專利名稱：鐵路客車電氣綜合控制柜的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種鐵路客車的綜合控制裝置，特別是一種測(cè)控鐵路客車電氣系統(tǒng)安全 運(yùn)行的電氣綜合控制柜。
背景技術(shù)：
隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展和進(jìn)步，監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)已經(jīng)越來越多地實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化，鐵路客 車也不例外，如今已經(jīng)有專利公開了一種客車空調(diào)控制柜，但是，這樣的控制柜僅僅是針對(duì) 單一的功能進(jìn)行監(jiān)測(cè)控制，并不能夠?qū)崿F(xiàn)整輛客車的所有電氣系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)控制，而且，系統(tǒng) 中沒有聯(lián)網(wǎng)通訊功能，每個(gè)車廂都需要單獨(dú)設(shè)置各自的監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)，遇到故障問題或操作 的時(shí)候需要對(duì)每一個(gè)車廂進(jìn)行監(jiān)測(cè)設(shè)置，因而，每一個(gè)車廂都需要有人負(fù)責(zé)看管，操作復(fù)雜， 浪費(fèi)勞動(dòng)力。

實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提供一種功能完善、擴(kuò)展性強(qiáng)、可靠性高，人 工操作方便的鐵路客車電氣綜合控制柜。
本實(shí)用新型的技術(shù)方案是 一種鐵路客車電氣綜合控制柜，包括由主控器PLC、信息顯 示觸摸屏SPT控制的供電電源轉(zhuǎn)換控制模塊、空調(diào)機(jī)組控制模塊、應(yīng)急電源控制模塊、照明
供電模塊，所述的鐵路客車綜合控制柜還設(shè)置了聯(lián)網(wǎng)通訊模塊，所述的聯(lián)網(wǎng)通訊模塊通過網(wǎng)
關(guān)Gl與列車級(jí)LonWorks總線的連接來實(shí)現(xiàn)各個(gè)車廂的聯(lián)網(wǎng)通訊功能。
優(yōu)選的是所述的聯(lián)網(wǎng)通訊模塊中的網(wǎng)關(guān)G1與客車用電安全記錄儀AQJLY通過RS232 進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊，客車用電安全記錄儀AQJLY與適配器SPQ通過RS232進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊，適配 器SPQ與PLC外設(shè)端口連接，通過主控器PLC來控制本車廂和其他車廂的電氣系統(tǒng)。
優(yōu)選的是所述的供電電源轉(zhuǎn)換模塊是由兩路380V的三相交流電源母線分別接到微型 斷路器Q1、 Q2上，經(jīng)過轉(zhuǎn)換開關(guān)SA1、控制器PLC、觸摸屏SPT和接觸器KM1、 KM2的 配合控制實(shí)現(xiàn)供電電源母線的選擇，為I路供電或II路供電，向車內(nèi)空調(diào)、照明、電熱、伴熱交流負(fù)載供電，另外，在供電主回路上依次設(shè)置有交流漏電報(bào)警器JK1、電壓傳感器JK2、 電流傳感器JK3， JK1、 JK2、 JK3測(cè)得的信號(hào)傳送給控制器PLC模擬量采集部分進(jìn)行分析處 理，并通過信息顯示觸摸屏SPT進(jìn)行顯示。
優(yōu)選的是:所述的空調(diào)機(jī)組控制模塊是三相交流電經(jīng)過微型斷路器Q11給空調(diào)機(jī)組供電， 弱風(fēng)機(jī)主回路由接觸器KMll、熱繼電器FRll、風(fēng)機(jī)l弱風(fēng)檔構(gòu)成，強(qiáng)風(fēng)機(jī)主回路由接觸器 KM12、熱繼電器FR12、風(fēng)機(jī)1強(qiáng)風(fēng)檔構(gòu)成，冷凝風(fēng)機(jī)主回路由接觸器KM14、熱繼電器FR14、 冷凝風(fēng)機(jī)M14構(gòu)成，壓縮機(jī)1 —1主回路由KM16、過流繼電器FA16、壓縮機(jī)M16構(gòu)成，壓 縮機(jī)l一2主回路由KM17、過流繼電器FA17、壓縮機(jī)M17構(gòu)成，預(yù)熱器l一l主回路由Q13、 KM18、預(yù)熱器DR11構(gòu)成，預(yù)熱器l一2主回路由Q14、 KM19、預(yù)熱器DR12構(gòu)成，其中， 在壓縮機(jī)與預(yù)熱器的主電路設(shè)置有電流傳感器JK4， JK4將測(cè)得壓縮機(jī)或預(yù)熱器的三相電流 傳送給控制器PLC進(jìn)行分析計(jì)算，并通過信息顯示屏SPT進(jìn)行顯示，控制電路由轉(zhuǎn)換開關(guān) SA2、控制器PLC、觸摸屏SPT、微型斷路器Q4、 Q41、 Q42組成，控制空調(diào)機(jī)組在自動(dòng)、 手動(dòng)或試驗(yàn)?zāi)Ｊ较逻x擇不同的工況進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)。
