高速動車組安全環路調試操作技能實訓系統及控制方法
2023-09-18 05:09:35 2
專利名稱：高速動車組安全環路調試操作技能實訓系統及控制方法
技術領域：
本發明屬於鐵路高速動車組操作技能培訓技術領域，尤其是涉及ー種滿足動車組調試員エ調試操作技能培訓與考核的安全環路調試操作實訓系統及控制方法。
背景技術：
隨著中國高速鉄路的快速發展，高速動車組的裝備水平、技術含量已經達到了世界領先水平。在高速動車組生產製造環節中，動車組調試是其中關鍵ー環，它關係到動車組的各項功能能否正常實現以及動車組的安全可靠運行。因此，對動車組調試崗位員エ的技能水平要求很高。對於動車組調試崗位的員エ技能培訓，一直是困擾培訓工作的難題。一般來講，對於該崗位的傳統培訓僅限於圖紙原理的培訓，基本沒有實做培訓。因為ー組動車組造價近上億元，利用原車培訓風險大、成本高，生產周期不允許，不可控因素多，而且由於エ藝制度 的限制不能更深入了解動車組控制原理。上述情況嚴重製約了調試員エ操作技能水平的提高，導致成為動車組生產的制約因素。
發明內容
本發明的目的是供ー種具有較高仿真程度，對場地和環境要求不高，較少的能源和材料消耗，方便調試員エ在脫離動車組現車的情況下，實現對動車組調試技能培訓的安全環路調試操作模擬系統及控制方法。為實現上述目的，本發明提供ー種高速動車組安全環路調試操作技能實訓系統，其特徵在於包括邏輯仿真模組、ECOI車模塊、TC02-TC07車模塊、EC08車模塊，邏輯仿真模組通過電纜分別與ECOl車模塊、TC02-TC07車模塊、EC08車模塊連接，用於採集接收各模塊發出的控制信號，同時對動車組的控制邏輯進行模擬和對ECOl車模塊、TC02-TC07車模塊、EC08車模塊進行驅動控制；EC01車模塊、TC02-TC07車模塊、EC08車模塊又通過重載連接器依次連接，使三個模塊的電路相互連接；EC01車模塊、TC02-TC07車模塊、EC08車模塊分別通過安全插拔線與電源連接。本發明提供ー種高速動車組安全環路調試操作技能實訓系統的控制方法其特徵在於包括下列步驟在未選擇首車的狀態下，即I號模塊ECOl車、2號模塊EC08車司機鑰匙均處於「關」位置、方向手柄沒有選擇方向，將激活緊急制動；選擇I號模塊ECOl車為首車後，CXUl為主控CXU時，由CXUl監控轉向架是否出現報警信號，出現則激活緊急制動，無報警信號進入CCUl監控的司機警惕，司機警惕不正常則激活緊急制動，正常則進入判斷司機臺緊急蘑菇是否按下，按下則激活緊急制動；未按下進入判斷停放制動是否處於緩解狀態，未緩解則激活緊急制動；緩解則進入判斷司機臺制動手柄是否處於緊急制動位，在緊急制動位則激活緊急制動；不在緊急制動位，制動緩解；當I號模塊ECOl車(XU2為主控CXU時，轉向架監控和司機警惕由(XU2接管，緊急蘑菇、停放制動、制動手柄的判斷與CCUl為主控CCU時流程相同；選擇3號模塊EC08車為首車後，CXUl為主控CXU時，由CXUl監控轉向架是否出現報警信號，出現則激活緊急制動，無報警信號進入CCUl監控的司機警惕，司機警惕不正常則激活緊急制動，正常則進入判斷司機臺緊急蘑菇是否按下，按下則激活緊急制動；未按下則進入判斷停放制動是否處於緩解狀態，未緩解則激活緊急制動；緩解則進入判斷司機臺制動手柄是否處於緊急制動位，在緊急制動位則激活緊急制動，不在緊急制動位制動緩解；當3號模塊EC08車(XU2為主控CXU時，轉向架監控和司機警惕由(XU2接管，緊急蘑菇、停放制動、制動手柄的判斷與CCUl為主控CCU時流程相同。本發明通過邏輯仿真模組模擬動車組CXU邏輯控制與網絡控制，使後臺支持與前臺功能模塊有機地融合在一起，體現了 CRH3型動車組安全環路主要功能，體現動車組安全環路調試技能獨特特點，仿真程度高，培訓效率高。
圖I是本發明的結構框圖；圖2a、圖2b、圖2c、圖2d、圖2e、圖2f、圖2g、圖2h、圖2i是ECOl車模塊的電氣原
