引言

廣州地鐵9號(hào)線項(xiàng)目列車客室門(mén)為雙開(kāi)電動(dòng)塞拉門(mén),采用雙電機(jī)驅(qū)動(dòng)模式,即塞拉電機(jī)執(zhí)行門(mén)塞進(jìn)和塞出動(dòng)作,滑行電機(jī)執(zhí)行打開(kāi)和關(guān)閉動(dòng)作,兩套電機(jī)采用兩套獨(dú)立的驅(qū)動(dòng)電路,可同時(shí)工作。塞拉電機(jī)及滑行電機(jī)均采用有刷電機(jī)。門(mén)控制器DCU分主和輔兩款 ,分別為MDCU和LDCU,控制功能一樣,區(qū)別在通信方式上,MDCU配置MVB和CAN通信口 ,LDCU僅配置CAN通信口。車門(mén)障礙 物探測(cè)符合《鐵路應(yīng)用-車輛門(mén)系統(tǒng)》(EN14752一2005）標(biāo) 準(zhǔn)的規(guī)定 。自2019年以來(lái),廣州地鐵9號(hào)線車輛發(fā)生了多次同一節(jié)車同一側(cè)的4個(gè)車門(mén)在關(guān)門(mén)時(shí)同時(shí)啟動(dòng)防夾功能,防夾功能啟動(dòng)一次后恢復(fù)正常,故障發(fā)生存在偶然性、瞬時(shí)性,列車回庫(kù)后故障無(wú)法重現(xiàn),未能找到故障原因。列車正線發(fā)生車門(mén)防夾故障,將導(dǎo)致列車下線,給運(yùn)營(yíng)帶來(lái)一定的影響。本文對(duì)多個(gè)車門(mén)同時(shí)啟動(dòng)防夾故障進(jìn)行深入分析并提出解決措施,以確保正線運(yùn)營(yíng)正常。

1故障查找

通過(guò)讀取故障門(mén)控器數(shù)據(jù),分析為車門(mén)檢測(cè)到障礙物啟動(dòng)防夾功能,實(shí)際沒(méi)有障礙物,檢查車門(mén)機(jī)械部件及參數(shù)無(wú)異常,檢查門(mén)系統(tǒng)阻力無(wú)異常,庫(kù)內(nèi)開(kāi)關(guān)車門(mén)1000次試驗(yàn),故障沒(méi)有重現(xiàn)。通過(guò)跟其他列車互換門(mén)控器、滑行電機(jī)跟蹤,故障沒(méi)有轉(zhuǎn)移,出現(xiàn)的防夾故障仍發(fā)生在同一節(jié)車同一側(cè)的4個(gè)車門(mén)。由此可以初步排除是車門(mén)自身機(jī)械、電氣問(wèn)題造成的防夾故障。圖1是同一節(jié)車同一側(cè)4個(gè)車門(mén)在同一時(shí)間點(diǎn)出現(xiàn)防夾故障的代碼。

分析故障時(shí)刻車門(mén)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)及電機(jī)電流、電壓情況,如圖2所示,發(fā)現(xiàn)滑行電機(jī)在門(mén)板關(guān)門(mén)滑行即將到位的時(shí)候 ,電流陡變?cè)龃?觸發(fā)防夾功能,防夾一次后順利關(guān)上。

綜合以上調(diào)查,根據(jù)檢查結(jié)果未發(fā)現(xiàn)車門(mén)機(jī)械及電氣上存在問(wèn)題,卻報(bào)出了同一節(jié)車同一側(cè)4個(gè)車門(mén)防夾故障,可從導(dǎo)致防夾功能啟動(dòng)可能的原因入手進(jìn)行分析。

2可能的原因分析

引起車門(mén)防夾故障的主要原因有以下幾個(gè)方面:

(1）電機(jī)功率:如果電機(jī)功率超過(guò)限制,就會(huì)被認(rèn)定為檢測(cè)到障礙物而觸發(fā)防夾。

(2）Imax引起的障礙物檢測(cè):最大電流值的設(shè)定,是門(mén)控器正常防夾的一個(gè)判斷條件,本項(xiàng)目設(shè)定值為4.2A,當(dāng)電機(jī)電流大于4.2A時(shí),就會(huì)判斷為障礙物。

(3）電機(jī)編碼器監(jiān)測(cè)防夾:如果電機(jī)編碼器故障(缺少脈沖）,就會(huì)檢測(cè)到障礙物。編碼器監(jiān)測(cè)是位置判斷防夾的條件,如果200ms內(nèi)電機(jī)編碼器沒(méi)有反饋位置信息變化,則判斷為障礙物檢測(cè)。這是正常防夾功能的必備條件。

(4）電機(jī)或電子硬件故障:由于電機(jī)或門(mén)控器內(nèi)電子硬件故障造成檢測(cè)到障礙物。

(5）電機(jī)電流曲線異常:門(mén)控器具有自學(xué)習(xí)功能,生成根據(jù)運(yùn)行情況一直動(dòng)態(tài)調(diào)整的參考電流,將車門(mén)運(yùn)行的實(shí)時(shí)電流與參考電流比較,從而判斷車門(mén)是否出現(xiàn)異常。這種與參考電流比較的設(shè)定是車門(mén)判斷防夾的基本條件。

針對(duì)出現(xiàn)的故障,從可能導(dǎo)致車門(mén)同時(shí)防夾故障的幾個(gè)因素進(jìn)行分析,具體如下:

