论文部分内容阅读
摘 要：屏蔽门系统中大量应用接近开关传感器，对行车安全和乘客保护都起到了重要的作用。本文介绍了接近开关传感器的选型、安装位置、机械动作及电气原理和故障产生的影响，并针对常见故障就日常维修保养提出了建议。
关键词：地铁；屏蔽门；接近开关传感器
1概述
随着轨道交通行业的快速发展以及轨道交通事故的频繁发生，屏蔽门系统已逐渐在各城市地铁普及开来。
屏蔽门系统由门体、电源系统、驱动系统、控制系统、网络监控系统等组成。安装在地铁站台，将站台区间和隧道区域隔离开来，有利于节约车站空调系统运行的能耗，减少区间粉尘、噪音对车站的影响。同时，更好的保护乘客，防止掉入轨道。屏蔽门系统应用接近开关来检测各类门体的开启和关闭，尽量减少站台周围的安全风险。
安全回路是屏蔽门控制系统的核心，接近开关传感器是安全回路的重要组成部分。每档门体的检测开关都串联到安全回路当中，滑动门、应急门关闭到位是安全回路导通的必要条件，所有门体关闭锁紧后，屏蔽门系统安全继电器把关闭锁紧信号传给信号ATP系统，列车方可正常进出车站。
2地铁屏蔽门接近开关传感器
2.1接近开关传感器的选型
方形接近开关传感器
方形接近开关选用松下方形CX-6型接近传感器（GX-F15A型号）。最大工作距离为5mm，稳定检测范围在0-4.2mm。NPN开路集电极晶体管低电平输出，输出动作接近时ON。
凹槽型接近开关传感器
凹槽型接近开关选用欧姆龙凹槽型接近传感器（EE-SPX303N型号）。检测距离为13mm，标准检查物体2.2×0.5mm以上不透明物体。NPN开路集电极晶体管低电平输出，输出动作遮光时ON。
圆柱型接近开关传感器
圆柱型接近开关选用欧姆龙圆柱型接近传感器（E2E-X5E1型号）。检测距离为5mm。NPN开路集电极晶体管低电平输出，输出动作接近时ON。
2.2接近开关传感器安装位置
屏蔽门接近开关传感器设置共有五处，左滑动门到位开关（DL）、右滑动门到位开关（DR）、左应急门接近开关（EED1）、右应急接近开关（EED2）、端门接近开关（MSD）。基于对传感器检测效果和成本的综合考虑，左右滑动门到位开关分别安装在电磁闸锁的两旁。左右应急门接近开关安装在两个应急门对上的门机梁中部位置。端门接近开关安装在端门右上方对上的门机梁。
2.3接近开关传感器动作原理
2.3.1方形接近开关传感器动作原理
应急门、端门接近开关相同，为一个方形接近开关传感器，由接近开关和感应铁块共同动作。传感器固定在门机梁上，安装完毕后日常故障检修通过固定螺丝余量上下调校。垫片及感应铁块安装在应急门及端门对上的门机梁上。
2.3.2凹槽型接近开关传感器动作原理
滑动门到位开关为凹槽型接近开关传感器，由到位开关和挡片共同动作。传感器固定在门机樑上，安装完毕后一般不再进行调整。挡片安装在滚轮支撑轨上，挡片可以在支撑轨通过安装孔余量上下调校，可以通过支撑轨里外调校。
2.3.3圆柱型接近开关传感器动作原理
半高门到位开关为圆柱型接近开关传感器，由到位开关和挡片共同动作。传感器固定在滑动门地坎固定件下部，挡片安装在左右滑动门门脚处。挡片可以在门脚处通过安装孔余量上下和里外调校。
2.4 接近开关传感器电气原理
滑动门到位开关门体到位正常的情况，挡片运动到U型传感器中间，将传感器上下探头之间的光线隔断，从而接近开关接头3脚得到一个低电平信号。
应急门、端门接近开关在门体正常关闭的情况，推杆将锁座移动杆向上顶起，锁座移动杆靠近传感器，同时将传感器探头的光线隔断，从而接近开关接头3脚得到一个低电平信号。
