CN108872844B

CN108872844B - 一种接触器状态判断方法

Info

Publication number: CN108872844B
Application number: CN201810729556.2A
Authority: CN
Inventors: 李潇; 李海云
Original assignee: Shijiazhuang Guoxiang Transportation Equipment Co Ltd
Current assignee: Shijiazhuang Guoxiang Transportation Equipment Co Ltd
Priority date: 2018-07-05
Filing date: 2018-07-05
Publication date: 2020-07-28
Anticipated expiration: 2038-07-05
Also published as: CN108872844A

Abstract

一种接触器状态判断方法，涉及电气控制领域，尤其涉及轨道车辆上空调系统中接触器闭合状态的判断方法。本发明通过判断经过辅助触头的电流信号来判断接触器的闭合状态，通过精确控制第一次电流检测时间，重复断开、闭合接触器以消除辅助触头上的氧化膜的影响等技术手段，大大减少了误报，保证了空调机组在正常状态下的使用，进而保证了旅客的舒适度。

Description

一种接触器状态判断方法

技术领域

本发明涉及电气控制领域，尤其涉及轨道车辆上空调系统中接触器闭合状态的判断方法。

背景技术

接触器控制轨道车辆上空调系统各部件供电线路的闭合与断开，空调中的部件包括风机、压缩机、电加热器等。当需要部件工作时，空调控制器向对应的接触器发出吸合信号，接触器中的主触头和辅助触头同时吸合；控制器判断需要部件停止工作时，空调控制器向对应的接触器发出断开信号，接触器中的主触头和辅助触头同时断开。

主触头用于线路的控制，吸合后闭合供电线路，部件开始工作；辅助触头用于检测接触器的状态，由于在辅助触头两端施加有电压，辅助触头吸合后，会有电流通过，光耦检测该电流，判断接触器的闭合状态。如果空调控制器已经发出吸合信号，但没有检测到通过辅助触头的电流，则认为接触器没有吸合，空调控制器会发出故障告警并锁死该接触器。

在空调实际运行中，经常发生误报的情况，即接触器按照空调控制器的指令已经吸合，空调部件正常供电运行，但空调控制器检测不到通过辅助触头的电流，造成误报，进而空调停机，给旅客造成不便。

经过申请人长时间的探究，发现造成误报主要有以下两个原因：

1、空调控制器发出吸合信号与检测电流的时间间隔太短。

空调控制器发出吸合信号后，执行机构响应命令完成动作需要一定的时间，如果在执行机构完成动作之前，即接触器还没有吸合之前，辅助触头还没有电流通过，这时候如果检测电流来判断接触器的吸合状态，肯定会造成误报。

2、辅助触头的氧化问题。

轨道车辆上的空调运行有区域性和季节性特点，如在10月到次年的4月份，北方大部分地区没有制冷需求，因此空调压缩机长期不运行，对应的接触器长期处于断开状态，辅助触头的触点上会形成氧化膜，导致接触电阻过大，电流检测不正常。另外，在潮湿地区，短时间的停运，车辆入库，也会造成辅助触头的触点上形成氧化膜。

目前，判断接触器故障的技术方案主要集中在主触头的粘连问题上，对上述辅助触头的问题还没有解决方案。

解决第1个问题的方案是向接触器发出指令后等待一段时间再检测电流值，如中国专利申请CN 106019065 A所披露。但所述申请是断开接触器后检测压缩机电流，并且并没有弄清楚为什么要等待一段时间，只给出了等待5秒和8秒的实施例。

针对第2个问题，只是建议经常检查触头情况，人工擦拭，去掉氧化膜。

发明内容

本发明的目的，是提供一种克服上述缺陷的接触器状态检测方法，杜绝或减少误报。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种接触器状态判断方法，由空调控制器完成。空调控制器中设置故障计数器，空调控制器向接触器发出闭合信号后，执行的步骤包括：

步骤A、记录发出闭合信号的时间T1，

步骤B、如果空调控制器向接触器发送断开信号，结束，

步骤C、每过t2时间检测通过接触器辅助触头的电流，

步骤D、如果检测到电流，故障计数器清0，执行步骤B，否则执行步骤E，

步骤E、如果当前时间距T1小于t3，执行步骤B，否则执行步骤F，

步骤F、故障处理执行以下步骤：

步骤F1、故障计数器加1，如果故障计数器小于5，空调控制器断开接触器，等待T秒后，向接触器发出闭合信号，转到步骤A；如果故障计数器等于5，故障计数器清0，执行步骤F2，

