北京地铁10号线门控器专用检修平台的设计

用主流门控器检修技术手段，设计并开发了一套适用于北京 地铁10号的门控器专用检修平台。阐述了该平台的故障诊

断、检修、三防处理及性能测试等。研究成果有助于提升门

控器自主化检修水平。关键词 地铁；车辆；门控器；检修；故障诊断 中图分类号U270.38 + 6D01：10.16037/j.l007 -869x. 2020.01.039Design of Specialized Maintenance Platform for the Door Controller of Beijing Metro Line 10LIU BoAbstract Based on an investigation of the current status of

Beijing metro Line 10 door controller maintenance, a special­

ized maintenance platform adapted to Beijing metro Line 10 door controller is designed with the mainstream door controller

maintenance technology. In this paper, the fault diagnosis, maintenance, security and protection measurements as well as performance testing are elaborated. Research results contribute

to the improvement of door controller autonomous maintenance level.Key words metro； vehicle； door controller； maintenance；

fault diagnosisAuthor^ address Operation Technology Center of Beijing

Subway Co. , Ltd. , 102208, Beijing, China北京地铁io号线一期车辆门控器已经使用8

年以上,10号线二期车辆门控器也已经使用4年以

上。随着使用时间越来越长,城市轨道交通车辆门

控器电子系统元器件开始出现老化、性能降低等现 象，门控器故障率呈逐年递增趋势，由门控器故障

导致的车辆封门及晚点等问题也日益增加。现阶

段,国内地铁车辆门控器的维修、试验和检测工作，

大多外委厂家进行。受厂家的技术能力和维修能

力，经常出现门控器重复修问题和备品供应不

足问题。本文所研究的门控器自主化检修平台，可

• 162 •有效缓解北京地铁门控器无法自行维护检修的

问题。1门控器检修平台的系统架构城市轨道交通车辆门控器的检修是一项系统

性的工作，需对检修平台的整体结构及主要功能进 行把控，以便可以保证门控器功能的完整及操作的

安全。门控器检修平台设计基于车门检修工作的

需要，结合车门故障分析判断，结合门控器芯片级 维修，能实现对门控器进行深度维修⑵。门控器检

修平台具体架构如图1所示。|轨道交尊门控嘉］图1门控器检修平台架构由图1可见，门控器检修工作主要分为故障检 修、三防处理及性能测试等3个部分。1） 故障检修:首先，要在操作台进行拆解与清

理;待清理工作完毕后,诊断门控器故障类型，并采 用Fluke 190-202型示波器及Fluke -115C型万用表

进行故障点检测，进而发现短路或断路位置及信号

异常点;最后，针对故障情况,制定维修策略，进行

部件更换或整板更换。如部件更换,还应对更换部

位进行复测。待复测结果正常后，方可进入三防处

理工作。2） 三防处理:当板卡复测完毕后，需对板卡喷

涂荧光三防漆,以确保线路板及其相关部件免受环

境侵蚀;喷涂完毕后需用UV（紫外线）照射涂层，以

确保检查涂层全面覆盖板卡;之后，采用-983A型

第T期RT自动点胶机，需结合小型空压机进行关键部位

点胶处理，以确保表面光滑、绝缘;最后，装配门控

器板卡。3）性能测试:为确保板卡在不同工况下的性能

稳定，要进行性能测试。性能测试对静电防护及温

湿度控制有严格要求。所有操作员或工作人员必

须经 ESD （Electro-Static discharge，静电放电）测试 合格后，方可进入工作区域⑶；操作员在作业时，佩

戴防静电手环，才可拿取电路板进行作业⑷。性能 测试要求温度为20 ~30贮，湿度为30% -60%⑸，

需使用专用设备控制环境的温湿度，保持温湿度恒 定，并使工作环境满足防静电性能要求。2门控器自主检修平台的性能试验为验证门控器是否符合要求，需对门控器进行

振动试验、环境试验及自动循环试验。2.1门控器振动试验根据GB/T21563—2018（轨道交通机车车辆

设备冲击和振动试验》和GB/T25119—2010《轨 道交通机车车辆电子》，首先，进行同一方向进行增

强随机振动量级的寿命试验，每个方向各5 h,合计

15 h；然后，做冲击试验，每个方向正、反各冲击3

次，合计冲击18次;最后做功能性随机振动试验，按

B级试验等级设置振动的频率及振幅等参数进行试 验,每个方向通常不少于10 min⑹。试验结果应符

合规范相关要求。2.2门控器环境试验根据北京地铁企业标准，门控器工作环境温度

为-25~ +40七，电器柜内部空气温度为- 25 ~

+ 45 1CO但实际上，电器柜内部的空气温度可能为

-25 ~ +70 to根据装置的布置及通风方式，门控

器性能试验的温度如表1所示。表1环境试验温度控制表试验类型温度/t相对湿度/（%）试验时间/h高温试验70 ±385 ±36（循环）低温试验-25 ±32低温存放试验-4016交变湿热试验55,25不小于8表1中的各项试验条件应满足GB/T2423. 1 《电工电子产品环境试验》的相关规定,在相关试验

