城市輕軌電車交流傳動(dòng)微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)
摘要: 介紹DL6WA 型交流傳動(dòng)電車MMC 型車載微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng),較詳盡地論述監(jiān)控系統(tǒng)的作業(yè)任務(wù)、性能特點(diǎn)、系統(tǒng)組成及工作原理,并介紹了監(jiān)控系統(tǒng)投入線路實(shí)際運(yùn)用情況。關(guān)鍵詞: MMC 型;微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng);交流傳動(dòng);輕軌電車;作業(yè)任務(wù);可靠性過(guò)種新型電車的安全、舒適、平穩(wěn)、便捷、低噪音等1 引言優(yōu)越性能已深得業(yè)內(nèi)人士和社會(huì)的認(rèn)可
自上世紀(jì)七八十年代,為了緩解城市乘車擁擠本文著重論述配裝于DL6WA 型交流傳動(dòng)電車局面,改善城市交通落后狀況,歐美許多國(guó)家著手的MMC 型車載微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)。大力發(fā)展城市輕軌交通運(yùn)輸系統(tǒng)。為進(jìn)一步方便乘客乘車,縮短上下車時(shí)間,先后推出部分低地板2 系統(tǒng)作業(yè)任務(wù)以及100 % 低地板的新型車輛, 這些輕軌電車 MMC 型車載微機(jī)監(jiān)控裝置是DL6WA 型電車(LRV) 都注入了大量的新技術(shù)、新材料和新工藝。運(yùn)行監(jiān)測(cè)和控制的核心部件,擔(dān)負(fù)著整車牽引Π制如今歐洲已普遍推廣交流傳動(dòng)牽引技術(shù),完全實(shí)現(xiàn)動(dòng)系統(tǒng)的監(jiān)督、管理、指揮和控制工作,是車輛運(yùn)行了車輛運(yùn)行控制的微機(jī)化和牽引驅(qū)動(dòng)的交流化。
控制至關(guān)重要的設(shè)備。根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書和監(jiān)控系近年來(lái),我國(guó)的城市軌道交通運(yùn)輸事業(yè)發(fā)展迅速, 統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)方案,將微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)主要作業(yè)任務(wù)和許多大中型城市已經(jīng)或正在規(guī)劃和實(shí)施輕軌交通性能特點(diǎn)歸納如下: 工程。國(guó)內(nèi)首批自行設(shè)計(jì)、制造的具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)。
(1) 數(shù)據(jù)檢測(cè)和記錄。對(duì)電車牽引Π制動(dòng)工況權(quán)的DL6WA 型70 % 低地板交流傳動(dòng)電車,正是在運(yùn)行過(guò)程和牽引系統(tǒng)(包括牽引逆變器、聯(lián)合制動(dòng)這樣的歷史背景下在大連問(wèn)世的。首批DL6WA 型機(jī)等) 的數(shù)據(jù)、狀態(tài)等進(jìn)行實(shí)時(shí)采集、檢測(cè),以提供10 臺(tái)電車已于2002 年12 月在大連市內(nèi)202 路有多CPU 單元對(duì)多個(gè)作業(yè)任務(wù)進(jìn)行管理和控制。
通軌線路投入正式運(yùn)營(yíng),另有15 臺(tái)新車將于年內(nèi)陸過(guò)CPU 之間的數(shù)據(jù)交換,實(shí)現(xiàn)運(yùn)行參數(shù)Π狀態(tài)及異續(xù)生產(chǎn)、調(diào)試和上線運(yùn)營(yíng)。該車為三節(jié)鉸接式結(jié)常Π故障信息等數(shù)據(jù)記錄,可供日后查閱處理或作構(gòu),具有兩臺(tái)動(dòng)力轉(zhuǎn)向架,計(jì)四臺(tái)鼠籠式異步牽引文檔資料保存。電機(jī),架控方式驅(qū)動(dòng)。該車采用了眾多先進(jìn)技術(shù)
