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地铁塞拉门智能集控装置研究

2020-11-06田纪云宋俊锋张燕平

现代城市轨道交通 2020年10期
关键词:塞拉电平车门

田纪云 宋俊锋 张燕平

摘 要:地铁塞拉门智能集控装置是一种自动集中控制塞拉门开关动作的测试装置,利用单片机实现塞拉门驱动电机动作的控制,显示屏可实现人机交互,检测模块可自动切断驱动电机的供电电源。文章通过分析其电路工作原理及程序设计思路,设计了 3 种工作模式,实验波形验证了电路的正确性及程序的可行性。将该装置投入到地铁检修一线进行测试,现场测试效果良好。

关键词:地铁;塞拉门;智能集控装置;单片机;检修

中图分类号:U231.8

地铁车门系统是列车动作最频繁和故障率最高的系统之一。通常为确保地铁新线新车车门的可靠性,确保电客车车门各项功能满足要求,降低运营时车门系统的故障率,必须在车门系统功能试验完成整改后进行集控开关门800次(800次为检修现场经验值,可调)试验,以提前暴露车门系统的故障隐患,提高车门系统的可靠度。此外,地铁塞拉门的日常维护及检修尤为重要,为了验证地铁塞拉门是否检修成功,通常需对检修后的塞拉门进行数次开关门测试,确保检修后车门满足地铁运营要求。由于人工集控开关门需消耗过多人力及时间,且无法保证开关门过程的同步性及周期的一致性,因此,本文研究设计了地铁塞拉门智能集控装置,利用单片机技术,通过编写程序实现自动控制塞拉门开关,以提高集控塞拉门试验的效率和精确度,该装置具有结构简单、多种集控模式可选择的优点。

1 工作原理

地铁塞拉门智能集控装置主电路如图1所示。利用单片机控制技术,通过编写程序可实现按规定时间、次数、自动地集中控制塞拉门开关,程序设计如图2所示。单片机型号为STC12C5A60S2,作为指令输出装置,通过编程实现控制塞拉门驱动电机的启动和停止。双运算放大器 LM358,可比较塞拉门驱动电机的电压与110 V基准电压的大小。当电压低于100 V或者高于120V时,进行欠压或过压报警;当检测电压在100~120 V时,可通过矩阵薄膜按键输入装置进行工作模式选择并设置动作次数,驱动电机进行开关门动作,当达到设定次数后,结束工作。复位按键可实现单片机的复位操作,使装置重新恢复到初始状态。当测试人员按下复位按键后,需重新对塞拉门驱动电机電压进行检测。输出装置为OLED显示屏,显示状态模式及动作次数、剩余次数。开门和关门LED灯亮代表相应门动作,为司机提供指示信号。此外,电路将单片机发出的开关门信号传给2个电磁式继电器,控制塞拉门驱动电机的正反转,进而控制塞拉门的开与关。

2 工作模式

该地铁塞拉门集控装置共设置了3种工作模式。根据测试需要,用户可通过外接矩阵薄膜按键选择工作模式,实现相应功能。

2.1 模式一:单(双)侧开关门测试模式

通过设定动作次数,电路模拟人工给出开门信号,实现测试(现场人工即如此操作)。电路先输出1.5 s的开门电平, 5 s(暂定)后再输出1.5 s关门电平为1次测试完成,9 s后重复输出,直到达到设定次数,如图3所示。该模式适用于快速测试塞拉门易损部件的抗疲劳能力,提前暴露部件故障,建立档案,为后续设计及检修提供参考依据,便于通过大数据分析事故原因,从而减少事故的发生,便于事故追责。

2.2 模式二:车门防夹测试模式

通过设定动作次数,电路模拟人工给出开门信号,实现测试。电路先输出1.5 s的开门电平, 5 s(暂定)后再输出1.5 s关门电平为1次测试完成,45s后重复输出,直到达到设定次数,如图4所示。该模式增加了关门时间,可以模拟当车门夹人夹物时的延时时间,减轻检修人员的操作负担。

2.3 模式三:单门开关门测试模式

不需设定次数。当按下某一按键(暂定为“1”)持续0.5 s,输出开门1.5 s电平,然后等待。当按下另一按键(暂定为“2”)持续时间为0.5 s,输出关门电平1.5s,如图5所示。该模式适用于灵活开关门,可根据用户需求(例如观察塞拉门某部件的动作状态)进行开关门,同时也为设计人员留有观察车门动作的时间。

