鄒文

中車資陽電氣科技公司 四川資陽 641399

1 序言

警惕裝置是機車行車安全保障的重要組成部分，巴基斯坦機車基于西門子PLC控制系統(tǒng)設計警惕系統(tǒng)，具有語音報警、自動卸載功能。在實際運用過程中，警惕裝置故障率較高，對機車可靠行駛存在安全隱患。

2 警惕裝置介紹及控制原理

2.1 警惕裝置

警惕裝置也叫“死人系統(tǒng)”，是監(jiān)督司機是否專注于當前運行工作后控制機車及時報警并懲罰制動的一種安全裝置，是確保行車安全的最后一道屏障。巴基斯坦機車警惕裝置包括下列元件：西門子S7-200PLC主機、1個腳踏開關、正副司機側的2個解鎖按鈕、1個用于報警的蜂鳴器、LED報警燈及用于緊急制動的電控閥。

2.2 警惕裝置控制原理

警惕裝置控制原理是利用警惕腳踏開關監(jiān)測司機在機車運行中是否注意力集中（避免睡覺，、離崗等因素）。當機車處于“行駛”狀態(tài)時，警惕裝置自動啟動，司機需要在每隔一段時間內踩一次腳踏開關。直到機車處于“停車”時，警惕裝置關閉。

當機車在正常行駛過程中，司機未按期踩腳踏開關，警惕系統(tǒng)蜂鳴器會發(fā)出警鈴報警，提醒司機踩腳踏開關。如果司機在警鈴報警期間仍未動作腳踏開關，警惕系統(tǒng)會斷開機車動力裝置并施加懲罰制動。

2.3 巴基斯坦機車警惕系統(tǒng)邏輯控制

當司機控制器被激活后，機車速度＞1km/h、柴油機速度＞400r/min、制動缸壓力＜3×105Pa時，警惕系統(tǒng)開始工作。如果司機沒有任何操作，警惕系統(tǒng)進入倒計時：45s后報警燈持續(xù)10s閃爍；55s時報警燈閃爍5s，蜂鳴器報警5s；60s后機車斷開1#～6#位牽引電動機接觸器并驅動緊急制動電空閥，實施懲罰制動迅速停車。

為避免在機車行駛時發(fā)生意外情況下機車迅速停車，巴基斯坦機車警惕系統(tǒng)也設有“一鍵停車”功能。發(fā)生意外情況時，司機手動警惕按鈕15s，警惕裝置斷開牽引電動機接觸器并施加緊急制動。巴基斯坦機車警惕系統(tǒng)邏輯控制如圖1所示。

圖1 警惕系統(tǒng)邏輯

3 巴基斯坦機車警惕裝置常見故障

3.1 警惕裝置失效

由于警惕裝置邏輯采用“串聯(lián)”控制方式，控制回路上任一參數(shù)采集異常均無法激活警惕倒計時。在機車實際運行過程中，巴基斯坦機車線路老舊，缺乏必要的日常維護，設置在轉向架外側上的機車速度傳感器常被飛石撞斷，由此導致控制系統(tǒng)采集到的機車速度一直為零。即使機車正常行駛時，警惕裝置也無法正常工作，影響行車安全。

3.2 警惕裝置誤動作

在邏輯控制中，警惕倒計時功能僅需采集到機車速度、柴油機轉速和閘缸壓力便能激活。機車在機務段及車站內作為被拖車更換軌道時往往不停機作業(yè)，因此控制系統(tǒng)也能采集到各參數(shù)觸發(fā)警惕倒計時。由于被拖車內無司機復位警惕倒計時，被拖車必然觸發(fā)懲罰制動且無人緩解，影響日常段內調車作業(yè)效率。

4 警惕裝置技術改進

4.1 可靠性技術改進

機車速度傳感器故障率較高是影響警惕裝置可靠性的最大因素，因此需要在機車速度傳感器發(fā)生故障時，利用其他參數(shù)替代機車速度，確保警惕裝置正常工作。機車行駛時，主發(fā)電流、主發(fā)電壓也是判斷機車狀態(tài)的重要參數(shù)，且傳感器工作環(huán)境良好，故障率低。結合機車一擋位時主發(fā)電流為600A左右，可將主發(fā)電流＞500A作為機車速度的冗余備份。

4.2 實用性技術改進

在機務段內調車作業(yè)時，司機并不希望被拖機車觸發(fā)警惕裝置影響效率。技術改進時，可通過增加主發(fā)電壓參數(shù)判斷機車是否處于“加載”工況，從而排除被拖機車在“無載”工況下仍然具有機車速度、柴油機轉速和閘缸壓力等參數(shù)的特殊情況。機車單機行駛時，一擋位主發(fā)電壓在50～100V，因此可將主發(fā)電壓＞40V作為排除調車作業(yè)時觸發(fā)警惕倒計時的一個條件。改進后巴基斯坦機車警惕系統(tǒng)邏輯控制如圖2所示。

4.3 PLC警惕控制程序優(yōu)化

圖2 改進后巴基斯坦機車警惕系統(tǒng)邏輯控制

機車主發(fā)電動機電流、電壓由微機系統(tǒng)模擬量模塊采集并用于機車功率控制，在PLC邏輯控制程序中增加了主發(fā)電動機電流、電壓參數(shù)來優(yōu)化警惕系統(tǒng)倒計時功能，不會改變現(xiàn)車現(xiàn)有電氣回路。因此，通過更改控制程序來完成警惕裝置技術改進不會增加額外的物料消耗和線路變更，具有較強的可操作性。

5 結束語

根據(jù)巴基斯坦機車運行環(huán)境及當?shù)厮緳C段內作業(yè)習慣，對警惕裝置進行技術改進，既提高了機車行車安全的可靠性，又突出了設計的“人性化”理念。通過優(yōu)化PLC控制程序完成技術改造，在不增加物料消耗的情況下降低了運營成本，為機車后續(xù)技術改進提供了一種新的思路。