摘要：对轨道交通车辆司机控制器设备的形式，功能，输入输出类型，进行了详细介绍。同时对司机控制器在运营过程中容易出现的故障现象进行归纳分析，针对故障原因提出预防和解决的措施，对列车车辆功能选型，运营维护有借鉴及参考意义。
关键词：司机控制器，主控手柄
司机控制器是一种手动电气设备，用于机车唤醒、换向、调速的控制命令输入及输出，是控制车辆驾驶的核心设备，类似于汽车的钥匙启动，方向盘和挡位控制器。常见的高铁，普铁列车，司机控制器常安装于控制台面，部分有轨电车为便于司机频繁操作，会将其小型化，安装于驾驶座椅扶手，使司机在坐姿下便于操作。
司机控制器的钥匙开关，其主要作用为给列车控制回路通电，同时闭锁对侧司机控制器开启。列车两端的驾驶系统，只允许一端处于激活状态。常用的闭锁方式有两种，电磁机械闭锁或通过电气节点进行软件闭锁。钥匙开关常有两个位置：“开位”和“关位”。在锁具选型上，锁的可靠性是主要要求，锁直接影响到车辆的激活启动。目前大部分司机控制器均为合资品牌，采用IKON或KABA品牌的安全锁。这类锁具其特点是强度高，精度好，缺点是锁具精密，当频繁使用钥匙插拔发生钥匙磨损或形变，则开启不畅。为解决这一矛盾，衍生出两种解决思路，1）定制锁具和钥匙；2）将常规锁具进行改造，尽保留2—3个弹簧弹子。经验证，两种方式均有较好效果，在国内列车上均有使用。
司机控制器的另一核心设备为“方向开关“，其主要功能是控制列车的行进方向，有“向前”，“向后”，和“0挡”共三个位置。其输出信号为节点信号。司机控制器的，钥匙开关，方向手柄，和调速手柄三者之间存在闭锁关系。其闭锁关系如下。
1）当且仅当方向开关位于“0档”，方可操作调速主控手柄。
2）当且仅当钥匙开关位于“开位”，方可操作方向手柄。
3）当且仅当主控手柄位于“0档“，方可操作方向手柄。
司机控制器的另一个核心设备为“主控手柄“，主控手柄的有4个输出区域：“牵引区“、”惰行区“、”制动区“、”快速制动区“。
1）牵引区：有极输出，手柄在不同位置对应不同的牵引力。最大角度对应最大牵引力，最小角度对应最小牵引力。
2）惰行区：无级输出，在该位置输出型号唯一。
3）制动区：有极输出，手柄在不同位置对应不同的制动力。最大角度对应最大制动力，最小角度对应最小制动力。
4）快速制动区：无极输出，为节点信号，用于紧急情况下的快速制动，启动车辆最大的制动能力。
主控手柄的输出信号模式有2种。一种是通过主控手柄带动滑动变阻器，通过滑动变阻器的分压原理输出3——8V（项目不同有差异）的直流电压。另一种是通过角度传感器，输出电压或电流信号。角度传感器是一种新型的电子模拟量输出设备。其原理是通过磁场感应并通过程序控制方式输出模拟信号，其特点是有源器件，带载能力强，其输出曲线通过软件编程设置，其输出特性可进行定制化设计。根据器件选型不同，其输出模式有电压输出，也有电流输出。
随着自动化程度的提高，牵制制动系统对输入信号的类型有不同需求，出现输出占空比的方波信号，以及格雷码的数值输出信号。占空比及格雷码均为多级可平滑过渡的数字信号。其优点是可降低模拟信号输出受外部干扰的影响。
在输出占空比信号及格雷码信号时，有两种方案，其一在司机控制器就近位置安装编码器，司机控制器依旧输出电压或电流的模拟信号，通过编码器的转换功能进行信号的转换。另一种方案是选用集成式的格雷码传感器或占空比信号输出的传感器。
司机控制器输出触点的选型：常用的控制触点为德国沙尔特保的S826其额定电流为0.5A，具有一对长开一对常闭的辅助开关，随着负载电流的增大，以及触点容量要求，部分选用S800型号，其额定电流为1A。
司机控制器辅助触点的电气连接线，少则30多根，多则60根。为便于设备装配及模块化组装，司机控制器设备采用航空插头的对外连接方式。考虑触点接触的可靠性，所选触针均为铜镀金材质，防止氧化导致接触不良。
司机控制器在运行过程中常见的故障有以下4类。
1、机械故障。活动部件卡滞，锁，方向手柄与主控手柄和锁的闭锁卡滞。原因为锁具磨损，或机械闭锁出现卡滞，手柄未完全到位。可辅助手动将操作部件扳动到位，进行操作，待车辆回库后进行维修保养。
2、模拟量自身输出故障。所选用电位计由于磨损，或质量差的电位计接触不良造成输出电压中断或偏差较大。避免措施为选用优质电位计，或在出现磨损后及时更换。
3、模拟量输出受外界干扰引发失真。由于车辆的电气环节复杂，特别是通风风机及空调功率大，电能干扰大，输出电缆受电磁干扰导致信号叠加偏差。造成的原因为，布线不合理，节点抗干扰能力差，电磁防护不到位。处理办法为对干扰源电缆进行屏蔽处理，或对司机控制器布线进行屏蔽处理。
4、触点粘联，导致信号错误。该类故障发生概率低，但也时有发生。发生原因是辅助开关拉弧导致触点粘联。预防处理措施为对辅助开关增加吹弧罩，通过磁场作用让燃弧在磁推力作用下便宜灭弧。对发生粘联的辅助开关即使恢复正常工作，也应及时进行更换，因为触点已经损伤，再次故障率增高。
结语
通过对司机控制器功能，选型及故障类型进行分析，对新线车辆功能需求的提出，司机控制器的选型和运营维护具有借鉴意义。
参考文献：
[1]薛莲敏 符建民 3型车司机控制器工作原理及改进 中国新技术新产品2017 NO.02（上）
论文作者:边少佳，陈腾
论文发表刊物:《当代电力文化》2019年第7期
论文发表时间:2019/8/27
标签：控制器论文; 司机论文; 手柄论文; 信号论文; 触点论文; 钥匙论文; 故障论文; 《当代电力文化》2019年第7期论文;