深圳地铁车辆客室车门保持电路的改进

摘 要：结合实际运用中客室车门保持电路存在时序竞争缺陷问题, 详细介绍客室车门保持电路的基本原理, 深入分析了问题原因, 并提出相应改进方法。

关键词：地铁车辆; 车门; 控制电路; 改进

1 问题的提出

      深圳地铁一期工程地铁车辆采用 6 节车编组, 每节车厢两侧安装 5 扇双向对开的塞拉门。列车正线运行模式有 URM( 无监督手动模式) 、ATO( 自动运行模式) 、SM( 监督手动模式) [1]。在各种模式下, 列车客室车门的开关操作方法可分别采用司机手动控制或 ATO 自动控制两种。目前深圳地铁车辆开关门操作采用司机手动控制方法, 但在开门状态下, 司机打开或关闭主控钥匙时, 列车客室车门存在无法保持开门状态而自行关闭的问题, 给地铁运营及维修生产带来不良影响。

2 基本原理

2.1 列车激活状态及模式

      激活列车蓄电池, 如图 1 所示[2], 列车线 30271 有DC110 V 电压输出, 打开司机台主控钥匙( - S01) 后, 列车控制继电器 02K01, 02K04, 02K05, 02K07 得电, 其常开触点闭合, 常闭触点断开; 反之, 当关闭主控钥匙后, 这些继电器失电, 其常开触点恢复常开状态, 常闭触点恢复常闭状态。

      如图 2 所示, 列车 ATP( 列车自动保护) 开关 04S01 处于合位, 其触点( 19- 20) 和( 21- 22) 断开, 触点( 13- 14) 和(17- 18)闭合, 此时, 列车运行模式为 ATP 模式; 当切除04S01 开 关 时 , 其 触 点( 19- 20) 和( 21- 22) 闭 合 , 触 点( 13- 14) 和( 17- 18) 断开, 此时列车运行模式为 URM 模式。本文以列车 URM模式为例说明客室车门保持电路,其它模式下原理相同。

2.2 开门使能电路

      在 URM模式下, 列车蓄电池激活后打开主控钥匙,图 2 中 02K04 得电, 其常闭触点( 23- 24) 闭合。当列车处于零速时, 零速监控继电器 02K11 得电, 其常开触点( 33- 34) 闭合, 左、右侧车门使能继电器 08K01、08K02分别得电, 此时按压开门按钮可以打开相应侧车门。

2.3 开门及保持电路

      每对车门由一个 EDCU( 车门控制单元) 控制其开关门, 由 EDCU 诊断车门状态并反馈状态信息给列车诊断系统, 在司机室显示屏上显示相应的车门状态。下面以左侧车门( 右侧车门原理相同) 为例介绍车门开保持电路。

      图 3 中线路 A1: 该线路连接图 2 中 ATP 开关 04S01触点( 20) 下方所示的 80105 线, 由二极管 08V27、关门继电器 08K07 常闭触点( 21- 22) 、08K03 常开触点( 13- 14) 、08K03 线圈及之间的线缆组成。

      图 3 中线路 B1: 该线路连接图 2 中的 08F01 下方所示 80101 线, 由二极管 08V25、02K05 常闭触点( 61- 62) 、02K07 常闭触点( 71- 72) 或自动折返继电器 04K03 常开触点( 43- 44) 、二极管 08V06、08K23 常开触点( 13- 14) 、08K03 线圈及之间的线缆组成。

      当开门保持继电器 08K03 得电并保持时, 左侧车门保持常开状态; 当 08K03 失电时, 左侧车门就会关闭。

3 改进前车门控制电路存在的问题

3.1 车门使能信号问题

      当关闭主控钥匙时, 图 2 中 02K04 立刻失电, 同时,02K04 继电器的常开触点( 23- 24) 断开, 左侧门开使能信号丢失( 80105 线失电, 08K01 失电) 。

3.2 继电器触点时序竞争问题

      下面对图 3 中左侧车门开保持电路线路 A1 和线路B1 存在的问题进行说明:

      1) 当左侧客室车门处于打开的状态且主控钥匙也处于打开位时, 图 3 中的线路 A1 使左侧车门开保持继电器08K03 处于得电状态, 但当司机关闭主控钥匙时, 由于线路 A1 和线路 B1 存在时序竞争问题, 在线路 A1 失电时,线路 B1 还没有得电, 从而造成 08K03 失电, 因此左侧客室车门不能保持开门状态而关闭。