(1）機(jī)械部件分析:機(jī)械部件影響防夾故障的因素來(lái)源于傳動(dòng)阻力,在庫(kù)內(nèi)對(duì)滑動(dòng)力進(jìn)行檢查,均在要求范圍之內(nèi)。因此排除機(jī)械部件造成的防夾。

(2）電源電壓分析:電源電壓過(guò)高、過(guò)低或波動(dòng),造成車門(mén)電流變化,可能會(huì)造成車門(mén)防夾。

根據(jù)對(duì)故障數(shù)據(jù)的分析,幾次發(fā)生防夾時(shí),所有車門(mén)的電源電壓都處于穩(wěn)定狀態(tài)(106～110V）,沒(méi)有超出77～137.5V的電壓范圍。并且現(xiàn)場(chǎng)通過(guò)示波器長(zhǎng)時(shí)間跟蹤電源電壓,沒(méi)有發(fā)現(xiàn)異常。因此可排除電源電壓因素造成防夾。

(3）硬線分析:開(kāi)門(mén)信號(hào)、關(guān)門(mén)信號(hào)、零速信號(hào)、車門(mén)允 許信號(hào)等硬線同時(shí)接入發(fā)生故障的4個(gè)車門(mén)中,可能為導(dǎo)致防夾故障的因素。但根據(jù)故障數(shù)據(jù)的分析,故障發(fā)生時(shí),硬線信號(hào)無(wú)畸變或異常。并且硬線信號(hào)只控制車門(mén)的開(kāi)關(guān) ,并不作為防夾故障的判斷條件。因此可排除硬線因素造成防夾。

(4）網(wǎng)絡(luò)分析:同一節(jié)車的門(mén)控器通過(guò)CAN網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行門(mén)控器間通信,網(wǎng)絡(luò)之間的干擾可能是導(dǎo)致防夾故障的因素。但網(wǎng)絡(luò)通信數(shù)據(jù)包含車門(mén)控制數(shù)據(jù)(網(wǎng)絡(luò)開(kāi)關(guān)門(mén)指令）、狀態(tài)數(shù)據(jù)、故障數(shù)據(jù),各門(mén)控器僅收發(fā)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù),網(wǎng)絡(luò)通信并不會(huì)干涉其他門(mén)控器對(duì)防夾故障的判斷。因此可排除網(wǎng)絡(luò)因素造成防夾。

(5）電氣部件分析:將故障車4個(gè)車門(mén)的門(mén)控器和滑行電機(jī)與其他車對(duì)調(diào),對(duì)調(diào)位置匯總?cè)绫?所示,對(duì)調(diào)后故障沒(méi)有轉(zhuǎn)移,出現(xiàn)的防夾故障仍發(fā)生在同一節(jié)車同一側(cè)的4個(gè)車門(mén),所以排除是電氣部件自身故障。

(6）運(yùn)營(yíng)環(huán)境分析:根據(jù)故障履歷,發(fā)生防夾的4個(gè)車門(mén)故障是同一時(shí)間出現(xiàn)的 ,而每個(gè)車門(mén)的防夾處理過(guò)程均為各門(mén)控器獨(dú)立判斷的。分析認(rèn)為在整列車車門(mén)同時(shí)關(guān)閉時(shí) ,車內(nèi)的風(fēng)壓波動(dòng) ,內(nèi)外壓差瞬時(shí)較大 ,作用在車門(mén)門(mén)板上,造成車門(mén)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電流變大,因此門(mén)控器判斷車門(mén)檢測(cè)到障礙物,引起防夾。

綜合以上排查和分析,車門(mén)同步關(guān)門(mén),引起車內(nèi)風(fēng)壓的波動(dòng)變化,作用到同一節(jié)車的4個(gè)車門(mén)上,使得電機(jī)電流增大,從而判斷車門(mén)防夾。

3處理措施

車門(mén)關(guān)閉同步性一致,造成車門(mén)同時(shí)報(bào)出防夾故障。將該節(jié)車廂的1號(hào)門(mén)關(guān)門(mén)延時(shí)時(shí)間增加0.5s,使該車門(mén)最后一個(gè)關(guān)閉,可有效避免同時(shí)關(guān)門(mén)引起的風(fēng)壓作用到車門(mén)上 ,造成車門(mén)防夾。經(jīng)優(yōu)化跟蹤19個(gè)月,故障沒(méi)有重現(xiàn)。

4結(jié)語(yǔ)

分析本次廣州地鐵9號(hào)線多個(gè)車門(mén)同時(shí)啟動(dòng)防夾故障的根本原因,對(duì)于更加深入了解車輛車門(mén)的設(shè)計(jì)選型、車廂密封設(shè)計(jì)、氣流設(shè)計(jì)以及后續(xù)類似防夾故障的原因查找和分析具有指導(dǎo)性意義。廣州地鐵9號(hào)線項(xiàng)目對(duì)車門(mén)關(guān)門(mén)邏輯進(jìn)行了優(yōu)化,經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)充分驗(yàn)證,已經(jīng)能滿足實(shí)際運(yùn)營(yíng)要求,筆者從車門(mén)硬件的設(shè)計(jì)選型、防夾條件、使用環(huán)境等方面進(jìn)行了較為全面的分析,為后續(xù)此類問(wèn)題的分析提供了很好的借鑒。

20220220_62113a63ea2be__廣州地鐵9號(hào)線多個(gè)客室門(mén)同時(shí)啟動(dòng)防夾故障 調(diào)查分析及解決