当滑动门关门到位和应急门、端门关闭到位后，接近开关2脚和3脚共同发出电信号，经J3接头传递到DCU。DCU接收信号后反馈到安全回路（端门不接入安全回路），并通过CANBUS线收集状态信息。
3接近开关传感器故障的影响
3.1传感器检测过于灵敏会引起列车紧制和列车进出站
当滑动门、应急门发出未关闭信号时，整侧屏蔽门关闭锁紧信号会断开，关闭锁紧继电器无法吸合，无法发送关闭锁紧信号到信号ATP系统，将导致列车无法在站台区域移动和进出站。一般情况下，滑动门、应急门都具有隔离功能，传感器检测失常影响列车进出站的概率比较低，较为严重的是导致列车紧挚而造成列车晚点。
3.2传感器检测失灵会引起安全隐患
当滑动门、应急门传感器失灵，失去监控门体的能力，对乘客是一个安全隐患。由于站台人员密集，车站工作人员有限，不可能把控到每一个门体。当滑动门、应急门没有关闭到位，当站台发生推挤或者乘客注意力不集中就容易掉到轨道而发生安全事故。
4接近开关传感器常见故障及建议
接近开关故障的主要分机械类和电气类。当接近传感器故障时，屏蔽门会伴随声光报警，门体蜂鸣器蜂鸣、门头灯闪烁，屏蔽门工控机显示门体状态打开状态，安全回路断开。
4.1机械类故障及建议
接近开关传感器会受门体振动和门机粉尘的影响。门体振动包括了轨道传递到站台的振动和隧道活塞风导致门体的振动。虽然屏蔽门门机内部具有密封保护，但是因为屏蔽门是用来隔绝车站站台和区间隧道的，所以区间粉尘不可避免地逐渐积聚在屏蔽门设备上。基于接近开关工作原理是通过光线的阻断来实现的，因此挡片不到位、传感器积尘过多均会导致工作失效，发生故障。
由于门体振动，特别是对应轨顶轨底风口的门体，其晃动较大，为避免传感器与档片间干涉，建议移动杆或挡片与传感器的距离控制在1.2mm-1.5mm，此时误动作概率较低。滑动门到位开关挡片可以通过螺丝孔余量调整上下和内外位置，合理调校间距。应急门、端门接近开关可以通过传感器固定片螺丝孔余量调整上下和内外位置，合理调校间距。
另外，对于应急门使用频率低，容易积灰的情况，建议加强门体的周期保养，周期长度为在一个月内，定期除尘并操作开关进行测试。同时建议进行门机梁密封情况的检查，保证门机梁内部环境良好。
4.2电气类故障及建议
由于屏蔽门内外部存在温差会产生冷凝水和地铁土建渗漏水原因，导致门机内部环境较为潮湿，加之受粉尘的影响，接近开关传感器接头以及线路容易发生短路和接触不良故障。
车站冷凝水和渗漏水容易导致接头短路。冷凝水容易产生在盖板内侧，考虑到冷凝水产生原因，对于门机梁内部尽量保持空气干燥，保养作业完成后要检查盖板是否关闭锁紧，同时应正确开关盖板，以免蓋板变形露出缝隙。渗漏水容易从盖板外部渗到门机梁内部，因此盖板材质要求耐腐蚀且密封性能良好。周期保养时建议加强对各接头和线路的检查，保持清洁干燥。
车站振动和粉尘容易导致插接件松脱，建议保养过程重点检查，将松脱的线鼻子拨出并将接头用钳子压紧再重新接回。当故障发生时，可通过检查回路电压是否在正常范围内来判断故障点。
结束语
综上所述，地铁屏蔽门系统直接影响列车运行和乘客的乘车安全，而屏蔽门门体的开关传感器是把控安全的基础。在保证正常监测前提下，降低传感器的故障率和误报率，能有效的提高地铁的安全和服务质量。
参考文献
[1] GB50157-2003 地铁设计规范[S].2003.
[2] GB50490-2009城市轨道交通技术规范[S]. 2009.
[3] CJ/T236-2006城市轨道交通站台屏蔽门[S]. 2006.
