1．引言
深圳地鐵二期工程共配備3臺(tái)ZAGRO公鐵兩用車,，其中1臺(tái)公鐵兩用車在單機(jī)調(diào)試運(yùn)行中發(fā)生脫軌事件，該事件已導(dǎo)致暫停ZAGRO公鐵兩用車牽引地鐵列車鏇輪作業(yè),。為了提高ZAGRO公鐵兩用車牽引地鐵車輛鏇輪作業(yè)及廠內(nèi)調(diào)車過程中的安全性及穩(wěn)定性,，我們采取了針對性的技術(shù)措施來控制公鐵兩用車脫軌問題，如新增鐵路控制模式程序以避免公鐵兩用車在軌道行駛過程中操作導(dǎo)向輪復(fù)位,、將所有限位開關(guān)并人設(shè)備系統(tǒng)閉環(huán)控制來監(jiān)控公鐵兩用車運(yùn)動(dòng)部件發(fā)生異常時(shí)系統(tǒng)能自動(dòng)報(bào)警提示操作人員等,，通過這些方法來彌補(bǔ)設(shè)備程序設(shè)計(jì)缺陷，提高設(shè)備運(yùn)行的安全穩(wěn)定性,。

2．原理介紹

2．1公鐵兩用車導(dǎo)向輪液壓系統(tǒng)工作原理
ZAGRO公鐵兩用車液壓系統(tǒng)用于控制四個(gè)導(dǎo)向輪下降與升起,，四個(gè)限位開關(guān)(sl、s2,、s3,、s4)分別監(jiān)控四個(gè)導(dǎo)向輪的位置狀態(tài)。多缸同步的整體油路圖見圖1,，它是由一個(gè)液壓泵給四個(gè)液壓缸供油,。




ZAGRO公鐵兩用車導(dǎo)向輪工作狀態(tài)的全過程要求與軌道平行，在公鐵兩用車行進(jìn)中導(dǎo)向輪輪緣與軌道產(chǎn)生摩擦,，此時(shí)必須有一定的措施才能保證導(dǎo)向輪具有一定的下壓力,。圖中四個(gè)蓄能器④就是完成這一功能，即保證公鐵兩用車在軌道行進(jìn)過程中,，導(dǎo)向輪受到外力作用時(shí),，蓄能器能使液壓缸具備一定的下壓力。

圖1所示回路的工作原理為：油液從液壓泵中打出流向兩位四通閥9,，溢流閥lO作為安全閥使用，安全壓力設(shè)定為80bar,；兩位四通閥9左側(cè)得電,，油液流向兩位兩通閥1、2,、3,、4，兩位兩通閥左側(cè)得電,，油液流向單向閥5,、6,、7、8,，控制液壓缸下降到與軌道平行,。系統(tǒng)壓力大于壓力開關(guān)1l、12設(shè)定值時(shí),，液壓泵停止供油,。兩位四通閥9右側(cè)為預(yù)留功能工位，手動(dòng)泵③作為緊急情況下手動(dòng)卸載系統(tǒng)壓力的元件,。

2．2 CR0020控制器
CAN總線控制ZAGRO公鐵兩用車選擇了CAN總線技術(shù)(詳見圖2),，




其具有以下優(yōu)點(diǎn)：
一是保證系統(tǒng)的安全性，車用通信協(xié)議可按周期性主動(dòng)發(fā)送,，發(fā)送周期可小于lOres,；
二是成本低于以太網(wǎng)等網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)；
三是CAN總線擁有一系列事故安全措施,。

通過遍布車身的傳感器(角度傳感器,、遙控器)，公鐵兩用車的各種狀態(tài)數(shù)據(jù)會(huì)被發(fā)送到CAN總線1上,，這些數(shù)據(jù)不會(huì)指定唯一的接收者,，凡是需要這些數(shù)據(jù)的接收端都可以從“總線”上讀取需要的信息。CAN總線2用于連接驅(qū)動(dòng)控制單元,、顯示器等數(shù)據(jù)傳輸,。

CAN總線的傳輸數(shù)據(jù)非常快,，可以達(dá)到每秒傳輸500bytes有效數(shù)據(jù),，這樣可以有效保證數(shù)據(jù)的實(shí)效性和準(zhǔn)確性。在對公鐵兩用車技術(shù)改進(jìn)中,，MOELLER控制器作為工業(yè)設(shè)備連接到CAN接口構(gòu)成網(wǎng)絡(luò),。

