”；
4、等待压力稳定后，检测检测均缸压力是否为550±14KPa，列车管压力是否为550±14KPa，闸缸压力为75±30KPa；若是，则进行下一步，否则，输出故障信息；
5、上位机发送控制指令，模拟大闸放置在“全制动”，小闸放置在“运转位”；
6、等待压力稳定后，检测检测均缸压力是否为420±14KPa，列车管压力是否为420±14KPa，闸缸压力是否为420±20KPa；若是，则进行下一步，否则，输出故障信息；
7、上位机发送控制指令，模拟大闸放置在“紧急制动”，小闸放置在“运转位”；
8、等待压力稳定后，检测检测均缸压力是否为0KPa，列车管压力是否为0KPa，闸缸压力是否为450±20KPa；若是，则进行下一步，否则，输出故障信息；
9、上位机发送控制指令，模拟大闸放置在“紧急制动”，小闸放置在“运转位”，设置单缓；
10、等待压力稳定后，检测检测均缸压力是否为0KPa，列车管压力是否为0KPa，闸缸压力是否为0KPa；若是，则进行下一步，否则，输出故障信息；
11、等待60秒；
12、上位机发送控制指令，模拟EBV大闸放置在“运转位”，小闸放置在“运转位”；
13、等待压力稳定后，检测检测均缸压力是否为600±14KPa，列车管压力是否为600±14KPa，闸缸压力是否为0KPa；若是，则进行下一步，否则，输出故障信息；
五、后备制动功能检测
1、上位机发送控制指令，模拟EBV大闸放置在“运转动”，小闸放置在“运转位”；
2、等待压力稳定后，检测检测均缸压力是否为600±14KPa，列车管压力是否为600±14KPa，闸缸压力是否为0KPa；若是，则进行下一步，否则，输出故障信息；
3、设置ER后备，由16CP执行原ERCP的功能；
4、上位机发送控制指令，模拟EBV大闸放置在“运转位”，小闸放置在“运转位”；
5、等待压力稳定后，检测均缸压力是否为600±14KPa，列车管压力是否为600±14KPa；若是，则进行下一步，否则，输出故障信息；
6、上位机发送控制指令，模拟大闸放置在“初制动”，小闸放置在“运转位”；
7、等待压力稳定后，检测均缸压力是否为550±14KPa，列车管压力是否为550±14KPa；若是，则进行下一步，否则，输出故障信息；
8、上位机发送控制指令，模拟大闸放置在“全制动”，小闸放置在“运转位”；
9、等待压力稳定后，检测均缸压力是否为420±14KPa，列车管压力是否为420±14KPa；若是，则进行下一步，否则，输出故障信息；
10、上位机发送控制指令，模拟大闸放置在“重联位”，小闸放置在“运转位”；
11、等待压力稳定后，检测均缸压力是否为0KPa，列车管压力是否为75±30KPa；若是，则进行下一步，否则，输出故障信息；
12、上位机发送控制指令，模拟大闸放置在“紧急制动位”，小闸放置在“运转位”；
13、等待压力稳定后，检测均缸压力是否为0KPa，列车管压力是否为0KPa；若是，则进行下一步，否则，输出故障信息；
14、等待60秒；
15、上位机发送控制指令，模拟EBV大闸放置在“运转动”，小闸放置在“运转位”；
16、等待压力稳定后，检测均缸压力是否为600±14KPa，列车管压力是否为600±14KPa；若是，则进行下一步，否则，输出故障信息；
六、非操作端功能检测
1、设置制动机为“非操作端”；
2、上位机发送控制指令，模拟大闸分别放置在“运转位”、“初制动”、“制动区”、“全制动”、“重联位”、“紧急制动位”；检测均缸压力是否为0KPa，列车管压力是否为0KPa，闸缸压力是否为0KPa；若是，则进行下一步，否则，输出故障信息；
3、上位机发送控制指令，模拟小闸分别放置在“运转位”、“制动区”、“全制动”；检测均缸压力是否为0KPa，列车管压力是否为0KPa，闸缸压力是否为0KPa；若是，则进行下一步，否则，输出故障信息；
4、设置制动机为“操作端”；
5、等待10秒“抑制位”；
