胡海天

（成都地鐵運(yùn)營(yíng)有限公司）

摘 要：列車清洗機(jī)（俗稱洗車機(jī)）作為地鐵檢修基地的三大設(shè)備之一，主要用于地鐵電客車外表面的清洗。2014年5月底，成都地鐵2號(hào)線的列車清洗機(jī)突發(fā)故障。列車清洗機(jī)在對(duì)電客車洗車作業(yè)中，出現(xiàn)后端洗還沒完成，設(shè)備報(bào)"洗車完成"，并且側(cè)洗機(jī)構(gòu)或端洗機(jī)構(gòu)不啟動(dòng)等誤動(dòng)作。每次出現(xiàn)故障后進(jìn)行模擬洗車試驗(yàn)時(shí)，設(shè)備正常。但電客車清洗作業(yè)無(wú)法完成。本文介紹了此故障的排查過(guò)程和此類故障的判斷方法。

關(guān)鍵詞：列車清洗機(jī)；PLC；繼電器；失效

2014年5月底，成都地鐵2號(hào)線的列車清洗機(jī)突發(fā)故障。列車清洗機(jī)在對(duì)電客車洗車作業(yè)中，出現(xiàn)后端洗還沒完成，設(shè)備報(bào)“洗車完成”，并且側(cè)洗機(jī)構(gòu)或端洗機(jī)構(gòu)不啟動(dòng)等誤動(dòng)作。每次出現(xiàn)故障后進(jìn)行模擬洗車試驗(yàn)時(shí)，設(shè)備正常。但電客車清洗作業(yè)無(wú)法完成。

1 列車清洗機(jī)控制系統(tǒng)簡(jiǎn)介

1.1 列車清洗機(jī)控制系統(tǒng)

由上位機(jī)（主機(jī)）、光電傳感器、中間PLC、下層繼電器組成。整體由PLC實(shí)現(xiàn)控制，主機(jī)實(shí)現(xiàn)管理和控制。主機(jī)和各PLC系統(tǒng)之間靠通訊實(shí)現(xiàn)控制邏輯。

1.2 全自動(dòng)清洗模式

列車清洗模式分為全自動(dòng)方式、手動(dòng)方式、維護(hù)方式，其中全自動(dòng)方式為系統(tǒng)主要工作方式。

全自動(dòng)工作方式由位置傳感器、信號(hào)燈和計(jì)算機(jī)控制部分實(shí)現(xiàn)洗車線使用狀況，現(xiàn)實(shí)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)、辨別列車在系統(tǒng)中所處位置、自動(dòng)開始和結(jié)束洗車的程序，并給司機(jī)必要的提示信號(hào)。

自動(dòng)洗車流程圖（見圖1）：

1.3 和故障相關(guān)電氣原理圖及PLC梯形圖（圖2、圖3）

2 故障檢查、分析過(guò)程

2.1 列車清洗機(jī)在對(duì)電客車清洗作業(yè)過(guò)程中，端洗和側(cè)洗還未完成，控制臺(tái)出現(xiàn)“洗車完成”提示，設(shè)備停止工作。發(fā)生故障后，操作人對(duì)列車清洗機(jī)進(jìn)行人工模擬自動(dòng)洗車方式，設(shè)備正常。根據(jù)電氣原理圖分析對(duì)故障進(jìn)行分析。

當(dāng)光電開關(guān)5GS被觸發(fā)或故障情況下，控制臺(tái)才會(huì)“洗車完成”顯示。

由于模擬洗車時(shí)，設(shè)備正常，懷疑洗車結(jié)束光電開關(guān)時(shí)好時(shí)壞，對(duì)5GS進(jìn)行更換。

2.2 再次進(jìn)行電客車洗車作業(yè)，同樣出現(xiàn)側(cè)洗還未完成，控制臺(tái)出現(xiàn)“洗車完成”提示，設(shè)備停止工作。說(shuō)明沒有檢查到故障原因，繼續(xù)采用對(duì)列車清洗機(jī)進(jìn)行人工模擬自動(dòng)洗車方式，把模擬端洗的時(shí)間延長(zhǎng)，在主控制臺(tái)調(diào)用PLC進(jìn)行監(jiān)控。發(fā)現(xiàn)各光電開關(guān)3GS（輸入點(diǎn)為I0.5）、4GS（輸入點(diǎn)為I0.6）、5GS（輸入點(diǎn)為I0.7）在監(jiān)控顯示里為未被電客車遮擋時(shí)的初始狀態(tài)，判斷為各光電開關(guān)電源同時(shí)失電。由于各光電開關(guān)電源由繼電器19KA控制，對(duì)繼電器19KA進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)繼電器線圈處于吸合狀態(tài)，但其輔助接點(diǎn)斷開，引起各光電開關(guān)同時(shí)失電。

