鋼絲繩繩位檢測系統(tǒng)（以下簡稱RPD系統(tǒng)）為Doppelmayr公司采用的，用于對索道運行過程中鋼絲繩在支架托壓索輪組上位置實現(xiàn)動態(tài)監(jiān)控的系統(tǒng)，在鋼絲繩偏離正常位置時，能根據(jù)異常情況的嚴(yán)重程度實現(xiàn)自動減速或自動停車,避免了故障的擴大。但因RPD系統(tǒng)靈敏度較高，如不對其系統(tǒng)原理和維護(hù)技巧進(jìn)行熟練掌握，往往會使該系統(tǒng)不能有效的工作，本文試對其原理和維護(hù)方法作一簡要分析，供索道同仁參考。

一、RPD系統(tǒng)的主要功能

1. 鋼絲繩編離托壓索輪中心位置時，索道自動減速到1m/s運行，并在控制室模擬屏顯示引發(fā)該故障的支架號和具體位置（圖1）；

2. 鋼絲繩發(fā)生脫索（向外側(cè)脫索或向內(nèi)側(cè)脫索）時，會導(dǎo)致鋼絲繩與RPD開關(guān)距離過遠(yuǎn)，索道自動停車（圖2）

3. 因托壓索輪輪襯磨損過大（因輪子卡死或輪襯老化，圖3），或托壓索輪掉落（圖4）時，將會導(dǎo)致鋼絲繩與RPD開關(guān)距離過近或過遠(yuǎn)，索道自動停車。

圖1

圖2

圖3

圖4

當(dāng)出現(xiàn)上述故障時，通過控制室控制柜上的觸模屏（PMI）可查找到發(fā)生故障的RPD和支架的位置。

二、RPD系統(tǒng)的主要部件和工作原理

圖5為RPD信號系統(tǒng)圖，圖6為控制原理圖。

1. 主要部件

由圖5可見，RPD系統(tǒng)是由一臺PILZ產(chǎn)的緊湊式安全PC系統(tǒng)PSS3047（360A1）、一只電平轉(zhuǎn)換和濾波元件（366A1）和若干個安裝在支架上的RPD傳感器組成。

1)360A1：主控元件。

主要功能是通過A2.8和A2.9發(fā)出繩位脈沖信號(LOG和AOC)經(jīng)366A1后送到RPD(n)的LOG和AOCin端；

• 通過E4.4和E4.5接受來自RPD(1)傳感器SRA和AOCout端的信號；
• 通過USER—RS232(3)串口發(fā)出信息經(jīng)366A1電平轉(zhuǎn)換送至RPD(1)的Sin端, 通過USER—RS232(2)串口接收來自RPD(n)的Sout串行信息(該信號已經(jīng)過366A1電平轉(zhuǎn)換),從而實現(xiàn)和所有支架RPD傳感器的通訊；
• 通過其他數(shù)字輸入端口接受復(fù)位、閉鎖等信號，實現(xiàn)自動減速、自動停車、輸出保持和復(fù)位等控制；
• 通過RS485端口實現(xiàn)與控制柜觸摸屏（PMI）的通訊從而實現(xiàn)人機通訊,包括故障信息查詢、傳感器的診斷和編程等。

2)366A1：電平轉(zhuǎn)換和濾波元件。主要功能是將360A1的RS232串行信號進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換后送至各RPD傳感器以實現(xiàn)串行信號的遠(yuǎn)距離傳輸,同時在有串行信號傳輸時,其面板上的指示燈能發(fā)出顯示（對應(yīng)的發(fā)光二極管亮）。

3)RPD1至RPDn：為安裝于支架鋼絲繩入端和出端的用于檢測鋼絲繩繩位的傳感器（Doppelmayr資料規(guī)定不超過200只）。

每只RPD傳感器都是一個單片機系統(tǒng)，主要功能是:通過Sin接收來自360A1的查詢信號；通過檢測元件檢測鋼絲繩繩位信號,當(dāng)出現(xiàn)異常繩位信號時將中斷AOC和(或)SRA信號的傳輸并通過Sout端口將故障信息發(fā)出以實現(xiàn)與360A1的通訊。

圖7為RPD傳感器信號傳輸原理簡圖和AOC及SRA波形圖。

2. RPD系統(tǒng)初始化過程中的信號傳輸和控制流程

1) 系統(tǒng)正常時：

• 當(dāng)索道控制系統(tǒng)起動時（電鑰匙打開），360A1和所有的RPD傳感器開始加電自檢，360A1自檢正常后，持續(xù)向RPD(n)發(fā)送LOG和AOC信號；
• 如RPD（n）自檢正常且鋼絲繩繩位正常，即會將收到的LOG和AOC信號復(fù)制并通過輸出端口送出至前一只RPD，依次類推，最后由RPD（1）將其送回360A1；
• 360A1在收到且僅需收到SRA繩位信號后，即通過其串口輸出端發(fā)出總查詢信號，該信號會按RPD（1）至RPD（n）順序送至系統(tǒng)所有的傳感器，每個RPD傳感器在收到該信號后，會返回一個應(yīng)答信號，360A1在接受到所有RPD的應(yīng)答信號后，控制A2.16和A2.17輸出“1”，RPD系統(tǒng)初始化結(jié)束。
• 此時對應(yīng)的信息為“RPD故障數(shù)量=0，SRA信號正常，AOC信號正?！薄?/li>

