DT-GDJC-M01型固定式架车机升降不同步原因分析

DT-GDJC-M01型固定式架车机升降不同步原因分析

许差 杨林 唐溢聪

中车成都机车车辆有限公司 技术中心 610051

摘要：固定式架车机作为地铁列车维护及检修的重要设备之一，其检修作业是否高效,将直接影响地铁列车维修、检测的安全性。针对DT-GDJC-M01型固定式架车机运用过程中出现的单组上升，其余组下降故障，通过对其升降原理进行分析，以及复现故障，找到故障发生的原因，为同类型架车机提供经验借鉴。

关键词：地铁；车辆段；固定式架车机；故障；优化要点

1 架车机组成

DT-GDJC-M01型固定架车机由16个举升平台构成，用于举升地铁轨道车辆，基础设备安装在16个地下式基础坑内，主要由转向架举升单元、车体举升单元、升降装置跟随盖板、升降柱导向装置、基坑维修平台、地坑盖板、通风、照明、电气控制系统及逻辑控制系统组成。

图1 整列架车机

1.1 电气控制系统

电气控制系统由1个主控制柜16个分控制箱组成。主控制柜设置在第4、5节车厢中间位置，16个基坑分控箱分别安装在各自的基坑内。主控制柜为整个系统进行电源分配及控制，是整个控制系统个核心，中央处理器设置在主控制柜内。分控制箱设置分布式IO控制系统。中央处理器及分布式IO控制系统使用交换机通过Profinet工业以太网通讯。

图2 电气控制系统布置

1.2 逻辑控制系统

架车机逻辑控制系统由西门子S7-1500系列可编程的逻辑控制器进行控制。控制通过主控制台、基坑按钮盒、遥控器完成，在主控制柜操作台上操作控制面板可执行预选功能。举升单元通过主控制台、基坑按钮盒或遥控器进行控制，提示信息在控制面板相关界面显示。

2 升降故障及原因分析

2020年7月9日，检修作业班组对某列电客车进行整车落车作业时，其距轨面高度由1300mm整体下降至1100mm过程中，监护人员发现C号机组反向上升，2车1位端明显高于其他车辆，当即叫停架车操作人员停止架车作业。经现场确认，2车1位端转向架距离轨面1200mm，其余转向架距离轨面1100mm，但操作界面显示均为1100mm（如图3所示）。为确保车辆安全，操作单组架车机将2车1位端转向架降至1100mm，再将整列车降至轨面。

2.1 人为操作问题

模拟人为操作失误，对架车作业人员在故障时间段内操作过程进行复现，整个转向架架车单元在空载单坑模式、整列车模式反复反复升降10多次，未发现C组或者其他组基坑偏高故障，设备均能正常上升和下降，升降同步无异常。

2.2 控制逻辑故障

结合故障经过，排查程序控制逻辑，推断可能为C坑上升接触器KM1偶发卡滞导致电机持续得电引发故障，属于程序保护漏洞。对其故障进行模拟，在整车下降过程中进行暂停操作，人为闭合控制C组上升的电机接触器KM1，继续操作架车机升降，复现单组上升，其余组下降故障现象，确定为C坑接触器KM1故障。

3 故障原理分析

3.1 电机正反转原理

每个基坑的6个电机升降正反转由一组接触器进行控制，各电机再由一个电机保护器和一个固态继电器进行给电动作执行。图5中接触器KM1控制上升正转动作，接触器KM2控制下降反转动作，断路器QF2A～QF7A和固态继电器SSR1～SSR6分别给6个电机供电。其中前4个为转向架架车单元控制主回路，后2个为车体架车单元控制主回路。

图5 电机控制主回路原理图

图6 控制部件布局图

3.2 电机得电反馈原理

PLC控制程序采集2个接触器辅助触头信号，辅助触头闭合代表电机得电，断开代表电机失电。接触器KM1辅助触头闭合架车机上升，接触器KM2辅助触头闭合架车机下降，接触器辅助触头同时断开无正反转现象。

3.3 高度值计数原理

当码盘齿经过槽型光电开关时，开关发出DC24V高电平给PLC对应输入点，程序检测判断到此开关变化开始计数。架车机升降时安装在电机减速机轴上的码盘转动，槽型光电开关记录码盘转动的齿数，通过齿数与高度值的换算，得到各个电机带动升降单元上升的高度值，并显示在触摸屏上。

3.3.1 功能模块原理

PLC程序计数功能模块为加减计数功能，在CU端有高电平变化时进行加计数，表示设备在上升过程计数。在CD端有高电平变化时进行减计数，表示设备在下降过程计数。在R端有高电平信号（低限位）进行计数复位清零。

（1）系统正常状态，当两个操作人员按下上升按钮，PLC控制接触器上升正转动作命令执行，电机转动动作，码盘齿经过槽型光电开关，开关状态从灭到亮过程。上述3个变量使PLC程序计数功能模块在CU端有高电平变化时进行上升加计数。

（2）系统正常状态，当两个操作人员按下下降按钮，PLC控制接触器下降反转动作命令执行，电机转动动作，码盘齿经过槽型光电开关，开关状态从灭到亮过程。上述3个变量使PLC程序计数功能模块在CD端有高电平变化时进行下降减计数。

（3）当系统架车单元到最低限位时，PLC程序计数功能模块在R端有高电平信号（低限位）进行计数复位清零，下图为PLC计数功能模块。

3.3.2 功能模块命令

（1）在CU端"Forward rotation_C"为上升正转命令，"Bogie_work_Up"为两个操作人员按下的转向架上升按钮命令，"Synchronous_C1"为槽型开光输入信号。此3个命令组合时有高电平变化时进行加计数，表示设备在上升过程计数。"Bogie_Height_Over"为超高设备停止工作，不在计数。

（2）在CD端"Backward rotation_C""为下降反转命令，"Bogie_work_Down""为两个操作人员按下的转向架下降按钮命令，"Synchronous_C1"为槽型开光输入信号。此3个命令组合时有高电平变化时进行减计数，表示设备在下降过程计数。"Downlimit_C1"低限位和"All_BogieDown_Limit"下极限位，为设备处于低位停止工作，不在计数。

（3）在R端，"LowLimitStatus_ClearData_C1"位低位触发状态，"System_communication_ok"为系统通讯正常状态，此2个命令组合进行自动模式到最低位时数值复位清零。"Reset"、"Repair_control"和"System_communication_ok"3个命令组合为调试模式下复位清零。

3.4 结论

落车过程中，在程序发出下降命令后，其他坑内电机正常执行PLC命令进行下降，而C组坑内上升接触器KM1由于在升降命令转换过程中外界因素（可能为灰尘）导致前次的上升命令复位后卡滞未能弹回仍然处于得电状态，而计数程序段判断命令为下降过程在正常计数，导致触摸屏界面显示的数值未出现偏差，程序认为此时仍然处于正常流程，未及时停止此外界因素导致的异常情况，故导致C组出现反向上升现象，2车1位端位置车体比其他位置偏高。

结束语

固定式架车机作为地铁列车的重要检修设备，其升降同步性能、安全措施保证了列车检修工作的正常运行,降低固定架车机升降同步性故障,使其更优质地服务于列车的检修与维护。希望通过本文的分析，能为提升固定式架车机操作的安全性以及可靠性提供一定的帮助。

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