優(yōu)選的是所述的空調(diào)機(jī)組控制模塊至少能夠控制一組空調(diào)機(jī)組。
優(yōu)選的是所述的電源控制模塊包括交流控制電路、整流電源模塊、充電電源模塊、直 流控制電源組成，其中，整流電源模塊是將交流220V電源轉(zhuǎn)換成直流48V的模塊化電源， 在交流供電正常時(shí)整流模塊向直流負(fù)載供電，整流模塊的輸出端接有電壓傳感器JK6， JK6 測(cè)得的信號(hào)傳送給控制器PLC進(jìn)行分析處理；充電電源模塊是將單向交流220V轉(zhuǎn)換成直流 48V向蓄電池充電，充電模塊與蓄電池之間接有電壓傳感器JK8和電流傳感器JK7， JK8和JK7 測(cè)得的蓄電池電壓信號(hào)和充放電流信號(hào)傳送給PLC進(jìn)行分析處理；直流控制龜源是將直流 48V的電源轉(zhuǎn)換成直流24V與直流12V的電源，直流24V電源向PLC、顯示觸摸屏、網(wǎng)關(guān)、 安全記錄儀供電，直流12V的電源，向各類傳感器、變送器供電。
優(yōu)選的是所述的照明供電模塊是將三相交流電源通過微型斷路器Q9、 QIO、 Q31，接 觸器KM4、 KM5、 KM6等后連接到照明裝置上，接觸器KM4、 KM5、 KM6等與轉(zhuǎn)換開關(guān) SA3配合控制照明電路的停止或半燈或全燈。
本實(shí)用新型的有益效果是綜合控制柜實(shí)現(xiàn)了客車電氣控制系統(tǒng)的小型化、智能化、集 成化和系統(tǒng)化，可以根據(jù)預(yù)設(shè)參數(shù)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，對(duì)整車電氣系統(tǒng)參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、記錄， 出現(xiàn)故障及時(shí)進(jìn)行保護(hù)動(dòng)作，避免由于保護(hù)不及時(shí)而引起的嚴(yán)重后果，并可通過存儲(chǔ)的運(yùn)行
5記錄、故障記錄數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，充分考慮了整車各個(gè)電氣功能部件的協(xié)調(diào)工作，使整個(gè) 電氣系統(tǒng)工作更加安全可靠，減輕了操作人員的工作強(qiáng)度，避免由于人為誤操作引起的事故， 便于操作和維護(hù)。


圖1為本實(shí)用新型的整個(gè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖2為本實(shí)用新型PLC主控器控制電路原理圖3為本實(shí)用新型供電電源轉(zhuǎn)換控制模塊電路原理圖4為本實(shí)用新型空調(diào)機(jī)組控制模塊電路原理圖5為本實(shí)用新型電源控制模塊電路原理圖6為本實(shí)用新型照明供電模塊電路原理圖7為本實(shí)用新型聯(lián)網(wǎng)通訊模塊電路原理圖
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
如下
一種鐵路客車電氣綜合控制柜，包括由主控器PLC、信息顯示觸摸屏SPT控制的供電電 源轉(zhuǎn)換控制模塊、空調(diào)機(jī)組控制模塊、應(yīng)急電源控制模塊、照明供電模塊，所述的鐵路客車 綜合控制柜還設(shè)置了聯(lián)網(wǎng)通訊模塊，所述的聯(lián)網(wǎng)通訊模塊通過網(wǎng)關(guān)Gl與列車級(jí)LonWorks總 線的連接來實(shí)現(xiàn)各個(gè)車廂的聯(lián)網(wǎng)通訊功能。所述的聯(lián)網(wǎng)通訊模塊中的網(wǎng)關(guān)Gl與客車用電安 全記錄儀AQJLY通過RS232進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊，客車用電安全記錄儀AQJLY與適配器SPQ通 過RS232進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊，適配器SPQ與PLC外設(shè)端口連接，通過主控器PLC來控制本車廂 和其他車廂的電氣系統(tǒng)。