【《苏州轨道交通屏蔽门常见故障问题分析》6600字（论文）】

苏州轨道交通屏蔽门常见故障问题研究摘要现如今社会经济与科学技术高度发达，城市轨道交通已成为出行必选交通方式。然而，由于城市轨道交通在运营过程中受多种因素的影响，导致了地铁内部或者外部存在一些潜在危险，进而降低运输效率。为确保运输安全，有关部门曾提出过不少解决办法，一定程度上处理且避免了各类风险故障。本文主要从屏蔽门系统的结构原理入手，结合屏蔽门的特点和功能要求，重点阐述了如何做好屏蔽门系统安全保护设计工作。以某个车站屏蔽门常见的故障为例，对其失效原因及改进处理进行了简要分析，尤其对屏蔽门安全回路中故障快速定位装置技术方案及关键技术进行了讨论。细心全面地维护和保养，为乘客出行、地铁运行提供安全保障。关键词：屏蔽门，常见故障，技术方案目录TOC\o"1-3"\h\u8101.引言 .引言随着我国经济的发展，社会主义市场经济体制的逐步完善，城市化进程的加快，城市人口迅速增长，大城市的车辆快速增加，不仅造成城市交通拥堵，而且汽车尾气排放量的增加，给环境造成了严重污染，城市地铁系统的快速发展与完善，可以有效的缓解城市交通拥堵现象，还可以缓解污染日益严重的压力近些年来，我国城市地铁得到了快速发展，取得了令世界瞩目的成绩，但是在发展过程中还存在诸多问题，如地铁相关应用设备的损坏影响了我国地铁发展的安全与稳定，所以，今天本文就是基于此背景下对地铁屏蔽门系统常见的故障进行研究和探讨。2地铁屏蔽门系统构成地铁屏蔽门系统主要包括机械与电气两个方面，机械部分由门体结构与门机系统两部分组成，电气部分由供电系统与控制系统两部分组成，系统结构树如图2.1所示。图2.1系统结构2.1门体结构门体结构由滑动门（AsD）、固定门（Flx）、应急门（EED）、端门（MSD）、门槛组成、相与立柱等等构成，所述下部支撑与地基连接，上部钢结构在土建结构中通过铰接装置和连接件连接在一起，玻璃为钢化安全玻璃，厚度为10毫米。2.2门机系统门机系统主要包括驱动装置、传动装置、门机梁、导轨、行程开锁紧装置关以及其他门机相关的附件(如电源开关、接线端子等)。门机系统示意图如图2.2所示。图2.2门机系统示意图驱动装置可实现门机运行时的平稳与安全，传动装置具有传动比大，传动平稳，结构简单紧凑，安装方便，维护量小的优点，在煤矿井下应用十分广泛。2.3监控系统监控系统由主监控系统（MMS）负责、现场控制盘（PsL）、逻辑控制模块（PEDC），中央控制盘（（PSC）、门控单元（DCU）、就地控制盒（（LCB）、现场总线控制局域网络、软件、报警装置等组成。通过系统监视，可以在设备室和车站控制室内获取站台门系统的工作状态，PEDC,DCU、电源系统等的工作是否有异常情况；记录并显示站台门系统的各种工作数据。控制系统有系统级的控制、站台级控制与门体手动操作相结合的三级控制模式，在3种控制方式下，门体的手动操作具有最高的优先级，最低的系统级和操作优先级见图2.3。图2.3操作优先级2.4电源系统电源系统由驱动电源与控制电源两部分组成，配合UPS，双电源切换箱使用、隔离变压器，蓄电池一起保证了地铁屏蔽门系统的可靠用电、稳定性和安全性。驱动电源以驱动模块为主、驱动充电模块等等部分组成，使用交流供电方式，给门机系统电机提供电源，有充电和供电功能、过电压及过载保护、状态参数的实时监测和控制等特点。该驱动电源是为地铁屏蔽门提供可靠的直流电源的关键设备之一，其性能直接影响到供电系统的安全稳定运行及乘客人身安全。3苏州轨道交通屏蔽门系统常见故障及分析3.1安全回路故障3.1.1故障现象滑动门和应急门的行程开关进人安全回路，每次滑动门打开、关闭过程中，行程开关都要动作，在每天5点至24点的运营时间内，列车通过次数约280次，所以，锁紧机构内的4个行程开关每天要动作280次。