finder80.91型继电器检测装置的设计研究
2020-09-10李国良耿灿
李国良 耿灿
摘要:课题主要以沈阳地铁二号线电客车制动系统的finder80.91型时间继电器为例结合继电器的故障原因优化现有检测方法。目前检测手段主要通过低电阻测试仪、示波器等仪器对继电器进行人工检测,步骤较为繁琐,finder80.91型继电器检测装置实现了finder80.91型继电器的自动化检测,减少了人力成本,提升了运营服务质量。
关键词:继电器;地铁列车;检测装置
一、选题目的及背景
继电器在二号线电客车中有广泛的应用,例如空压机排污控制、列车牵引制动逻辑等功能都是由继电器控制实现的。finder80.91型时间继电器为二号线电客车空压机供风管路排污控制装置,一旦损坏会导致空压机常排风,严重时会造成列车风压过低引起紧急制动,对运营服务质量造成较大的影响。
二、finder80.91型继电器结构原理及故障表现
(一)结构分析
目前二电客车使用的时间继电器主要分为定时继电器和延时继电器两种,finder80.91型继电器属于定时继电器的一种。80.91型继电器内部分为电磁执行机构和由单片机控制的时间控制机构。
80.91型继电器执行机构,它是由电磁系统和触点系统两大系统组成的。具体由铁芯、线圈、衔铁、触点簧片等组成的。[1]
(二)工作原理
图1为80.91型时间继电器B1触点常得电时的逻辑关系,当B1触点得电时18触点与巧触点会执行T1时间的导通,16触点与巧触点执行T2时间的导通,18触点、16触点相对巧触点开闭合的周期相反。
(三)故障表现
finder80.91型时间继电器安装在空压机电器控制箱内,正常工作状态下空压机得到运行指令后,如图2所示KT继电器线圈得电,KT常开触点闭合,290线得电。K2为finder80.91型时间继电器,此时K2时间继电器的A1、A2、B1触点同时得电。80.91型时间继电器在电路中的功能为控制水分离器(WSDR)、二级过滤装置(DDR)、管道过滤器(PDR)的定时排污,三个过滤装置在空压机结构中主要起清洁风源的作用,根据空压机设计原理,每隔120s排污装置需排污一次,每次排污时间为2秒。空压机三个过滤装置中分别在电路中串联了1个排污电磁阀,通过80.91型时间继电器给出的通断信号来准确执行排污动作。
80.91型时间继电器出现故障时,电客车主要表现为故障端空压机过滤装置异常排风。当80.91型时间继电器出现故障时,三个过滤装置的排污电磁阀处于常开启状态,空压机无法输出压缩空气至管路,可能会造成电客车晚点甚至下线,对运营服务质量造成较大的影响。
三、finder80.91型继电器检测装置的原理及验证
(一)检测手段优化的意义
目前时间继电器功能性检测主要使用示波器观察波形变化,计时方式采用人工计时,不仅检修效率低而且较为繁琐,无法完成对80.91型继电器多次测量。
制作时间继电器检测装置的目的是通过自动化检测提高了80.91型继电器的检测效率和检修质量,减少检修人员劳动强度并避免了触电的危险。[2]
(二)硬件设计原理
继电器检测装置以8位增强改进型单片机STC15F2K16S2为控制核心。STC15F2K16S2型单片机具有2KB的片内SRAM,45KB非挥发EEPROM、双异步串行口、8路10位A/D转换器、3个16位的定时器/计数器、3通道PCA/CCP/PWM捕获比较单元,可实现硬件看门狗WDT等功能。[3]
硬件主要由液晶显示屏、单片机、电源三大部分组成。电源切换部分由DC12V电磁继电器的动合触点控制模块电源的通断状态。单片机通过光电隔离器采集模块输出的电压跳变信号,与系统内的时钟系统配合记录发生时刻,进行数据分析,判断参数是否达到设置要求。
(三)软件设计原理
单片机首先给被测继电器供电开始测试,如图3所示。以T1定时器为时间基准,通过延时法去抖动方法,准确找到4个测点对应的时刻,进而运算求出脉宽参数,显示其数值(单位:秒),当继电器检测部分输出异常或T1和T2偏差过大时,可导致测试过程暂停等待,按1次“跳过键K55”,可结束本次测试过程,进行下一次测试过程
四、结论
finder80.91型继电器检测装置改善了传统时间继电器检测过程中效率低下、过程繁琐等缺点,实现了自动化检测,同时避免检测过程中触电的危险。本装置简化了故障处理难度,节约了人力成本,使用本装置继电器检测每次可节约两名检修人员30分钟工作时间。同时本装置较人工计时方法准确性有了较大的,减少继电器故障的发生,提升电客车的运营服务质量。本装置与人工计时方法相比精确度较高,检测难度大大降低,极大的提升了电客车的检修效率。
参考文献:
[1]关欣,李文华,沈江峰,张林林.铁路用继电器参数测试技术的研究[J].电器与能效管理技术,2016,(11)7-12.
[2]張庆双.继电器的选用与检测方法[J].家电检修技术,2011,6(10).
[3]刘立军.il STC15W4K60Sd单片机LED开关电源控制器的设计[J].工业控制计算机,2017,30(1):130-131.