司機(jī)室占有功能在列車控制中的應(yīng)用與故障分析

周 峰，張 偉

(中車株洲電力機(jī)車有限公司，湖南 株洲 412000)

0 引言

司機(jī)室占有功能的正常實(shí)現(xiàn)作為城軌車輛列車控制的前提條件，是各子系統(tǒng)正常運(yùn)行工作的必要條件，因此確保列車司機(jī)室占有功能正常是列車電氣功能調(diào)試的關(guān)鍵。

1 司機(jī)室占有電路原理分析

列車被激活后，司機(jī)室占有電路的目的是確定受控司機(jī)室，并確保在占有司機(jī)室能對(duì)列車運(yùn)行進(jìn)行操作，投入使用相應(yīng)的設(shè)備和邏輯電路，一列車中2個(gè)司機(jī)室不能同時(shí)占有，只有1個(gè)司機(jī)室占有有效。

任意一個(gè)司機(jī)室被占有，本端司機(jī)室占有繼電器和列車占有繼電器得電。因部分設(shè)備和邏輯電路須采用列車占有繼電器的相應(yīng)觸點(diǎn)，所以列車控制功能需要在任意端司機(jī)室占有投入后才能工作。列車激活后，操作任一端司控器鑰匙至開位，司控器鑰匙開關(guān)=22-A01-S01的常開觸點(diǎn)41-42閉合，經(jīng)過列車占有繼電器=22-K102的3-13常閉觸點(diǎn)，使列車占有繼電器 (=22-K101、=22-K151、=22-K152、=22-K153、22-K154) 得電，同時(shí)給=41-A104.02網(wǎng)絡(luò)模塊的X3的B2點(diǎn)一個(gè)占有信號(hào)，司機(jī)室占有生效，司機(jī)室占有繼電器通過=22-K101的13-14觸點(diǎn)自鎖。同時(shí)通過司機(jī)室占有繼電器=22-K153的43-44觸點(diǎn)和列車線使列車2個(gè)單元的列車占有繼電器=22-K102得電，也給了網(wǎng)絡(luò)模塊=41-A204.01的X3的B4一個(gè)列車占有信號(hào)。

司機(jī)室占有和列車占有后，可進(jìn)行所有模式下的司機(jī)室內(nèi)(司機(jī)室占有端)的列車操作。列車占有=22-K102閉合后，其常閉點(diǎn)3-13斷開，在電路上使非占有端的司機(jī)室占有繼電器電路斷開，即在非占有端操作司機(jī)室鑰匙，非占有端的司機(jī)室占有繼電器也不會(huì)得電，這樣兩端司機(jī)室不能同時(shí)占有，只要有一端占有生效，另外一端就不會(huì)占有生效，它們是一個(gè)互鎖的關(guān)系；同時(shí)，通過網(wǎng)絡(luò)模塊=41-A104.02的X3的Z2點(diǎn)的狀態(tài)判斷出列車兩端有司機(jī)室鑰匙操作，HMI上會(huì)顯示有相應(yīng)提示告訴司機(jī)兩端司機(jī)室鑰匙同時(shí)操作激活。司機(jī)室占有電器原理圖如圖1所示。

圖1 電器原理圖

2 司機(jī)室占有功能在列車控制中的應(yīng)用

列車司機(jī)室激活由司機(jī)操作司機(jī)控制器完成，具體詳見電器原理圖(見圖1)。操作元件為司控器鑰匙開關(guān)，鑰匙只有在“OFF”位才能被取出。

在列車激活后，司機(jī)室占有，司機(jī)可操作(司機(jī)室占有端)司機(jī)臺(tái)上的相應(yīng)按鈕和司控器手柄來實(shí)行列車控制，非占有端司機(jī)室操作是無效的，除少數(shù)功能能操作，如司機(jī)室對(duì)講、客室照明、刮雨器、緊急停車等。

