李國良　耿燦

摘要：課題主要以沈陽地鐵二號線電客車制動系統(tǒng)的finder80.91型時間繼電器為例結(jié)合繼電器的故障原因優(yōu)化現(xiàn)有檢測方法。目前檢測手段主要通過低電阻測試儀、示波器等儀器對繼電器進(jìn)行人工檢測，步驟較為繁瑣，finder80.91型繼電器檢測裝置實(shí)現(xiàn)了finder80.91型繼電器的自動化檢測，減少了人力成本，提升了運(yùn)營服務(wù)質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：繼電器;地鐵列車;檢測裝置

一、選題目的及背景

繼電器在二號線電客車中有廣泛的應(yīng)用，例如空壓機(jī)排污控制、列車牽引制動邏輯等功能都是由繼電器控制實(shí)現(xiàn)的。finder80.91型時間繼電器為二號線電客車空壓機(jī)供風(fēng)管路排污控制裝置，一旦損壞會導(dǎo)致空壓機(jī)常排風(fēng)，嚴(yán)重時會造成列車風(fēng)壓過低引起緊急制動，對運(yùn)營服務(wù)質(zhì)量造成較大的影響。

二、finder80.91型繼電器結(jié)構(gòu)原理及故障表現(xiàn)

（一）結(jié)構(gòu)分析

目前二電客車使用的時間繼電器主要分為定時繼電器和延時繼電器兩種，finder80.91型繼電器屬于定時繼電器的一種。80.91型繼電器內(nèi)部分為電磁執(zhí)行機(jī)構(gòu)和由單片機(jī)控制的時間控制機(jī)構(gòu)。

80.91型繼電器執(zhí)行機(jī)構(gòu)，它是由電磁系統(tǒng)和觸點(diǎn)系統(tǒng)兩大系統(tǒng)組成的。具體由鐵芯、線圈、銜鐵、觸點(diǎn)簧片等組成的。[1]

（二）工作原理

圖1為80.91型時間繼電器B1觸點(diǎn)常得電時的邏輯關(guān)系，當(dāng)B1觸點(diǎn)得電時18觸點(diǎn)與巧觸點(diǎn)會執(zhí)行T1時間的導(dǎo)通，16觸點(diǎn)與巧觸點(diǎn)執(zhí)行T2時間的導(dǎo)通，18觸點(diǎn)、16觸點(diǎn)相對巧觸點(diǎn)開閉合的周期相反。

（三）故障表現(xiàn)

finder80.91型時間繼電器安裝在空壓機(jī)電器控制箱內(nèi)，正常工作狀態(tài)下空壓機(jī)得到運(yùn)行指令后，如圖2所示KT繼電器線圈得電，KT常開觸點(diǎn)閉合，290線得電。K2為finder80.91型時間繼電器，此時K2時間繼電器的A1、A2、B1觸點(diǎn)同時得電。80.91型時間繼電器在電路中的功能為控制水分離器（WSDR）、二級過濾裝置（DDR）、管道過濾器（PDR）的定時排污，三個過濾裝置在空壓機(jī)結(jié)構(gòu)中主要起清潔風(fēng)源的作用，根據(jù)空壓機(jī)設(shè)計原理，每隔120s排污裝置需排污一次，每次排污時間為2秒?？諌簷C(jī)三個過濾裝置中分別在電路中串聯(lián)了1個排污電磁閥，通過80.91型時間繼電器給出的通斷信號來準(zhǔn)確執(zhí)行排污動作。

80.91型時間繼電器出現(xiàn)故障時，電客車主要表現(xiàn)為故障端空壓機(jī)過濾裝置異常排風(fēng)。當(dāng)80.91型時間繼電器出現(xiàn)故障時，三個過濾裝置的排污電磁閥處于常開啟狀態(tài)，空壓機(jī)無法輸出壓縮空氣至管路，可能會造成電客車晚點(diǎn)甚至下線，對運(yùn)營服務(wù)質(zhì)量造成較大的影響。

三、finder80.91型繼電器檢測裝置的原理及驗(yàn)證

（一）檢測手段優(yōu)化的意義

目前時間繼電器功能性檢測主要使用示波器觀察波形變化，計時方式采用人工計時，不僅檢修效率低而且較為繁瑣，無法完成對80.91型繼電器多次測量。

制作時間繼電器檢測裝置的目的是通過自動化檢測提高了80.91型繼電器的檢測效率和檢修質(zhì)量，減少檢修人員勞動強(qiáng)度并避免了觸電的危險。[2]

（二）硬件設(shè)計原理

繼電器檢測裝置以8位增強(qiáng)改進(jìn)型單片機(jī)STC15F2K16S2為控制核心。STC15F2K16S2型單片機(jī)具有2KB的片內(nèi)SRAM，45KB非揮發(fā)EEPROM、雙異步串行口、8路10位A/D轉(zhuǎn)換器、3個16位的定時器/計數(shù)器、3通道PCA/CCP/PWM捕獲比較單元，可實(shí)現(xiàn)硬件看門狗WDT等功能。[3]

硬件主要由液晶顯示屏、單片機(jī)、電源三大部分組成。電源切換部分由DC12V電磁繼電器的動合觸點(diǎn)控制模塊電源的通斷狀態(tài)。單片機(jī)通過光電隔離器采集模塊輸出的電壓跳變信號，與系統(tǒng)內(nèi)的時鐘系統(tǒng)配合記錄發(fā)生時刻，進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，判斷參數(shù)是否達(dá)到設(shè)置要求。

（三）軟件設(shè)計原理

單片機(jī)首先給被測繼電器供電開始測試，如圖3所示。以T1定時器為時間基準(zhǔn)，通過延時法去抖動方法，準(zhǔn)確找到4個測點(diǎn)對應(yīng)的時刻，進(jìn)而運(yùn)算求出脈寬參數(shù)，顯示其數(shù)值（單位：秒），當(dāng)繼電器檢測部分輸出異?；騎1和T2偏差過大時，可導(dǎo)致測試過程暫停等待，按1次“跳過鍵K55”，可結(jié)束本次測試過程，進(jìn)行下一次測試過程

四、結(jié)論

finder80.91型繼電器檢測裝置改善了傳統(tǒng)時間繼電器檢測過程中效率低下、過程繁瑣等缺點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了自動化檢測，同時避免檢測過程中觸電的危險。本裝置簡化了故障處理難度，節(jié)約了人力成本，使用本裝置繼電器檢測每次可節(jié)約兩名檢修人員30分鐘工作時間。同時本裝置較人工計時方法準(zhǔn)確性有了較大的，減少繼電器故障的發(fā)生，提升電客車的運(yùn)營服務(wù)質(zhì)量。本裝置與人工計時方法相比精確度較高，檢測難度大大降低，極大的提升了電客車的檢修效率。

參考文獻(xiàn)：

[1]關(guān)欣，李文華，沈江峰，張林林.鐵路用繼電器參數(shù)測試技術(shù)的研究[J].電器與能效管理技術(shù)，2016，（11）7-12.

[2]張慶雙.繼電器的選用與檢測方法[J].家電檢修技術(shù)，2011，6（10）.

[3]劉立軍.il STC15W4K60Sd單片機(jī)LED開關(guān)電源控制器的設(shè)計[J].工業(yè)控制計算機(jī)，2017，30（1）：130-131.