3 故障原件的分析

3.1 繼電器的基本結(jié)構(gòu)

繼電器主要由線圈、銜鐵、簧片、引腳及多組常開、常閉觸頭組成。（見圖4）

3.2 繼電器的工作原理

繼電器利用電磁感應(yīng)原理進(jìn)行工作。

通：線圈通電——線圈中心的鐵芯被磁化——銜鐵吸合——常開觸點(diǎn)吸合、常閉觸頭打開

斷：切斷線圈電流——鐵芯失去磁性——銜鐵復(fù)位——常開觸頭打開、常閉觸頭吸合

3.3 對(duì)19KA繼電器分析和檢查

對(duì)19KA繼電器的觸頭和外觀進(jìn)行檢查，無(wú)異物和嚴(yán)重?zé)g現(xiàn)象。對(duì)繼電器進(jìn)行通電并反復(fù)實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)送電開始時(shí)，其線圈吸合正常，用萬(wàn)用表測(cè)量各接點(diǎn)，接點(diǎn)閉合正常。當(dāng)實(shí)驗(yàn)時(shí)間到達(dá)20分鐘左右后，線圈吸合正常，但其輔助接點(diǎn)處于開路狀態(tài)。

說(shuō)明19KA繼電器已經(jīng)失效。通常電磁繼電器常見的失效模式為表1所示幾種（如表1）。

通過(guò)表1中所列，19KA繼電器在使用較長(zhǎng)一定時(shí)間后，繼電器觸點(diǎn)氧化造成鍍層損壞，導(dǎo)致動(dòng)觸頭和定觸頭接觸電阻增大，使繼電器參數(shù)失效。當(dāng)有電流通過(guò)時(shí)會(huì)使觸頭溫度不斷升高，繼而影響到動(dòng)觸頭連接片變形是此繼電器失效的原因。

3.4 元件更換和處理

對(duì)失效繼電器進(jìn)行更換，反復(fù)試驗(yàn)并對(duì)電客車進(jìn)行正常洗車作業(yè)，設(shè)備未發(fā)生故障，恢復(fù)正常。

4 結(jié)論

在處理電氣故障中，電器元件一旦出現(xiàn)軟故障，將會(huì)影響對(duì)故障的正常判斷。所以在處理電氣故障時(shí)要注意以下幾點(diǎn)，才能有效的判斷出故障原因。

4.1 在模擬試驗(yàn)時(shí)，操作應(yīng)注意和正常作業(yè)的流程相同，使故障現(xiàn)象充分暴露。

4.2 根據(jù)出現(xiàn)的故障結(jié)果，參考該電氣設(shè)備的電氣原理圖和PLC控制原理圖進(jìn)行分析，初步判斷出故障產(chǎn)生的部位，然后逐步縮小故障范圍，直至找到故障點(diǎn)并加以消除。

4.3 分析故障時(shí)應(yīng)有針對(duì)性，一般先考慮引起故障發(fā)生的直接元件，后考慮控制直接元件的電氣線路。斷路和短路故障，應(yīng)先考慮動(dòng)作頻繁的元件，后考慮其余元件。

4.4 對(duì)檢查出的故障元件應(yīng)反復(fù)試驗(yàn)進(jìn)行確認(rèn)，避免發(fā)生電器元件出現(xiàn)軟故障后，還認(rèn)為只是元件偶發(fā)故障，可以繼續(xù)使用的判斷錯(cuò)誤。

參考文獻(xiàn)

[1]朱軍輝.電磁繼電器常見失效模式、失效原因及失效機(jī)理分析.（航天材料及工藝研究所）.

[2][列車清洗機(jī)電氣原理圖]——成都/西南交大海德科技.

[3][列車清洗機(jī)PLC梯形圖]——成都/西南交大海德科技.