摘要：宁波轨道交通1号线采用RGH30C系列钢轨打磨车（以下简称“RGH30C系列打磨车”），是美国HARSCO公司研发生产的一款适用于打磨地铁隧道及小半径曲线钢轨的车型，它由3节10头打磨车组成，能够为正线、道岔的钢轨顶面及内外轨进行打磨，主要负责降低钢轨表面缺陷，消除潜在病害，维持钢轨正常廓形。由于地铁打磨施工频繁，且打磨过程中环境较为恶劣，空气中充满了铁屑和尘埃，空压机提供的压缩空气需要依次通过水分离滤芯、通用滤芯、聚合滤芯和空气干燥器干燥颗粒进行过滤和干燥，其中空气过滤干燥控制板（以下简称“控制板”）需要对空气滤清器和空气干燥器进行自排放控制，已延长空气滤清器和空气干燥器的使用寿命，若在这过程中出现故障将直接影响着车辆后续用风设备的使用寿命。因此本文将对水分离滤芯、通用滤芯、聚合滤芯、空气干燥器的作用及控制方式进行一些简单介绍，并针对此类故障提供一些技改方案并加以说明。
关键词：空气 过滤 干燥 控制板 技术改造
1钢轨打磨车空气过滤干燥概述
RGH30C系列打磨车采用的是水分离滤清器、通用滤清器、聚合滤清器和空气干燥器（见图1）对压缩空气进行过滤和干燥。压缩空气依次通过水分离器初步分离，再通过通用滤清器对压缩空气内的杂质进行初步分离，之后通过聚合滤芯将空气中的剩余杂质进行吸附聚集，最后通过空气干燥器对压缩空气进行深度干燥。其中空气干燥器是常用的风源干燥设备，此设备的应用能够有效降低压缩空气中的水分含量，缓解用风设备长期处于大湿度的环境中，延长用风设备的使用周期。其原理是通过气体压力变化来达到干燥剂的干燥效果。由于空气容纳水汽的能力与压力成反比，湿润的压缩空气进入塔1干燥后大部分通过空气出口去往总风缸，一部分空气（称为再生气）大约15%通过节流阀减压膨胀至大气压，这种压力变化使膨胀空气变得更干燥，然后让它流过未接通气流的需再生的干燥剂层（即已吸收足够水汽的空气干燥器塔2），从中吸出水份，并通过塔2的排气阀将其带出空气干燥器来达到脱湿的目的；其电气控制是控制板发出电指令信号一方面控制3个空气滤清器进行自排放，另一方面控制空气干燥器进气控制阀和排气阀的动作，使两塔循环工作，连续向总风缸提供干燥的压缩空气，最终为后续的用风设备提供干净稳定的风源。
图1
2设备情况
RGH30C系列打磨车在某次夜间打磨完成后回库检修，维修人员发现气动制动阀件无故动作不灵敏，并且阀件存在轻微漏风现象，拆解阀件后发现管路内部水汽严重，且阀件内部空腔有乳化物，通过排查发现控制板处于失电状态，且控制板前端输入电源空开跳断，在手动闭合空开后，空开再次跳断。检查输入电源线，未发现有短路现象。随后用万用表测量控制板输入端发现内阻几乎为零，说明其内部电路已经发生短路，通过与其他同型号车的控制板对换后，发现空开不再跳断，空气滤清器和空气干燥器工作正常，由此判断出该车的控制板出现内部电路故障，从而造成空气滤清器无法自排，空气干燥器无法进行交替工作，长时间工作后空气滤清器过滤效果变差，空气干燥器内干燥颗粒表面逐步充满水分，并失去对压缩空气的干燥效果，最后造成用风管路内湿度增加，阀件空腔内乳化物聚集，造成阀件卡滞和漏风现象。
3处理过程
3.1设备普查 检查其他同型号车的控制板工作是否正常，对用风设备进行普查，更换不良阀件，并在以后的计划修过程中重点盯控控制板的工作状态。
3.2维修方案 采购原厂控制板进行更换。由于RGH30C系列打磨车除走行转向架和13B下作用式车钩为国产生产外，其余部件均为进口件，受成本制约，一般采用海路运输，直接采购最快到货需要2个月，价格动辄上万，且生产商出于技术保护，对此类控制板出厂时都做了封胶处理，维修人员在处理固胶的过程中，稍不留意就会破坏部分元件，形成不可逆的损伤，因此修复的难度较高。为了减少故障时间，保证RGH30C系列打磨车能够按计划完成正线打磨，我们针对控制板提出了技术改造方案。
4技改方案
方案计划选用plc工控板（以下简称“工控板”），其好处有以下几点：
