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《城市軌道交通研究雜志》2016年第一期

摘要

針對地鐵屏蔽門系統中國產電磁鎖易卡阻、無返饋信號、返修率高等問題，對其電氣機制以及動作感應裝置等核心部件進行分析，設計了電磁鎖檢測臺。介紹了檢測臺的設計技術路線、結構、設計原理和檢測流程。該裝置可仿真電磁鎖電氣使用環境，檢測電磁鎖的故障狀態;可對電磁鎖進行篩選，降低電磁鎖下線使用后的返修率。

關鍵詞

地鐵;站臺屏蔽門;電磁鎖;檢測裝置

電磁鎖作為屏蔽門系統中的安全保障設備，對屏蔽門的正常工作至關重要。清華同方公司研制的國產化直軸伸縮型電磁鎖由于構造簡單、成本低廉等特征，正逐步被業內認可。北京地鐵亦莊橋站屏蔽門系統采用了該型電磁鎖。但是，由于高強度使用，電磁鎖會產生卡阻、無返饋信號(以下簡為“返信”)等故障，給站內運營和維修人員帶來了諸多困擾。如何降低電磁鎖故障率、降低屏蔽門運營維護成本成為亟需解決的現實問題。本文針對電磁鎖高發故障，設計出一款檢測裝置。該裝置可以仿真屏蔽門電磁鎖電氣使用環境，檢測電磁鎖故障狀態;同時針對電磁鎖易卡阻、無返信等突出問題對其進行嚴格篩選，從而降低電磁鎖下線使用后的返修率。

1電磁鎖電氣原理

在屏蔽門系統中，電磁鎖的主要功能為:①在未收到開門命令時，電磁鎖鎖銷處于伸出狀態，觸發鎖閉機構，阻止滑動門沿導軌運動，防止不正當理由的開門動作;②在收到開門命令后，電磁鎖鎖銷可迅速(少于200ms)吸回，使鎖閉機構釋放，不再阻擋滑動門的開關動作;③在滑動門從開門狀態轉變為關閉狀態后，電磁鎖鎖銷釋放回伸出狀態，觸發鎖閉機構，同時給出反饋信號，告知屏蔽門狀態監測系統門已鎖緊。

電磁鎖的核心部件是電磁鐵。當電磁鐵線圈通電時，銜鐵帶動鎖銷支架、鎖銷、遮光板一起動作，復位彈簧被壓縮，遮光板遮斷解鎖位置傳感器的光線，解鎖位置傳感器通過傳感器連接器發出真值為“1”的返信。當電磁鐵線圈斷電時，在復位彈簧作用下，鎖銷支架帶動鎖銷、電磁鐵銜鐵、遮光板一起動作，遮光板遮斷鎖定位置傳感器的光線，鎖定位置傳感器通過傳感器連接器發出真值為“1”的返信。至此，電磁鎖解鎖鎖定各1次，對應屏蔽門開關各1次。電磁鎖共有供電和動作檢測裝置2個電氣接口。①供電接口:根據屏蔽門供電系統的特性，電磁鎖的供電電壓為DC110V。在直軸伸縮型電磁鎖的設計中，DC110V電源用于啟動電磁鐵，使鎖銷行程歸零和保持電磁鐵的吸合狀態。圖1為電磁鎖供電2P連接器。其中，PINK線是DC110V電源的正極，BLACK線是DC110V電源的負極。②動作檢測裝置接口:電磁鎖的動作感應裝置主要為一對光電傳感器，分為鎖定位置傳感器及解鎖位置傳感器。傳感器安裝在鎖體內壁上，在傳動桿上安裝一個伸出的遮光板，通過感應這個觸片的動作來實現對鎖銷動作的到位檢測，同時給出DC24V返信。電磁鎖傳感器6P連接器如圖2所示。其中，BROWN線是鎖定位置傳感器的正極，接DC24V電源的正極;BLUE線是鎖定位置傳感器的負極，接DC24V電源的負極;BLACK線是鎖定位置傳感器的輸出;PINK線是解鎖位置傳感器的正極，接DC24V電源的正極;WHITE線是解鎖位置傳感器的負極，接DC24V電源的負極;GRAY線是解鎖位置傳感器的輸出。

2電磁鎖檢測臺的設計與實現

2．1技術路線電磁鎖檢測臺需要解決的技術問題是:提供一種結構簡單合理、以通用的DC24V繼電器為基本元件組成的電路，能夠連續不斷地給電磁鐵線圈通電、斷電，使得電磁鐵銜鐵、鎖銷、鎖銷支架、遮光板不斷做直線伸縮運動，遮光板輪流遮斷鎖定位置傳感器、解鎖位置傳感器的光線，改變鎖定位置傳感器、解鎖位置傳感器的輸出狀態;鎖定位置傳感器、解鎖位置傳感器的輸出端驅動繼電器，通過檢測臺故障檢測電路的邏輯判斷檢測電磁鎖伸縮狀態。當鎖定位置傳感器、解鎖位置傳感器的輸出與電磁鎖正確狀態不符時，給檢測臺的電源電路發出命令，切斷電源，停止向電磁鐵線圈送電。

2．2電磁鎖檢測臺構成結合電磁鎖電氣原理，通過PLC(可編程邏輯控制器)、振蕩電源及繼電器等電氣器件，可完全仿真電磁鎖的電氣使用環境。電磁鎖檢測臺的結構如3所示。圖中，開關電源為電磁鎖的供電單元;PLC進行故障檢測及邏輯判斷，當電磁鎖發生故障時，PLC切斷電源并給出故障信號。

2．3設計原理及檢測流程通過VC－DC振蕩電源實現對電磁鎖線圈及傳感器的通斷電。PLC實現:①對電磁鐵線圈通斷電控制，設定通斷電時間;②進行邏輯判斷，檢測電磁鎖伸縮狀態，當鎖定位置傳感器、解鎖位置傳感器的返信狀態及返信時間與正確設定不符時，給電磁鎖檢測臺的電源電路發出命令，切斷電源，終止向電磁鐵線圈送電;③返信檢測計數，根據電磁鎖篩選要求進行計數設置，完成鎖吸合釋放動作。電磁鎖檢測臺實現了電磁鎖電氣使用環境仿真，可依據篩選條件進行檢測次數設置。其主要功能由PLC編程實現。檢測臺的檢測流程如圖4。

3結語

本文針對國產電磁鎖的返修率高的問題，設計出一款檢測裝置并予以實現。運用該裝置對電磁鎖運行檢測，確保每把鎖在下線應用前經過連續千次動作試驗，可及時發現鎖的常見問題，并有針對性地對電磁鎖進行維修保養，同時可得到大量試驗數據。通過理論分析結果與試驗數據的對比，實現對國產電磁鎖在傳動、狀態檢測和電磁鐵性能等方面的摸底，以及時發現誤報頻率高、鎖銷容易卡死等問題，增強電磁鐵下線使用的可靠性并有效降低高返修率，對電磁鎖的日常計表維修提供指導。

參考文獻

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［3］白雨坤，王富章，聞勁松，等。城市軌道交通安全門電磁鎖的設計［J］．城市軌道交通研究，2013(4):61．

作者：王建偉 劉春梅 譚鐵仁 李振清 王劍 韋巍 盧澤泉 李麗娟 張欣 趙五喜 單位：北京市地鐵運營有限公司 北京天樂泰力科技發展有限公司