理圖；圖3a、圖3b是TC02-TC07車模塊的電氣原理圖；圖4a、圖4b、圖4c、圖4d、圖4e、圖4f、圖4g、圖4h、圖4i是EC08車模塊的電氣原理圖；圖5本發明控制方法流程圖；圖6a、圖6b是故障開關位置設置示意圖；圖7本發明實訓流程圖。
具體實施例方式參照圖1，本實用新型包括邏輯仿真模組、ECOl車模塊為I號模塊、TC02-TC07車模塊為2號模塊、EC08車模塊為3號模塊，邏輯仿真模組分別與1、2、3號模塊連接，用於採集接收各模塊發出的控制信號，同時對動車組的控制邏輯進行模擬和對ECOl車模塊、TC02-TC07車模塊、EC08車模塊進行驅動控制，1、2、3號模塊又依次連接，1、3號模塊分別與電源連接，利用三個電路模塊分別模擬動車組安全環路控制電路，三個模塊互相連接後達到與動車組相同的成列編組的狀態。上述三個模塊共同安裝在標準作業平臺上，方便電源、信號等的連接。1、2、3號模塊與邏輯仿真模組之間分別通過D型插頭進行連接，由CRH3型動車組邏輯仿真模組自動識別模塊種類，自動變換控制邏輯，對受電弓各模塊進行後臺邏輯、網絡功能進行支持，實現對CRH3型動車組安全環路控制功能的模擬仿真。CRH3型動車組邏輯仿真模組集成在標準作業平臺內部，與各功能模塊通過D型插頭進行連接並具有防誤插功倉^:。參照圖2a-圖2i、圖3a-圖3b、圖4a_圖4i，其原理如下本發明提出的CRH3型高速動車組安全環路調試操作技能實訓系統，其電氣原理圖為以CRH3型高速動車組安全環路控制電路為基礎，經過優化改進使之符合模擬裝置的要求，包括自動安全裝置、ATP報警、蘑菇、緊急制動手柄導致列車緊急制動控制環路(EBL)、停放制動監控環路(PBML)、轉向架監控環路(BML)、首尾車控制電路等。通過上述環路的建立，滿足制動緩解的先決條件。原理如下I、安全環路共分為三個緊急制動環路(EBL);停放制動監控環路(PBML);轉向架監控環路(BML)。2、安全環路繼電器共分為六個(本裝置設置三個)緊急制動環路繼電器為-43-K24 ;停放制動監控環路繼電器為_43_Κ27 ;轉向架監控環路繼電器為-43-Κ28。3、繼電器-22-Κ47、-22-Κ46、-22-Κ48 得電過程BNl和BD供電「22-F43閉合；司機鑰匙插入-22_k44得電；方向手柄非「 O」位-22-K47得電，-22-K45得電；-22_K46、-22-K48得電，斷電時延時5秒斷開。4、繼電器-43-Κ37、-43-Κ38 得電過程BNl和BD供電；_22_F43閉合；_22_K46繼電器不得電時，即司機鑰匙未選擇，方向手柄在O位。-22-Κ46繼電器不得電時，-43-Κ37、-43-Κ38得電，即司機室無模擬狀態；尾車得電。5、環路輔助繼電器-43-Κ14、-43-Κ15得電過程在BNl、BD供電；-43-F05、-43_F01閉合；_22_K48吸合(司機室鑰匙插入、方向手柄在非O位);司機室模擬被啟動；-43-Κ14、-43-Κ15得電。頭車得電。6、環路輔助繼電器-43-Κ16、-43-Κ17得電過程在BNl、BD 供電「43-F05、-43-F01 閉合；-43_Κ14、-43-Κ15 繼電器未被激活；-43-Κ16、-43-Κ17 尾車得電。7、環路輔助繼電器-43-Κ18、-43-Κ19得電過程在BNl、BD 供電；-43_F05、-43F-01 閉合；-43K_45 閉合(-43-Κ14、-43-Κ15 閉合，-43-Κ16斷開);-43-Κ18、-43-Κ19延時I秒得電。頭車得電。8、緊急制動迴路(EBL)緊急制動迴路的任務是將緊急制動請求傳遞給列車內的各制動部件，獨立於其它命令。各制動部件通過評估緊急制動迴路狀況，觸發緊急制動動作，從而全面提供最大制動力。頭車緊急制動的觸發列車自動警惕系統-43-Κ41 ;停車制動監測迴路(-43-Κ27);轉向架監測迴路(-43-Κ28);制動カ控制器至EB位(-28-S01);司機室內的緊急停車按鈕(-28-Κ02)；尾車緊急制動的觸發制動控制器至EB位(-28-S01);按下緊急制動按鈕(-28-Κ02)。9、緊急制動所涉及的部件高速制動閥-28-Κ01 (連接總風管，實施排氣過程)。10、繼電器-43-Κ33、-43-Κ34頭，有人司機室控制