所述的供電電源轉(zhuǎn)換模塊是由兩路380V的三相交流電源母線分別 接到微型斷路器Q1、 Q2上，經(jīng)過轉(zhuǎn)換開關(guān)SA1、控制器PLC、觸摸屏SPT和接觸器KM1、 KM2的配合控制實(shí)現(xiàn)供電電源母線的選擇，為I路供電或II路供電，向車內(nèi)空調(diào)、照明、電 熱、伴熱交流負(fù)載供電，另外，在供電主回路上依次設(shè)置有交流漏電報(bào)警器JK1、電壓傳感 器JK2、電流傳感器JK3， JK1、 JK2、 JK3測(cè)得的信號(hào)傳送給控制器PLC模擬量采集部分進(jìn) 行分析處理，并通過信息顯示觸摸屏SPT進(jìn)行顯示。所述的空調(diào)機(jī)組控制模塊是三相交流電 經(jīng)過微型斷路器Q11給空調(diào)機(jī)組供電，弱風(fēng)機(jī)主回路由接觸器KMll、熱繼電器FRll、風(fēng)機(jī)l弱風(fēng)檔構(gòu)成，強(qiáng)風(fēng)機(jī)主回路由接觸器KM12、熱繼電器FR12、風(fēng)機(jī)l強(qiáng)風(fēng)檔構(gòu)成，冷凝風(fēng) 機(jī)主回路由接觸器KM14、熱繼電器FR14、冷凝風(fēng)機(jī)M14構(gòu)成，壓縮機(jī)1_1主回路由KM16、 過流繼電器FA16、壓縮機(jī)M16構(gòu)成，壓縮機(jī)1_2主回路由KM17、過流繼電器FA17、壓 縮機(jī)M17構(gòu)成，預(yù)熱器1一1主回路由Q13、 KM18、預(yù)熱器DR11構(gòu)成，預(yù)熱器1一2主回 路由Q14、 KM19、預(yù)熱器DR12構(gòu)成，其中，在壓縮機(jī)與預(yù)熱器的主電路設(shè)置有電流傳感器 JK4， JK4將測(cè)得壓縮機(jī)或預(yù)熱器的三相電流傳送給控制器PLC進(jìn)行分析計(jì)算，并通過信息 顯示屏SPT進(jìn)行顯示，控制電路由轉(zhuǎn)換開關(guān)SA2、控制器PLC、觸摸屏SPT、微型斷路器 Q4、 Q41、 Q42組成，控制空調(diào)機(jī)組在自動(dòng)、手動(dòng)或試驗(yàn)?zāi)Ｊ较逻x擇不同的工況進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)。 所述的空調(diào)機(jī)組控制模塊至少能夠控制一組空調(diào)機(jī)組。所述的電源控制模塊包括交流控制電 路、整流電源模塊、充電電源模塊、直流控制電源組成，其中，整流電源模塊是將交流220V 電源轉(zhuǎn)換成直流48V的模塊化電源，在交流供電正常時(shí)整流模塊向直流負(fù)載供電，整流模塊 的輸出端接有電壓傳感器JK6， JK6測(cè)得的信號(hào)傳送給控制器PLC進(jìn)行分析處理；充電電源 模塊是將單向交流220V轉(zhuǎn)換成直流48V向蓄電池充電，充電模塊與蓄電池之間接有電壓傳 感器JK8和電流傳感器JK7, JK8和JK7測(cè)得的蓄電池電壓信號(hào)和充放電流信號(hào)傳送給PLC 進(jìn)行分析處理；直流控制電源是將直流48V的電源轉(zhuǎn)換成直流24V與直流12V的電源，直 流24V電源向PLC、顯示觸摸屏、網(wǎng)關(guān)、安全記錄儀供電，直流12V的電源，向各類傳感器、 變送器供電。所述的照明供電模塊是將三相交流電源通過微型斷路器Q9、 QIO、 Q31，接觸 器KM4、 KM5、 KM6等后連接到照明裝置上，接觸器KM4、 KM5、 KM6等與轉(zhuǎn)換開關(guān)SA3 配合控制照明電路的停止或半燈或全燈。
結(jié)合附凰說明本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)及工作原理-
一、結(jié)合圖2和圖3說明供電電源轉(zhuǎn)換控制模塊的工作原理。
綜合控制柜的電源由兩路電源母線中的其中一路提供，通過轉(zhuǎn)換開關(guān)SA1分"自動(dòng)"和 "試驗(yàn)I路"、"試驗(yàn)II路"。
1.正常使用情況下，轉(zhuǎn)換開關(guān)SA1置于"自動(dòng)"位
合上蓄電池控制微型斷路器Q30， PLC、傳感器工作電源DY工作，分別給PLC、顯示觸 摸屏、傳感器提供24V、 24V、 12V電源。此時(shí)，擴(kuò)展I/O單元的輸出點(diǎn)1402為0N，中間 繼電器KA5線圈得電，其常開觸點(diǎn)閉合，PLC運(yùn)行指示燈HL5綠燈亮。① I路、II路均有電時(shí)，合上微型斷路器Q1、 Q2， PLC按照均衡供電原則，奇數(shù)號(hào)車廂 選擇I路供電、偶數(shù)號(hào)車廂選擇II路供電，輸出點(diǎn)(1400、 1401)為ON，中間繼電器KA6、 KA7線圈得電，其常開觸點(diǎn)KA6、 KA7閉合，使得接觸器KM1、 KM2線圈得電，KM1、 KM2 在主回路中的常開觸點(diǎn)閉合，主回路有電，因I路、II路均有電，KA1、 KA2線圈得電，其 常開觸點(diǎn)閉合，輸入信號(hào)到PLC的輸入點(diǎn)(0610、 0611);轉(zhuǎn)換開關(guān)SA1 (3、 4)輸入信號(hào) 到PLC的輸入點(diǎn)(0603); KM1、 KM2的常開觸點(diǎn)閉合后輸入信號(hào)到PLC的輸入點(diǎn)(0601、 0602);顯示屏顯示"I路、II路有電"、"自動(dòng)供電"、"I路或II路供電"相應(yīng)的文字信息； 同時(shí)KM1、 KM2的常開觸點(diǎn)閉合后使得電源指示燈HL1、 HL2綠燈亮。