[4] 杨丽杰.地铁屏蔽门系统技术浅谈[J].铁道机车车辆，2002（2）：29-31.
关键词：地铁；屏蔽门；接近开关传感器
1概述
随着轨道交通行业的快速发展以及轨道交通事故的频繁发生，屏蔽门系统已逐渐在各城市地铁普及开来。
屏蔽门系统由门体、电源系统、驱动系统、控制系统、网络监控系统等组成。安装在地铁站台，将站台区间和隧道区域隔离开来，有利于节约车站空调系统运行的能耗，减少区间粉尘、噪音对车站的影响。同时，更好的保护乘客，防止掉入轨道。屏蔽门系统应用接近开关来检测各类门体的开启和关闭，尽量减少站台周围的安全风险。
安全回路是屏蔽门控制系统的核心，接近开关传感器是安全回路的重要组成部分。每档门体的检测开关都串联到安全回路当中，滑动门、应急门关闭到位是安全回路导通的必要条件，所有门体关闭锁紧后，屏蔽门系统安全继电器把关闭锁紧信号传给信号ATP系统，列车方可正常进出车站。
2地铁屏蔽门接近开关传感器
2.1接近开关传感器的选型
方形接近开关传感器
方形接近开关选用松下方形CX-6型接近传感器（GX-F15A型号）。最大工作距离为5mm，稳定检测范围在0-4.2mm。NPN开路集电极晶体管低电平输出，输出动作接近时ON。
凹槽型接近开关传感器
凹槽型接近开关选用欧姆龙凹槽型接近传感器（EE-SPX303N型号）。检测距离为13mm，标准检查物体2.2×0.5mm以上不透明物体。NPN开路集电极晶体管低电平输出，输出动作遮光时ON。
圆柱型接近开关传感器
圆柱型接近开关选用欧姆龙圆柱型接近传感器（E2E-X5E1型号）。检测距离为5mm。NPN开路集电极晶体管低电平输出，输出动作接近时ON。
2.2接近开关传感器安装位置
屏蔽门接近开关传感器设置共有五处，左滑动门到位开关（DL）、右滑动门到位开关（DR）、左应急门接近开关（EED1）、右应急接近开关（EED2）、端门接近开关（MSD）。基于对传感器检测效果和成本的综合考虑，左右滑动门到位开关分别安装在电磁闸锁的两旁。左右应急门接近开关安装在两个应急门对上的门机梁中部位置。端门接近开关安装在端门右上方对上的门机梁。
2.3接近开关传感器动作原理
2.3.1方形接近开关传感器动作原理
应急门、端门接近开关相同，为一个方形接近开关传感器，由接近开关和感应铁块共同动作。传感器固定在门机梁上，安装完毕后日常故障检修通过固定螺丝余量上下调校。垫片及感应铁块安装在应急门及端门对上的门机梁上。
2.3.2凹槽型接近开关传感器动作原理
滑动门到位开关为凹槽型接近开关传感器，由到位开关和挡片共同动作。传感器固定在门机樑上，安装完毕后一般不再进行调整。挡片安装在滚轮支撑轨上，挡片可以在支撑轨通过安装孔余量上下调校，可以通过支撑轨里外调校。
2.3.3圆柱型接近开关传感器动作原理
半高门到位开关为圆柱型接近开关传感器，由到位开关和挡片共同动作。传感器固定在滑动门地坎固定件下部，挡片安装在左右滑动门门脚处。挡片可以在门脚处通过安装孔余量上下和里外调校。
2.4 接近开关传感器电气原理
滑动门到位开关门体到位正常的情况，挡片运动到U型传感器中间，将传感器上下探头之间的光线隔断，从而接近开关接头3脚得到一个低电平信号。
应急门、端门接近开关在门体正常关闭的情况，推杆将锁座移动杆向上顶起，锁座移动杆靠近传感器，同时将传感器探头的光线隔断，从而接近开关接头3脚得到一个低电平信号。
当滑动门关门到位和应急门、端门关闭到位后，接近开关2脚和3脚共同发出电信号，经J3接头传递到DCU。DCU接收信号后反馈到安全回路（端门不接入安全回路），并通过CANBUS线收集状态信息。