3．典型案例分析
典型案例：2011年9月，ZAGRO公鐵兩用車在調(diào)試過程中于塘朗車輛段鏇輪庫發(fā)生脫軌事件,。對現(xiàn)場拍照的圖片和軌道摩擦痕跡進(jìn)行分析,，現(xiàn)場前后4個(gè)導(dǎo)向輪已收起，鋼軌劃痕留下驅(qū)動(dòng)輪橡膠殘留物及公鐵兩用車底盤與鋼軌摩擦的黃色油漆,，未留下導(dǎo)向輪與鋼軌間的刮痕,，此事件的真正原因已通過實(shí)驗(yàn)得出定論，脫軌具體原因分析如下：公鐵兩用車調(diào)試期間因現(xiàn)場多人輪換操作,，下一個(gè)操作人員啟動(dòng)公鐵兩用車前,，未確認(rèn)導(dǎo)向輪狀態(tài)，根據(jù)脫軌現(xiàn)場四個(gè)驅(qū)動(dòng)輪處于公路行駛狀態(tài)及軌道摩擦痕跡,，判定公鐵兩用車脫軌是由前一個(gè)操作人員提前將導(dǎo)向輪復(fù)位引起,。通過實(shí)驗(yàn)分析,，操作人員提前將導(dǎo)向輪升起復(fù)位，公鐵兩用車亦可在軌道上繼續(xù)行進(jìn),，出現(xiàn)此情況,，系統(tǒng)無報(bào)警提示，直接導(dǎo)致脫軌情況的發(fā)生,。

從技術(shù)角度分析,，公鐵兩用車控制程序存在嚴(yán)重的技術(shù)設(shè)計(jì)缺陷，設(shè)計(jì)理念應(yīng)遵循“以人為本”的原則來避免人為失誤導(dǎo)致公鐵兩用車出軌,。

4．解決方案

4．1 調(diào)整導(dǎo)向輪限位開關(guān)位置
將4個(gè)導(dǎo)向輪限位開關(guān)往軌面方向移動(dòng)15mm,，減少導(dǎo)向輪運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)擋塊至限位開關(guān)的距離，提高導(dǎo)向輪運(yùn)行的可靠性,。

4．2 新增控制程序

4．2．1設(shè)計(jì)思路
由于供貨商未提供CR0020控制器程序讀出與寫人工具,，因此，現(xiàn)無法更改其控制程序,。我們通過增設(shè)MOLELLER(EASY820)PLC,，新增鐵路模式、鏇輪模式允許動(dòng)車控制程序,，將車體上所有限位開關(guān)納入閉環(huán)控制,，實(shí)現(xiàn)公鐵兩用車在不同運(yùn)行模式之間的安全轉(zhuǎn)換及報(bào)警提醒功能。

4．2．2 PLC的I／O分配表



5．程序改進(jìn)前后效果對比分析
公鐵兩用車未改進(jìn)前的設(shè)備狀態(tài)在第3部分案例分析中已詳細(xì)分析,，其主要存在的設(shè)計(jì)缺陷是公鐵兩用車在軌道上行駛時(shí),，導(dǎo)向輪因各種原因復(fù)位后，系統(tǒng)無報(bào)警提示,。特別是在長距離調(diào)車中,，操作人員難以觀察到導(dǎo)向輪的狀態(tài)。程序改進(jìn)后,，現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)證明,，公鐵兩用車在軌道上行駛前，將模式控制鑰匙開關(guān)旋轉(zhuǎn)到鐵路控制模式位,，在此模式下運(yùn)行,，只要出現(xiàn)1個(gè)或多個(gè)導(dǎo)向輪運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)擋塊觸發(fā)到相應(yīng)的限位開關(guān)，系統(tǒng)自動(dòng)發(fā)出響亮的報(bào)警聲,，此時(shí),，操作人員需對公鐵兩用車進(jìn)行故障確認(rèn)方可進(jìn)行動(dòng)車作業(yè)。程序改進(jìn)中還新增公路模式,、鐵路模式,、鏇輪模式三種不同控制模式的警示燈顏色,，操作人員可根據(jù)警示燈的顏色確定公鐵兩用車處于何種控制模式,，此功能對于操作人員在長距離調(diào)車中觀察設(shè)備狀態(tài)尤為重要,。

6．結(jié)束語
公鐵兩用車在軌道上行進(jìn)，設(shè)備狀態(tài),、人為操作,、外界因素均可能導(dǎo)致公鐵兩用車出軌。對于ZAGRO公鐵兩用車控制程序不完善的問題,，改進(jìn)控制程序是關(guān)鍵,，今后還需不斷完善操作規(guī)程及加強(qiáng)操作人員的管理和培訓(xùn)。事實(shí)證明,，通過改進(jìn)控制程序的措施已可保證ZAGRO公鐵兩用車在軌道上安全運(yùn)行,。

參考文獻(xiàn)
[1]操作指南ZAGIkO E-MAXI 80154．供貨商Hegenscheidt技術(shù)文件，2011
[2]Operating／Maintenance Manual ZAGRO E—MAXI 80155．供貨商Hegenscheidt技術(shù)文件,，201 1

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