一種電力工程車緊急牽引模式控制方法與流程
2023-06-04 11:55:01 2
本發明涉及軌道交通技術領域，特別是涉及一種電力工程車緊急牽引模式控制方法。
背景技術：
目前，蓄電池電力工程車因其低汙染性和可靠性，已取代內燃機車，被廣泛應用於地鐵線路工程維護及地鐵車輛檢修。工程車控制系統由控制蓄電池充電機、控制蓄電池、各種操控開關、接觸器、指示器件、繼電器等電氣元件組成，與微機網絡控制系統一起完成工程車的控制功能。網絡控制系統採用車輛級控制，車輛級控制採用多功能車輛總線MVB。網絡控制系統由網關模塊、車輛控制模塊、記錄存儲模塊、數字量輸入輸出模塊、數字量輸入模塊、模擬量輸入輸出模塊和微機顯示屏等組成，通過MVB總線與傳動控制單元、輔助控制模塊、制動控制單元等進行通信。網絡控制系統結構簡圖如圖1。
目前的網絡控制系統各個控制模塊之間通過MVB總線進行數據的傳輸互換。整個控制系統之間是串聯的連接方式，一旦某個網絡模塊故障或者MVB總線傳輸故障，將導致整個網絡控制系統癱瘓。網絡控制系統是整車運行的核心控制系統，整車部件的控制及相關指令的發送都通過網絡系統實現。網絡系統癱瘓，將導致正線運行的工程車機破，無法正常運行；給地鐵線路工程維護及地鐵車輛檢修帶來不必要的麻煩。
目前的緊急牽引模式是通過增加網絡模塊冗餘的方式來實現，這種方式不能實現工程車在緊急模式下的正常牽引功能。
技術實現要素：
本發明的目的是提供一種電力工程車緊急牽引模式控制方法，以實現工程車在緊急模式下的正常牽引功能。
為解決上述技術問題，本發明提供一種電力工程車緊急牽引模式控制方法，該方法包括：
當網絡控制系統出現故障時，緊急牽引轉換開關接收司機輸入的緊急牽引系統啟動信號，為緊急牽引裝置提供電源，並將所述緊急牽引系統啟動信號發送至所述緊急牽引裝置，啟動所述緊急牽引裝置；
所述緊急牽引裝置將所述緊急牽引系統啟動信號發送至牽引逆變器；
所述牽引逆變器依據所述緊急牽引系統啟動信號配置緊急牽引系統，進入緊急牽引模式。
優選的，所述緊急牽引轉換開關設置在低壓柜上。
優選的，所述方法還包括：
緊急牽引模式下，供電模式選擇開關接收司機輸入的供電模式選擇信號，將所述供電模式選擇信號發送所述緊急牽引裝置；
所述緊急牽引裝置依據所述供電模式選擇信號確定電力工程車的供電模式。
優選的，所述電力工程車的供電模式包括接觸網供電模式或牽引蓄電池供電模式。
優選的，所述方法還包括：
緊急牽引模式下，司控器將電力工程車的方向信號和牽引控制信號直接通過硬線發送至所述牽引逆變器。
優選的，所述方法還包括：
緊急牽引模式下，由司機室扳鍵開關觸發的升弓指令通過硬線發送給所述緊急牽引裝置；
當所述緊急牽引裝置判斷所述升弓指令滿足升弓條件時，緊急牽引裝置利用所述升弓指令啟動升弓電磁閥，升起受電弓。
優選的，所述方法還包括：
緊急牽引模式下，由司機室扳鍵開關觸發的高速斷路器閉合指令傳輸至所述緊急牽引裝置和所述牽引逆變器，由所述緊急牽引裝置和所述牽引逆變器共同控制高速斷路器，保持高速斷路器位於閉合狀態。
優選的，所述方法還包括：
緊急牽引模式下，由司機室扳鍵開關觸發的壓縮機控制命令傳輸至所述緊急牽引裝置，由所述緊急牽引裝置控制壓縮機啟動或者停止。
本發明所提供的一種電力工程車緊急牽引模式控制方法，當網絡控制系統出現故障時，緊急牽引轉換開關接收司機輸入的緊急牽引系統啟動信號，為緊急牽引裝置提供電源，並將所述緊急牽引系統啟動信號發送至所述緊急牽引裝置，啟動所述緊急牽引裝置；所述緊急牽引裝置將所述緊急牽引系統啟動信號發送至牽引逆變器；所述牽引逆變器依據所述緊急牽引系統啟動信號配置緊急牽引系統，進入緊急牽引模式。可見，當網絡控制系統故障時，僅操作緊急牽引轉換開關，通過緊急牽引裝置配置緊急牽引系統，進入緊急牽引模式，即緊急牽引裝置能夠控制整車主要電氣部件，實現工程車應急牽引模式，在故障模式下，機車仍然具有正常牽引功能，即在網絡控制系統的基礎上，併入緊急牽引裝置，實現網絡控制系統故障情況下，整車的正常牽引運行功能，該方法實現工程車在緊急模式下的正常牽引功能。
