列車清洗機

胡海天

（成都地鐵運營有限公司）

摘 要：列車清洗機（俗稱洗車機）作為地鐵檢修基地的三大設備之一，主要用于地鐵電客車外表面的清洗。2014年5月底，成都地鐵2號線的列車清洗機突發故障。列車清洗機在對電客車洗車作業中，出現后端洗還沒完成，設備報"洗車完成"，并且側洗機構或端洗機構不啟動等誤動作。每次出現故障后進行模擬洗車試驗時，設備正常。但電客車清洗作業無法完成。本文介紹了此故障的排查過程和此類故障的判斷方法。

關鍵詞：列車清洗機；PLC；繼電器；失效

2014年5月底，成都地鐵2號線的列車清洗機突發故障。列車清洗機在對電客車洗車作業中，出現后端洗還沒完成，設備報“洗車完成”，并且側洗機構或端洗機構不啟動等誤動作。每次出現故障后進行模擬洗車試驗時，設備正常。但電客車清洗作業無法完成。

1 列車清洗機控制系統簡介

1.1 列車清洗機控制系統

由上位機（主機）、光電傳感器、中間PLC、下層繼電器組成。整體由PLC實現控制，主機實現管理和控制。主機和各PLC系統之間靠通訊實現控制邏輯。

1.2 全自動清洗模式

列車清洗模式分為全自動方式、手動方式、維護方式，其中全自動方式為系統主要工作方式。

全自動工作方式由位置傳感器、信號燈和計算機控制部分實現洗車線使用狀況，現實設備的運行狀態、辨別列車在系統中所處位置、自動開始和結束洗車的程序，并給司機必要的提示信號。

自動洗車流程圖（見圖1）：

1.3 和故障相關電氣原理圖及PLC梯形圖（圖2、圖3）

2 故障檢查、分析過程

2.1 列車清洗機在對電客車清洗作業過程中，端洗和側洗還未完成，控制臺出現“洗車完成”提示，設備停止工作。發生故障后，操作人對列車清洗機進行人工模擬自動洗車方式，設備正常。根據電氣原理圖分析對故障進行分析。

當光電開關5GS被觸發或故障情況下，控制臺才會“洗車完成”顯示。

由于模擬洗車時，設備正常，懷疑洗車結束光電開關時好時壞，對5GS進行更換。

2.2 再次進行電客車洗車作業，同樣出現側洗還未完成，控制臺出現“洗車完成”提示，設備停止工作。說明沒有檢查到故障原因，繼續采用對列車清洗機進行人工模擬自動洗車方式，把模擬端洗的時間延長，在主控制臺調用PLC進行監控。發現各光電開關3GS（輸入點為I0.5）、4GS（輸入點為I0.6）、5GS（輸入點為I0.7）在監控顯示里為未被電客車遮擋時的初始狀態，判斷為各光電開關電源同時失電。由于各光電開關電源由繼電器19KA控制，對繼電器19KA進行檢查，發現繼電器線圈處于吸合狀態，但其輔助接點斷開，引起各光電開關同時失電。

3 故障原件的分析

3.1 繼電器的基本結構

繼電器主要由線圈、銜鐵、簧片、引腳及多組常開、常閉觸頭組成。（見圖4）

3.2 繼電器的工作原理

繼電器利用電磁感應原理進行工作。

通：線圈通電——線圈中心的鐵芯被磁化——銜鐵吸合——常開觸點吸合、常閉觸頭打開

斷：切斷線圈電流——鐵芯失去磁性——銜鐵復位——常開觸頭打開、常閉觸頭吸合

3.3 對19KA繼電器分析和檢查

對19KA繼電器的觸頭和外觀進行檢查，無異物和嚴重燒蝕現象。對繼電器進行通電并反復實驗，發現送電開始時，其線圈吸合正常，用萬用表測量各接點，接點閉合正常。當實驗時間到達20分鐘左右后，線圈吸合正常，但其輔助接點處于開路狀態。

說明19KA繼電器已經失效。通常電磁繼電器常見的失效模式為表1所示幾種（如表1）。

通過表1中所列，19KA繼電器在使用較長一定時間后，繼電器觸點氧化造成鍍層損壞，導致動觸頭和定觸頭接觸電阻增大，使繼電器參數失效。當有電流通過時會使觸頭溫度不斷升高，繼而影響到動觸頭連接片變形是此繼電器失效的原因。

3.4 元件更換和處理

對失效繼電器進行更換，反復試驗并對電客車進行正常洗車作業，設備未發生故障，恢復正常。

4 結論

在處理電氣故障中，電器元件一旦出現軟故障，將會影響對故障的正常判斷。所以在處理電氣故障時要注意以下幾點，才能有效的判斷出故障原因。

4.1 在模擬試驗時，操作應注意和正常作業的流程相同，使故障現象充分暴露。

4.2 根據出現的故障結果，參考該電氣設備的電氣原理圖和PLC控制原理圖進行分析，初步判斷出故障產生的部位，然后逐步縮小故障范圍，直至找到故障點并加以消除。

4.3 分析故障時應有針對性，一般先考慮引起故障發生的直接元件，后考慮控制直接元件的電氣線路。斷路和短路故障，應先考慮動作頻繁的元件，后考慮其余元件。

4.4 對檢查出的故障元件應反復試驗進行確認，避免發生電器元件出現軟故障后，還認為只是元件偶發故障，可以繼續使用的判斷錯誤。

參考文獻

[1]朱軍輝.電磁繼電器常見失效模式、失效原因及失效機理分析.（航天材料及工藝研究所）.

[2][列車清洗機電氣原理圖]——成都/西南交大海德科技.

[3][列車清洗機PLC梯形圖]——成都/西南交大海德科技.