6、上位机发送控制指令，模拟大闸放置在“运转动”，小闸放置在“全制动”；
7、等待压力稳定后，检测检测均缸压力是否为600±14KPa，列车管压力是否为600±14KPa，闸缸压力是否为300±14KPa；若是，则进行下一步，否则，输出故障信息。
有益效果：
本发明提供的制动机便携式检测仪，适用于铁路机车CCBII制动机的故障检测。本发明能根据测试检修人员模式设定可实现完全的自动测试、单步的手动测试、传感器自动校准等功能。测试过程中，根据制动机模型，便携式检测仪采用智能测试算法实现制动机故障的诊断，同时实时输出测试中间状态信息；测试完成后，生成测试报告。整个测试过程中，可实现完全的无人值守功能，大大减轻了测试检修人员的劳动强度。提高了对法维莱制动机的检修能力和机车行车安全性能。检测仪提供基于触控技术的人机界面，操作简单，界面友好。测试检修人员通过简单的操作即可完成制动机的检修工作。检测仪将包括上位机、信号处理子板、压力传感器、测试连接器在内的所有测试工具完全封装于可便携的工控机箱之中。测试检修人员能够十分方便的携带检测仪达到工作现场。
附图说明
图1为本发明的***原理结构框图
图2为本发明的信号处理子板原理框图
图3为本发明内部结构图
图4为本发明压力传感器固定区框图
图5为本发明整体俯视
图6为本发明侧视图
具体实施方式
以下结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步具体说明。
本发明公开了一种制动机便携式检测仪，包括便携式工控机箱、面板、上位机、信号处理子板、EBV(电子制动阀)测试连接器、EPCU(电空控制单元)测试连接器、LonWorks网络接口卡、压力传感器、USB、上位机充电器、蓄电池和蓄电池充电器；
所述EBV测试连接器、EPCU测试连接器、压力传感器、USB、上位机充电器、蓄电池充电器均与设置在面板上相对应的接口连接；
所述EBV测试连接器和EPCU测试连接器均连接至LonWorks网络接口卡，LonWorks网络接口卡与上位机连；所述压力传感器接口和USB接口均与信号处理子板连接，信号处理子板连接至上位机；
所述蓄电池的电源输入端连接蓄电池充电器，输出端连接至信号处理子板；
所述上位机充电器的输出端连接至上位机；
所有部件完整封装于便携式工控机箱中，其原理框图如图1所示。
考虑到检测仪的便携性和对检测仪紧密或易损器件的防护要求，检测仪的便携式工控机箱及其内部安装部件采用定制塑料模具+复合板材制成，如图3、4、5所示。根据装置所需器件的尺寸定制专用塑料模具便携式工控机箱。便携式工控机箱的盖板可开启或关闭，关闭时，便携式工控机箱为封闭整体，仅充电接口和平板电脑的开关处留有开口；便携式工控机箱的盖板开启后，便携式工控机箱分为2个部分，一个是用户操作面板，包括：平板电脑、USB接口、***电源开关以及若干连接器接口；另一个是盖板内侧通过定位海绵固定的5个压力传感器。
检测仪外内部结构如图3所示，采用高强度的工程塑料机壳，在提供轻便的便携性的同时保障了设备的防护强度。便携式工控机箱可通过锁扣完全闭合并稳定锁死。如图3检测仪控制面板内部结构图所示，检测仪由压力传感器固定区、测试连接器固定区、***电源开关及电源指示灯、平板电脑及其开关、充电接口、USB接口(可用于测试报告转储)6个部分组成。检测仪内置5个压力传感器，分别为：均衡风缸传感器(ERT)，用于采集均衡风缸压力(均缸压力)；列车管传感器(BPT)，用于采集列车管压力；制动缸传感器(BCT)，用于采集制动缸压力(闸缸压力)；制动缸预控模块传感器(16T)和制动缸平均管预控模块(20T)，作为备用传感器，当前三个传感器中任何一个发生故障时，替代故障传感器完成相应数据的采集功能。上述五个传感器可以通过快接插头连接到EPCU的压力测试接口，实现CCBII制动机传感器的自动校准。压力传感器固定区由传感器固定槽、绕线器和有机玻璃挡板组成，如图4所示。在无需CCBII制动机压力传感器校准时，将传感器固定于该区域。如需要CCBII制动机压力传感器校准时，先将有机玻璃挡板取下，再将压力传感器从固定槽取出，根据检测仪和被测制动机之间的距离，通过绕线器释放压力传感器线缆，最后将压力传感器连接到制动机的压力测试接口。以及其他的外部特征图如图5所示。
