地铁屏蔽门电磁锁检测台的设计范文

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《城市轨道交通研究杂志》2016年第一期

摘要

针对地铁屏蔽门系统中国产电磁锁易卡阻、无返馈信号、返修率高等问题，对其电气机制以及动作感应装置等核心部件进行分析，设计了电磁锁检测台。介绍了检测台的设计技术路线、结构、设计原理和检测流程。该装置可仿真电磁锁电气使用环境，检测电磁锁的故障状态;可对电磁锁进行筛选，降低电磁锁下线使用后的返修率。

关键词

地铁;站台屏蔽门;电磁锁;检测装置

电磁锁作为屏蔽门系统中的安全保障设备，对屏蔽门的正常工作至关重要。清华同方公司研制的国产化直轴伸缩型电磁锁由于构造简单、成本低廉等特征，正逐步被业内认可。北京地铁亦庄桥站屏蔽门系统采用了该型电磁锁。但是，由于高强度使用，电磁锁会产生卡阻、无返馈信号(以下简为“返信”)等故障，给站内运营和维修人员带来了诸多困扰。如何降低电磁锁故障率、降低屏蔽门运营维护成本成为亟需解决的现实问题。本文针对电磁锁高发故障，设计出一款检测装置。该装置可以仿真屏蔽门电磁锁电气使用环境，检测电磁锁故障状态;同时针对电磁锁易卡阻、无返信等突出问题对其进行严格筛选，从而降低电磁锁下线使用后的返修率。

1电磁锁电气原理

在屏蔽门系统中，电磁锁的主要功能为:①在未收到开门命令时，电磁锁锁销处于伸出状态，触发锁闭机构，阻止滑动门沿导轨运动，防止不正当理由的开门动作;②在收到开门命令后，电磁锁锁销可迅速(少于200ms)吸回，使锁闭机构释放，不再阻挡滑动门的开关动作;③在滑动门从开门状态转变为关闭状态后，电磁锁锁销释放回伸出状态，触发锁闭机构，同时给出反馈信号，告知屏蔽门状态监测系统门已锁紧。

电磁锁的核心部件是电磁铁。当电磁铁线圈通电时，衔铁带动锁销支架、锁销、遮光板一起动作，复位弹簧被压缩，遮光板遮断解锁位置传感器的光线，解锁位置传感器通过传感器连接器发出真值为“1”的返信。当电磁铁线圈断电时，在复位弹簧作用下，锁销支架带动锁销、电磁铁衔铁、遮光板一起动作，遮光板遮断锁定位置传感器的光线，锁定位置传感器通过传感器连接器发出真值为“1”的返信。至此，电磁锁解锁锁定各1次，对应屏蔽门开关各1次。电磁锁共有供电和动作检测装置2个电气接口。①供电接口:根据屏蔽门供电系统的特性，电磁锁的供电电压为DC110V。在直轴伸缩型电磁锁的设计中，DC110V电源用于启动电磁铁，使锁销行程归零和保持电磁铁的吸合状态。图1为电磁锁供电2P连接器。其中，PINK线是DC110V电源的正极，BLACK线是DC110V电源的负极。②动作检测装置接口:电磁锁的动作感应装置主要为一对光电传感器，分为锁定位置传感器及解锁位置传感器。传感器安装在锁体内壁上，在传动杆上安装一个伸出的遮光板，通过感应这个触片的动作来实现对锁销动作的到位检测，同时给出DC24V返信。电磁锁传感器6P连接器如图2所示。其中，BROWN线是锁定位置传感器的正极，接DC24V电源的正极;BLUE线是锁定位置传感器的负极，接DC24V电源的负极;BLACK线是锁定位置传感器的输出;PINK线是解锁位置传感器的正极，接DC24V电源的正极;WHITE线是解锁位置传感器的负极，接DC24V电源的负极;GRAY线是解锁位置传感器的输出。

2电磁锁检测台的设计与实现

2．1技术路线电磁锁检测台需要解决的技术问题是:提供一种结构简单合理、以通用的DC24V继电器为基本元件组成的电路，能够连续不断地给电磁铁线圈通电、断电，使得电磁铁衔铁、锁销、锁销支架、遮光板不断做直线伸缩运动，遮光板轮流遮断锁定位置传感器、解锁位置传感器的光线，改变锁定位置传感器、解锁位置传感器的输出状态;锁定位置传感器、解锁位置传感器的输出端驱动继电器，通过检测台故障检测电路的逻辑判断检测电磁锁伸缩状态。当锁定位置传感器、解锁位置传感器的输出与电磁锁正确状态不符时，给检测台的电源电路发出命令，切断电源，停止向电磁铁线圈送电。

2．2电磁锁检测台构成结合电磁锁电气原理，通过PLC(可编程逻辑控制器)、振荡电源及继电器等电气器件，可完全仿真电磁锁的电气使用环境。电磁锁检测台的结构如3所示。图中，开关电源为电磁锁的供电单元;PLC进行故障检测及逻辑判断，当电磁锁发生故障时，PLC切断电源并给出故障信号。

2．3设计原理及检测流程通过VC－DC振荡电源实现对电磁锁线圈及传感器的通断电。PLC实现:①对电磁铁线圈通断电控制，设定通断电时间;②进行逻辑判断，检测电磁锁伸缩状态，当锁定位置传感器、解锁位置传感器的返信状态及返信时间与正确设定不符时，给电磁锁检测台的电源电路发出命令，切断电源，终止向电磁铁线圈送电;③返信检测计数，根据电磁锁筛选要求进行计数设置，完成锁吸合释放动作。电磁锁检测台实现了电磁锁电气使用环境仿真，可依据筛选条件进行检测次数设置。其主要功能由PLC编程实现。检测台的检测流程如图4。

3结语

本文针对国产电磁锁的返修率高的问题，设计出一款检测装置并予以实现。运用该装置对电磁锁运行检测，确保每把锁在下线应用前经过连续千次动作试验，可及时发现锁的常见问题，并有针对性地对电磁锁进行维修保养，同时可得到大量试验数据。通过理论分析结果与试验数据的对比，实现对国产电磁锁在传动、状态检测和电磁铁性能等方面的摸底，以及时发现误报频率高、锁销容易卡死等问题，增强电磁铁下线使用的可靠性并有效降低高返修率，对电磁锁的日常计表维修提供指导。

参考文献

［1］GB50157—2003地铁设计规范［s］．

［2］金碧筠，周巧莲．列车车门及站台屏蔽门的开/关门时序研究［J］．城市轨道交通研究，2013(8):86．

［3］白雨坤，王富章，闻劲松，等。城市轨道交通安全门电磁锁的设计［J］．城市轨道交通研究，2013(4):61．

作者：王建伟 刘春梅 谭铁仁 李振清 王剑 韦巍 卢泽泉 李丽娟 张欣 赵五喜 单位：北京市地铁运营有限公司 北京天乐泰力科技发展有限公司