黃健(廣州市地下鐵道總公司,廣東廣州510310)
廣州地鐵A5-Ⅱ型車制動(dòng)監(jiān)視功能改造分析
黃健
(廣州市地下鐵道總公司,廣東廣州510310)
介紹廣州地鐵A5-Ⅱ型車國(guó)產(chǎn)制動(dòng)系統(tǒng)的概況,闡述制動(dòng)監(jiān)視原理,分析其存在的隱患,并出可行的改造方案,從而提高列車可靠性。
地鐵;車輛;制動(dòng);改造
廣州地鐵A5-Ⅱ型車采用鐵科院自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的制動(dòng)系統(tǒng),該制動(dòng)系統(tǒng)采用車控形式,每節(jié)車裝配一個(gè)制動(dòng)控制裝置,通過(guò)電子控制單元(EBCU)和氣動(dòng)控制單元(PBCU)的作用,實(shí)現(xiàn)本節(jié)車的制動(dòng)控制、防滑控制、通信及故障診斷。各制動(dòng)控制裝置氣路輸入端設(shè)置了一個(gè)截?cái)嗳T(B11),安裝于列車車底,B11塞門截?cái)嗪罂蓪?shí)現(xiàn)本節(jié)車的制動(dòng)切除,各轉(zhuǎn)向架防滑閥前端設(shè)置了一個(gè)截?cái)嗳T(B09),安裝于列車客室座椅下方,正線運(yùn)營(yíng)時(shí),司機(jī)截?cái)郆09塞門可實(shí)現(xiàn)單個(gè)轉(zhuǎn)向架制動(dòng)切除。制動(dòng)系統(tǒng)控制原理如圖1所示。
圖1 國(guó)產(chǎn)制動(dòng)系統(tǒng)控制原理圖
列車通過(guò)多種方式實(shí)現(xiàn)對(duì)制動(dòng)狀態(tài)監(jiān)視,當(dāng)檢測(cè)到制動(dòng)異常時(shí),VCM(列車控制單元)根據(jù)設(shè)定邏輯條件觸發(fā)保護(hù)。
2.1 制動(dòng)監(jiān)視的方式
A5-Ⅱ型車通過(guò)以下幾種方式診斷制動(dòng)緩解狀態(tài)。
(1)牽引系統(tǒng)(VVVF)硬線診斷
BCU(制動(dòng)控制裝置)通過(guò)壓力傳感器判斷
氣制動(dòng)緩解,輸出高電平令氣制動(dòng)緩解繼電器得電,整列車氣制動(dòng)緩解繼電器得電后,各車牽引系統(tǒng)接收氣制動(dòng)緩解信號(hào),同時(shí)司機(jī)室氣制動(dòng)緩解燈亮,如圖2所示。
圖2 氣制動(dòng)監(jiān)視硬線診斷原理圖
(2)輸入輸出模塊(DXM)信號(hào)診斷
各車氣制動(dòng)緩解繼電器得電后,本車網(wǎng)絡(luò)模塊DXM模塊接收氣制動(dòng)緩解信號(hào),并將氣制動(dòng)緩解狀態(tài)信號(hào)發(fā)送到列車控制單元,實(shí)現(xiàn)單節(jié)車氣制動(dòng)狀態(tài)診斷。
(3)列車控制單元(VCM)氣壓診斷
VCM通過(guò)各車BCU反饋的制動(dòng)氣壓值,判斷氣制動(dòng)緩解情況。
2.2 制動(dòng)監(jiān)視的應(yīng)用
列車發(fā)出牽引指令后,而通過(guò)VVVF硬線診斷、DXM診斷、氣壓診斷三種方式共同判斷氣制動(dòng)緩解狀態(tài),若任一方式判斷氣制動(dòng)未緩解,延時(shí)4秒后觸發(fā)封鎖牽引。控制邏輯圖如圖3所示。
圖3 氣制動(dòng)未緩解牽引封鎖邏輯圖
A5型車國(guó)產(chǎn)制動(dòng)系統(tǒng)的B09塞門設(shè)置在壓力傳感器下游,B09塞門截?cái)嗪?,壓力傳感器無(wú)法檢測(cè)轉(zhuǎn)向架制動(dòng)壓力真實(shí)狀態(tài),在正線運(yùn)營(yíng)時(shí),存在以下風(fēng)險(xiǎn)。
3.1 制動(dòng)系統(tǒng)故障時(shí)切除B09后制動(dòng)狀態(tài)診斷錯(cuò)誤
當(dāng)列車某節(jié)車制動(dòng)系統(tǒng)故障導(dǎo)致氣制動(dòng)不能緩解時(shí),司機(jī)到客室切除故障車B09塞門,故障車的氣制動(dòng)可緩解。但由于B09塞門位于制動(dòng)控制裝置輸出端,且設(shè)置在壓力傳感器下游,列車無(wú)法正確診斷氣制動(dòng)真實(shí)狀態(tài),氣制動(dòng)不能緩解故障仍不能消除,司機(jī)必須操作氣制動(dòng)緩解旁路才能動(dòng)車。