附圖說明
為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據提供的附圖獲得其他的附圖。
圖1為現有技術中網絡控制系統結構簡圖；
圖2為本發明所提供的一種電力工程車緊急牽引模式控制方法的流程圖；
圖3為緊急牽引模式確認過程原理圖；
圖4為供電模式確認過程原理圖；
圖5為工程車方向選擇信號及牽引信號確認原理圖；
圖6為受電弓控制原理圖；
圖7為高速斷路器控制原理圖；
圖8為緊急牽引模式下的壓縮機控制原理圖；
圖9為控制蓄電池低壓報警原理圖；
圖10為牽引封鎖和總風低壓保護壓力開關監控原路圖。
具體實施方式
本發明的核心是提供一種電力工程車緊急牽引模式控制方法，以實現工程車在緊急模式下的正常牽引功能。
為了使本技術領域的人員更好地理解本發明方案，下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。
請參考圖2，圖2為本發明所提供的一種電力工程車緊急牽引模式控制方法的流程圖，該方法包括：
S11：當網絡控制系統出現故障時，緊急牽引轉換開關接收司機輸入的緊急牽引系統啟動信號，為緊急牽引裝置提供電源，並將緊急牽引系統啟動信號發送至緊急牽引裝置，啟動緊急牽引裝置；
S12：緊急牽引裝置將緊急牽引系統啟動信號發送至牽引逆變器；
S13：牽引逆變器依據緊急牽引系統啟動信號配置緊急牽引系統，進入緊急牽引模式。
可見，當網絡控制系統故障時，僅操作緊急牽引轉換開關，通過緊急牽引裝置配置緊急牽引系統，進入緊急牽引模式，即緊急牽引裝置能夠控制整車主要電氣部件，實現工程車應急牽引模式，在故障模式下，機車仍然具有正常牽引功能，即在網絡控制系統的基礎上，併入緊急牽引裝置，實現網絡控制系統故障情況下，整車的正常牽引運行功能，該方法實現工程車在緊急模式下的正常牽引功能。
基於上述方法，具體的，緊急牽引轉換開關設置在低壓柜上。
進一步的，所述方法還包括以下步驟：
S21：緊急牽引模式下，供電模式選擇開關接收司機輸入的供電模式選擇信號，將供電模式選擇信號發送緊急牽引裝置；
S22：緊急牽引裝置依據供電模式選擇信號確定電力工程車的供電模式。
其中，電力工程車的供電模式包括接觸網供電模式或牽引蓄電池供電模式。
進一步的，所述方法還包括：緊急牽引模式下，司控器將電力工程車的方向信號和牽引控制信號直接通過硬線發送至牽引逆變器。
進一步的，所述方法還包括以下步驟：
S31：緊急牽引模式下，由司機室扳鍵開關觸發的升弓指令通過硬線發送給緊急牽引裝置；
S32：當緊急牽引裝置判斷升弓指令滿足升弓條件時，緊急牽引裝置利用升弓指令啟動升弓電磁閥，升起受電弓。
進一步的，所述方法還包括：緊急牽引模式下，由司機室扳鍵開關觸發的高速斷路器閉合指令傳輸至緊急牽引裝置和牽引逆變器，由緊急牽引裝置和牽引逆變器共同控制高速斷路器，保持高速斷路器位於閉合狀態。
進一步的，所述方法還包括：緊急牽引模式下，由司機室扳鍵開關觸發的壓縮機控制命令傳輸至緊急牽引裝置，由緊急牽引裝置控制壓縮機啟動或者停止。
進一步的，所述方法還包括：緊急牽引模式下，電力工程車的保護功能由緊急牽引裝置進行監控。
本方法實現機車在緊急模式下的正常牽引功能，當網絡控制系統故障時，僅操作低壓柜上的轉換開關，即可通過緊急牽引裝置控制整車主要電氣部件，實現工程車應急牽引模式。在本文中緊急牽引裝置簡稱為LCU。同時，本方法為防止誤操作，以免在網絡系統正常模式下啟動緊急牽引模式，將緊急牽引系統的電源開關安裝在機械間低壓柜上，並選用帶鉛封的轉換開關。大大降低司機誤操作的可能性，提高系統和機車使用安全。