2) SRA信號異常時：

如因RPD（x）、鋼絲鋼繩位或硬件連接線路異常導(dǎo)致SRA信號傳輸中斷，則RPD（1）—RPD（x）因未收到SRA信號而向360A1發(fā)出“傳感器無反饋” 故障信息，RPD（x）同時會中斷AOC信號傳輸。

360A1則因無法收到從RPD（1）返回的SRA和AOC信號(其中因未收到SRA信號會延時發(fā)出查詢信號)，且會根據(jù)相關(guān)RPD傳感器發(fā)回的故障信息控制A2.16和A2.17輸出“0”，對應(yīng)的信息為“RPD故障數(shù)量=x，傳感器無反饋，SRA信號故障，AOC信號故障”， RPD系統(tǒng)初始化失敗。

3) AOC信號異常時：如因RPD（x）、鋼絲鋼繩位或硬件連接線路異常導(dǎo)致導(dǎo)致AOC信號傳輸中斷，則系統(tǒng)能完成初始化，并控制A2.16輸出“1”， A2.17輸出“0”。 此時對應(yīng)的信息為“RPD故障數(shù)量=0，SRA信號完好，AOC信號故障”。

4) 串行信號中斷時的初始化過程：如因RPD(x)本身問題或硬件連接線路問題導(dǎo)致RPD(x)至RPD(x+1)之間的串行信號中斷，則對應(yīng)的信息為“RPD故障數(shù)量=n，串行信號中斷，SRA信號故障，AOC信號故障””，并控制A2.16和A2.17輸出“0”，RPD系統(tǒng)初始化失敗。

需要說明的是RPD（1）—RPD(x)是因為傳感器應(yīng)答信號無法送回360A1，RPD（x+1）—RPD（n）是因為未收到360A1的查詢信號而不會提供應(yīng)答信號。

3. 系統(tǒng)運行過程中的信號傳輸和控制流程

1) 系統(tǒng)工作正常時：繩位信號（AOC和SRA）在系統(tǒng)中持續(xù)循環(huán)， A2.16和 A2.17輸出“1”， 此時對應(yīng)的信息為“RPD故障數(shù)量=0，SRA信號正常，AOC信號正?！薄４藭r僅在系統(tǒng)發(fā)出查詢信號時，360A1才會和RPD傳感器進(jìn)行串行通訊。

2) AOC信號異常時：如因某幾只（設(shè)為x只）RPD傳感器處鋼絲繩偏離中心，則對應(yīng)的RPD傳感器通過Sout發(fā)出故障信息和地址信息，同時會中斷AOC信號的傳輸；360A1能據(jù)此實現(xiàn)故障定位，同時控制A2.17輸出“0”； 此時對應(yīng)的信息為“RPD故障數(shù)量=x，SRA信號正常，AOC信號正常”。

如是因硬件接線問題造成AOC信號中斷，360A1會因未接收到AOC信號而控制A2.17輸出“0”，但此時RPD傳感器不會發(fā)出串行信號，此時對應(yīng)的信息為“RPD故障數(shù)量=0，SRA信號完好，AOC信號中斷”。

3)SRA信號異常時：如因某幾只（設(shè)為x只）RPD傳感器距離過近（如托索輪襯磨損）或過遠(yuǎn)（如脫索），則對應(yīng)的RPD傳感器通過Sout發(fā)出故障信息和地址信息，同時會中斷SRA和AOC信號的傳輸；360A1能據(jù)此實現(xiàn)故障定位并控制A2.16和A2.17輸出“0”； 此時對應(yīng)的信息為“RPD故障數(shù)量=x，SRA信號故障，AOC信號故障,鋼絲繩距離太近(或脫索)”。

如是因硬件接線問題造成RPD（x）處SRA信號中斷，所有未接收到SRA信號的RPD傳感器通過Sout發(fā)出故障信息和地址信息會將故障信息及自己的地址信息通過Sout發(fā)送至360A1，360A1能據(jù)此實現(xiàn)故障定位，同時控制A2.16輸出“0”； 此時對應(yīng)的信息為“RPD故障數(shù)量=x，SRA信號故障，AOC信號正常，傳感器無反饋”。

4)串行信號傳輸回路中斷時：假設(shè)在RPD（x）處的串行信號中斷，因正常運行時RPD傳感器與360A1無串行通訊行為，故系統(tǒng)不能檢測到該故障。此時如出現(xiàn)AOC和（或）SRA信號故障，360A1控制A2.17和（或）A2.16輸出“0”。當(dāng)發(fā)生繩位故障的傳感器為RPD（x+1）—RPDn時，系統(tǒng)能顯示故障信息；反之，對于RPD（1）—RPD（x）, 系統(tǒng)不能顯示故障信息(因360A1接收不到RPD發(fā)出的串行信息)。