② 如果I路有電、II路無電，則KA1線圈得電，KA2線圈不得電，PLC輸入點(diǎn)0610有信 號(hào)，輸入點(diǎn)0611無信號(hào)，所有車廂PLC通過檢測(cè)使得輸出點(diǎn)(1400)為ON， KA6線圈得 電，KM1線圈得電，自動(dòng)選擇I路供電，由PLC控制的負(fù)載減半運(yùn)行，同時(shí)反饋信號(hào)給PLC 的輸入點(diǎn)，在顯示屏上顯示相應(yīng)信息。此時(shí)如果II路重新供電，KA2線圈得電，輸入點(diǎn)0611 有信號(hào)，則偶數(shù)車廂PLC通過檢測(cè)使得輸出點(diǎn)(1401)為ON， KA7線圈得電，KM2線圈得 電，可重新選擇II路供電。
③ 如果II路有電、I路無電，所有車廂PLC通過檢測(cè)可自動(dòng)選擇II路供電，負(fù)載減半運(yùn)行， 同時(shí)在顯示屏上提示相應(yīng)信息。此時(shí)如果I路重新供電，則奇數(shù)車廂PLC通過檢測(cè)可重新選 擇I路供電。
如果I路、II路均無電，KA1、 KA2線圈均不得電，PLC的輸入點(diǎn)(0610、 0611)無信 號(hào)，PLC通過檢測(cè)延時(shí)3min自動(dòng)進(jìn)入休眠狀態(tài)，顯示觸摸屏無顯示，手觸顯示觸摸屏后可以 將其喚醒，延時(shí)約3min無操作，將再次進(jìn)入休眠狀態(tài)。如果I路或II路供電后，PLC的輸入 點(diǎn)(0610、 0611)有信號(hào)，顯示觸摸屏將自動(dòng)喚醒，且按照上述步驟選擇供電。
i路、n路均有電，奇數(shù)號(hào)車廂i路供電、偶數(shù)號(hào)車廂n路供電的情況下，如果i路(n
路)電源出現(xiàn)故障，KA1 (KA2)線圈失電，PLC自動(dòng)轉(zhuǎn)換到另一路電源供電，同時(shí)負(fù)載減 半運(yùn)行。當(dāng)故障排除后，重新合上Ql (Q2)開關(guān)供電或通過顯示觸摸屏先按下"停電源" 觸摸開關(guān)停止供電，再按下"啟電源"觸摸開關(guān)重新供電后，PLC自動(dòng)轉(zhuǎn)換回原供電回路， 通過PLC檢測(cè)后，負(fù)載恢復(fù)全載運(yùn)行。兩路供電回路重新供電時(shí)，PLC將自動(dòng)轉(zhuǎn)換到原供電 回路。
⑦在一路有電，另一路無電，所有車廂都是同一路供電的情況下，此時(shí)如果供電回路出現(xiàn)故障，KA1、 KA2線圈均無電，則PLC停止供電，不再進(jìn)行供電回路的轉(zhuǎn)換。 ⑧故障排除后也可以通過轉(zhuǎn)換開關(guān)SA1由"停止"位轉(zhuǎn)換到"自動(dòng)"位，PLC自動(dòng)轉(zhuǎn)換回原 供電回路，通過PLC檢測(cè)后，負(fù)載恢復(fù)全載運(yùn)行。
2. 試驗(yàn)時(shí)，可將轉(zhuǎn)換開關(guān)SA1置于"試驗(yàn)I路"或"試驗(yàn)II路"，人為選擇I路供電或II路 供電，此時(shí)PLC只進(jìn)行檢測(cè)報(bào)警，不能進(jìn)行電源回路的轉(zhuǎn)換。
3. 主電路中接有電流傳感器、電壓傳感器和漏電報(bào)警器G0 300mA可調(diào))，所測(cè)電壓、 電流值輸入到PLC的模擬量輸入點(diǎn)(V1 V6、 V16)，顯示觸摸屏上可顯示主電路的三相相 電壓、三相電流、供電母線狀態(tài)、供電回路、電源狀態(tài)等信息，當(dāng)某路電源出現(xiàn)缺相、過壓、 欠壓、三相不平衡等故障、漏電報(bào)警器檢測(cè)到漏電值超過報(bào)警設(shè)定值時(shí)，顯示觸摸屏顯示故 障提示，PLC輸出點(diǎn)(1400、 1401)為OFF，使得KM1、 KM2線圈失電，切斷故障電源回 路，同時(shí)PLC輸出點(diǎn)(1404或1405)為ON，相應(yīng)電源故障燈HL1、 HL2紅燈亮。
4. 正常供電時(shí)，電源給空調(diào)機(jī)組、應(yīng)急電源單元、照明控制單元供電。
二、結(jié)合圖2和圖4說明空調(diào)機(jī)組控制模塊控制一組空調(diào)機(jī)組的工作原理。 空調(diào)機(jī)組控制功能通過轉(zhuǎn)換開關(guān)SA2分為"自動(dòng)"、"試驗(yàn)暖"、"試驗(yàn)冷"。
1.正常情況下，轉(zhuǎn)換開關(guān)SA2置于"自動(dòng)"位