本方法中，緊急牽引系統的電源開關安裝在機械間低壓柜上，並選用帶鉛封的轉換開關，同時在現有網絡控制系統的基礎上，併入緊急牽引控制單元即緊急牽引裝置。同時實現工程車網絡系統正常模式及故障模式下的機車正常牽引功能。本方法中，機車在緊急模式下的牽引功能包括緊急牽引模式的確認、供電模式的確認、工程車方向選擇信號及牽引級位信號的確認、緊急牽引模式下的受電弓控制和高速斷路器控制。
對於緊急牽引模式的確認，緊急牽引模式下，首先需要啟動LCU。通過安裝在低壓柜上的緊急牽引轉換開關，為其提供電源來啟動LCU。LCU的輸出埠將緊急牽引系統啟動信號送入工程車牽引逆變器。在本文中牽引逆變器簡稱DCU。DCU按照緊急牽引指令，來配置內部控制系統，進入緊急牽引模式。整車控制系統緊急牽引模式確認原理如圖3。
對於供電模式確認，緊急牽引系統啟動後，首先需要確認工程車的供電模式，工程車的供電模式有兩種：接觸網供電模式和牽引蓄電池模式。詳細的，在緊急牽引模式下，通過硬線將供電模式選擇信號送給LCU，LCU確認接觸網供電模式或牽引蓄電池模式有效後，由LCU輸出接觸網供電模式或牽引蓄電池供電模式下的相應接觸器的控制信號，來動作相應的接觸器，進行工程車主電路配置，使工程車工作在相應的供電模式下。緊急牽引模式下的工程車供電模式確認原理如圖4。
對於工程車方向選擇信號及牽引級位信號確認，在緊急牽引模式下，司控器將工程車方向信號和牽引控制信號直接通過硬線送入DCU。定義工程車Ⅰ端為向前方向，工程車Ⅱ端為向後方向，將一端司機室向前/向後方向信號與二端司機室輸出的向後/向前方向信號並聯後，直接送給工程車DCU，同時從兩端司機室的司控器取出兩路牽引信號，直接送給DCU。緊急模式下的方向信號及牽引信號確認原理如圖5。
對於緊急牽引模式下的受電弓控制，在緊急牽引模式下，由司機室扳鍵開關觸發的升弓指令通過硬線送給LCU，並且升弓壓力開關和升弓電連鎖塞門的狀態同樣通過硬線送給LCU。LCU在判斷其滿足升弓條件後，發出升弓指令來動作升弓電磁閥，升起受電弓。緊急牽引模式下的受電弓控制原理如圖6。
對於高速斷路器控制，在緊急牽引模式下，由司機室扳鍵開關觸發的高速斷路器閉合指令直接送給LCU，由LCU和DCU共同控制高速斷路器的動作。LCU接收到閉合指令後，輸出預備中繼動作信號，高速斷路器繼電器1和高速斷路器繼電器2動作信號，使的高速斷路器合閘線圈得電閉合。高速斷路器動作後，將狀態信息反饋至LCU，完成整個閉環控制迴路。高速斷路器控制原理如圖7。
對於壓縮機控制，在緊急牽引模式下，在激活緊急牽引模式後，由司機室扳鍵開關觸發的壓縮機控制命令送給LCU，由LCU來控制壓縮機的啟停。實現壓縮機強泵、自動、停止功能。緊急牽引模式下的壓縮機控制原理如圖8。
本方法還包括了整車保護功能，緊急牽引模式作為一種應急模式，主要目的是在網絡系統出現故障時，將工程車駛回車輛段而不需要救援，因此在緊急牽引模式下整車的保護策略還需要考慮影響機車運行的保護。具體的，緊急牽引模式下的牽引逆變器故障由DCU自行實行保護。緊急牽引模式下的控制蓄電池欠壓保護不再由網絡系統實施，而是將控制蓄電池88V欠壓報警信號送給LCU，並通過蜂鳴器進行報警。控制蓄電池欠壓報警原理如圖9。緊急牽引模式下，將牽引封鎖壓力開關和總風低壓保護壓力開關信號直接送給LCU，由LCU來監控壓力開關狀態。牽引封鎖和總風低壓保護壓力開關監控原理如圖10。