司機(jī)室占有，相應(yīng)的占有繼電器吸合，占有生效，HMI列車顯示器點(diǎn)亮，與占有繼電器觸點(diǎn)相關(guān)的功能可以操作實(shí)現(xiàn)，如受電弓控制、高速斷路器控制、車門控制、停放制動(dòng)控制、空調(diào)控制、廣播控制、HMI顯示與操作等，這些功能控制實(shí)現(xiàn)成功后，相應(yīng)按鈕燈的顯示也只有占有端司機(jī)室會(huì)顯示。通過操作司控器鑰匙閉合，方向手柄和牽引制動(dòng)手柄才能操作實(shí)現(xiàn)方向和牽引制動(dòng)功能。這是非自動(dòng)折返模式下司機(jī)室占有激活，自動(dòng)折返模式下司機(jī)室占有激活由車載ATC選擇。

一列車只能有1個(gè)司機(jī)室能被激活，司控器鑰匙開關(guān)轉(zhuǎn)到“ON”位，激活司機(jī)室(司機(jī)室占有信號(hào))為占有端，該司機(jī)室具有全部控制功能，所有的控制信號(hào)(緊急制動(dòng)指令除外)只以操縱端的控制信號(hào)為準(zhǔn)，大多數(shù)指示燈也只能在占有端可用。

換端時(shí)，以下設(shè)備/系統(tǒng)的狀態(tài)不因“司機(jī)室占有”狀態(tài)的變化而變化:①列車總線和車輛總線功能。②照明(包括內(nèi)部和外部照明)。③司機(jī)室與司機(jī)室的對(duì)講。④如果鑰匙取出時(shí)空調(diào)在運(yùn)行狀態(tài)，則空調(diào)保持運(yùn)行狀態(tài)?？照{(diào)“合”和“開”按鈕失去作用。⑤無線廣播。⑥D(zhuǎn)C 110 V低壓電源。⑦“緊急停車”蘑菇按鈕。⑧高速斷路器保持當(dāng)時(shí)狀態(tài)。⑨車門保持當(dāng)時(shí)狀態(tài)；司機(jī)室激活故障診斷兩單元司機(jī)室同時(shí)激活，當(dāng)兩端“司機(jī)室占有”輸入信號(hào)均有效時(shí)，網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)牽引封鎖。

3 故障分析

在2021年6月的某項(xiàng)目車輛調(diào)試過程中，出現(xiàn)司機(jī)室占有功能無法實(shí)現(xiàn)，HMI出現(xiàn)閃屏，占有繼電器分合動(dòng)作異常，嘗試換端操作，故障現(xiàn)象一樣。

根據(jù)圖1分析可知，占有完成HMI顯示器點(diǎn)亮是給到=41-A104.02網(wǎng)絡(luò)模塊的X3的B2點(diǎn)一個(gè)占有信號(hào)，通過網(wǎng)絡(luò)判斷是否有兩端同時(shí)占有，沒有兩端同時(shí)占有，才會(huì)輸出占有信號(hào)，HMI顯示器點(diǎn)亮。針對(duì)這個(gè)故障現(xiàn)象，可以從網(wǎng)絡(luò)模塊接線是否有虛接，HMI顯示器電源插頭是否松動(dòng)，占有繼電器線圈接線是否牢靠來排查線路問題。

檢查=41-A104.02網(wǎng)絡(luò)模塊的X3的B2點(diǎn)接線正常，HMI顯示器電源插頭連接牢靠，測(cè)量了電源有DC 110 V，插頭點(diǎn)位與HMI顯示器固定端一一對(duì)應(yīng)，無錯(cuò)位現(xiàn)象，檢查了占有繼電器各線圈接線正確牢靠無虛接現(xiàn)象，基本可以排除線路錯(cuò)線虛接的可能。

由上可知，車輛占有線路正常，HMI顯示器點(diǎn)亮還需要HMI軟件下載成功，并且是最新軟件，設(shè)置相應(yīng)的操作端，兩端司機(jī)室屏不能設(shè)置成一樣的地址。重新更新HMI最新軟件，設(shè)置好操作端后，再操作司機(jī)室占有鑰匙，故障現(xiàn)象還是一樣，考慮是不是列車網(wǎng)絡(luò)不正常導(dǎo)致。列車網(wǎng)絡(luò)不正常HMI上會(huì)報(bào)列車網(wǎng)絡(luò)故障，列車網(wǎng)絡(luò)沒有建立，看不到網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖，不會(huì)導(dǎo)致HMI閃屏。

