法維萊安全門安全回路故障判斷邏輯改進

陳 超

（北京市地鐵運營有限公司機電分公司，北京 100043）

0 引言

根據安全門（PSD）系統與信號（SIG）系統的接口要求，PSD 系統需向SIG 系統提供連續的安全門的“門關閉且鎖緊”信息，當安全門該信息異常或SIG 系統收不到該信息時，列車將不允許進站停車或離站。由此，“關閉且鎖緊”信號是否異常是關系列車順利進出車站的關鍵信息，而判定該信號是否異常的回路設計的合理性關系到這個關鍵信息的準確性和有效性。

1 法維萊關閉且鎖緊邏輯判斷

1.1 法維萊安全門關閉且鎖緊回路原理分析

如圖1 所示，法維萊標準車站安全回路由關閉回路和鎖緊回路組成，當兩個回路所串聯行程開關（微動開關）均正常閉合時，關閉回路繼電器（KM1）和鎖緊回路繼電器（KM2）吸合，繼而使“關閉且鎖緊信號”回路中所對應常開觸點閉合。但繼電器KM1 和繼電器KM2 的吸合不能完全使得“關閉且鎖緊信號”回路正常導通，還需要安全回路故障繼電器（KM5）常開觸點閉合。繼電器KM5 是確認關閉回路和鎖緊回路之前的邏輯關系沒有發生故障。

圖1 法維萊安全門關閉且鎖緊回路

1.2 法維萊關閉且鎖緊故障判定回路

如圖2 所示，安全回路故障繼電器（KM5）吸合的條件是安全回路時間繼電器（KT1）吸合。時間繼電器KT1 回路是由一組常閉觸點回路和一組常開觸點回路組成。常閉觸點回路由繼電器KM1、繼電器KM2、安全回路輔助繼電器1（KM3）、安全回路輔助繼電器2（KM4）的常閉觸點串聯組成，導通的條件是上述4個繼電器同時失電，對應安全門系統為安全回路因門體打開而斷開。常開觸點回路由上述4 個繼電器的常開觸點與繼電器KM5 常開觸點串聯組成。導通的條件是上述4 個繼電器同時得電，對應安全門系統為安全回路因門體關閉且鎖緊而閉合。由于時間繼電器KT1 與繼電器KM5 存在著“瞬時閉合，延時斷開（3 s）”，所以繼電器KM1、繼電器KM2 必須在3 s 內同時失電或同時得電。而一旦時間繼電器KT1 失電3 s 后導致繼電器KM5 失電，則導致信號系統中“關閉且鎖緊”信息失效。要想使繼電器KM5 重新得電，必須使時間繼電器KT1 回路中常閉觸點回路先導通（常開觸點回路串入了繼電器KM5 的常開點）。

圖2 法維萊安全門關閉且鎖緊故障判定回路

1.3 故障案例

（1）案例1：2021 年2 月5 日8：37，國貿站上行11#滑動門關不上，車站互鎖解除接發列車，影響到晚3 列。

調查情況：通過對工控機記錄的篩查，故障時間發生在8：37，故障原因為“左側行程開關故障”，現場人員在故障發生約1 分30 秒后對本道滑動門的安全回路進行了應急處置操作（LCB 置于手動位），使安全回路導通，但列車仍無法正常出站。

原因分析：由于“左側行程開關故障”導致“關閉回路繼電器”失電，進而導致了關閉回路和鎖緊回路不同步。雖然現場人員在故障發生后進行了應急處置操作，使“關閉回路繼電器”重新得電，但是由于不同步時間超過了3 s（達到1 分30 秒），導致繼電器KM5 失電。

（2）案例2：2020 年5 月10 日清晨，巴溝站上下行列車無法正常進站，車站互鎖解除接發列車，影響到晚多趟列車。

調查情況：通過對工控機記錄的篩查，故障時間發生在2：30，故障原因為供電系統故障導致安全門系統失電，3：30 供電恢復，現場人員發現上下行門體均處于正常關閉且鎖緊狀態，但列車仍無法正常進站。

原因分析：由于安全門在故障發生前關閉回路和鎖緊回路正常吸合狀態，系統失電導致繼電器KM1 和繼電器KM2 繼電器失電進而導致繼電器KM5 失電。系統重新上電后需先將安全回路斷開（即開啟整列滑動門），再將安全回路閉合后才能使“繼電器KM5”重新得電。

1.4 故障判定回路邏輯判斷缺陷

通過上述對原理的解析，法維萊安全門關閉且鎖緊判定故障回路的邏輯判斷存在以下兩方面缺陷。

（1）該回路的設定是判斷關閉回路與鎖緊回路的同步度，即關閉回路與鎖緊回路必須同時閉合或者同時斷開，同步度需小于3 s。而設定時間過短，導致現場人員反應時長不足。

（2）關閉且鎖緊判定固定回路的邏輯判斷設定了繼電器KM5 重新得電的條件必須使安全回路時間繼電器KT1 回路中常閉觸點回路先導通（常開觸點回路串入了繼電器KM5 的常開點），導致了一旦關閉回路或鎖緊回路出現故障時，現場人員采用應急處置方式使故障回路導通仍不能使至SIG 系統的“關閉且鎖緊回路”導通，導致列車出現延誤。同時此項設定使得一旦出現電源系統故障后無法第一時間恢復“關閉且鎖緊”信號。

2 法維萊關閉且鎖緊故障判定回路的修改與論證

針對法維萊關閉且鎖緊故障判定回路邏輯判斷缺陷，修改判定電路。

如圖3 所示，修改后的關閉且鎖緊判定回路取消了時間繼電器KT1 常開支路中繼電器KM5 的常開點。即將原有回路中繼電器KM5 重新得電條件由必須使時間繼電器KT1 回路中常閉觸點回路導通，修改為常閉觸點回路導通或常開觸點回路導通。

圖3 修改后法維萊安全門關閉且鎖緊故障判定回路

優點：①解決出現電源系統故障后無法第一時間恢復“關閉且鎖緊”信號的缺點；②不需要對現有應急處置方案進行修改；③能夠保證發生“鎖緊回路”或“關閉回路”故障后采用應急處置方式能夠保證其有效性；④能夠保證信號系統“關閉且鎖緊”信號回路不會單獨收到“關閉回路”或“鎖緊回路”的不同步信息，不會對信號系統造成故障。

缺點：“關閉回路”或“鎖緊回路”的不同步超過3 s 信息只能通過工控機產生的記錄篩查得知，對于維修人員故障追蹤的能力提出更多的要求。

綜上所述，此方案能在保證安全的前提下，提高應急處置的有效性，同時有效彌補回路中的缺點。

3 結語

針對上文所述法維萊關閉且鎖緊回路邏輯判斷存在缺陷，修改邏輯判斷電路進行了改進，最終通過優缺點的綜合評價，認為該方案可以應用到實際工作中，能夠在保證安全的前提下提高應急處置的有效性，更好地為北京地鐵的安全運營服務。