在运营中，行程开关的触点因振动时通时断，但屏蔽门DCU没有监视进人安全回路的行程开关触点的功能，安全回路断开故障发生时，可以使用LCB开关将每道滑动门打手动关门，观察PSL的“关闭且锁紧”指示灯，若某道滑动门该指示灯亮，表明该道滑动门行程开关等发生故障。但由于这种故障是随机发生的，门体振动导致行程开关振动，有时促使触点恢复正常，加上运营高峰时，行车间隔短，检查整侧24道滑动门，时间不够，经常发生没有检查几道滑动门，下次列车进站，滑动门开关动作时的振动又使行程开关触点恢复正常。3.1.2检修措施针对上述故障，需定期检测行程开关。可采用万用表打电阻挡，表笔接行程开关的常开触点，用拇指搬动滚轮，滚轮动作后电阻应为0或小于0.1Ω，反复搬动滚轮，如出现滚轮动作后电阻无穷大应更换行程开关。针对安全回路故障持续时间短，门体动作或振动后即恢复的特点，研制了信号开、关门模拟装置，在夜间停运后，使用站台屏蔽门通号命令模拟装置反复开、关滑动门，当滑动门关闭后安全回路没有接通，即停止发送开、关门命令。3.2PEDC故障分析3.2.1故障现象自1号线开通以来，已经更换了乐桥、相门等车站约30个PEDC。目前发现4种常见PEDC故障现象：(1)整侧滑动门无法开、关;(2)ISCS显示“PEDC故障”但不影响开、关门;(3)Iscs显示“PEDC通道故障”，但不影响开、关门;(4)ISCS显示“CanBus故障”，但不影响开、关门;3.2.2检修措施故障（1）分析：信号ATC无法开、关整侧滑动门。由于厂家PEDC的控制逻辑电路设计存在疏漏，造成整侧滑动门无法关闭。PEDC是由电源板、逻辑控制电路板、安全继电器、航空插头等组成，已经确认电源板、安全继电器、航空插头等没有质量或安装问题。处理措施：重新启动PEDC或更换PEDC，故障PEDC返厂维修，但返修后的PEDC仍故障频发。故障（2）分析：发生此故障时，就地控制盒(LcB)、就地控制盘(PSL)可以开、关屏蔽门，Iscs报“PEDC故障”，同时ISCS的PEDC故障显示由绿色变为红色，远程监视设备(PSA)也有故障历史记录显示。处理措施：发生此故障，可以通过将控制电源断电重新启动PEDC,由于西屋PEDC设备不稳定，可以通过敲击振动临时处理，如上述方法无法恢复，应更换PEDC。故障（3）分析：通道故障指示灯闪烁，ISCS报通道故障。原因是PEDC的单片机故障引起。处理措施：将PEDC断电重新启动，如仍然无法恢复，证明是内部单片机有损坏情况，应及时更换PEDC。故障（4）分析：数据总线插头松动，影响门控器(DCU)与PEDC间通信。处理措施：逐个检查数据总线插头，L要险}PL7插头，插牢并拧紧。3.5信号接口故障3.3.1故障现象苏州轨道交通1号线站列车出站时上行站台门未关闭。当列车驶离后，由于没有及时开启上下行整侧屏蔽门来保护乘客的安全，导致部分旅客滞留在地铁车厢内造成严重安全隐患。经车站监控，上行整侧屏蔽门在接近关闭的情况下，随即再次开启。经分析认为可能是因为司机在行车过程中不按要求发出关门指令造成的。查看PSC，运营记录，这次没有接到关门信号。根据现场情况分析可能是司机在车门处于闭合状态下不按规定操作造成的。经信号专业辅助排查，判定为驾驶员发出开关门信号间隔时间过短，致使关门动作尚未结束，再次收到开门命令，又因为关门信号停顿时间过短导致PSC中只记录了开门信号没有关门信号。根据分析认为可能是因为司机在开车门前已经知道了列车即将进入站台而忘记了关闭车门。此后火车进站时恢复正常。3.3.2故障检修信号系统（SIU）在投入使用后发生列车不能出入站台故障的，应当对PSL、PSC进行检查，IBP中关闭锁紧指示灯亮或不亮。闭合锁紧指示灯，如果不亮，立即在相应站台侧安装PSL、将互锁解除钥匙开关拨到互锁解除挡位，使火车可以正常出入车站。如果自动控制信号发生故障，则可以采取措施：（1）查看开关门指令发出的稳定性和有效性。（2）查看控制电缆线芯有无松动，错接，漏接等情况。（3）查看单门模式开关是否在“自动”模式下。