BNU BD供電-;43_F01是環路控制主斷路器；車輛打頭時停放繼電_43_K27得電，環路建立；轉向架監控繼電器-43-Κ28得電，環路建立；ASD警惕繼電器-43-K41得電；緊急制動紅色按鈕-28-S02未被按下；制動器手柄-28-S01不在緊急位(EB) ；ETCS工作正常，-43-K33, -43-K34 得電。11、繼電器-43-K33、-43-K34 尾BNU BD供電；-43-F01是環路控制主斷路器；_43_Κ37、-43-Κ38得電；蘑菇按鈕(-28-S02)未被按下；制動器(-28S-01)未打到緊急位-43-Κ33，-43-Κ34得電。12、ASD 繼電器-43-Κ41ASD 繼電器-43-Κ41 ;BN1、BD 供電；-43_F06 閉合；受 CCU1、CCU2 網絡控制。參照圖5，本發明控制流程程序開始於步驟100，在步驟101判斷選擇首車的結果，有三種可能存在，在未選擇首車的狀態下，即I號模塊ECOl車、2號模塊EC08車司機鑰匙-22-S04均處於「關」位置、方向手柄-22-S01沒有選擇方向，將轉至步驟120激活緊急制動；選擇I號模塊ECOl車為首車後，步驟102當CXUl為主控CXU時，步驟103由CXUl判斷轉向架是否出現報警信號，出現則轉至步驟120激活緊急制動，無報警信號進入步驟104，判斷CXUl監控的司機警惕信號是否正常，司機警惕不正常則轉至步驟120激活緊急制動，正常則進入步驟108判斷司機臺緊急蘑菇是否按下，按下則轉至步驟120產生緊急制動；未按下進入步驟109判斷停放制動是否處於環節狀態，未緩解則轉至步驟120激活緊急制動；緩解則進入步驟110判斷司機臺制動手柄是否處於「EP」位，即緊急制動位，在「EP」位則轉至步驟120激活緊急制動，不在「 EP」位則至步驟121制動緩解；步驟105，當I號模塊ECOl車CCU2為主控CCU時，步驟106轉向架監控和和步驟107司機警惕由CCU2接管，緊急蘑菇、停放制動、制動手柄的判斷與CCUl為主控CCU時流程相同。選擇3號模塊EC08車為首車後，步驟117當CXUl為主控CXU時，步驟118由CXUl判斷轉向架是否出現報警信號，出現則轉至步驟120激活緊急制動，無報警信號進入步驟119判斷CXUl監控的司機警惕信號是否正常，司機警惕不正常則轉至步驟120激活緊急制動，正常則進入步驟114判斷司機臺緊急蘑菇是否按下，按下則轉至步驟120產生緊急制動；未按下進入步驟115判斷停放制動是否處於環節狀態，未緩解則轉至步驟120激活緊急制動；緩解則進入步驟116判斷司機臺制動手柄是否處於「EP」位，即緊急制動位，在「EP」位則轉至步驟120激活緊急制動，不在「EP」位則至步驟121制動緩解；步驟111，當3號模塊EC08車(XU2為主控CXU時，步驟112轉向架監控和和步驟113司機警惕由(XU2接管，緊急蘑菇、停放制動、制動手柄的判斷與CCUl為主控CCU時流程相同。培訓過程圖7是本發明的實訓流程圖，流程開始於步驟200，步驟201參照圖I安裝1、2、3號模塊與標準作業平臺，將各電路連接插頭和氣路快接插頭連接完成；確認無誤後，接通DCllOV電源、DC24V電源和氣源；步驟202，此時I號、3號模塊上的-28-K01指示燈點亮，說明車輛處於制動狀態。將I號模塊司機鑰匙-22-S04旋轉到開的位置，將運行方向手柄-22-S01撥到前進或後退位置，此時系統認為I號模塊為首車，即ECOl車當頭車；同理，也可以將3號模塊按上述操作做過程操作EC08車當頭車。