一種用於四輪驅動軌道牽引車的電氣控制系統的製作方法
2023-07-03 17:20:16
一種用於四輪驅動軌道牽引車的電氣控制系統的製作方法
【專利摘要】本發明的一種用於四輪驅動軌道牽引車的電氣控制系統，包括PLC控制器，所述PLC控制器通過CAN總線信號連接有遙控作業系統、牽引行走系統、車體轉向系統和導向驅動系統。本發明的有益效果是：本發明採用PLC控制器實時運算，實現軌道牽引車的牽引行走和轉向，實現軌道行走的導向安全保護。應用CAN總線網絡克服了傳統硬接線的繁瑣，可靠性差不足之處。採用人機互動界面實時數據通訊，方便操作者觀察及故障處理，自動化程度高，功能完善。
【專利說明】—種用於四輪驅動軌道牽引車的電氣控制系統
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種電氣控制系統，尤其涉及一種用於四輪驅動軌道牽引車的電氣控制系統。
【背景技術】
[0002]隨著科技的發展，軌道牽引車行業，從傳統的內燃動力機構，逐漸向環保靈活的電動機構發展，驅動電機及電控由直流向交流方向發展，整車通訊向網絡化方向發展，尤其四輪獨立驅動的電動軌道牽弓丨車，更成為行業內的研究熱點。
[0003]目前，電動公鐵兩用四輪驅動牽引車作為一種特定時期、特定技術要求的產品，較好的滿足了以上條件。但是，正因為其功用的特殊性，限定了該車的工作範圍，再加上該電氣控制系統，是車輛工程、電子信息、能源技術、自動控制、計算機等多種高新技術的集成，研究成本高等，電動牽引車並沒有得到商業化、產業化的大發展。
【發明內容】
[0004]為解決以上技術上的不足，本發明提供了一種全新的四輪獨立驅動軌道牽引車的電氣系統，能夠實現車體的行走、轉向及軌道運行的導向保護。
[0005]本發明是通過以下措施實現的:
本發明的一種用於四輪驅動軌道牽引車的電氣控制系統，包括PLC控制器，所述PLC控制器通過CAN總線信號連接有遙控作業系統、牽引行走系統、車體轉向系統和導向驅動系統。
[0006]上述牽引行走系統包括均通過CAN總線與PLC控制器信號連接的
四個牽引驅動控制器，四個牽引驅動控制器的控制信號輸出端各自信號連接有一個帶電機增量編碼器的牽引電機，電機增量編碼器與各自對應的牽引驅動控制器的反饋信號輸入端信號連接。
[0007]上述車體轉向系統包括通過CAN總線與PLC控制器信號連接的四個轉向驅動控制器，四個轉向驅動控制器的控制信號輸出端各自信號連接有一個帶轉向角度編碼器的轉向電機，轉向角度編碼器與各自對應的轉向驅動控制器的反饋信號輸入端信號連接。
[0008]上述PLC控制器通過CAN總線信號連接有人機互動界面。
[0009]本發明的有益效果是:本發明採用PLC控制器實時運算，實現軌道牽引車的牽引行走和轉向，實現軌道行走的導向安全保護。應用CAN總線網絡克服了傳統硬接線的繁瑣，可靠性差不足之處。採用人機互動界面實時數據通訊，方便操作者觀察及故障處理，自動化程度高，功能完善。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0010]圖1本發明的電氣控制系統的結構框圖。
[0011]其中，IPLC控制器；2遙控作業系統；3牽引行走系統；4車體轉向系統；5導向驅動系統；6人機互動界面；7CAN總線；3-1左前牽引電機驅動控制器；3-1-1左前牽引電機；
3-1-2左前電機增量編碼器；3-2左後牽引電機驅動控制器；3-2-1左後牽引電機；3_2_2左後電機增量編碼器；3_3右前牽引電機驅動控制器；3-3-1右前牽引電機；3-3-2右前電機增量編碼器；3_4右後牽引電機驅動控制器；3-4-1右後牽引電機；3-4-2右後電機增量編碼器；4-1左前轉向電機驅動控制器；4-1-1左前轉向電機；4-1-2左前轉向角度編碼器；
4-2右前轉向電機驅動控制器；4-2-1右前轉向電機；4-2-2右前轉向角度編碼器；4_3右後轉向電機驅動控制器；4-3-1右後轉向電機；4-3-2右後轉向角度編碼器；4-4左後轉向電機驅動控制器；4-4-1左後轉向電機；4-4-2左後轉向角度編碼器。
【具體實施方式】
[0012]下面結合附圖對本發明做進一步詳細的描述:
如圖1所示，本發明的一種用於四輪驅動軌道牽引車的電氣控制系統，
包括PLC控制器1，PLC控制器I通過CAN總線7信號連接有遙控作業系統2、牽引行走系統3、車體轉向系統4、人機互動界面6和導向驅動系統5。PLC控制器I通過CAN總線7採集遙控作業系統2、牽引行走系統3、車體轉向系統4、導向驅動系統5的信號，經過計算分析，從而發送信號給牽引行走系統3、車體轉向系統4及導向驅動系統5，合理控制車輛各個系統的工作運行情況，實現車輛的穩定運行。