4屏蔽门故障快速定位技术方案分析苏州地铁1号线地下车站屏蔽门系统采用西屋公司的全高安全门，具有安全、节能、减噪等优点。但当屏蔽门发生故障时，会对乘客及车辆造成影响。在诸多故障中，常见故障包括：安全回路故障、信号接口故障、绝缘故障。上文针对这三种常见故障进行分析，阐述其发生原因及处理办法。针对当前的问题本章提出一种快速定位的技术方案以帮助快速定位故障，减少维修时间提高地铁的运行效率。4.1快速定位技术路线本文研究了一种基于有源检测法的故障诊断方法。图1中安全回路开关元件是PhotoMOS继电器输出端MOS管，导通时，视行程开关常开点关闭导通。假设出现安全回路故障时，是在某个门上设置安全回路接口板，端子、导线开路或者电阻变大的故障，失效后剩余的滑动门均已闭合，并被锁定，也就是剩余全部PhotoMOS继电器MOS管导通，安全回路电源DC24V动作于故障门安全回路接口板CN5,CN6终端CN5-1,CN6-1进线中间，通常假设相邻滑动门安全回路接口板之间的端子1和1之间的导线是完好的，因此，只需在左CN5-1进，右CN6-1出线路路上并联无源检测元件，就能对安全回路接口板中CN5-1,CN6-1全部线路，终端进行监控。电气元件失效，PhotoMOS继电器MOS管导通时，检测元件输入电压0V。如果不存在故障，则采用传统的方法对上述电路进行测试，但其结果将导致错误结论。图1地铁屏蔽门单回路型安全回路工作原理图当滑动门闭合时，安全回路是1,PhotoMOS继电器MOS管导通；所述滑动门收到开门命令，当滑动门开启时，MOS管表现为大的电路被认为是开路的；滑动门在收到关门命令闭合并锁定时，PhotoMOS继电器MOS管导通，当滑动门闭合时，安全回路是1。所以在不同开关门运行条件，MOS管截止并不一定就是出现安全回路的故障，收到开门命令，MOS管处于截止状态，属正常现象，当收到关门命令，滑动门已关门并锁定时，若MOS管处于截止状态，则安全回路失效。因此，有必要加入逻辑控制器来判断MOS管在各种开关门工况中是否处于截止，甄别故障信息，做出逻辑判断。在检测开关动作时，控制单元会根据信号来判定是否有滑动门处于开启或者关闭系统的工作模式。每一个滑动门的上面均设有门状态指示灯，在滑动门开启期间或者维持开门状态时指示灯亮起；当滑动门闭合过程中或者关闭系统电源时，指示灯不亮，此时需通过检测滑动门上的信号来判定是否存在问题并及时排除。在滑动门打烊期间，指示灯闪烁的频率为1Hz，当滑动门闭合时，指示灯灭；在单道滑动门上，若出现了与其他部件连接松动等问题，会导致指示灯点亮，从而提示工作人员及时维修和更换部件，避免不必要的损失。单道滑动门LCB开关隔离时，手动关门、在手动开门操作中，指示灯亮，频率为2Hz；在滑动门出现开门故障和关门故障时、遇到障碍物故障，指示灯亮，频率为2Hz；当出现其他故障时，指示灯也会闪烁。由于单道门DCU不具备单道门安全回路故障检测功能，所以，安全回路失效后，不存在单道门失效告警，不能判定为某个门出现了安全回路故障。通过加装故障检测元件、可编程逻辑控制器，用于对故障信息进行实时甄别，对安全回路的故障做出正确的判断，以及门状态指示灯，用于指示安全回路故障。其技术路线为，以电源电压为第一输入变量I0.0；以安全回路中的无源检测元件固态继电器输出为第二输入变量I0.1；未对原DCU开关门控制逻辑进行修改，以DCU驱动门状态指示灯驱动输出为可编程控制器第3输入变量I0.2；没有添加指示灯，而是借原门的状态指示灯，原门状态指示灯原功能为重，也就是DCU驱动门状态指示灯各项功能都是优先选择，其中常亮，频率为1Hz闪烁和频率为2Hz闪烁，在出现安全回路被切断的失效情况下，例如，DCU驱动门状态指示灯无输出脉冲电压，然后可编程控制器驱动门状态指示灯，发出“SOS”警报信息，即3次慢闪3次快闪3次慢闪，例如，SOS闪烁时，DCU门灯驱动就会发射脉冲信息，随即断开SOS输出，实现了对原DCU驱动门状态指示灯各项功能进行优先指示。