步骤F2、记录故障，

步骤F3、空调控制器断开并锁死该接触器，结束。

本发明主要解决两个问题：

1、电流开始采样时间的确定。

2、避免辅助触头由于氧化而引起的误报。

空调控制器发出吸合信号后，接触器响应命令完成吸合动作需要一定的时间，如果在此之前检测通过辅助触头的电流则会出现检测不到的情况。

简单的方法是空调控制器发出吸合信号后，经过足够的时间再检测电流信号，如t3设置为2秒，这样就解决了上述第一个问题。

采用简单的方式，如果t3设置太小，会出现接触器还没有吸合就考试检测；设置太大，会造成检测不及时。

因此，进一步地，设Δt为空调控制器发送闭合信号到接触器闭合的时间间隔，t3大于等于Δt+t2。

空调控制器发出闭合信号后，经Δt接触器吸合，这时，应该有电流经过辅助触头。但由于对电流是每经过t2定时主动检测，发出闭合信号经Δt的时间点不一定是监测时刻，因此，t3设置为大于等于Δt+t2。

接触器的主触头的接触面积比较大，且经过主触头的工作电流也比较大，因此，主触头上局部的氧化对主触头的导通影响不大。辅助触头上的氧化膜，通过重复断开、闭合动作可以清除一些，电流通过对清除氧化膜也有作用。可以使用加大通过辅助触头的电流来清除氧化膜，但过大的电流会引起光耦器件的发热，影响使用寿命，本发明中没有采取这种方式。

本发明解决第二个问题的思路是：通过重复几次断开、闭合动作，清除辅助触头上的氧化膜，使电流导通。

如果是误报的情况，则主触头已经闭合，空调部件已经正常运行。为了不影响空调部件的正常使用，在每次断开后，都等待一定时间再闭合。

有益效果：发明人仔细分析了接触器误报的情况，发现了误报的根本原因，并提出了解决方案。使用本发明提出的技术方案，能在接触器吸合后很快开始检测电流，杜绝了吸合前检测不到和延时过久的现象；在检测不到电流的情况下，通过接触器的重复动作，消除接触器辅助触头上形成氧化膜的影响，大大降低了故障误报，减少了误报引起的检修次数，保证了空调机组在正常状态下的使用，进而保证了旅客的舒适度。

附图说明

图1是接触器与空调控制器的连接示意图，

图2是本发明的流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步说明。

参看图1，接触器闭合时，控制器（即空调控制器）通过DO向接触器线圈送出信号，线圈得电带动主触头+辅助触头联动吸合，风机/压缩机等（M）得电运行，同时控制器输入光耦得电。控制器检测到输入光耦的电流，判断接触器吸合。

参看图2。空调控制器中设置故障计数器、采样计数器以及存储接触器每次运行状态的事件存储单元。空调控制器向接触器发出闭合信号后，在空调正常关机或检测到故障、锁死接触器期间，执行的步骤包括：

步骤A、记录发出闭合信号的时间T1。

步骤B、如果空调控制器向接触器发送断开信号，结束。

该步骤为空调正常停机，不是因故障停机，空调器在工作期间状态正常，此时记录正常状态。

步骤C、每过t2时间检测通过接触器辅助触头的电流。

空调控制器主动查询通过接触器辅助触头的电流，每过t2检测一次，在本实施例中t2设置为200毫秒。该检测一直持续，直至空调正常停机或因故障停机。

步骤D、如果检测到电流，故障计数器清0，采样计数器清0，执行步骤B，否则执行步骤E。

检测到电流，说明接触器闭合，工作正常。在此之前，有可能没有检测到电流，故障计数器不是0，这里将故障计数器清0。

步骤E、如果当前时间距T1小于t3，执行步骤B，否则执行步骤F。

这里确定电流开始采样的时间。

如果当前时间距空调控制器项接触器发出闭合信号的时间小于t3，则放弃未检测到电流的检测结果。

在试验中我们发现，不同的空调控制器和接触器，空调控制器向接触器发出闭合信号到接触器响应命令，完成闭合动作的间隔时间（Δt）是不同的。为了准确得出该时间间隔，本实施例中，将输入光耦的电流信号，经A/D转换后，连接到空调控制器中CPU的中断输入端口。空调控制器向接触器发送闭合信号的同时，记录当前时间ST；接触器闭合后，电流经过输入光耦，引起中断，记录中断发生时间IT，Δt=IT-ST。

t3大于等于Δt+t2。

步骤F、故障处理包括以下步骤。

故障处理的方法为：检测不到电流时，重复断开、闭合接触器。如果重复几次后仍未检测到电流，视为发生故障。由于检测到电流后就清0故障计数器，因此，认为故障发生的情况是：连续几次，空调控制器发出闭合信号后，从开始就检测不到电流。

步骤F0、采样计数器加1，如果采样计数器等于3，采样计数器清0，执行步骤F1，否则，执行步骤B。

上述为滤波步骤。连续3次检测不到电流信号，才认为有可能发生故障。采样计数器记录次数。

步骤F1、故障计数器加1，如果故障计数器小于5，空调控制器断开接触器，等待T秒后，向接触器发出闭合信号，转到步骤A；如果故障计数器等于5，故障计数器清0，执行步骤F2。