[0013]PLC控制器I是上層控制器，負責接收遙控作業系統2的信息，以及牽引電機驅動控制器、轉向電機驅動控制器、轉向角度編碼器、導向系統的信號，給定速度控制策略的運算實施，並且向CAN總線7網絡發送牽引行走、車體轉向信號。牽引電機驅動控制器、轉向電機驅動控制器是底層控制器，負責接收CAN總線7網絡上的方向轉速指令，驅動牽引電機、轉向電機以給定轉速運動；同時採集牽引電機、轉向電機的實際轉速及運行信息，通過CAN總線7傳遞給PLC控制器I ;轉向角度編碼器與導向作業系統的信號也通過CAN總線7網絡，發送給PLC控制器I ;人機互動界面6顯示車體速度、方向、CAN信號等，方便操作者觀察與故障判斷處理。最關鍵的是，應用CAN總線7的數據傳輸，省略了硬接線的繁瑣，減少了故障的發生，使其具有傳動效率高、空間布置靈活、易於實現轉向系統的電子化和主動化等優點。
[0014]遙控作業系統2，是軌道牽引車的命令源。通過CAN總線7發送導向結構上升、下降命令，車體前進、後退命令，車體左轉、右轉命令，以及緊急停車命令給PLC控制器I。
[0015]牽引行走系統3包括均通過CAN總線7與PLC控制器I信號連接的四個牽引驅動控制器，四個牽引驅動控制器的控制信號輸出端各自信號連接有一個帶電機增量編碼器的牽引電機，電機增量編碼器與各自對應的牽引驅動控制器的反饋信號輸入端信號連接。
[0016]具體地，左前牽引電機驅動控制器3-1，通過CAN總線7，接收PLC控制器I發送的方向、轉速命令，驅動左前牽引電機3-1-1，左前牽引電機3-1-1內置左前電機增量編碼器
3-1-2，反饋速度信號給左前牽引電機驅動控制器3-1，實現半閉環控制，同時左前牽引電機驅動控制器3-1，通過CAN總線7發送左前牽引電機3-1-1的速度方向信號給PLC控制器1，實現左前牽引電機3-1-1實時數據運算控制。
[0017]左後牽引電機驅動控制器3-2、左後牽引電機3-2-1、左後電機增量編碼器3_2_2、右前牽引電機驅動控制器3-3、右前牽引電機3-3-1、右前電機增量編碼器3-3-2、右後牽引電機驅動控制器3-4、右後牽引電機3-4-1和右後電機增量編碼器3-4-2，經過上述同樣的原理和信號傳遞，實現PLC控制器I對牽引行走系統3的控制。
[0018]車體轉向系統4包括通過CAN總線7與PLC控制器I信號連接的四個轉向驅動控制器，四個轉向驅動控制器的控制信號輸出端各自信號連接有一個帶轉向角度編碼器的轉向電機，轉向角度編碼器與各自對應的轉向驅動控制器的反饋信號輸入端信號連接。
[0019]具體地，左轉向電機驅動控制器，通過CAN總線7，接收PLC控制器I發送的方向、轉速命令，驅動左前轉向電機4-1-1，左前轉向電機4-1-1同軸安裝左前轉向角度編碼器
4-1-2，左前轉向角度編碼器4-1-2和左前轉向電機驅動控制器4-1的信號，通過CAN總線7網絡反饋給PLC控制器I，實現左前轉向電機4-1-1方向速度的全閉環控。
[0020]右前轉向電機驅動控制器4-2、右前轉向電機4-2-1、右前轉向角度編碼器4_2_2、右後轉向電機驅動控制器4-3、右後轉向電機4-3-1、右後轉向角度編碼器4-3-2、左後轉向電機驅動控制器4-4、左後轉向電機4-4-1和左後轉向角度編碼器4-4-2，經過上述同樣的原理和信號傳遞，實現PLC控制器I對車體轉向系統4的控制。
[0021]導向驅動系統5驅動牽引車軌道運行的導向保護結構。人機互動界面6實時顯示車體速度、方向、CAN信號等。CAN總線7網絡是連接PLC控制器I與各電機驅動器之間的紐帶，負責轉速、方向、遙控指令等信息的傳輸。
[0022]以上所述僅是本專利的優選實施方式，應當指出，對於本【技術領域】的普通技術人員來說，在不脫離本專利技術原理的前提下，還可以做出若干改進和替換，這些改進和替換也應視為本專利的保護範圍。
【權利要求】
1.一種用於四輪驅動軌道牽引車的電氣控制系統，其特徵在於:包括PLC 控制器，所述PLC控制器通過CAN總線信號連接有遙控作業系統、牽引行走系統、車體轉向系統和導向驅動系統。
2.根據權利要求1所述用於四輪驅動軌道牽引車的電氣控制系統，其特徵 在於:所述牽引行走系統包括均通過CAN總線與PLC控制器信號連接的 四個牽引驅動控制器，四個牽引驅動控制器的控制信號輸出端各自信號連接有一個帶電機增量編碼器的牽引電機，電機增量編碼器與各自對應的牽引驅動控制器的反饋信號輸入端信號連接。
3.根據權利要求1所述用於四輪驅動軌道牽引車的電氣控制系統，其特徵 在於:所述車體轉向系統包括通過CAN總線與PLC控制器信號連接的 四個轉向驅動控制器，四個轉向驅動控制器的控制信號輸出端各自信號連接有一個帶轉向角度編碼器的轉向電機，轉向角度編碼器與各自對應的轉向驅動控制器的反饋信號輸入端信號連接。
4.根據權利要求1所述用於四輪驅動軌道牽引車的電氣控制系統，其特徵 在於:所述PLC控制器通過CAN總線信號連接有人機互動界面。
【文檔編號】B61C17/00GK104325983SQ201410651795
【公開日】2015年2月4日 申請日期:2014年11月17日 優先權日:2014年11月17日
【發明者】楊小凡, 葉洪偉, 郭明果 申請人:濟南軌道交通裝備有限責任公司