① 電源供電開始后，合上空氣開關(guān)Q4，控制電路有電。通過轉(zhuǎn)換開關(guān)SA2 (5、 6)給PLC 輸入點(diǎn)(0600)信號(hào)，PLC控制空調(diào)機(jī)組自動(dòng)進(jìn)入"自動(dòng)"運(yùn)行，PLC根據(jù)車廂里溫度傳感 器Ptl00檢出值與預(yù)先設(shè)定的"制冷"、"制暖"溫度值進(jìn)行比較后，進(jìn)行空調(diào)機(jī)組的"自動(dòng)" 運(yùn)轉(zhuǎn)，PLC輸出點(diǎn)(1000 1006、 1100 1106)根據(jù)溫度條件，分別置于"ON"或"OFF", 控制1號(hào)空調(diào)機(jī)組各接觸器KMll、 KM12、 KM14、 KM16、 KM17、 KM18、 KM19線圈是 否得電。
② 空調(diào)機(jī)組在自動(dòng)控制時(shí)，有六種工況"強(qiáng)風(fēng)"、"弱風(fēng)"、"強(qiáng)風(fēng)半冷"、"弱風(fēng)半暖"、"強(qiáng)風(fēng) 全冷"、"弱風(fēng)全暖"。可以根據(jù)顯示觸摸屏上的菜單和提示，強(qiáng)制選擇"強(qiáng)風(fēng)"、"弱風(fēng)"、"強(qiáng) 風(fēng)半冷"、"弱風(fēng)半暖"、"強(qiáng)風(fēng)全冷"、"弱風(fēng)全暖"等運(yùn)行方式，此時(shí)空調(diào)機(jī)組不受溫度控制， PLC相應(yīng)的輸出點(diǎn)(1000 1006、 1100 1106)將置于"ON"，對(duì)應(yīng)所控制的接觸器線圈得 電。按下"全自動(dòng)"觸摸開關(guān)可以返回受溫度控制的"自動(dòng)"狀態(tài)。
③ 通風(fēng)機(jī)分高、低速兩擋，除發(fā)生故障及停機(jī)外連續(xù)運(yùn)行。強(qiáng)通風(fēng)機(jī)發(fā)生故障時(shí)，熱繼電器FR12的常閉觸點(diǎn)斷開，KM12線圈失電，常開觸點(diǎn)斷 開，強(qiáng)風(fēng)機(jī)停止工作；對(duì)應(yīng)冷凝風(fēng)機(jī)控制電路中的接觸器KM14線圈失電、常開觸點(diǎn)斷開， 冷凝風(fēng)機(jī)停止工作；對(duì)應(yīng)壓縮機(jī)控制電路中的接觸器KM16、 KM17線圈失電，停止工作； 顯示觸摸屏顯示故障信息，同時(shí)PLC輸出點(diǎn)1406為ON，相應(yīng)的雙色指示燈HL3紅燈亮。
④冷凝風(fēng)機(jī)發(fā)生故障時(shí)，熱繼電器FR14的常閉觸點(diǎn)斷開，對(duì)應(yīng)壓縮機(jī)控制電路中的接觸器 KM16、 KM17線圈失電，停止工作；顯示觸摸屏顯示故障信息，同時(shí)PLC輸出點(diǎn)1406為 ON，相應(yīng)的故障燈HL3橙色燈亮(因強(qiáng)通風(fēng)機(jī)仍在運(yùn)行，KM12的常開觸點(diǎn)閉合，雙色指示 燈HL3綠色和紅色同時(shí)亮，合成后顯示橙色)。
◎弱通風(fēng)機(jī)發(fā)生故障時(shí)，熱繼電器FRll的常閉觸點(diǎn)斷開，KM11線圈失電，常開觸點(diǎn)斷開， 弱風(fēng)機(jī)停止工作；對(duì)應(yīng)空氣預(yù)熱器控制電路中的接觸器KM18、 KM19線圈失電，停止工作； 顯示觸摸屏顯示故障信息，同時(shí)PLC輸出點(diǎn)1406為ON，相應(yīng)的雙色指示燈HL3紅燈亮。 ⑥當(dāng)壓縮機(jī)組出現(xiàn)壓力保護(hù)、低溫保護(hù)、過流保護(hù)時(shí)，中間繼電器KAll、 KA12線圈得電； 其常開觸點(diǎn)閉合，反饋信號(hào)到PLC輸入點(diǎn)(0606 0607)，及時(shí)顯示制冷系統(tǒng)的故障信息并 記錄故障參數(shù)，同時(shí)PLC輸出點(diǎn)(1002 1003)為OFF，對(duì)應(yīng)壓縮機(jī)控制電路中的接觸器線 圈失電，停止工作；相應(yīng)的雙色指示燈HL3橙色燈亮。
當(dāng)空氣預(yù)熱器出現(xiàn)高溫保護(hù)、過載保護(hù)時(shí)，中間繼電器KA13、 KA14線圈得電；其常開 觸點(diǎn)閉合，反饋信號(hào)到PLC輸入點(diǎn)(0606 0607)，及時(shí)顯示制暖系統(tǒng)的故障信息并記錄故 障參數(shù)，同時(shí)PLC輸出點(diǎn)(1000 1001)為OFF，對(duì)應(yīng)空氣預(yù)熱器控制電路中的接觸器KM18、 KM19線圈失電，停止工作；相應(yīng)的雙色指示燈HL3紅燈亮。