条件下的主要功能测试结果应符合GB/T 25119—

2010《轨道交通机车车辆电子装置》的规范要求。2.3门控器自动循环试验正线运营车辆的门系统和门控器在维护、改造

及检修后，需要对整个门系统进行千次开关门试

验。门控器检修平台采用KNB-T008自动循环试验 仪作为开关门专用试验器具。该试验仪既可在车

辆试验中使用，也可配合台架机构在实验室进行开

关门试验。自动循环试验连接组成示意如图2所示。

KNB-T008自动循环试验仪主要连接5路信号，其

中110V供电信号为电源信号，OPEN-DOOR输出 信号为集控开门信号，CLOSE-DOOR输出信号为 集控关门信号。KNB-T008自动循环试验仪可以模

拟TMS（车辆设备管理系统）发出集成开门信号和

关门信号，并且检测车辆的绿色环线输出端信号,

监测整列车门在开关过程中的动作正确性和连

续性。若千次试验未出现故障报告，则表明门控器板

卡性能合格;若出现故障报告，则监测平台将根据 故障类型回到故障诊断阶段，重新进行检查与修正。图2门控器自动循环试验信号线路示意图3门控器板卡检测3.1程序烧录将直流稳压电源的电压调整到no V,把所有

测试工艺设备和门控器连接，通过RS-232标准接口

将电脑和门控器板卡连接。门控器板卡上电，读取

程序版本，即可进行程序烧录3.2软硬件测试3.2.1

电源模块输出电压的检测门控器板卡上电后,其电源指示灯会点亮。门

控器检测平台启动完成后,用示波器或万用表测试

电源模块的输出电压是否正常。3.2.2 输入回路电路检测检测输入信号的工作面板如图3所示。• 163 •电蜩鯛0].|1.2[3 [.-I

T00』o • •畑灯沏础口000 O On0(J X-)按诃输入隸门0067Si

9 10110I1.O1.5 •M I、•M

l图3检测输入信号的工作面板当按钮2保持按下状态时，用图3中按钮1的

电压应为低电平(<0.4 V)；松开按钮2后，按钮1

的电压应为高电平(3.60 -5.05 V)o依次按下各

按钮，同样进行测试。3.2.3 输出回路电路检测按门控器板卡上的复位按钮，使门控器板卡复

位后进入测试状态，即可进行输出回路电压检测。

每路信号输出回路的正常工作电压应为108 ~ 110 V。3.2.4 电机驱动回路电路检测在测试状态下，按一下按钮3,电机开始正转,

用示波器测试信号强度和按钮3的电压。按一下按

钮4,电机开始反转，用示波器检测此时的信号强度 和按钮4的电压，测出的电压范围为11.7-12.0

V。把示波器的电压调为5 V,示波周期调为100

\然后用示波器检测上述两个按钮的PWM脉冲

信号波形(见图4)。编码器回路检测步骤与此

一致。图4电机驱动回路PWM脉冲信号波形截屏图3.2.5 通信电路回路检测把电路板通过通信测试线和模拟TMS连接起

来,上电后，观察电路板上的数码管小点和TMS上

数码管显示的数字是否均匀闪烁。3.3电源适应性检测将直流稳压电源的电压依次调整到77 V和

• 1 •2020 年132 V时,按照软硬件测试步骤，检测门控器板卡工

作是否正常。3.4整机测试门控器外壳表面应干净,无污渍，标签按图纸

位置粘贴,无起边、鼓包、破损，插件没有破损，断 裂，保证接触可靠。将直流稳压电源的电压调整到

DC 110 V,检验门控器所有功能工作是否正常。把

门控器通过通信测试线和模拟TMS连接起来，上电 后，观察门控器上的数码管小点和TMS上数码管显

示的数字是否均匀闪烁。3.5实例检测结果通过上述检测方法对北京地铁10号线某批次

门控器板卡进行检测。检测结果显示，该批次门控

器各项指标正常,可以用于正线运营。4结语本文研究的地铁门控器专用检修平台,立足于 北京地铁目前所面临的门控器老化、故障率高、检

修周期长以及花费高昂等问题，设计了一套具备门 控器故障诊断与维护修理功能的一体化检修平台,

该平台可根据常见故障类型实现故障的初检与复 检，可进行振动试验、环境试验、自动循环试验等一

系列验证门控器稳定性与安全性的试验。经实践 验证，本文所设计的门控器检修平台可满足北京地 铁目前对门控器检修的需要,还可推广到其他运营

线路检修中，进而有效提升门控器自主检修能力。参考文献[1] 中铁电气化有限公司.城市轨道交通设备系统综述[M].北 京冲国铁道出版社,2012：174.[2] 董军哲，杨建伟，黄强.基于GO法地铁车辆客室车门可靠性 评价[J].城市轨道交通研究,2013 (4) ：28,[3]

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