功率輸出信號的產生及問題分析處理

蔚晨光

摘要：通過對09-32搗固車程控功率輸出板工作原理的分析，結合現場可能出現的大機問題，提出了根據功率輸出板紅黃燈點亮情況快速尋找到故障點的方法，有利于現場施工過程中的及時處置，恢復大機正常作業狀態。

關鍵詞：搗固車；故障；功率輸出板；方法

在09-32搗固車的程序控制系統中，由于控制各種電磁閥所需要的電流較大，如左右搗固裝置內外夾持、夯拍器提升振動、夾鉗張開閉合、衛星小車軸支撐等動作，EK-553P輸入/輸出板的最大輸出電流無法直接驅動這些電磁閥，此時就需要由電路板EK-554P實現信號的功率放大來控制電磁閥。本文以測量小車靠左信號為例，全面分析EK-554P功率輸出板的動作響應過程。

1、EK-554P功率輸入信號的產生

測量小車靠左信號的邏輯表達式是QL38=Q 38=4E*A1。A1是子程序板的系統接通信號，當條件滿足時，該信號作為中間結果存貯在A號板中，指示機器的作業狀態。

2X4E是左預加載信號，它來自B2箱上的系統預加載開關2b14。當把2b14扳動到左側時（圖一），開關K閉合，使2X4E與接地線OD接通，產生接地信號，對應該路的黃色發光二極管LED被點亮，同時使光耦IO內部發光二極管發光，內部光敏三極管導通，其集電極上的電壓接近為0V。這個低電平經過非門（CC4049）反相后在X端上輸出高電平，程控主機板EK-502板接收到這個高電平后確認該路輸入信號有效，再通過控制總線使輸出信號Q38也輸出高電平。

當Q38輸出高電平時，該路的達林頓管導通（圖二），其集電極上的電壓接近為0V的低電位，從而紅色發光二極管LA（Q38紅燈）點亮。同時集電極與Z端相連，所以Z端也是低電位。由于EK-553P的輸出端分別連至EK-554的輸入端，所以當Q38紅燈亮時，EK-553P的輸出端30z為低電平，EK-554P的輸入端30d也是低電平。

2、EK-554P功率輸出信號的產生

當30d輸入低電平后，來自EK-554P板4z-30z端的24V的路徑為：+24V→繼電器RE0→EK-554P的30d→EK-553P的30z→集電極→接地。由于該線路導通，繼電器RE0動作，+24V通過保險SI0-3和繼電器RE0的觸點在端子30b上輸出，從而驅動電磁閥動作。由于30b上的電壓為24V，紅色發光二極管與電阻串聯的電路兩端電壓相等，沒有電流流過，紅色發光二極管RD0熄滅，黃色發光二極管G0則被點亮。

通過分析可知，功率輸出板EK-554P上的紅黃燈信號與輸入/輸出板EK-553P板上的紅燈有著一定的對應關系：

EK-553P上的紅燈亮時，對應著EK-554P板上的黃燈亮，紅燈滅，相應的電磁閥線圈得電動作；

EK-553P上的紅燈滅時，對應著EK-554P板上的黃燈滅，紅燈亮，相應的電磁閥線圈失電不動作。

3、EK-554P功率輸出板紅黃燈狀態分析

3.1 紅燈亮，黃燈滅或者微亮

此狀態為功率輸出板不允許電磁閥動作的信號顯示。從EK-553P板輸出的Q信號為低電平，則EK-554P板相應的d腳沒產生低電平，此時從QLx端來的24V無法使繼電器觸腳動作，電路變為串并聯電路。由于電磁閥線圈阻值較小以及R1（5000Ω）的存在，根據串聯分壓原理，使加在電磁閥線圈及黃燈上的電壓很低，所產生的電流無法驅動電磁閥動作，同時由于有小電流經過黃燈，所以黃燈微亮或者不亮。電路通路為32z的24V→紅燈→R1→電磁閥線圈→接地，紅燈亮。

3.2 紅燈滅，黃燈亮

此狀態為功率輸出板允許電磁閥動作的信號顯示。從EK-553P板輸出的Q信號為高電平，則EK-554P板相應的d腳產生低電平，此時從QLx端來的24V使繼電器觸腳動作閉合，電壓值直接加在電磁閥線圈及電阻R2和黃燈上，此時所產生的電流足以驅動電磁閥動作，同時R2上產生的電流也能使黃燈被點亮。由于紅燈和電阻R1兩端電壓都為24V，沒有電壓差，無法產生電流，此時紅燈不亮。

3.3 紅黃燈一起亮

此狀態為電磁閥線圈回路斷開的信號顯示。EK-553P板上沒有Q信號產生，所以EK-554P板無輸出信號，繼電器觸腳斷開，當EK-554P板的某一路32b腳或者電磁閥接地回路斷開，則電路變為串聯回路，路徑為32z（24V）→紅燈→R1→R2→黃燈→接地，紅黃燈一起亮。

4、EK-554P功率輸出板故障處理

EK-554P的功率輸出信號QL控制電磁閥線圈的動作，QL信號的產生取決于EK-553P輸出信號Q，而輸出信號Q的產生又對應于相應的邏輯表達式。

因此，處理類似某一裝置不動作的情況時，首先查看對應功率放大信號QL信號黃燈是否被點亮，若黃燈亮的話則檢查對應電磁閥回路是否正常；如果QL信號黃燈不亮，則檢查對應EK-553P板上輸出信號Q的紅燈有無輸出，若紅燈亮，則檢查功率輸出板、相應繼電器及連接線是否正常；如果輸入/輸出板Q信號紅燈不亮，則檢查相應開關信號是否有效。

5、結束語

通過上述對09-32搗固車程控功率輸出板工作原理的分析及根據功率輸出板紅黃燈點亮情況快速處理故障的方法，大大減輕了現場判斷故障點和處理問題的時間，確保了搗固車正常的施工作業，保障了搗固車的安全使用和施工效益，進而為我國的現代化鐵路建設發揮了更大的作用。

參考文獻：

[1]韓志青，唐定全 抄平起撥道搗固車 北京：中國鐵道出版社，1997年.

[2]張坤 搗固車電氣系統常見故障排查實用手冊 北京：中國鐵道出版社，2011.