徐禮文 鐘朱杰 邱漢清 趙仁龍

（廣州地鐵集團(tuán)有限公司運(yùn)營(yíng)事業(yè)總部，廣東廣州510710）

0 引言

廣州地鐵B6型車在折返線出來后頻繁報(bào)空壓機(jī)壓力開關(guān)故障，本文通過分析空壓機(jī)相關(guān)的診斷邏輯，提出縮短空壓機(jī)啟動(dòng)延時(shí)同時(shí)優(yōu)化空壓機(jī)壓力開關(guān)診斷邏輯，有效避免了列車誤報(bào)空壓機(jī)壓力開關(guān)故障，提高了列車運(yùn)行的穩(wěn)定性。

1 B6型車空壓機(jī)簡(jiǎn)介

廣州地鐵九號(hào)線B6型列車為6節(jié)編組的列車（A+B+C=C+B+A），每節(jié)C車均安裝有空壓機(jī)。壓縮空氣由三相380 V驅(qū)動(dòng)的VV120空壓機(jī)組（A00A01）產(chǎn)生，經(jīng)過干燥器（A00A04）干燥、過濾器過濾（A00A05）后，進(jìn)入總風(fēng)管輸送給整車。A08（5.5～7 bar）檢測(cè)總風(fēng)管壓力，用于低壓觸發(fā)緊急制動(dòng)；A09（7～9 bar）檢測(cè)總風(fēng)管壓力，用于空壓機(jī)的硬線啟?？刂?。供風(fēng)裝置配置圖如圖1所示。

圖1 供風(fēng)裝置配置圖

2 B6型車空壓機(jī)邏輯分析

2.1 空壓機(jī)控制邏輯

廣州地鐵九號(hào)線列車通過制動(dòng)控制單元BCU將總風(fēng)壓力通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給列控系統(tǒng)TCMS。列控系統(tǒng)TCMS根據(jù)日期進(jìn)行兩臺(tái)壓縮機(jī)的主從控制（單日奇數(shù)車為主壓縮機(jī)，雙日偶數(shù)車為主壓縮機(jī)），并當(dāng)總風(fēng)壓力降低到7.5 bar時(shí)，輸出驅(qū)動(dòng)主壓縮機(jī)工作；當(dāng)總風(fēng)壓力達(dá)到9 bar時(shí)，主壓縮機(jī)停止工作。當(dāng)總風(fēng)壓力低于7 bar時(shí)，列控系統(tǒng)TCMS輸出驅(qū)動(dòng)兩臺(tái)壓縮機(jī)同時(shí)啟動(dòng)打風(fēng)，直到主風(fēng)管壓力上升到9 bar時(shí)兩臺(tái)壓縮機(jī)停止打風(fēng)。

分析空壓機(jī)啟動(dòng)的控制邏輯，其中采集V_MSR信號(hào)設(shè)置延時(shí)1.5 s，V_Comp_Delay信號(hào)設(shè)置延時(shí)4 s，所以從空壓機(jī)啟動(dòng)命令輸出后至少需延時(shí)5.5 s空壓機(jī)才能啟動(dòng)正式打氣。

2.2 空壓機(jī)壓力開關(guān)故障診斷邏輯

當(dāng)空壓機(jī)壓力開關(guān)A09檢測(cè)總風(fēng)管壓力低于7bar時(shí)動(dòng)作，至相應(yīng)I/O模塊的采集回路斷開，I/O模塊信號(hào)“Byte#2#1000110”變成低電平“0”，經(jīng)過數(shù)字模塊取反后輸出信號(hào)“G_DI_C1_LowBSR”為高電平“1”，“G_DI_C1_LowBSR”信號(hào)為檢測(cè)壓力開關(guān)是否動(dòng)作的信號(hào)，如圖2所示。

“G_DI_C1_LowBSR”壓力開關(guān)動(dòng)作信號(hào)參與列控系統(tǒng)TCMS的壓力開關(guān)故障診斷邏輯，經(jīng)邏輯判斷后輸出“V_C1_BSRNoPlausi”壓力開關(guān)故障信號(hào)，若為高電平則通過HMI屏報(bào)出“壓力開關(guān)故障”信息。

3 故障案例

3.1 事件經(jīng)過分析

2018-03-11T18：36，高增下行報(bào)09007008車車輛屏有“兩個(gè)C車壓力開關(guān)故障”的信息提示，列車牽引/制動(dòng)功能正常。列車回庫(kù)下載事件記錄儀，分析事件經(jīng)過如下：

18：33：10，列車從高增折返線出來停穩(wěn)在高增站臺(tái)，司機(jī)關(guān)斷尾端09007端的激活鑰匙（此時(shí)氣壓為7.8 bar），列車立即從保壓制動(dòng)施加至緊急制動(dòng)壓力，消耗主風(fēng)管氣壓使其快速下降。

