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《城市軌道交通研究雜志》2016年第一期

摘要

針對(duì)地鐵屏蔽門系統(tǒng)中國(guó)產(chǎn)電磁鎖易卡阻、無返饋信號(hào)、返修率高等問題，對(duì)其電氣機(jī)制以及動(dòng)作感應(yīng)裝置等核心部件進(jìn)行分析，設(shè)計(jì)了電磁鎖檢測(cè)臺(tái)。介紹了檢測(cè)臺(tái)的設(shè)計(jì)技術(shù)路線、結(jié)構(gòu)、設(shè)計(jì)原理和檢測(cè)流程。該裝置可仿真電磁鎖電氣使用環(huán)境，檢測(cè)電磁鎖的故障狀態(tài);可對(duì)電磁鎖進(jìn)行篩選，降低電磁鎖下線使用后的返修率。

關(guān)鍵詞

地鐵;站臺(tái)屏蔽門;電磁鎖;檢測(cè)裝置

電磁鎖作為屏蔽門系統(tǒng)中的安全保障設(shè)備，對(duì)屏蔽門的正常工作至關(guān)重要。清華同方公司研制的國(guó)產(chǎn)化直軸伸縮型電磁鎖由于構(gòu)造簡(jiǎn)單、成本低廉等特征，正逐步被業(yè)內(nèi)認(rèn)可。北京地鐵亦莊橋站屏蔽門系統(tǒng)采用了該型電磁鎖。但是，由于高強(qiáng)度使用，電磁鎖會(huì)產(chǎn)生卡阻、無返饋信號(hào)(以下簡(jiǎn)為“返信”)等故障，給站內(nèi)運(yùn)營(yíng)和維修人員帶來了諸多困擾。如何降低電磁鎖故障率、降低屏蔽門運(yùn)營(yíng)維護(hù)成本成為亟需解決的現(xiàn)實(shí)問題。本文針對(duì)電磁鎖高發(fā)故障，設(shè)計(jì)出一款檢測(cè)裝置。該裝置可以仿真屏蔽門電磁鎖電氣使用環(huán)境，，檢測(cè)電磁鎖故障狀態(tài);同時(shí)針對(duì)電磁鎖易卡阻、無返信等突出問題對(duì)其進(jìn)行嚴(yán)格篩選，從而降低電磁鎖下線使用后的返修率。

1電磁鎖電氣原理

在屏蔽門系統(tǒng)中，電磁鎖的主要功能為:①在未收到開門命令時(shí)，電磁鎖鎖銷處于伸出狀態(tài)，觸發(fā)鎖閉機(jī)構(gòu)，阻止滑動(dòng)門沿導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)，防止不正當(dāng)理由的開門動(dòng)作;②在收到開門命令后，電磁鎖鎖銷可迅速(少于200ms)吸回，使鎖閉機(jī)構(gòu)釋放，不再阻擋滑動(dòng)門的開關(guān)動(dòng)作;③在滑動(dòng)門從開門狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)殛P(guān)閉狀態(tài)后，電磁鎖鎖銷釋放回伸出狀態(tài)，觸發(fā)鎖閉機(jī)構(gòu)，同時(shí)給出反饋信號(hào)，告知屏蔽門狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)門已鎖緊。

電磁鎖的核心部件是電磁鐵。當(dāng)電磁鐵線圈通電時(shí)，銜鐵帶動(dòng)鎖銷支架、鎖銷、遮光板一起動(dòng)作，復(fù)位彈簧被壓縮，遮光板遮斷解鎖位置傳感器的光線，解鎖位置傳感器通過傳感器連接器發(fā)出真值為“1”的返信。當(dāng)電磁鐵線圈斷電時(shí)，在復(fù)位彈簧作用下，鎖銷支架帶動(dòng)鎖銷、電磁鐵銜鐵、遮光板一起動(dòng)作，遮光板遮斷鎖定位置傳感器的光線，鎖定位置傳感器通過傳感器連接器發(fā)出真值為“1”的返信。至此，電磁鎖解鎖鎖定各1次，對(duì)應(yīng)屏蔽門開關(guān)各1次。電磁鎖共有供電和動(dòng)作檢測(cè)裝置2個(gè)電氣接口。①供電接口:根據(jù)屏蔽門供電系統(tǒng)的特性，電磁鎖的供電電壓為DC110V。在直軸伸縮型電磁鎖的設(shè)計(jì)中，DC110V電源用于啟動(dòng)電磁鐵，使鎖銷行程歸零和保持電磁鐵的吸合狀態(tài)。圖1為電磁鎖供電2P連接器。其中，PINK線是DC110V電源的正極，BLACK線是DC110V電源的負(fù)極。②動(dòng)作檢測(cè)裝置接口:電磁鎖的動(dòng)作感應(yīng)裝置主要為一對(duì)光電傳感器，分為鎖定位置傳感器及解鎖位置傳感器。傳感器安裝在鎖體內(nèi)壁上，在傳動(dòng)桿上安裝一個(gè)伸出的遮光板，通過感應(yīng)這個(gè)觸片的動(dòng)作來實(shí)現(xiàn)對(duì)鎖銷動(dòng)作的到位檢測(cè)，同時(shí)給出DC24V返信。電磁鎖傳感器6P連接器如圖2所示。其中，BＲOWN線是鎖定位置傳感器的正極，接DC24V電源的正極;BLUE線是鎖定位置傳感器的負(fù)極，接DC24V電源的負(fù)極;BLACK線是鎖定位置傳感器的輸出;PINK線是解鎖位置傳感器的正極，接DC24V電源的正極;WHITE線是解鎖位置傳感器的負(fù)極，接DC24V電源的負(fù)極;GＲAY線是解鎖位置傳感器的輸出。