3接近开关传感器故障的影响
3.1传感器检测过于灵敏会引起列车紧制和列车进出站
当滑动门、应急门发出未关闭信号时，整侧屏蔽门关闭锁紧信号会断开，关闭锁紧继电器无法吸合，无法发送关闭锁紧信号到信号ATP系统，将导致列车无法在站台区域移动和进出站。一般情况下，滑动门、应急门都具有隔离功能，传感器检测失常影响列车进出站的概率比较低，较为严重的是导致列车紧挚而造成列车晚点。
3.2传感器检测失灵会引起安全隐患
当滑动门、应急门传感器失灵，失去监控门体的能力，对乘客是一个安全隐患。由于站台人员密集，车站工作人员有限，不可能把控到每一个门体。当滑动门、应急门没有关闭到位，当站台发生推挤或者乘客注意力不集中就容易掉到轨道而发生安全事故。
4接近开关传感器常见故障及建议
接近开关故障的主要分机械类和电气类。当接近传感器故障时，屏蔽门会伴随声光报警，门体蜂鸣器蜂鸣、门头灯闪烁，屏蔽门工控机显示门体状态打开状态，安全回路断开。
4.1机械类故障及建议
接近开关传感器会受门体振动和门机粉尘的影响。门体振动包括了轨道传递到站台的振动和隧道活塞风导致门体的振动。虽然屏蔽门门机内部具有密封保护，但是因为屏蔽门是用来隔绝车站站台和区间隧道的，所以区间粉尘不可避免地逐渐积聚在屏蔽门设备上。基于接近开关工作原理是通过光线的阻断来实现的，因此挡片不到位、传感器积尘过多均会导致工作失效，发生故障。
由于门体振动，特别是对应轨顶轨底风口的门体，其晃动较大，为避免传感器与档片间干涉，建议移动杆或挡片与传感器的距离控制在1.2mm-1.5mm，此时误动作概率较低。滑动门到位开关挡片可以通过螺丝孔余量调整上下和内外位置，合理调校间距。应急门、端门接近开关可以通过传感器固定片螺丝孔余量调整上下和内外位置，合理调校间距。
另外，对于应急门使用频率低，容易积灰的情况，建议加强门体的周期保养，周期长度为在一个月内，定期除尘并操作开关进行测试。同时建议进行门机梁密封情况的检查，保证门机梁内部环境良好。
4.2电气类故障及建议
由于屏蔽门内外部存在温差会产生冷凝水和地铁土建渗漏水原因，导致门机内部环境较为潮湿，加之受粉尘的影响，接近开关传感器接头以及线路容易发生短路和接触不良故障。
车站冷凝水和渗漏水容易导致接头短路。冷凝水容易产生在盖板内侧，考虑到冷凝水产生原因，对于门机梁内部尽量保持空气干燥，保养作业完成后要检查盖板是否关闭锁紧，同时应正确开关盖板，以免蓋板变形露出缝隙。渗漏水容易从盖板外部渗到门机梁内部，因此盖板材质要求耐腐蚀且密封性能良好。周期保养时建议加强对各接头和线路的检查，保持清洁干燥。
车站振动和粉尘容易导致插接件松脱，建议保养过程重点检查，将松脱的线鼻子拨出并将接头用钳子压紧再重新接回。当故障发生时，可通过检查回路电压是否在正常范围内来判断故障点。
结束语
综上所述，地铁屏蔽门系统直接影响列车运行和乘客的乘车安全，而屏蔽门门体的开关传感器是把控安全的基础。在保证正常监测前提下，降低传感器的故障率和误报率，能有效的提高地铁的安全和服务质量。
参考文献
[1] GB50157-2003 地铁设计规范[S].2003.
[2] GB50490-2009城市轨道交通技术规范[S]. 2009.
[3] CJ/T236-2006城市轨道交通站台屏蔽门[S]. 2006.
[4] 杨丽杰.地铁屏蔽门系统技术浅谈[J].铁道机车车辆，2002（2）：29-31.