以ECOl車為頭車，為例， 當ECOl車和EC08車緊急蘑菇在彈出位，ECOl車和EC08車緊急制動手柄不在EB位上，ETCS(-44-A01)工作正常，數秒後緊急制動緩解，兩車-28-K01制動狀態指示燈熄滅，以EC08車為頭車時同理，上述過程是系統正常狀態下的操作過程。步驟203判斷安全環路系統調試是否成功，「是」即是成功，轉至步驟206結束；「否」不成功，則進行步驟204;步驟204，由於I號、2號、3號模塊均設置有故障設置開關，此時接受培訓人員要根據圖2a_i、圖3a_b、圖4a_i電氣原理圖以及現場情況，進行故障分析和測量，直至查找到故障點並在試捲圖紙上標出故障位置，經監考教師確認後，將故障開關撥回正常狀態，故障排除。可以同時設置多個故障増加訓練難度。由圖6a和圖6b舉例說明其中1、2打X處兩個故障開關斷開後，接受培訓人員進行故障排查的過程。首先以ECOl車做為頭車，將ECOl車司機鑰匙-22-S04旋轉到開的位置，將ECOl車運行方向手柄-22-S01撥到前進或後退位置，出現全列制動不緩解的狀態，ECOl車、EC08車-28-K01始終處於點亮狀態。將EC08車做為頭車，將EC08車司機鑰匙-22-S04旋轉到開的位置EC08車運行方向手柄-22-S01撥到前進或後退位置，同樣會出現全列制動不緩解的狀態，ECOl車、EC08車-28-K01始終處於點亮狀態。首先將ECOl車做為頭車，那麼 ECOl 車的-22-K46、-43_Κ14、43_Κ15、-43-Κ18、-43-Κ19、-43-Κ45 激活；ECOl車主控CXU系統自動選擇完畢，ECOl車安全警惕正常，ECOl車-43-Κ41激活；可得到ECOl車-43-Κ33、-43-Κ34通過激活，同時做為尾車的EC08車，EC08車的-43_Κ37、43_Κ38處於激活狀態；正常情況下EC08車的-43-Κ37、43-Κ38的輔助觸點(432401、434304 ；434304,434305)激活EC08車的-43_Κ33、43_Κ34兩個繼電器；經過觀察由於尾車EC08車的-43-Κ33、43-Κ34未被激活，因此導致緊急制動環路未建立起來，全列的-43-Κ24未被激活，造成制動不能緩解。因此故障範圍確定在EC08車的-43-Κ33、43-Κ34迴路上。將萬用表黑表筆接觸在EC08車-43-F01空氣斷路器負線432400上，紅表筆測量-43-F01空氣斷路器正線432401，由於尾車走-43-Κ37、43-Κ38迴路，繼續測量-43-Κ37輔助觸點，發現無電壓，經確認432401至-43-Κ37輔助觸點，恢復斷點後，EC08車-43-Κ33、-43-Κ34激活。至此第一個故障排除完畢。以ECOl車做為首車，將ECOl車司機鑰匙-22-S04旋轉到開的位置，將ECOl車運行方向手柄-22-S01撥到前進或後退位置，實現全列制動緩解狀態，ECOl車、EC08車-28-Κ01處於熄滅狀，工作正常。以EC08車做為首車，將EC08車司機鑰匙-22-S04旋轉到開的位置,將EC08車運行方向手柄-22-S01撥到前進或後退位置，出現全列制動狀態不緩解狀態，ECOl車、EC08車-28-Κ01處於點亮狀態，根據分析電氣原理圖，和上ー個故障檢查的結果，經觀察以 EC08 車為頭車時，尾車ECOl 車的-43-Κ16、-43-Κ17、-43-Κ37、-43-Κ38、-43-Κ33、_43-Κ34 激活；頭車EC08 車的-43-Κ14、-43-Κ15、43-Κ18、-43-Κ19、-43-Κ46、-43-Κ41、-43-Κ33、-43-Κ34激活；說明建立緊急制動環路的條件具備，故障範圍確定在緊急制動環路。萬用表黑表筆接觸EC08車-43-F08空氣斷路器負線432502，紅表筆一次測量EC08車-43-F08正線 432512、EC08 車-43-Κ18 輔助觸點 433902、EC08 車-43-Κ34 輔助觸點 433903、EC08車-43-Κ33輔助觸點433904、過橋連接器I針、ECOl車-43-Κ33輔助觸點433903、ECOl車-43-Κ34 輔助觸點 433902、ECOl 車-43-Κ16 輔助觸點 433910、ECOl 車-43-Κ18 輔助觸點433911發現無電壓，經確認是ECOl車-43-Κ16至-43-Κ18之間斷線，恢復斷點後全列-43-Κ24激活，ECOl車、EC08車-28-Κ01熄滅，全列制動狀態緩解，至此第二個故障排除完畢。、