2電磁鎖檢測(cè)臺(tái)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

2．1技術(shù)路線電磁鎖檢測(cè)臺(tái)需要解決的技術(shù)問題是:提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單合理、以通用的DC24V繼電器為基本元件組成的電路，能夠連續(xù)不斷地給電磁鐵線圈通電、斷電，使得電磁鐵銜鐵、鎖銷、鎖銷支架、遮光板不斷做直線伸縮運(yùn)動(dòng)，遮光板輪流遮斷鎖定位置傳感器、解鎖位置傳感器的光線，改變鎖定位置傳感器、解鎖位置傳感器的輸出狀態(tài);鎖定位置傳感器、解鎖位置傳感器的輸出端驅(qū)動(dòng)繼電器，通過檢測(cè)臺(tái)故障檢測(cè)電路的邏輯判斷檢測(cè)電磁鎖伸縮狀態(tài)。當(dāng)鎖定位置傳感器、解鎖位置傳感器的輸出與電磁鎖正確狀態(tài)不符時(shí)，給檢測(cè)臺(tái)的電源電路發(fā)出命令，切斷電源，停止向電磁鐵線圈送電。

2．2電磁鎖檢測(cè)臺(tái)構(gòu)成結(jié)合電磁鎖電氣原理，通過PLC(可編程邏輯控制器)、振蕩電源及繼電器等電氣器件，可完全仿真電磁鎖的電氣使用環(huán)境。電磁鎖檢測(cè)臺(tái)的結(jié)構(gòu)如3所示。圖中，開關(guān)電源為電磁鎖的供電單元;PLC進(jìn)行故障檢測(cè)及邏輯判斷，當(dāng)電磁鎖發(fā)生故障時(shí)，PLC切斷電源并給出故障信號(hào)。

2．3設(shè)計(jì)原理及檢測(cè)流程通過VC－DC振蕩電源實(shí)現(xiàn)對(duì)電磁鎖線圈及傳感器的通斷電。PLC實(shí)現(xiàn):①對(duì)電磁鐵線圈通斷電控制，設(shè)定通斷電時(shí)間;②進(jìn)行邏輯判斷，檢測(cè)電磁鎖伸縮狀態(tài)，當(dāng)鎖定位置傳感器、解鎖位置傳感器的返信狀態(tài)及返信時(shí)間與正確設(shè)定不符時(shí)，給電磁鎖檢測(cè)臺(tái)的電源電路發(fā)出命令，切斷電源，終止向電磁鐵線圈送電;③返信檢測(cè)計(jì)數(shù)，根據(jù)電磁鎖篩選要求進(jìn)行計(jì)數(shù)設(shè)置，完成鎖吸合釋放動(dòng)作。電磁鎖檢測(cè)臺(tái)實(shí)現(xiàn)了電磁鎖電氣使用環(huán)境仿真，可依據(jù)篩選條件進(jìn)行檢測(cè)次數(shù)設(shè)置。其主要功能由PLC編程實(shí)現(xiàn)。檢測(cè)臺(tái)的檢測(cè)流程如圖4。

3結(jié)語

本文針對(duì)國(guó)產(chǎn)電磁鎖的返修率高的問題，設(shè)計(jì)出一款檢測(cè)裝置并予以實(shí)現(xiàn)。運(yùn)用該裝置對(duì)電磁鎖運(yùn)行檢測(cè)，確保每把鎖在下線應(yīng)用前經(jīng)過連續(xù)千次動(dòng)作試驗(yàn)，可及時(shí)發(fā)現(xiàn)鎖的常見問題，并有針對(duì)性地對(duì)電磁鎖進(jìn)行維修保養(yǎng)，同時(shí)可得到大量試驗(yàn)數(shù)據(jù)。通過理論分析結(jié)果與試驗(yàn)數(shù)據(jù)的對(duì)比，實(shí)現(xiàn)對(duì)國(guó)產(chǎn)電磁鎖在傳動(dòng)、狀態(tài)檢測(cè)和電磁鐵性能等方面的摸底，以及時(shí)發(fā)現(xiàn)誤報(bào)頻率高、鎖銷容易卡死等問題，增強(qiáng)電磁鐵下線使用的可靠性并有效降低高返修率，對(duì)電磁鎖的日常計(jì)表維修提供指導(dǎo)。

參考文獻(xiàn)

［1］GB50157—2003地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范［s］．

［2］金碧筠，周巧蓮．列車車門及站臺(tái)屏蔽門的開/關(guān)門時(shí)序研究［J］．城市軌道交通研究，2013(8):86．

［3］白雨坤，王富章，聞勁松，等。城市軌道交通安全門電磁鎖的設(shè)計(jì)［J］．城市軌道交通研究，2013(4):61．

作者：王建偉 劉春梅 譚鐵仁 李振清 王劍 韋巍 盧澤泉 李麗娟 張欣 趙五喜 單位：北京市地鐵運(yùn)營(yíng)有限公司 北京天樂泰力科技發(fā)展有限公司

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