列车清洗机

胡海天

（成都地铁运营有限公司）

摘 要：列车清洗机（俗称洗车机）作为地铁检修基地的三大设备之一，主要用于地铁电客车外表面的清洗。2014年5月底，成都地铁2号线的列车清洗机突发故障。列车清洗机在对电客车洗车作业中，出现后端洗还没完成，设备报"洗车完成"，并且侧洗机构或端洗机构不启动等误动作。每次出现故障后进行模拟洗车试验时，设备正常。但电客车清洗作业无法完成。本文介绍了此故障的排查过程和此类故障的判断方法。

关键词：列车清洗机；PLC；继电器；失效

2014年5月底，成都地铁2号线的列车清洗机突发故障。列车清洗机在对电客车洗车作业中，出现后端洗还没完成，设备报“洗车完成”，并且侧洗机构或端洗机构不启动等误动作。每次出现故障后进行模拟洗车试验时，设备正常。但电客车清洗作业无法完成。

1 列车清洗机控制系统简介

1.1 列车清洗机控制系统

由上位机（主机）、光电传感器、中间PLC、下层继电器组成。整体由PLC实现控制，主机实现管理和控制。主机和各PLC系统之间靠通讯实现控制逻辑。

1.2 全自动清洗模式

列车清洗模式分为全自动方式、手动方式、维护方式，其中全自动方式为系统主要工作方式。

全自动工作方式由位置传感器、信号灯和计算机控制部分实现洗车线使用状况，现实设备的运行状态、辨别列车在系统中所处位置、自动开始和结束洗车的程序，并给司机必要的提示信号。

自动洗车流程图（见图1）：

1.3 和故障相关电气原理图及PLC梯形图（图2、图3）

2 故障检查、分析过程

2.1 列车清洗机在对电客车清洗作业过程中，端洗和側洗还未完成，控制台出现“洗车完成”提示，设备停止工作。发生故障后，操作人对列车清洗机进行人工模拟自动洗车方式，设备正常。根据电气原理图分析对故障进行分析。

当光电开关5GS被触发或故障情况下，控制台才会“洗车完成”显示。

由于模拟洗车时，设备正常，怀疑洗车结束光电开关时好时坏，对5GS进行更换。

2.2 再次进行电客车洗车作业，同样出现側洗还未完成，控制台出现“洗车完成”提示，设备停止工作。说明没有检查到故障原因，继续采用对列车清洗机进行人工模拟自动洗车方式，把模拟端洗的时间延长，在主控制台调用PLC进行监控。发现各光电开关3GS（输入点为I0.5）、4GS（输入点为I0.6）、5GS（输入点为I0.7）在监控显示里为未被电客车遮挡时的初始状态，判断为各光电开关电源同时失电。由于各光电开关电源由继电器19KA控制，对继电器19KA进行检查，发现继电器线圈处于吸合状态，但其辅助接点断开，引起各光电开关同时失电。

3 故障原件的分析

3.1 继电器的基本结构

继电器主要由线圈、衔铁、簧片、引脚及多组常开、常闭触头组成。（见图4）

3.2 继电器的工作原理

继电器利用电磁感应原理进行工作。

通：线圈通电——线圈中心的铁芯被磁化——衔铁吸合——常开触点吸合、常闭触头打开

断：切断线圈电流——铁芯失去磁性——衔铁复位——常开触头打开、常闭触头吸合

3.3 对19KA繼电器分析和检查

对19KA继电器的触头和外观进行检查，无异物和严重烧蚀现象。对继电器进行通电并反复实验，发现送电开始时，其线圈吸合正常，用万用表测量各接点，接点闭合正常。当实验时间到达20分钟左右后，线圈吸合正常，但其辅助接点处于开路状态。

说明19KA继电器已经失效。通常电磁继电器常见的失效模式为表1所示几种（如表1）。

通过表1中所列，19KA继电器在使用较长一定时间后，继电器触点氧化造成镀层损坏，导致动触头和定触头接触电阻增大，使继电器参数失效。当有电流通过时会使触头温度不断升高，继而影响到动触头连接片变形是此继电器失效的原因。

3.4 元件更换和处理

对失效继电器进行更换，反复试验并对电客车进行正常洗车作业，设备未发生故障，恢复正常。

4 结论

在处理电气故障中，电器元件一旦出现软故障，将会影响对故障的正常判断。所以在处理电气故障时要注意以下几点，才能有效的判断出故障原因。

4.1 在模拟试验时，操作应注意和正常作业的流程相同，使故障现象充分暴露。

4.2 根据出现的故障结果，参考该电气设备的电气原理图和PLC控制原理图进行分析，初步判断出故障产生的部位，然后逐步缩小故障范围，直至找到故障点并加以消除。

4.3 分析故障时应有针对性，一般先考虑引起故障发生的直接元件，后考虑控制直接元件的电气线路。断路和短路故障，应先考虑动作频繁的元件，后考虑其余元件。

4.4 对检查出的故障元件应反复试验进行确认，避免发生电器元件出现软故障后，还认为只是元件偶发故障，可以继续使用的判断错误。

参考文献

[1]朱军辉.电磁继电器常见失效模式、失效原因及失效机理分析.（航天材料及工艺研究所）.

[2][列车清洗机电气原理图]——成都/西南交大海德科技.

[3][列车清洗机PLC梯形图]——成都/西南交大海德科技.