(2) 參數(shù)和狀態(tài)顯示。以LCD 彩色顯示器顯僅就牽引系統(tǒng)而言, 涵蓋了車輛運(yùn)行微機(jī)監(jiān)控技示電車運(yùn)行參數(shù)Π狀態(tài), 以及系統(tǒng)設(shè)備參數(shù)Π狀態(tài)術(shù)、交流傳動(dòng)牽引技術(shù)、電2氣聯(lián)合制動(dòng)技術(shù)等等。等,共計(jì)5 個(gè)顯示頁(yè)面(按鍵切換) 60 個(gè)參數(shù),從而取代其他常規(guī)電氣儀表。其數(shù)據(jù)、狀態(tài)及故障信息 收修回稿日期: 2003208206 顯示準(zhǔn)確、易讀。主要參數(shù)(如逆變器直流側(cè)電壓Π 分析和計(jì)算,還可直接顯示車輛運(yùn)行動(dòng)力性能參要由1 臺(tái)MMC -3 型微機(jī)監(jiān)控裝置(見圖1) 、2 臺(tái)數(shù)。CDID -3 型彩色顯示器(見圖2) 、若干參數(shù)傳感器
(3) 系統(tǒng)數(shù)據(jù)通信。以數(shù)據(jù)串行通信方式等組成。MMC 微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)及其構(gòu)成的交流牽引(RS485) 與2 臺(tái)彩顯(位于兩端司機(jī)操縱臺(tái)) 、2 臺(tái)牽系統(tǒng)參見圖3 。引逆變器(位于車頂部?jī)啥? 、1 臺(tái)電2氣聯(lián)合制動(dòng)單元(位于乘客座椅下部) 等進(jìn)行數(shù)據(jù)交換,實(shí)時(shí)獲取系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程參數(shù)和工作狀態(tài)等信息,系統(tǒng)據(jù)此再經(jīng)綜合分析后向逆變器或制動(dòng)單元發(fā)送運(yùn)行控制指令,并通過(guò)彩顯顯示其相關(guān)參數(shù)或狀態(tài)。
(4) 車輛運(yùn)行及特性控制。這些控制任務(wù)包括: ① 根據(jù)司機(jī)控制手柄位置和運(yùn)行狀態(tài)信息,給牽引逆變器發(fā)送運(yùn)行方向控制和轉(zhuǎn)矩控制指令。其中,牽引工況分為5 檔牽引力給定,制動(dòng)工況分為7 檔制動(dòng)力給定。② 牽引Π制動(dòng)給定檔位變化
(5) 防空轉(zhuǎn)Π防滑行控制。通過(guò)轉(zhuǎn)速檢測(cè)和處理單元檢測(cè)各車輪轉(zhuǎn)速,根據(jù)數(shù)學(xué)模型經(jīng)綜合計(jì)算、比較、分析,將其結(jié)果送至主CPU 進(jìn)行判斷處
圖2 CDID -3 型彩色顯示器缺省頁(yè)面
理后再做出相應(yīng)決策。若出現(xiàn)車輪起動(dòng)空轉(zhuǎn)或制MMC 型監(jiān)控系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)具有下述特點(diǎn): 動(dòng)滑行的現(xiàn)象,系統(tǒng)則實(shí)時(shí)采取降轉(zhuǎn)矩等相應(yīng)措施(1) 分布式體系。本微機(jī)裝置作為上位機(jī)實(shí)制止異?，F(xiàn)象發(fā)生,以此保護(hù)動(dòng)車車輪免受急劇磨現(xiàn)車輛運(yùn)行作業(yè)任務(wù)的監(jiān)測(cè)、控制、管理和調(diào)度,并損和擦傷。(6) 故障診斷和報(bào)警保護(hù)。自系統(tǒng)上電開始, 臺(tái)彩顯、1 臺(tái)聯(lián)合制動(dòng)單元進(jìn)行數(shù)據(jù)交換,實(shí)現(xiàn)車監(jiān)控裝置即實(shí)時(shí)對(duì)牽引系統(tǒng)進(jìn)行巡回檢測(cè)和故障輛運(yùn)行狀態(tài)控制以及參數(shù)Π狀態(tài)顯示,從而組成了診斷。