18：33：19，09008車氣壓下降至7.5 bar；

18：33：25，09008車空壓機(jī)啟動(dòng)命令輸出，共經(jīng)歷6 s左右的延時(shí)空壓機(jī)才正式啟動(dòng)供氣。

18：33：28，因消耗主風(fēng)管氣壓使其快速下降導(dǎo)致09007車氣壓下降至6.98 bar，觸發(fā)09007008車兩臺(tái)空壓機(jī)啟動(dòng)命令輸出。氣壓下降至低于兩端壓力開關(guān)的動(dòng)作值（預(yù)設(shè)值7 bar），導(dǎo)致同時(shí)報(bào)出兩端空壓機(jī)故障信息“壓縮機(jī)壓力低于7 bar、空壓機(jī)壓力開關(guān)故障”。

18：33：24，關(guān)斷09007車鑰匙14 s后，司機(jī)激活頭端09008端的鑰匙。

18：33：31，達(dá)到最低氣壓6.94 bar，隨后空壓機(jī)開始正式供氣，氣壓開始回升。

18：33：33，激活09008端鑰匙9 s后列車開始響應(yīng)，從緊急制動(dòng)壓力逐步釋放至保壓制動(dòng)壓力。

3.2 故障原因分析

3.2.1 空壓機(jī)啟動(dòng)邏輯延時(shí)時(shí)間過長(zhǎng)

列車從折返線出來停穩(wěn)后，需從保壓制動(dòng)施加至緊急制動(dòng)壓力，迅速消耗主風(fēng)管氣壓使其快速下降。從空壓機(jī)啟停的控制邏輯可以發(fā)現(xiàn)從空壓機(jī)啟動(dòng)命令輸出后至少需延時(shí)5.5 s空壓機(jī)才能做出響應(yīng)。這導(dǎo)致列車氣壓在7.5 bar左右時(shí)單臺(tái)空壓機(jī)未來得及啟動(dòng)的狀況下，氣壓接著迅速下降到低于7.0 bar，觸發(fā)壓力開關(guān)動(dòng)作，列車氣壓在這段時(shí)間內(nèi)得不到及時(shí)有效的補(bǔ)充。

3.2.2 空壓機(jī)壓力開關(guān)故障診斷邏輯問題

優(yōu)化前空壓機(jī)壓力開關(guān)故障診斷邏輯圖如圖3所示，相關(guān)邏輯說明：

（1）關(guān)于“COMP_GRH_1”模塊邏輯，當(dāng)實(shí)際氣壓值高于9.3 bar時(shí)，輸出為“1”；低于6.7 bar時(shí)，輸出為“0”；介于6.7～9.3 bar時(shí)，保持上一狀態(tài)。

（2）關(guān)于“XOR”異或邏輯，兩個(gè)信號(hào)輸入相同則輸出為“0”，不相同則輸出為“1”。

（3）關(guān)于IN2，檢測(cè)壓力開關(guān)是否動(dòng)作，當(dāng)壓力開關(guān)低于7 bar動(dòng)作時(shí)輸出為“1”。

圖3 優(yōu)化前空壓機(jī)壓力開關(guān)故障診斷邏輯圖

由于目前上限值9.3 bar正?？諌簷C(jī)打氣無法達(dá)到，因此輸入IN1一直處于“0”的狀態(tài)。只要當(dāng)總風(fēng)缸低于7 bar后壓力開關(guān)動(dòng)作，IN2輸出變成“1”，就會(huì)導(dǎo)致“V_C1_BSRNoPlausi”信號(hào)置“1”，從而報(bào)出“空壓機(jī)壓力開關(guān)故障”。

根據(jù)空壓機(jī)壓力開關(guān)故障的功能描述文件：“風(fēng)源控制（7～9 bar）壓力開關(guān)：風(fēng)源模塊將備用壓力開關(guān)狀態(tài)輸出給列控系統(tǒng)TCMS，當(dāng)列控系統(tǒng)TCMS檢測(cè)總風(fēng)壓力低于6.5 bar而開關(guān)（預(yù)設(shè)值7 bar）仍未動(dòng)作時(shí)，報(bào)出該空壓機(jī)壓力開關(guān)故障?！倍鴥?yōu)化前空壓機(jī)壓力開關(guān)邏輯：只要當(dāng)總風(fēng)缸低于7 bar后壓力開關(guān)一動(dòng)作，就報(bào)出空壓機(jī)壓力開關(guān)故障，這與功能描述文件不符，需要進(jìn)行優(yōu)化。