圖4 161162車故障時(shí)牽引曲線
以廣州地鐵八號(hào)線2014年2月20日氣制動(dòng)不能緩解故障為例,某節(jié)車由于中繼閥故障導(dǎo)致氣制動(dòng)不能緩解,司機(jī)切除故障車B09后重新牽引,列車在氣制動(dòng)緩解的情況下誤診斷,再次觸發(fā)牽引封鎖。圖4為故障時(shí)的牽引指令及牽引級(jí)位曲線圖,司機(jī)切除B09后重新牽引,列車在4秒后仍判斷氣制動(dòng)未緩解從而觸發(fā)牽引封鎖,牽引指令及牽引級(jí)位下降至0,無(wú)法提速。
3.2 正線救援時(shí)司機(jī)無(wú)法確認(rèn)列車制動(dòng)緩解狀態(tài)
若列車出現(xiàn)正線救援,切除所有B09塞門后,氣制動(dòng)緩解燈仍不亮,且車輛屏查各車制動(dòng)氣壓值仍不為零,司機(jī)無(wú)法確認(rèn)列車氣制動(dòng)緩解狀態(tài),耽誤處理時(shí)間。
針對(duì)上述問(wèn)題,對(duì)制動(dòng)系統(tǒng)及診斷系統(tǒng)進(jìn)行軟件優(yōu)化及硬線改造,實(shí)現(xiàn)切除B09后列車正確診斷制動(dòng)單元緩解狀態(tài)。
4.1 BCU軟件改造
更改BCU軟件控制邏輯,當(dāng)BCU檢測(cè)到本車B09塞門被切除時(shí),對(duì)制動(dòng)氣壓置零,并輸出制動(dòng)緩解信號(hào),令本節(jié)車的氣制動(dòng)緩解繼電器得電,從而使得VVVF硬線診斷氣制動(dòng)緩解,DXM診斷氣制動(dòng)緩解,同時(shí)司機(jī)室氣制動(dòng)緩解燈亮。
軟件改造后,進(jìn)行新功能驗(yàn)證,切除B09塞門試驗(yàn)后,相關(guān)曲線如圖5所示。
圖5 B09切除試驗(yàn)曲線圖
4.2 制動(dòng)監(jiān)視電路硬線冗余改造
通過(guò)BCU軟件改造,列車已實(shí)現(xiàn)切除B09后正常診斷氣制動(dòng)緩解,考慮到制動(dòng)系統(tǒng)故障時(shí),BCU可能無(wú)法正常工作,為了進(jìn)一步提高可靠性,增加氣制動(dòng)監(jiān)視硬線冗余改造,在氣制動(dòng)緩解繼電器相應(yīng)觸點(diǎn)上增加B09塞門常開觸點(diǎn),當(dāng)B09塞門截?cái)鄷r(shí),旁路氣制動(dòng)緩解繼電器相應(yīng)觸點(diǎn),氣制動(dòng)緩解電路得電。改造后的電氣原理圖如圖6所示。
圖6 硬線冗余改造原理圖
制動(dòng)系統(tǒng)是列車重要系統(tǒng),其狀態(tài)診斷可靠性與準(zhǔn)確性直接影響列車安全運(yùn)行。通過(guò)本次改造,有效解決了A5-Ⅱ型車制動(dòng)監(jiān)視的隱患,提高列車可靠性。
[1]南車株洲電力機(jī)車有限公司.A5型車維護(hù)手冊(cè)-國(guó)產(chǎn)空氣制動(dòng)系統(tǒng)[Z].株洲:2013.
Analysis and Modification on Brake Monitoring Capabilities of the A5-Ⅱ Vehicle of Guangzhou Metro
HUANG Jian
(Guangzhou Metro Company,Guangzhou510310,China)
This paper illustrate the profiles of the domestic brake system of A5-Ⅱ vehicle of Guangzhou Metro.Based on describing the airbrake monitoring principle and the hidden problems,this paper provides a feasible modification scheme,and improve the dependability of the vehicle.
metro;vehicle;braking;modification
U231+.6
A
1009-9492(2015)05-0109-03
10.3969/j.issn.1009-9492.2015.05.028
黃健,男,1987年生,廣東茂名人,大學(xué)本科,助理工程師。研究領(lǐng)域:城市軌道交通機(jī)車車輛。
(編輯:王智圣)
2014-11-20