若有狀態(tài)異?；騾?shù)超限,監(jiān)控裝置將發(fā)出一個(gè)分布式微機(jī)控制系統(tǒng)體系。聲光報(bào)警信號(hào),同時(shí)在彩顯的故障信息區(qū)域?qū)@示(2) 多CPU 結(jié)構(gòu)。按作業(yè)任務(wù)由多個(gè)CPU 單其異常Π故障信息(相關(guān)故障信息代碼共計(jì)90 條), 元構(gòu)成。每個(gè)CPU 單元分別承擔(dān)各自的作業(yè), 各以提示司機(jī)或維護(hù)人員。對(duì)于關(guān)鍵參數(shù)超限,裝置單元之間既能并行工作互為獨(dú)立,又有數(shù)據(jù)交換互還將采取相應(yīng)措施干預(yù),直至停止車輛運(yùn)行,以確為聯(lián)系,因而大大加快該監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理速度, 保行車安全。提高系統(tǒng)工作效率,增強(qiáng)系統(tǒng)控制實(shí)時(shí)性。3 系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)(3) 3U 機(jī)箱標(biāo)準(zhǔn)。采用基于歐洲標(biāo)準(zhǔn)(現(xiàn)已列為鐵道部標(biāo)準(zhǔn)) 的3U 多槽機(jī)箱,并由多塊按3U 標(biāo) DL6WA 型電車MMC 型車載微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)主準(zhǔn)設(shè)計(jì)的功能插件板構(gòu)成監(jiān)控裝置基本單元。
圖3 司機(jī)室鋼結(jié)構(gòu)梁示意圖
座椅、暖風(fēng)機(jī)、電加熱器、衣帽鉤、冰箱、滅火器等。313 底架結(jié)構(gòu)
底架為有中梁結(jié)構(gòu)。側(cè)梁為封閉箱型梁,由壓型槽鋼與蓋板組焊而成; 前后枕梁、前后牽引橫梁和前后牽引梁為箱形結(jié)構(gòu);其余各梁將根據(jù)轉(zhuǎn)向架和變壓器等設(shè)備布置的需要而設(shè)置。
314 側(cè)墻結(jié)構(gòu)
側(cè)墻左右對(duì)稱,由兩個(gè)平面組成,基本構(gòu)成車體橫斷面輪廓。側(cè)墻在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上采用網(wǎng)架結(jié)構(gòu)?？紤]強(qiáng)度及制造因素,立柱及橫梁的截面以及作為主要受力部件的上弦梁截面設(shè)計(jì)為封閉箱型梁,且形狀根據(jù)結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)而確定。側(cè)墻上部頂蓋安裝處的上口梁,其截面也為封閉截面,上口梁與上弦梁之間的連接梁為壓形件,分別對(duì)應(yīng)于各立柱。
315 頂蓋結(jié)構(gòu) 車體共有4 塊活動(dòng)頂蓋。在每個(gè)頂蓋的四周與側(cè)墻及聯(lián)接橫梁的對(duì)應(yīng)部分為平直的角鋼。在結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)上,雖然沒有將頂蓋視為車體整體的承載部分,但在實(shí)際運(yùn)行中,頂蓋還是會(huì)起到一定的作用,特別是對(duì)提高車體的自振頻率有很大的作用,結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)也考慮到足夠的強(qiáng)度和剛度。
4 結(jié)語(yǔ)
120kmΠh 交流傳動(dòng)貨運(yùn)電力機(jī)車的研制開發(fā), 既彌補(bǔ)了我廠的自行開發(fā)研制電力機(jī)車的空白,也為我國(guó)鐵路運(yùn)輸?shù)摹案咚僦剌d”提供了強(qiáng)有力的支持,而該車車體部分的設(shè)計(jì),至關(guān)重要,直接影響整車性能。
原作者：何勇軍,王昌榮