信号处理板原理图如图2所示，包括8051或XC164单片机模块、USBHUB模块、2路24V数字量输入电路(分别接EBV MV53(电子制动阀制动切除阀)和IPM BOD(集成处理器模块牵引风锁)，1路24V数字量输出电路、1路110V数字量输出电路(接集成处理器模块紧急电磁阀(IPM EMV)、5路4-20mA模拟量输入电路、1路0-15V电池电压模拟量输入电路、AD采样模块。信号处理子板主要用于数字量输入输出和模拟量输入的功能。其中压力传感器将0～10bar的气压信号变换成4-20ma的模拟电流信号，再经RCV420(RCV420是美国RURR－BROWN公司生产的精密电流环接收器芯片，用于将4-20mA输入信号转换成为0-5V输出信号)转换成0-5V电压信号，最后由型号为AD8344的8路串行模数转换芯片进行模数转换，由型号为ADM2401的4路数字隔离芯片进行数字隔离之后经xc164单片机串口发送至USBHUB再传送至上位机被接收。上位机接收来自信号处理子板的压力信号进行相应的传感器校准操作。
所述EBV测试连接器上的EBV测试接口X1通过测试线缆连接到EBV接口J100X3，连接器信号包括LonWorks网络信号以及EBV电源信号。EBV测试连接器引脚的信号定义如下表1、表2所示。
表1 EBV测试接口X1引脚定义
| 引脚编号 | 引脚说明 | 备注 |
| X1-PIN1 | +24V | |
| X1-PIN 2 | 24GND | |
| X1-PIN 3 | LONA | |
| X1-PIN 4 | LONB | |
| X1-PIN 5 | MV53_P | X3-J：24V电源正 |
| X1-PIN 6 | MV53_N | X3-A：MV53 |
表2 EBV接口J100X3引脚定义
所述EPCU测试连接器上的EPCU测试接口X2通过测试线缆连接到EPCU接口J101X4，连接器信号包括LonWorks网络信号以及EPCU电源信号。EPCU测试连接器引脚的信号定义如下表3、表4所示。
表3 EPCU测试接口X2引脚定义
| 引脚编号 | 引脚说明 | 备注 |
| X2-PIN 1 | LONA | |
| X2-PIN 2 | LONB | |
| X2-PIN 3 | BOD_P | |
| X2-PIN 4 | BOD_N | |
| X2-PIN 5 | EMV_P | |
| X2-PIN 6 | EMV_N |
表4 EPCU接口J101X4引脚定义
| 引脚编号 | 引脚说明 | 备注 |
| J101-X4-B | LONA | |
| J101-X4-C | LONB | |
| J101-X4-G | BOD_P | +24V电源正极 |
| J101-X4-F | BOD_N | IPM输入信号 |
| J101-X4-D | EMV_P | +74V电源正极 |
| J101-X4-E | EMV_N | IPM输出信号 |
所述压力传感器接口，如采用信号连接器的方式则选用4芯航空连接器。通过测试线缆连接到压力传感器，连接器引脚的信号定义如下表5所示。
表5压力传感器信号连接器接口定义
| 引脚编号 | 引脚说明 | 备注 |
| 1 | PT1+ | |
| 2 | PT1- | |
| 3 | NC | |
| 4 | NC |
所述的压力传感器采集CCBII制动机各个模块中管路的气压值，需要采集的压力信号如表6所示。
表6传感器编号与压力测试部位说明