2.試驗(yàn)時(shí)，可將轉(zhuǎn)換開關(guān)SA2置于"試驗(yàn)冷"或"試驗(yàn)暖"，人為手動(dòng)控制空調(diào)機(jī)組運(yùn)行。 "試驗(yàn)冷"可實(shí)現(xiàn)強(qiáng)通風(fēng)、半冷和全冷工況，"試驗(yàn)暖"可實(shí)現(xiàn)弱風(fēng)、半暖和全暖三種工況。
轉(zhuǎn)換開關(guān)SA2置于"試驗(yàn)冷"，KA4線圈得電，其常開觸點(diǎn)閉合，C05、 C13、 C06、 C14 有電，強(qiáng)通風(fēng)機(jī)和冷凝風(fēng)機(jī)啟動(dòng)；合上開關(guān)Q41， 187有電，啟動(dòng)1號(hào)壓縮機(jī)組；適當(dāng)延時(shí) 后再合上Q42， 287有電，啟動(dòng)2號(hào)壓縮機(jī)組。
轉(zhuǎn)換開關(guān)SA2置于"試驗(yàn)暖"，KA3線圈得電，其常開觸點(diǎn)閉合，C04、 C12有電，弱 通風(fēng)機(jī)啟動(dòng)；合上開關(guān)Q41， 63、 C07有電，啟動(dòng)1號(hào)空氣預(yù)熱器；適當(dāng)延時(shí)后再合上開關(guān) Q42， 43、 C15有電，啟動(dòng)2號(hào)空氣預(yù)熱器。此時(shí)PLC只能對(duì)空調(diào)機(jī)組進(jìn)行監(jiān)測(cè)，不進(jìn)行保護(hù)動(dòng)作。
3. 機(jī)組壓縮機(jī)與預(yù)熱器主回路中接有電流傳感器JK4，顯示觸摸屏上可以顯示空調(diào)機(jī)組的運(yùn) 行工況、壓縮機(jī)或空氣預(yù)熱器運(yùn)行狀況、累計(jì)運(yùn)行時(shí)間及電流值，可以顯示"制冷"、"制暖" 設(shè)定溫度值。當(dāng)機(jī)組出現(xiàn)過載、過流、缺相及三相不平衡故障時(shí)，顯示觸摸屏能及時(shí)顯示各 壓縮機(jī)或空氣預(yù)熱器的故障信息(故障種類)并記錄故障參數(shù)，相應(yīng)空調(diào)指示燈HL3紅燈亮 或橙色燈亮，
4. 綜合控制柜具有完善的故障診斷、保護(hù)功能，熱繼電器用于通風(fēng)機(jī)、冷凝風(fēng)機(jī)的保護(hù)；過 流繼電器用于壓縮機(jī)的保護(hù)；電子保護(hù)是采用電流傳感器對(duì)壓縮機(jī)、空氣預(yù)熱器的各相電流 進(jìn)行采樣，實(shí)時(shí)與各負(fù)載正常工作時(shí)的基準(zhǔn)電流值進(jìn)行比較后，對(duì)過載、過流、缺相及三相 不平衡故障實(shí)時(shí)預(yù)報(bào)警及保護(hù)。
① 壓縮機(jī)(空氣預(yù)熱器)過載保護(hù)
正常運(yùn)行時(shí)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)壓縮機(jī)(空氣預(yù)熱器)的三相工作電流，當(dāng)測(cè)得壓縮機(jī)(空氣預(yù) 熱器)相電流為正常值的1.5倍并持續(xù)lmin，將對(duì)壓縮機(jī)(空氣預(yù)熱器)進(jìn)行過載保護(hù)，觸 摸屏顯示故障信息并記錄故障參數(shù)。
② 壓縮機(jī)(空氣預(yù)熱器)過流保護(hù)
正常運(yùn)行時(shí)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)壓縮機(jī)(空氣預(yù)熱器)的三相工作電流，當(dāng)測(cè)得壓縮機(jī)(空氣預(yù) 熱器)相電流大于等于正常值2倍并持續(xù)2s，將對(duì)壓縮機(jī)(空氣預(yù)熱器)進(jìn)行過流保護(hù)，觸 摸屏顯示故障信息并記錄故障參數(shù)。
③ 壓縮機(jī)(空氣預(yù)熱器)三相電流不平衡保護(hù)
當(dāng)壓縮機(jī)(空氣預(yù)熱器)三相電流值最大(或最小)值與平均值的偏差大于10% (15%) 時(shí)，將在5s左右切斷壓縮機(jī)(空氣預(yù)熱器)電源進(jìn)行保護(hù)，觸摸屏顯示出相應(yīng)的故障信息， 記錄故障參數(shù)。
三、結(jié)合圖2和圖5說明電源控制模塊的工作原理。
綜合控制柜的直流電源單元采用模塊化結(jié)構(gòu)，分為整流模塊和充電模塊；蓄電池輸出端 接有電流傳感器JK7、電壓傳感器JK8，整流模塊輸出端接有電壓傳感器JK6。 1.電源供電正常情況下，合上Q3，整流模塊電源、充電模塊電源工作。電壓傳感器JK8測(cè) 得蓄電池電壓大于45V時(shí)，PLC輸出點(diǎn)(1403)為ON，中間繼電器KA8線圈得電，其常開 觸點(diǎn)閉合，使得KM3線圈得電，其常開觸點(diǎn)閉合、常閉觸點(diǎn)斷開，整流模塊輸出(L+、 L一)
11向一般負(fù)載和應(yīng)急負(fù)載供電，充電模塊輸出(Bl+、 Bl — )向蓄電池充電，顯示觸摸屏顯示 整流輸出電壓(負(fù)載電壓)、電池充電電壓和電池充電電流；如電壓傳感器JK8測(cè)得蓄電池電 壓小于45V時(shí)，顯示觸摸屏顯示蓄電池過低報(bào)警提示。