该装置具有结构简单，可靠性高，成本低等特点。4.2快速定位方法涉及的关键技术无源检测元件选自固态继电器，固态继电器即电子元件构成的无触点开关器件，它利用了电子元器件（三极管，可控硅，MOS管等半导体器件）的开关特性，本实用新型实现了电路无触点，无火花的通断，故有“无触点开关”之称。固态继电器可用于交流电动机调速系统中实现过载保护、断相保护等功能。固态继电器属于有源器件，其中，2个终端作为输入控制端，另两端分别是输出控制端。由于它采用了电子技术和集成电路等新材料、新工艺，因而具有体积小、重量轻、功耗低、性能稳定可靠、工作电流大、动作快速及抗干扰能力强等特点。既具有放大驱动的功能，还具有隔离作用，适用于大功率的开关式执行机构的传动，与电磁继电器相比可靠性高，而且无触点，使用寿命长，转速高，干扰少，获得了广泛的应用。（1）输入和输出电路采用光电隔离技术，绝缘电压大于2500V；（2）所述输出端上设有保护电路；（3）开关时间缩短，大约10ms，可适用于更高频率；（4）固态继电器使用没有机械部件的继电器，结构采用灌注全密封，耐振耐腐蚀、长寿命，高可靠的优势，它的开关寿命可高达1010万；（5）具有较强的负载能力；（6）低噪声、干扰最小；（7）具有极低的输入功耗并能达到和TTL、COMS电路的兼容性。4.3可编程逻辑控制器PLC的选用与检测流程S7-200为可编程序小控制器，适合各行各业使用，在多种情况下进行测试、监测和控制自动化。它不仅有良好的抗干扰性能和可靠性，而且还可以进行多种方式的通讯连接，以适应不同用户的要求。S7-200系列功能强大，可以让它处于独立工作状态，或者连成一个网络，均可达到复杂的逻辑控制。它采用了多种抗干扰措施，以确保设备安全稳定地运行。S7-200PLC有以下几个特点：实时的特点；内容极其丰富，指令集容易掌握；高度灵活的编程方式和良好的人机界面等特点。极可靠；良好的抗干扰性能和较高的运行速度等。通讯能力强；良好的可移植性和可扩展性。简单编程操作；丰富内置集成功能；让我们可以轻松地将各种智能设备连接到一起，组成一个小型无线传感器网络。丰富扩展模块。这一切都让这款产品拥有着不错的性价比。产品型号：6ES7214-1AD23-0XB8；支持多种通信协议及网络连接方式。性能参数：具有14输入点和10个输出点，数字量；采用先进的可编程逻辑器件及集成电路。通讯接口：1个RS-485；输出类型：晶体管；可连续扩展模块的最大个数：七个（168点）。该系统是在现有自动列车控制系统基础上改造而成的一种新型轨道交通应急救援系统。PLC选用西门子S7-2001AD23晶体管输出型，所述I0.0为所述快速定位装置供电进行检测，在电源通电10秒钟内，生成脉宽为500毫秒复位清零指令，在地铁屏蔽门的夜间大修操作中，引发安全回路故障开始工作，这时PLC带动门灯不断闪烁，发送SOS告警信息，通过运行屏蔽门设备之间DC24V空气开关，停电后重新通电，使全侧屏蔽门快速定位装置一次停电，重新通电，同步复位清零，避免了隧道门复位清零，减少维保作业时间。

5.结语本文以苏州轨道交通为例，对地铁屏蔽门常见故障进行了分析，尤其是对系统中常见的电气控制系统故障分析研究，介绍了一种针对地铁屏蔽门的故障诊断与排除技术，并提出相应的解决对策，从而有效地减少或消除故障隐患。结果证明地铁屏蔽门安全回路故障快速定位装置，在使用过程中，避免了故障维修盲目性，减少了故障的检查范围，对降本增效，提升地铁机电设备维修保养水平，具有积极的意义。对确保列车的行车安全、确保乘客人身安全发挥更大作用。只有对屏蔽门系统组成有了一个全面的认识，并熟练掌握了电气