4 診斷邏輯優(yōu)化

針對(duì)上述分析，縮短空壓機(jī)啟動(dòng)延時(shí)，及時(shí)補(bǔ)充因施加緊急制動(dòng)所消耗的氣壓；同時(shí)，優(yōu)化空壓機(jī)壓力開關(guān)故障診斷邏輯，只有當(dāng)列控系統(tǒng)TCMS檢測(cè)總風(fēng)壓力低于6.5 bar而壓力開關(guān)（預(yù)設(shè)值7 bar）仍未動(dòng)作時(shí)，才報(bào)出該空壓機(jī)壓力開關(guān)故障，從而解決了廣州地鐵B6型車空壓機(jī)壓力開關(guān)故障誤報(bào)的問題。

4.1 縮短空壓機(jī)啟動(dòng)延時(shí)

從空壓機(jī)啟停的控制邏輯可以發(fā)現(xiàn)從空壓機(jī)啟動(dòng)命令輸出后至少需延時(shí)5.5 s空壓機(jī)才能做出響應(yīng)，這導(dǎo)致列車氣壓得不到及時(shí)有效的補(bǔ)充。

核實(shí)廣州地鐵三號(hào)線及三北線B1/B2/B4型車空壓機(jī)啟動(dòng)邏輯只有采集時(shí)間而未設(shè)置其他延時(shí)，可以對(duì)B6型車空壓機(jī)啟動(dòng)延時(shí)進(jìn)行優(yōu)化，縮短空壓機(jī)啟動(dòng)打氣的時(shí)間，及時(shí)補(bǔ)充因施加緊急制動(dòng)所消耗的氣壓，避免氣壓下降過快。

4.2 優(yōu)化空壓機(jī)壓力開關(guān)故障診斷邏輯

根據(jù)空壓機(jī)功能描述文件，優(yōu)化后的空壓機(jī)壓力開關(guān)故障診斷邏輯圖如圖4所示，相關(guān)邏輯說明：

（1）關(guān)于“LT”模塊邏輯，當(dāng)實(shí)際氣壓值低于6.5 bar時(shí)，輸出為“1”。

（2）關(guān)于“AND”與邏輯，兩個(gè)信號(hào)輸入都為“1”時(shí)才輸出為“1”，否則輸出為“0”。

圖4 優(yōu)化后空壓機(jī)壓力開關(guān)故障診斷邏輯圖

當(dāng)氣壓低于6.5 bar時(shí)，“LT”模塊輸出“1”；若低于6.5 bar空壓機(jī)壓力開關(guān)仍然未動(dòng)作，則“V_DI_C1_LowBSR”信號(hào)為“0”；取反“與邏輯”后“V_C1_BSRNoPlausi”信號(hào)才輸出“1”，HMI屏報(bào)出“壓力開關(guān)故障”。

當(dāng)氣壓低于6.5 bar時(shí)，“LT”模塊輸出“1”；若低于6.5 bar空壓機(jī)壓力開關(guān)正常動(dòng)作，則“V_DI_C1_LowBSR”信號(hào)為“1”；“與邏輯”后“V_C1_BSRNoPlausi”信號(hào)仍然輸出“0”，HMI屏不報(bào)壓力開關(guān)故障。

當(dāng)氣壓高于6.5 bar時(shí)，“LT”模塊輸出“0”，不管壓力開關(guān)是否動(dòng)作，“與邏輯”之后“V_C1_BSRNoPlausi”信號(hào)始終輸出“0”，HMI屏不報(bào)壓力開關(guān)故障。

5 結(jié)語

廣州地鐵B6型車在折返線出來后頻繁報(bào)空壓機(jī)壓力開關(guān)故障，經(jīng)分析為空壓機(jī)啟動(dòng)邏輯的延時(shí)時(shí)間設(shè)置及壓力開關(guān)故障診斷邏輯存在問題。通過縮短空壓機(jī)啟動(dòng)延時(shí)可在列車施加緊急制動(dòng)氣壓時(shí)及時(shí)補(bǔ)充列車消耗的氣壓；同時(shí)完善空壓機(jī)壓力開關(guān)診斷邏輯，有效避免了誤報(bào)故障。通過現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)及測(cè)試，株機(jī)公司最終采取縮短4 s空壓機(jī)啟動(dòng)延時(shí)時(shí)間，同時(shí)優(yōu)化空壓機(jī)壓力開關(guān)故障診斷邏輯，避免了列車誤報(bào)空壓機(jī)壓力開關(guān)故障，提高了列車運(yùn)行的穩(wěn)定性。

[1]南車株洲電力機(jī)車有限公司.GZML9項(xiàng)目列車控制功能描述（V1版）[Z]，2015.

[2]人力資源和社會(huì)保障部教材辦公室，廣州市地下鐵道總公司.車輛檢修工[M].北京：中國(guó)勞動(dòng)社會(huì)保障出版社，2009.