可靠性高，抗干扰能力强。
系统的设计、建造工作量小，维护方便，容易改造。
体积小，重量轻，能耗低。
配套齐全，功能完善，适用性强。
最关键的一点是成本较低，易于采购。
为保证空气滤清器和空气干燥器在下次上电工作时能够继续完成之前的工作周期，为此我们选用了带有累积定时功能的工控板。方案中还设置了运行指示灯，且运行指示灯每2秒亮灭一次，主要目的是方便维修人员观察工控板是否工作，我们也在编程过程中加入了对应的程序。
4.1硬件的选择
通过与原控制板的尺寸、供电电源进行比较，我们选用了型号为FX1N-20MR的工控板。它的输出类型为继电输出，供电电源为DC24V，12点输入，8点输出，内存容量为8000步，编程可采用GX Developer或者GX Works2进行编程、下载、调试、监视。
4.2软件代码
通过空气进气控制阀和排气阀得电的周期时序进行软件编程：
0 LDI X000
1 OUT M1
2 LD MI
3 OUT T250 K1200
6 LD M1
7 ANI T250
8 OUT Y004
9 LD M1
10 AND T250
11 OUT Y006
12 LD M1
13 OUT T251 K2400
16 LD M1
17 OUT T252 K900
20 LD M1
21 ANI T252
22 OUT Y007
23 LD M1
24 OUT T253 K1200
27 LD M1
28 AND T253
29 ANI T254
30 OUT Y005
31 LD M1
32 OUT T254 K2100
35 LD M1
36 AND T251
37 RST T250
39 RST T251
41 RST T252
43 RST T253
45 RST T254
47 LD M1
48 ANI T2
49 OUT T1 K10
52 ANI T1
53 OUT Y000
54 LD M1
55 AND T1
56 OUT T2 K10
59 LD M1
60 ANI T4
61 OUT T255 K600
64 ANI T255
65 OUT Y001
66 OUT Y002
67 OUT Y003
68 LD M1
69 AND T255
70 OUT T4 K20
73 LD M1
74 AND T4
75 RST T255
77 LD X000
78 RST T250
80 RST T251
82 RST T252
84 RST T253
86 RST T254
88 RST T255
90 END
4.3绘制技改后的电气接线图（见图2）
图2
4.4安装调试
将工控板安装至原控制板位置上，通过电气接线图（见图2）进行接线，安装完成后安排车辆上试车线进行动车调试，调试过程中人为控制RGH30C系列打磨车在试车线上模拟正线工作，主要进行打磨车在高速运行，低速全功率打磨，集尘及反吹，冲洗道床等情况下的稳定性测试。在调试过程中，为了能够直观了解到工控板的工作数据，我们还将电脑与工控板通过RS232进行数据连接，实时读取各个电磁阀的控制情况，测试结果未出现异常情况。
5结语
本文对RGH30C系列打磨车空气干燥器进行了介绍，同时针对控制板的故障情况和处理方案做了简要的叙述，在控制板的技术改造阶段中，我们做了长时间的静态稳定性检查，最后上车验证工况。通过这次技术改造，国内工控板完全有能力代替进口件控制空气干燥器。由此一来，公司能够大幅度降低备件成本，同时也减轻了维修人员的工作压力，减少打磨车的故障时间，可谓一举三得。
参考文献：
[1]HARSCO RAIL.RGH30 C1系统钢轨打磨车配件手册,2013.
论文作者:田学森,许瑞涛
论文发表刊物:《基层建设》2018年第18期
论文发表时间:2018/7/25
标签：干燥器论文; 控制板论文; 空气论文; 干燥论文; 钢轨论文; 压缩空气论文; 工控论文; 《基层建设》2018年第18期论文;