需要注意的是：即使系統(tǒng)初始化失敗，當(dāng)故障排除后，仍可通過查詢功能恢復(fù)RPD系統(tǒng)的正常工作。

4. 其他控制過程說明

1)A2.16輸出“1”時361K1吸合； A2.17輸出“1”時361K2吸合。

2)360A1的A2.16輸出“0”時361K1釋放，索道自動停車，同時其閉觸點接通過360A1的E0.6和A2.0而使E0.6輸入為“1”； A2.17輸出“0”時361K2釋放，索道自動減速到1m/s,同時其閉觸點接通過360A1的E0.7和A2.1而使E0.7輸入為“1”。

3)當(dāng)RPD系統(tǒng)及繩位正常時，如360A1接收到復(fù)位信號（E0.0輸入為“1”），且此前如RPD故障數(shù)不為零，則360A1發(fā)出查詢信號，在接收到所有RPD傳感器應(yīng)答信號后，進(jìn)行復(fù)位操作：如SRA信號正常且E0.6輸入為“1”，則A2.16輸出“1”，361K1吸合，索道可重新啟動運行。 如AOC正常正常且E0.7輸入為“1”，則A2.17輸出“1”， 361K2吸合，索道可恢復(fù)正常速度運行。如接收到復(fù)位信號時RPD故障數(shù)為零，則360A1僅對A2.16和（或）A2.17進(jìn)行復(fù)位操作而不發(fā)出查詢信號。

4)當(dāng)取消RPD保護(hù)系統(tǒng)（此時E0.2和E0.3輸入為“0”），此時360A1將會顯示“SRA信號正常（或故障）/解除，AOC信號正常（或故障）/解除”，所有繩位信息及對A2.16和A2.17均效，僅是不再能控制索道減速（或停車）。

三、 RPD系統(tǒng)自身故障診斷和維護(hù)

1. 故障位置診斷

可通過觸摸屏查看故障數(shù)量、位置，并結(jié)合RPD診斷編程功能（具體操作見Doppelmayr電氣操作維護(hù)手冊）來實現(xiàn)故障定位。需要說明的是，即使是串行信號線斷開導(dǎo)致RPD系統(tǒng)初始化失敗，都仍可進(jìn)行編程來實現(xiàn)故障定位，這是因為串行信號的流向和繩位信號的流向相反，而RPD傳感器只要能收到360A1發(fā)出的串行信號就可實現(xiàn)繩位信號編程輸出。

舉例來說，如RPD（x）與RPD（x+1）之間的串行信號中斷，當(dāng)對RPD（1）—RPD（x）進(jìn)行繩位編程時，RPD傳感器能接收到360A1發(fā)出的編程信息，并能將按其要求編程的繩位信號返回系統(tǒng)。

而對RPD（x +1）—RPD（n）傳感器進(jìn)行編程時，RPD傳感器因無法接收到360A1發(fā)出的編程信息，故不執(zhí)行編程操作，從而確定故障位置。

同時串行信號和繩位信號的逆向傳輸很好地實現(xiàn)了所有信號在某處中斷（常因傳感器電纜接頭松動）時的故障診斷

2. 現(xiàn)場維修

先檢查對應(yīng)RPD傳感器是否固定良好，電氣接頭有無松動，與鋼絲繩的位置是否調(diào)整正確（鋼繩位于傳感器上平面中心位置，鋼絲繩底距傳感器距離為15±0.5 mm），如有問題進(jìn)行處理。

如經(jīng)上述處理后仍未排除故障則可使用多貝瑪亞提供的RPD信號檢測工具對懷疑有問題的傳感器的輸入輸出信號進(jìn)行檢測，如信號輸入正常輸出異常，則更換該RPD并對該傳感器的初始化操作。

3. 需要注意的問題

1) 不要忽試了對360A1和366A1的檢查,必要時可用示波器檢查各輸入作出點的波形是否正常；

2) 如在維修過程中對某兩只RPD傳感器進(jìn)行了對調(diào)，需對傳感器進(jìn)行地址初始化，否則發(fā)生繩位故障時將顯示錯誤的故障位置，例如在僅將1#RPD（2號支架1號位置）和6#RPD（4號支架2號位置）進(jìn)行了對調(diào)后系統(tǒng)工作正常，此時如2號支架1號位置出現(xiàn)繩位故障時，系統(tǒng)顯示的故障位置為4號支架2號位置；

3) 在關(guān)閉RPD系統(tǒng)電源后不要馬上進(jìn)行開機操作，否則RPD系統(tǒng)將可能出現(xiàn)誤動作。

（編自《電氣技術(shù)》，原文標(biāo)題為“ Doppelmayr鋼絲繩繩位檢測系統(tǒng)工作原理及維護(hù)技巧”，作者為胡明勝。）