1. 當(dāng)主電路因故障停止供電或整流模塊電源發(fā)生故障時(shí)，電壓傳感器JK6測(cè)得整流輸出電壓 為0， PLC輸出點(diǎn)(1403)為OFF， KA8線圈失電，其常開觸點(diǎn)斷開，使得KM3線圈失電， 其常開觸點(diǎn)斷開、常閉觸點(diǎn)吸合，自動(dòng)切換由蓄電池通過KM3的常閉觸點(diǎn)向應(yīng)急負(fù)載供電， 整流模塊電源停止向一般負(fù)載供電，顯示觸摸屏顯示電池電壓(應(yīng)急負(fù)載電壓)和電池放電 電流，相應(yīng)應(yīng)急輸出雙色指示燈紅燈亮。
2. 蓄電池電壓正常時(shí)，充電模塊電源的輸出端VL沒有輸出，當(dāng)蓄電池電壓放電到43V時(shí)， 充電模塊電源內(nèi)部繼電器動(dòng)作，輸出端VL為ON，即C19有電，使得KA8線圈得電，其常 開觸點(diǎn)吸合，KM3線圈得電，其常閉觸點(diǎn)斷開，切斷蓄電池向應(yīng)急負(fù)載供電電路，顯示觸摸 屏自動(dòng)切換至故障提示狀態(tài)，此時(shí)應(yīng)急輸出雙色指示燈熄滅；當(dāng)蓄電池充電大于等于45V時(shí)， 輸出端(VL)為OFF，即C19無電，使得KA8線圈失電，蓄電池向應(yīng)急負(fù)載供電電路。
四、 結(jié)合圖2和圖6說明照明控制模塊的工作原理
照明控制功能通過轉(zhuǎn)換開關(guān)SA3分為"停止"、"半燈"、"全燈"，合上空氣開關(guān)Q9、 QIO、 Q31，將SA3分別置于"半燈"、"全燈"，相應(yīng)接觸器KM4、 KM5、 KM6線圈得電， 其常開觸點(diǎn)吸合，使得照明1路、照明2路、應(yīng)急燈工作。
五、 由圖7說明聯(lián)網(wǎng)通訊模塊的工作原理
網(wǎng)關(guān)能實(shí)現(xiàn)車輛間的通訊。各個(gè)車廂的PLC通過網(wǎng)關(guān)將本車供電系統(tǒng)信息、發(fā)送給其它 車廂的命令傳送到列車總線上，供其它車廂調(diào)用。本車PLC可以通過網(wǎng)關(guān)讀取列車總線上其 它任一節(jié)車廂的信息；接收其它車廂發(fā)送給本車的命令并執(zhí)行。
網(wǎng)關(guān)通過接線端子排接到列車級(jí)LonWorks總線上來實(shí)現(xiàn)各個(gè)車廂的聯(lián)網(wǎng)通訊功能，網(wǎng)關(guān) 與安全記錄儀通過RS232進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，安全記錄儀通過RS232與連接到PLC上的適配器進(jìn) 行數(shù)據(jù)傳輸，從而利用網(wǎng)關(guān)將車廂里的信息得到共享，使得在一節(jié)車廂里就可以控制整客車 的電氣系統(tǒng)。
權(quán)利要求1.一種鐵路客車電氣綜合控制柜，包括由主控器PLC、信息顯示觸摸屏SPT控制的供電電源轉(zhuǎn)換控制模塊、空調(diào)機(jī)組控制模塊、應(yīng)急電源控制模塊、照明供電模塊，其特征在于所述的鐵路客車綜合控制柜還設(shè)置了聯(lián)網(wǎng)通訊模塊，所述的聯(lián)網(wǎng)通訊模塊通過網(wǎng)關(guān)G1與列車級(jí)LonWorks總線的連接來實(shí)現(xiàn)各個(gè)車廂的聯(lián)網(wǎng)通訊功能。
2. 如權(quán)利要求1所述的鐵路客車電氣綜合控制柜，其特征在于所述的聯(lián)網(wǎng)通訊模塊中的 網(wǎng)關(guān)Gl與客車用電安全記錄儀AQJLY通過RS232進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊，客車用電安全記錄 儀AQJLY與適配器SPQ通過RS232進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊，適配器SPQ與PLC外設(shè)端口連接， 通過主控器PLC來控制本車廂和其他車廂的電氣系統(tǒng)。
3. 如權(quán)利要求1所述的鐵路客車電氣綜合控制柜，其特征在于所述的供電電源轉(zhuǎn)換模塊 是由兩路380V的三相交流電源母線分別接到微型斷路器Ql 、Q2上，經(jīng)過轉(zhuǎn)換開關(guān)SA1 、 控制器PLC、觸摸屏SPT和接觸器KM1、 KM2的配合控制實(shí)現(xiàn)供電電源母線的選擇， 為I路供電或II路供電，向車內(nèi)空調(diào)、照明、電熱、伴熱交流負(fù)載供電，另外，在供電 主回路上依次設(shè)置有交流漏電報(bào)警器JK1 、電壓傳感器JK2、電流傳感器JK3， JK1 、 JK2、 JK3測(cè)得的信號(hào)傳送給控制器PLC模擬量采集部分進(jìn)行分析處理，并通過信息顯示觸摸 屏SPT進(jìn)行顯示。