步驟205,填寫調試故障記錄單；
步驟206結束。
權利要求
1.ー種高速動車組安全環路調試操作技能實訓系統，其特徵在於包括邏輯仿真模組、ECOl車模塊、TC02-TC07車模塊、EC08車模塊，邏輯仿真模組通過電纜分別與ECOl車模塊、TC02-TC07車模塊、EC08車模塊連接，用於採集接收各模塊發出的控制信號，同時對動車組的控制邏輯進行模擬和對ECOl車模塊、TC02-TC07車模塊、EC08車模塊進行驅動控制；EC01車模塊、TC02-TC07車模塊、EC08車模塊又通過重載連接器依次連接，使三個模塊的電路相互連接；EC01車模塊、TC02-TC07車模塊、EC08車模塊分別通過安全插拔線與電源連接。
2.根據權利要求I所述的高速動車組安全環路調試操作技能實訓系統的控制方法其特徵在於包括下列步驟 在未選擇首車的狀態下，即I號模塊ECOl車、2號模塊EC08車司機鑰匙均處於「關」位置、方向手柄沒有選擇方向，將激活緊急制動； 選擇I號模塊ECOl車為首車後，CXUl為主控CXU時，由CXUl監控轉向架是否出現報警信號，出現則激活緊急制動，無報警信號進入CCUl監控的司機警惕，司機警惕不正常則激活緊急制動，正常則進入判斷司機臺緊急蘑菇是否按下，按下則激活緊急制動；未按下進入判斷停放制動是否處於緩解狀態，未緩解則激活緊急制動；緩解則進入判斷司機臺制動手柄是否處於緊急制動位，在緊急制動位則激活緊急制動；不在緊急制動位，制動緩解； 當I號模塊ECOl車(XU2為主控CXU時，轉向架監控和司機警惕由(XU2接管，緊急蘑菇、停放制動、制動手柄的判斷與CCUl為主控CCU時流程相同； 選擇3號模塊EC08車為首車後，CXUl為主控CXU時，由CXUl監控轉向架是否出現報警信號，出現則激活緊急制動，無報警信號進入CCUl監控的司機警惕，司機警惕不正常則激活緊急制動，正常則進入判斷司機臺緊急蘑菇是否按下，按下則激活緊急制動；未按下則進入判斷停放制動是否處於緩解狀態，未緩解則激活緊急制動；緩解則進入判斷司機臺制動手柄是否處於緊急制動位，在緊急制動位則激活緊急制動，不在緊急制動位制動緩解； 當3號模塊EC08車(XU2為主控CXU時，轉向架監控和司機警惕由(XU2接管，緊急蘑菇、停放制動、制動手柄的判斷與CCUl為主控CCU時流程相同。
全文摘要
一種高速動車組安全環路調試操作技能實訓系統，包括邏輯仿真模組、EC01車模塊、TC02-TC07車模塊、EC08車模塊，邏輯仿真模組通過電纜分別與EC01車模塊、TC02-TC07車模塊、EC08車模塊連接，用於採集接收各模塊發出的控制信號，同時對動車組的控制邏輯進行模擬和對EC01車模塊、TC02-TC07車模塊、EC08車模塊進行驅動控制；EC01車模塊、TC02-TC07車模塊、EC08車模塊又通過重載連接器依次連接，使三個模塊的電路相互連接；EC01車模塊、TC02-TC07車模塊、EC08車模塊分別通過安全插拔線與電源連接。本發明通過邏輯仿真模組模擬動車組CCU邏輯控制與網絡控制，使後臺支持與前臺功能模塊有機地融合在一起，體現了CRH3型動車組安全環路主要功能，體現動車組安全環路調試技能獨特特點，仿真程度高，培訓效率高。
文檔編號G05B17/02GK102663913SQ20121006612
公開日2012年9月12日 申請日期2012年3月14日 優先權日2012年3月14日
發明者劉繼斌, 安忠義, 徐井全, 王亞彬, 羅昭強, 趙光興, 郭法娥, 陸培德 申請人:長春軌道客車股份有限公司