该步骤控制接触器闭合的次数。如果连续5次接触器断开、闭合动作后，都未检测到信号，则认为发生了故障。

等待时间T根据接触器连接的设备设定，接触器连接风机时T取6秒，接触器连接压缩机时T取180秒，接触器连接电加热时T取30秒。延迟后再闭合接触器是为了满足设备的要求。

步骤F2、记录故障，在事件存储单元中存储故障状态。

接触器（也代表空调）每次运行状态，有两个，正常和故障。

每次是指：1、从接触器闭合到正常断开；2、从接触器闭合到检测到上述故障。

正常的状态在步骤B中记录，即在事件存储单元中存储正常状态，故障状态在步骤F2中记录。

为了进一步减少误报，本发明还采用统计学所获得的规律：根据大量样本，如果正常状态的比例在样本中占绝大多数，则认为系统当前应该是正常状态，忽略本次故障。为此，执行以下步骤。

步骤F20、判断事件存储单元中存储的接触器状态数量，如果大于100，执行步骤F21，否则，执行步骤F3。

上述步骤是判断样本的数量，本实施例中，超过100个状态数量才做统计方面的判断。

步骤F21、计算事件存储单元中正常状态所占的百分比，如果所述百分比大于等于80%，执行步骤F22，否则，执行步骤F3。

本实施例中，正常状态的数量占总数的80%以上，认为符合统计学规律，设备还处于正常状态。

考虑到特殊情况：若连续两次出现故障状态，则认为接触器真正出现故障。下面步骤F22判断这种情况。

步骤F22、判断最近两次状态是否全部为故障，若是，执行步骤F3，否则，空调控制器断开接触器，等待T秒后，向接触器发出闭合信号，转到步骤A。

步骤F3、空调控制器断开并锁死该接触器，发出告警，结束。

所述事件存储单元容量为存储至少1000次接触器运行状态；所存的为最新状态，当存储容量已满，又有新的状态需要存储时，删除最早的状态。

Claims

1.一种接触器状态判断方法，其特征在于，空调控制器中设置故障计数器，空调控制器向接触器发出闭合信号后，执行的步骤包括：

步骤A、记录发出闭合信号的时间T1，

步骤B、如果空调控制器向接触器发送断开信号，结束，

步骤C、每过t2时间检测通过接触器辅助触头的电流，

步骤F、故障处理包括以下步骤：

步骤F2、记录故障，

步骤F3、空调控制器断开并锁死该接触器，结束。

2.根据权利要求1所述的判断方法，其特征在于，t2为200毫秒。

3.根据权利要求1所述的判断方法，其特征在于，设Δt为空调控制器发送闭合信号到接触器完成闭合动作的时间间隔，t3大于等于Δt+t2。

4.根据权利要求1所述的判断方法，其特征在于，步骤F1中的等待时间T根据接触器连接的设备设定，接触器连接风机时T取6秒，接触器连接压缩机时T取180秒，接触器连接电加热时T取30秒。

5.根据权利要求1所述的判断方法，其特征在于，空调控制器中设置采样计数器，在步骤F故障处理中，步骤F1前增加步骤F0，

步骤F0、采样计数器加1，如果采样计数器等于3，采样计数器清0，执行步骤F1，否则，执行步骤B，

步骤D中，如果检测到电流，故障计数器清0，采样计数器清0，执行步骤B，否则执行步骤E。

6.根据权利要求1所述的判断方法，其特征在于，空调控制器中设置事件存储单元，所述事件存储单元中存储接触器每次运行的状态，

步骤B中，如果空调控制器向接触器发送断开信号，在所述事件存储单元中存储正常状态；在步骤F2中，在所述事件存储单元中存储故障状态，

在步骤F2和步骤F3之间，增加以下步骤：

步骤F21、计算事件存储单元中正常状态所占的百分比，如果所述百分比大于等于80%，执行步骤F22，否则，执行步骤F3，

步骤F22、空调控制器断开接触器，等待T秒后，向接触器发出闭合信号，转到步骤A。

7.根据权利要求6所述的判断方法，其特征在于，所述事件存储单元容量为存储至少1000次接触器运行状态；当存储容量已满，又有新的状态需要存储时，删除最早的状态。

8.根据权利要求6或7所述的判断方法，其特征在于，在步骤F21前，增加以下步骤：

9.根据权利要求6所述的判断方法，其特征在于，步骤F22、判断最近两次状态是否全部为故障，若是，执行步骤F3，否则，空调控制器断开接触器，等待T秒后，向接触器发出闭合信号，转到步骤A。