本方法實現機車在網絡系統故障情況下的正常牽引功能，僅操作低壓柜上的轉換開關，即可通過緊急牽引裝置控制整車主要電氣部件，實現工程車應急牽引模式。而且為降低司機誤操作率，將緊急牽引系統的電源轉換開關安裝在機械間低壓柜上，並選用帶鉛封的轉換開關，提高系統和機車使用安全。而且對原有的控制迴路僅在主要控制迴路中，並聯了緊急牽引控制單元，作為網絡系統故障情況下的冗餘控制，沒有串進去任何的輔助控制單元，保留了工程車原有的控制電路的操作控制方法。本方法除實現工程車正常運行的控制功能外，解決了蓄電池電力工程車在網絡系統故障情況下，實現工程車正常牽引的功能，提高了系統冗餘性及機車使用安全。
基於本方法，具體的，緊急牽引模式下，通過安裝在低壓柜上的緊急牽引轉換開關來啟動LCU。LCU的輸出埠將緊急牽引系統啟動信號送入工程車牽引逆變器。DCU按照緊急牽引指令，來配置內部控制系統，進入緊急牽引模式。
緊急牽引模式下，通過硬線將供電模式選擇信號送給LCU。LCU確認接觸網供電模式或牽引蓄電池模式有效後，由LCU輸出接觸網供電模式或牽引蓄電池供電模式下的相應接觸器的控制信號，來動作相應的接觸器，進行工程車主電路配置，使工程車工作在相應的供電模式下。
緊急牽引模式下，司控器將工程車方向信號和牽引控制信號直接通過硬線送入DCU。定義工程車Ⅰ端為向前方向，工程車Ⅱ端為向後方向。將一端司機室向前/向後方向信號與二端司機室輸出的向後/向前方向信號並聯後，直接送給工程車DCU。同時從兩端司機室的司控器取出兩路牽引信號，直接送給DCU。
在緊急牽引模式下，由司機室扳鍵開關觸發的升弓指令通過硬線送給LCU，並且升弓壓力開關和升弓電連鎖塞門的狀態同樣通過硬線送給LCU。LCU在判斷其滿足升弓條件後，發出升弓指令來動作升弓電磁閥，升起受電弓。
緊急牽引模式下，由司機室扳鍵開關觸發的高速斷路器閉合指令直接送給LCU，由LCU和DCU共同控制高速斷路器的動作。LCU接收到閉合指令後，輸出預備中繼動作信號，高速斷路器繼電器1和高速斷路器繼電器2動作信號，使的高速斷路器合閘線圈得電閉合。高速斷路器動作後，將狀態信息反饋至LCU。
緊急牽引模式下，在激活緊急牽引模式後，由司機室扳鍵開關觸發的壓縮機控制命令送給LCU，由LCU來控制壓縮機的啟停。實現壓縮機強泵、自動、停止功能。
緊急牽引模式下的牽引逆變器故障由DCU自行實行保護。控制蓄電池88V欠壓報警信號送給LCU,由LCU輸出報警信號，通過蜂鳴器進行報警。牽引封鎖壓力開關和總風低壓保護壓力開關信號直接送給LCU，由LCU來監控壓力開關狀態。
本發明所提供的一種電力工程車緊急牽引模式控制方法，當網絡控制系統出現故障時，緊急牽引轉換開關接收司機輸入的緊急牽引系統啟動信號，為緊急牽引裝置提供電源，並將緊急牽引系統啟動信號發送至緊急牽引裝置，啟動緊急牽引裝置；緊急牽引裝置將緊急牽引系統啟動信號發送至牽引逆變器；牽引逆變器依據緊急牽引系統啟動信號配置緊急牽引系統，進入緊急牽引模式。可見，當網絡控制系統故障時，僅操作緊急牽引轉換開關，通過緊急牽引裝置配置緊急牽引系統，進入緊急牽引模式，即緊急牽引裝置能夠控制整車主要電氣部件，實現工程車應急牽引模式，在故障模式下，機車仍然具有正常牽引功能，即在網絡控制系統的基礎上，併入緊急牽引裝置，實現網絡控制系統故障情況下，整車的正常牽引運行功能，該方法實現工程車在緊急模式下的正常牽引功能。
以上對本發明所提供的一種電力工程車緊急牽引模式控制方法進行了詳細介紹。本文中應用了具體個例對本發明的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用於幫助理解本發明的方法及其核心思想。應當指出，對於本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以對本發明進行若干改進和修飾，這些改進和修飾也落入本發明權利要求的保護範圍內。