4. 如權(quán)利要求1所述的鐵路客車電氣綜合控制柜，其特征在于所述的空調(diào)機(jī)組控制模塊 是三相交流電經(jīng)過微型斷路器Q11給空調(diào)機(jī)組供電，弱風(fēng)機(jī)主回路由接觸器KMll、熱 繼電器FRll、風(fēng)機(jī)l弱風(fēng)檔構(gòu)成，強(qiáng)風(fēng)機(jī)主回路由接觸器KM12、熱繼電器FR12、風(fēng) 機(jī)l強(qiáng)風(fēng)檔構(gòu)成，冷凝風(fēng)機(jī)主回路由接觸器KM14、熱繼電器FR14、冷凝風(fēng)機(jī)M14構(gòu) 成，壓縮機(jī)l一l主回路由KM16、過流繼電器FA16、壓縮機(jī)M16構(gòu)成，壓縮機(jī)l一2 主回路由KM17、過流繼電器FA17、壓縮機(jī)M17構(gòu)成，預(yù)熱器l一l主回路由Q13、 KM18、預(yù)熱器DR11構(gòu)成，預(yù)熱器l一2主回路由Q14、 KM19、預(yù)熱器DR12構(gòu)成， 其中，在壓縮機(jī)與預(yù)熱器的主電路設(shè)置有電流傳感器JK4， JK4將測(cè)得壓縮機(jī)或預(yù)熱器 的三相電流傳送給控制器PLC進(jìn)行分析計(jì)算，并通過信息顯示屏SPT進(jìn)行顯示，控制 電路由轉(zhuǎn)換開關(guān)SA2、控制器PLC、觸摸屏SPT、微型斷路器Q4、 Q41、 Q42組成，控 制空調(diào)機(jī)組在自動(dòng)、手動(dòng)或試驗(yàn)?zāi)Ｊ较逻x擇不同的工況進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)。
5. 如權(quán)利要求4所述的鐵路客車電氣綜合控制柜，其特征在于所述的空調(diào)機(jī)組控制模塊 至少能夠控制一組空調(diào)機(jī)組。
6. 如權(quán)利要求1所述的鐵路客車電氣綜合控制柜，其特征在于所述的電源控制模塊包括 交流控制電路、整流電源模塊、充電電源模塊、直流控制電源組成，其中，整流電源模塊是將交流220V電源轉(zhuǎn)換成直流48V的模塊化電源，在交流供電正常時(shí)整流模塊向直 流負(fù)載供電，整流模塊的輸出端接有電壓傳感器JK6， JK6測(cè)得的信號(hào)傳送給控制器PLC 進(jìn)行分析處理；充電電源模塊是將單向交流220V轉(zhuǎn)換成直流48V向蓄電池充電，充電 模塊與蓄電池之間接有電壓傳感器JK8和電流傳感器JK7， JK8和JK7測(cè)得的蓄電池電 壓信號(hào)和充放電流信號(hào)傳送給PLC進(jìn)行分析處理；直流控制電源是將直流48V的電源 轉(zhuǎn)換成直流24V與直流12V的電源，直流24V電源向PLC、顯示觸摸屏、網(wǎng)關(guān)、安全 記錄儀供電，直流12V的電源，向各類傳感器、變送器供電。
7. 如權(quán)利要求1所述的鐵路客車電氣綜合控制柜，其特征在于所述的照明供電模塊是將 三相交流電源通過微型斷路器Q9、 QIO、 Q31，接觸器KM4、 KM5、 KM6等后連接到 照明裝置上，接觸器KM4、 KM5、 KM6等與轉(zhuǎn)換開關(guān)SA3配合控制照明電路的停止或 半燈或全燈。
專利摘要本實(shí)用新型一種鐵路客車電氣綜合控制柜，包括由主控器PLC控制的供電電源轉(zhuǎn)換控制模塊、空調(diào)機(jī)組控制模塊、電源控制模塊、照明供電模塊，所述的鐵路客車綜合控制柜還設(shè)置了聯(lián)網(wǎng)通訊模塊，所述的聯(lián)網(wǎng)通訊模塊是通過網(wǎng)關(guān)G1與列車級(jí)LonWorks總線的連接來實(shí)現(xiàn)各個(gè)車廂的聯(lián)網(wǎng)通訊功能。綜合控制柜實(shí)現(xiàn)了客車電氣控制系統(tǒng)的小型化、智能化、集成化和系統(tǒng)化，對(duì)整車電氣系統(tǒng)參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、記錄，出現(xiàn)故障及時(shí)進(jìn)行保護(hù)動(dòng)作，避免由于保護(hù)不及時(shí)而引起的嚴(yán)重后果，并可通過存儲(chǔ)的運(yùn)行記錄、故障記錄數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，使整個(gè)電氣系統(tǒng)工作更加安全可靠，減輕了操作人員的工作強(qiáng)度，避免由于人為誤操作引起的事故，便于操作和維護(hù)。
文檔編號(hào)G06F3/03GK201138450SQ20072030906
公開日2008年10月22日 申請(qǐng)日期2007年12月25日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月25日
發(fā)明者崔鳳釗, 華 李 申請(qǐng)人:青島四方車輛研究所有限公司