      2) 当左侧车门处于打开的状态且主控钥匙处于关闭位时, 图 3 中的线路 B1 使左侧车门开保持继电器 08K03处于得电状态, 但当司机打开主控钥匙时, 由于线路 B1和线路 A1 存在时序竞争问题, 在线路 B1 失电时, 线路A1 还没有得电, 从而造成 08K03 失电, 因此左侧客室车门不能保持开门状态而关闭。

4 改进后的控制方案

4.1 车门使能信号延时断开

      如图 2 虚线框内所示, 加装型号为 TDE- U204 的延时继电器 08K25, 可延时 1～10 s, 设定值 1 s。用 08K25 失电延时断开触点( 12- 4) 替换 02K04 常开触点( 23- 24) , 并将 02K04 常开触点( 23- 24) 串接于 08K25 继电器线圈的前面。改进后, 当左侧客室车门打开后, 关闭主控钥匙时,左侧车门开门使能信号将保持 1 s 后才消失, 而不会立即失电。

4.2 开门保持电路的改进

      图 3 虚线框内为改进部分, 加装延时继电器 08K26的型号为 TDE- U204, 延时 1～10 s, 设定值 1 s。

      改进后的线路 B1: 由二极管 08V25、延时继电器08K26 常开触点( 12- 4) 、二极管 08V06、08K23 常开触点( 13- 14) 、08K03 继 电 器 线 圈 及 之 间 的 线 缆 组 成 , 而08K26 继电器由二极管 08V25、02K05 常闭触点( 61- 62) 、02K07 常闭触点( 71- 72) 或自动折返继电器 04K03 常开触点( 43- 44)( ATO 模式下自动折返时得电) 来控制其得失电。当关闭图 2 中主控钥匙 S01 时, 08K26 立即得电,而打开主控钥匙 S01 时, 延时继电器 08K26 失电, 但其常开触点( 12- 4) 将延时 1 s 后断开, 所以当左侧车门处于打开状态时, 打开主控钥匙后, 线路 B1 将延时 1 s 后断开。

      改进后电路控制说明如下:

      1) 车门开时关闭钥匙。当左侧车门打开, 主控钥匙处于打开状态时, 线路 A1 使左侧车门开保持继电器 08K03处于得电状态, 关闭主控钥匙后, 由于线路 A1 的开门使能信号继续保持 1 s 后断开, 左侧车门开保持电路继续由线路 A1 保持, 但此时线路 B1 已经接通, 故此时左侧车门保持线路由 A1 和 B1 两路同时维持, 1 s 后, 线路 A1断电, 线路 B1 已得电保持, 从而 08K03 保持得电状态, 成功实现了在车门开的状态下, 关闭主控钥匙后车门开保持的功能。

      2) 车门开时打开钥匙。当左侧车门处于打开的状态但主控钥匙处于关闭状态时, 线路 B1 使左侧车门开保持继电器 08K03 处于得电状态, 当打开主控钥匙时, 由于左侧车门开保持电路线路 B1 通过延时继电器 08K26 常开触点( 12- 4) 将延时 1 s 后断开, 车门开保持电路继续由线路 B1 保持, 在线路 B1 断开前, 线路 A1 已经接通, 故此时左侧车门保持线路由 A1 和 B1 两路同时维持, 1 s 后,线路 B1 断电, 线路 A1 已得电保持, 从而使 08K03 保持得电状态, 成功实现了在车门开的状态下, 打开主控钥匙后车门开保持的功能。

5 结束语

      在开门状态下, 司机和检修人员在列车上换端激活列车时, 车门开门状态无法保持的问题, 给地铁运营和维修生产带来了一定的影响。结合车辆实际布线, 在车辆设备柜中加装了延时继电器 08K25 和 08K26 及相关线路,在车门开的状态下进行了多次开关主控钥匙的试验, 成功实现了车门开门保持功能。目前对所有列车都进行了上述电路改进, 车门开无法保持问题得到了有效的解决。

参考文献:

[1] Bombardier. 深 圳 地 铁 一 期 工 程 车 辆 功 能 描 述 0693[Z]. 德 国 :Bombardier, 2002.

[2] Bombardier. 深圳地铁一期工程车辆电路图 3EGH000029- 0060[Z].德国: Bombardier, 2004.