嘗試換端操作司控器鑰匙占有，故障現(xiàn)象也是一樣的，根據(jù)以上分析，考慮兩端司機(jī)室操作占有都是一樣的故障現(xiàn)象，可以排除某個(gè)器件損壞導(dǎo)致。從結(jié)構(gòu)原理圖與實(shí)際的器件結(jié)合再重新分析，司機(jī)室占有后HMI顯示器閃亮，繼電器線圈可以得電動(dòng)作，又?jǐn)嚅_，考慮是不是繼電器線圈常開常閉觸點(diǎn)互鎖出了問題，以及原理圖邏輯本身就有問題，從這個(gè)思路出發(fā)，又檢查了繼電器的接線和原理圖邏輯有無錯(cuò)誤的地方，按照原理圖和實(shí)際情況分析司控器鑰匙打合，占有繼電器吸合包括=22-K153，通過=22-K153的常開觸點(diǎn)43-44閉合使=22-K102吸合，使它的常閉觸點(diǎn)3-13斷開，斷開后占有繼電器就全斷開了。

經(jīng)查發(fā)現(xiàn)，=22-K101的常開觸點(diǎn)13-14沒有閉合導(dǎo)致占有繼電器吸合不能自鎖，初步懷疑=22-K101繼電器觸點(diǎn)有問題，和=22-K102繼電器兌換后，測(cè)試了這端占有功能正常，換端再試占有功能，發(fā)現(xiàn)還是HMI閃屏，繼電器不可能兩端同時(shí)觸點(diǎn)都有問題。

仔細(xì)檢查繼電器發(fā)現(xiàn)，其中=22-K102和=22-K153為利奇F470-D4V型號(hào)繼電器，其余司機(jī)室占有繼電器為施密特B400 115 EGSVF1 +EA103-EG-BFD型號(hào)繼電器。利奇F470-D4V繼電器觸點(diǎn)動(dòng)作特性如圖2所示。

圖2 利奇F470-D4V繼電器觸點(diǎn)動(dòng)作特性

通過以上繼電器型號(hào)的參數(shù)可知：利奇型號(hào)的繼電器觸點(diǎn)最長(zhǎng)動(dòng)作時(shí)間為16 ms，而施密特型號(hào)繼電器為55 ms。結(jié)合原理圖分析，當(dāng)=22-K102吸合常閉觸點(diǎn)斷開最長(zhǎng)時(shí)長(zhǎng)為16 ms+16 ms=32 ms，而=22-K101吸合常開觸點(diǎn)閉合最長(zhǎng)時(shí)長(zhǎng)為55 ms，時(shí)間更長(zhǎng)，從而有個(gè)時(shí)間差使得=22-K101的常開觸點(diǎn)沒閉合，=22-K102的常閉觸點(diǎn)就斷開了，這使得占有繼電器不能自鎖，然后=22-K102斷開，使它的常閉觸點(diǎn)又閉合了，使得占有繼電器又都得電了，此時(shí)HMI又亮了，所以就這樣一直閉合斷開，又閉合斷開，使得HMI閃屏。設(shè)計(jì)繼電器選型錯(cuò)誤，更改繼電器型號(hào)后兩端司機(jī)室占有功能正常。

4 結(jié)語

城軌車輛調(diào)試是一個(gè)綜合性很強(qiáng)的技術(shù)，既需要調(diào)試員全面掌握地鐵車輛上所有電纜的走線方式和路徑、器件型號(hào)參數(shù)、設(shè)備功能，又要熟悉原理圖和工作原理。通過介紹司機(jī)室占有功能在列車控制中的應(yīng)用，并結(jié)合某項(xiàng)目試制過程中出現(xiàn)的司機(jī)室占有故障進(jìn)行了詳細(xì)分析，對(duì)及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理類似故障、提高工作效率提供了一定的借鑒。總之，在實(shí)際調(diào)試過程中，調(diào)試員必須不斷進(jìn)行學(xué)習(xí)，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，才能為車輛運(yùn)行提供保障。