3 参数设置

该地铁塞拉门智能集控装置原理样机如图6所示。LED1、LED2为贴片式高亮指示灯,LED1亮表示单片机输出开门电平(高电平),LED2亮表示单片机输出关门电平(高电平)。复位按键采用自复式。

4 应用实践

为了验证该地铁塞拉门智能集控装置的实用性,以及电路原理的正确性及程序的可行性,特于2019年9 月在宁波市轨道交通集团有限公司运营分公司检修二车间分别对3种工作模式进行现场测试,如图8所示。利用示波器将装置发出的开关门指令进行测试,运行效果良好。塞拉门开闭时间间隔相同且稳定无异常现象,实现了装置代替传统的检修人员操纵门开关按钮的目的。

5 结语

本文提出了一种地铁塞拉门智能集控装置,可通过多次集控开关门,提前暴露车门故障隐患。该装置大大减少了多次开关塞拉门的人力消耗,节约了塞拉门测试时间,实现了每次测试中数据采集的高效性和周期的一致性。且该装置电路结构简单,轻便可靠,操作方便灵活,具有3种工作模式,显示屏可实现人机交互,可视性较好,可为地铁塞拉门日常维保提供便利。

参考文献

[1]肜景鑫.地铁车辆塞拉门安装工艺与调试技术[J].珠江水运,2019(10):71-72.

[2]钟俊杰,严国希.地铁塞拉门系统可靠性分析及应对措施[J].机械,2018,45(11):72-76.

[3]陈长骏.电动塞拉门关键易损部件故障预测方法研究[D].浙江杭州:中国计量学院,2016.

[4]赵雪雅,郁汉琪.基于故障树的地铁塞拉门系统可靠性分析[J].科技与企业,2015(21):157,161.

[5]牛士军,厉呈臣,张胜英.地铁车辆塞拉门安装调试过程中常见故障与工艺难点分析[J].电力机车与城轨车辆,2015,38(5):54-56,69.

[6]龚兴华,张逸迁,张少东,等.基于FTA与CA的地铁车辆塞拉门系统可靠性研究[J].铁道机车车辆,2015,35(4):79-83.

[7]贾亚丽,赵刚,李淑俊.成都地铁车辆塞拉门故障分析及整改措施[J].电力机车与城轨车辆,2015,38(2):85-86.

[8]张嘉翊,王杭.地铁车门设备健康管理(EHM)系统研究[J].郑州铁路职业技术学院学报,2020,32(1):24-27.

[9]宁善平,齐群,江伟,等.基于改进物元可拓的地铁车门系统健康评价模型的构建[J].广东交通职业技术学院学报,2019,18(4):16-20,105.

[10] 梁桂琦.广州地铁21号线车门系统典型故障与维护措施[J].现代城市轨道交通,2019(5):64-67.

[11] 李宝泉,周强,唐立国,等.城市轨道交通车辆的车门智能诊断技术[J].城市轨道交通研究,2020,23(6):151-154.

[12] 朱江洪,李延来.基于区间二元语义与故障模式及影响分析的地铁车门故障风险评估[J].计算机集成制造系统,2019,25(7):1630-1638.

[13] 高伟民,茅飞.地铁车门PHM系统应用[J].城市轨道交通,2019(5):33-35.

[14] 姜春霞,张程光,张帆.地铁车门故障诊断及管理软件的研究与应用[J].设备管理与维修,2019(2):157-158.

[15] 魏冠义,文辉.在ATO模式下地铁车门故障分析及处理措施[J].郑州铁路职业技术学院学报,2018,30(2):1-3.

[16] 牟穎. 地铁列车车门故障诊断与可靠性分析[D].辽宁大连:大连交通大学,2018.

[17] 班勃,金庆,王钦若.广州地铁APM线车门系统可靠性分析[J].工业控制计算机,2017,30(12):1-3.

[18] 薛海峰,黄挺,尹洪权,等.地铁车辆车门维修工作重要及关键零部件的确定方法研究[J].铁道机车车辆,2016,36(5):115-120,125.

[19]洪展鹏,陈正华.灰色马尔可夫模型的地铁车门故障预测[J].装备制造技术,2017(3):223-226.

[20]李海龙.天津地铁3号线车门系统检修调节的应用研究[J].江西建材,2017(13):136,141.

收稿日期 2020-02-17

责任编辑 宗仁莉

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