| 传感器编号 | 测试部位说明 |
| 均衡风缸传感器(ERT) | 均衡风缸 |
| 列车管传感器(BPT) | 列车管 |
| 制动缸传感器(BCT) | 制动缸 |
| 制动缸预控模块传感器(16T) | 制动缸预控模块 |
| 制动缸平均管预控模块(20T) | 制动缸平均管预控模块 |
Claims (10)
1.一种制动机便携式检测仪，其特征在于，包括便携式工控机箱、面板、上位机、信号处理子板、EBV测试连接器、EPCU测试连接器、LonWorks网络接口卡和压力传感器；
所述EBV测试连接器、EPCU测试连接器和压力传感器均与设置在面板上相对应的接口连接；
所述EBV测试连接器和EPCU测试连接器均连接至LonWorks网络接口卡，LonWorks网络接口卡与上位机连；所述压力传感器接口和USB接口均与信号处理子板连接，信号处理子板连接至上位机；
所有部件完整封装于便携式工控机箱中；
所述EBV测试连接器、EPCU测试连接器和压力传感器分别用于连接至制动机上的EBV接口、EPCU接口和压力测试接口，进行制动机传感器的自动检测；并将检测中间过程数据实时传送至上位机进行存储和显示，检测完成后，生成检测报告。
2.根据权利要求1所述的制动机便携式检测仪，其特征在于，还包括上位机充电器、蓄电池和蓄电池充电器；上位机充电器、蓄电池充电器均与设置在面板上相对应的接口连接；所述上位机充电器的输出端连接至上位机；所述蓄电池的电源输入端连接蓄电池充电器，输出端连接至信号处理子板。
3.根据权利要求2所述的制动机便携式检测仪，其特征在于，所述蓄电池充电器设置过压过流短路保护装置。
4.根据权利要求1所述的制动机便携式检测仪，其特征在于，所述信号处理子板包括8051或XC164单片机模块、A/D采样模块、24V数字量I/O模块、110V数字量I/O模块；所述A/D采样模块、24V数字量I/O模块、110V数字量I/O模块均与单片机模块相连。
5.根据权利要求4所述的制动机便携式检测仪，其特征在于，所述信号处理子板还包括RS232通信接口、UART转USB模块和USBHUB模块；所述RS232通信接口一端与单片机模块相连，另一端通过UART转USB模块连接USBHUB模块，以实现USB接口的扩展。
6.根据权利要求1所述的制动机便携式检测仪，其特征在于，所述便携式工控机箱及其内部安装部件采用定制塑料模具和复合板材制成；
所述便携式工控机箱为开合式结构，其上设有锁扣，用于将便携式工控机箱的盖板与箱体锁紧。
7.根据权利要求1所述的制动机便携式检测仪，其特征在于，所述压力传感器通过定位海绵固定于便携式工控机箱的盖板内侧。
8.根据权利要求1所述的制动机便携式检测仪，其特征在于，所述压力传感器有5个，分别为：均衡风缸传感器、列车管传感器、制动缸传感器、制动缸预控模块传感器、制动缸平均管预控模块；5个压力传感器连接到制动机相应的压力测试接口，实现制动机传感器的自动校准。
9.根据权利要求1所述的制动机便携式检测仪，其特征在于，所述压力传感器的固定区包括传感器固定槽、绕线器和有机玻璃挡板；在无需进行制动机压力传感器的校准时，将传感器固定于该固定区；如需要制动机压力传感器校准时，先将有机玻璃挡板取下，再将压力传感器从固定槽取出，根据检测仪和被测制动机之间的距离，通过绕线器释放压力传感器线缆，最后将压力传感器连接到CCBII制动机的压力测试接口。
10.一种制动机检测方法，其特征在于，采用权利要求1～9中任一项所述的制动机便携式检测仪，将其EBV测试连接器、EPCU测试连接器和压力传感器分别用于连接至制动机上的EBV接口、EPCU接口和压力测试接口，进行制动机传感器的自动检测；并将检测中间过程数据实时传送至上位机进行存储和显示，检测完成后，生成检测报告。
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