地铁车辆火警系统检测器的研究与开发

李宇波

摘要：本文阐述了在深圳地铁列车火灾报警系统板件的实际维修过程中，为了实现对火灾报警板、烟雾传感器、温度传感器状态及功能做出快速有效的判断，实现在车下检测及自主维修，成功研究及开发出火警系统检测器的过程。为以后在火灾报警系统备件方面的质量卡控、备件验收、功能检测、故障维修提供一个方便快捷的离线平台。

关键词：火警控制单元；火灾报警控制器；地铁火警

1概述

随着地铁车辆运行年限的积累，电子板件的老化现象日益严重，火警控制单元的故障率也是不断上升。火警控制单元是列车辅助系统部件，它是整个列车内火灾事故的检测控制中心，系统发生故障时，误报警可直接导致列车鸣笛并影响司机行车，造成司机恐慌；事故时无报警又会影响事故处理时间，增加不必要的损失，让事故扩大化。因无专业检测设备，火警控制器的故障维修、质量卡控等工作非常困难，采用委外维修不但成本高昂且维修周期长，备件周转存在严重问题，故研制测试设备与实现自主维修是目前面临的一项重要课题。

2火灾报警板的分析

2.1电路原理

火灾报警板是英国凯德公司生产的产品，目前市场上没有发现此型号火灾报警测试设备，设备厂家也没有提供原理图纸，给备件状态的判断和维修带来一定困难。

通过测量与分析，了解到火灾报警板的工作原理。DC110V电源经过逆变模块变换后得到一个稳定的24V电压，然后串联一个较大阻值的电阻，与负载构成一个分压式电路，再将负载端电位与已整定好的电压进行比较，从而知道负载端电位状态。负载的变化一共有三个状态，一个是开路状态，一个是工作状态，还有一个就是报警状态。当温度（或烟雾）传感器检测到超过相应的物质浓度存在量时，阻抗就会变低，电位就会被拉低，比较器就会判断并通过继电器输出报警信号。从而给操作人员提供警示和事故处理功能（列车上是触发鸣笛功能）。

2.2电路结构

在火灾报警板结构分析过程中，没有图纸是一个比较大的障碍，但通过线路板实际分析，我们知道了它基本的结构，电路有一个电源，两个电压比较通道，每个通道有两个继电器输出，有一个系统使能继电器。

2.3接口分析

根据图纸及火灾报警板实际电路，得知了其Z02、B04脚为DC110V电源输入，B10、D10、Z10、B12、D12、Z12、B14、D14、Z14、B16、D16、Z16、B18、D18、Z18脚为状态继电器触点输出，其中B10、D10、Z10为系统继电器，上电即得电。电路分两个通道，每个通道有两个继电器，一个是工作状态，一个是故障状态。所以可以直接在接口取用这些板件引脚，可以为制作测试工装带来方便。

3火灾报警检测器的制作

3.1材料准备

由于急需对火灾报警板板件维修和测试，故对此次工装制作没有很充分的准备，但一个外壳、一块AC220V/DC110V电源转换板、一个专用插口是必须的，加上若干的指示灯、按钮、线材等，也就能动工制作此工装了。

3.2测试工装制作

根据火灾报警板的内部电路，要想判断其是否存在故障，首先就要给所测试的板件送上合适的电源，取得其负载检测点电位、整定的电压值、存在检测物时负载的阻抗，还有继电器的所有触点通断的判断等，然后设计模拟板件在各种状态下的工作情况，最后将其各种信息用指示灯显示出来，测试工装电路设计见图1：

图1火警控制系统测试器设计图

在材料和原理图准备好后，将塑料外壳进行了合理的设计，再经过一系列手工制作，将所有组件按部就班，参照所设计的线路连接好，火灾报警测试工装就制作好了。

3.3测试工装调试

然后就是工装调试，将火灾报警控制器的功能测试调试良好，保证功能判断标准合适，按钮安装、操作方便。整体调试工作比较简单，因采用的是发光二极管来作指示灯，要串联电阻来限制信号电源的电流，所以需要计算电阻值的大小。再有就是对比测试不同负载数量时电位变化，换算出烟雾（温度）传感器发生故障时的阻抗大小，来选取模拟电阻。

火灾报警测试工装在调试后，达到了当初设计和制作目的，实现了以下几项功能：可以直观显示火警板的工作状态；可以模拟火警板的报警状态；可以测试温度（烟雾）传感器的状态；可以直观显示火警板系统继电器及报警继电器触点好坏。

最后编写操作说明书，主要内容有工装的主要技术参数、安全注意事项、功能介绍、操作指导及维修图纸等。

3.4测试工装的操作

3.4.1火警板测试操作

确认本工装电源开关、通道选择、工作状态、故障模拟按钮处于弹起位置，插好火警板。

接上220V交流电源，按下电源开关，电源指示灯亮；按下工作状态按钮，面板7k21、7k23指示灯亮；按下故障模拟按钮（长按），面板7k23指示灯灭；按下通道选择按钮，面板7k22、7k24指示灯亮；按下故障模拟按钮（长按），面板7k24指示灯灭。

3.4.2温度（烟雾）传感器测试操作

确认本工装电源开关、通道选择、工作状态、故障模拟按钮处于弹起位置，插好确认已性能良好的火警板备件。

接上220V交流电源，按下电源开关，电源指示灯亮；按下工作状态按钮，面板7k21、7k23指示灯亮；装好温度（烟雾）传感器，往温度（烟雾）传感器加温（吹烟），等待数秒，传感器报警指示灯亮，面板7k23指示灯灭，温度（烟雾）传感器性能良好。

3.5测试工装实际运用

在没有此工装前，板件的维修工作基本无法展开，因为不知道板件的现有状态是怎样，故障现象时什么，而通过这个工装可以直观的用指示灯显示板件或传感器的大部分故障。

目前利用此工装已成功火灾报警板自主维修，同时也实现了对列车火警系统报警板及温度（烟雾）传感器的车下测试与维修，为报警板及温度（烟雾）传感器的上车质量把关、到货验收、功能测试、原理培训、备件维修等领域起到了重要的作用。

4火灾报警检测器存在不足与后续改进

由于初次制作此个测试工装，经验有限，加上制作费用缺乏，所以存在一定外观缺陷，电路方面也是因工装外壳受到限制，两个通道需要分开单独测试，给操作者带来一定麻烦，我们想在以后的改进中，将两个通道可以同时测量，必进一步简化操作。

其他车型的火灾报警系统也即将到维修期，希望在下一步的工作中，借鉴此次测试工装的制作，扩展工装的测试功能，不断深入对其他型号火警系统板的测试与维修工作。

5结束语

在本次工装制作、板件维修及论文写作中，得到了同事们的大力支持与帮助，在此一并表示衷心感谢。因论文写作水平有限，错漏之处在所难免，希望各位同事及同行多多提出指点和建议。

参考文献：

[1]深圳地铁岗位培训系列教材电气原理图汇编（第五册、上）