城市轨道交通车辆电气控制项目六-城市轨道交通车辆课件.pptx
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- 城市轨道 交通 车辆 电气控制 项目 课件
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1、 4. 任务任务1 1 电客列车通信控制系统电客列车通信控制系统 任务任务2 2 电客列车试验电客列车试验 任务任务2 2 电客列车乘客信息系统电客列车乘客信息系统 任务任务1 1 电客列车调试检查电客列车调试检查 任务任务3 3 电客列车电客列车火灾报警火灾报警系统系统 任务任务3 3 电客列车日常检查电客列车日常检查1.2.3. 学习目标学习目标:7:39:571理解列车通信控制系统原理。理解列车通信控制系统原理。2熟悉列车通信控制系统单元组成。熟悉列车通信控制系统单元组成。3掌握列车通信控制系统单元控制。掌握列车通信控制系统单元控制。4能够分析人机界面(能够分析人机界面(MMI)显示含义
2、并会处理。)显示含义并会处理。5掌握乘客信息系统的功能。掌握乘客信息系统的功能。6能够操纵乘客信息系统设备。能够操纵乘客信息系统设备。7能够设置乘客信息系统参数。能够设置乘客信息系统参数。8了解火灾报警系统的结构与功能。了解火灾报警系统的结构与功能。9掌握火灾报警系统的布置。掌握火灾报警系统的布置。10掌握电客列车调试检查内容。掌握电客列车调试检查内容。11能够对电客列车进行调试检查。能够对电客列车进行调试检查。12了解电客列车试验项目和方法。了解电客列车试验项目和方法。13掌握电客列车整备作业操作流程。掌握电客列车整备作业操作流程。14熟悉电客列车日常检查内容和方法。熟悉电客列车日常检查内容
3、和方法。城市轨道交通电客列车的主要列车管理服务系统城市轨道交通电客列车的主要列车管理服务系统: 通信控制系统通信控制系统 列车监测与控制系统列车监测与控制系统 乘客信息系统乘客信息系统 火灾报警系统火灾报警系统 通信控制系统是将电客列车的各个子系统及相关外部控制电通信控制系统是将电客列车的各个子系统及相关外部控制电路的信息,进行读取、编码、通信传递、数据逻辑运算及输出控制路的信息,进行读取、编码、通信传递、数据逻辑运算及输出控制的一个计算机网络系统。的一个计算机网络系统。 该系统就好比人类的神经系统,能通过手和眼睛对自身所处该系统就好比人类的神经系统,能通过手和眼睛对自身所处的状态、外部环境进
4、行感知和控制,并对不同情况做出反应。的状态、外部环境进行感知和控制,并对不同情况做出反应。 在电客列车上,该系统对列车的供电状况、运行速度、列车在电客列车上,该系统对列车的供电状况、运行速度、列车运行模式等状态信息进行实时的监控和识别,并根据读取到的列车运行模式等状态信息进行实时的监控和识别,并根据读取到的列车驾驶员发出的指令信息,对列车上各个子系统发出相关控制指令,驾驶员发出的指令信息,对列车上各个子系统发出相关控制指令,进而使各子系统产生相应的调整,实现对电客列车的有效控制。进而使各子系统产生相应的调整,实现对电客列车的有效控制。7:39:57列车监测与控制系统(列车监测与控制系统(TCM
5、S),属于),属于“列车管理系统列车管理系统”,目的是整合各个与目的是整合各个与“控制和监测系统控制和监测系统”相关功能,完成列车的自相关功能,完成列车的自动化、智能化,动化、智能化,系统关联图如图系统关联图如图6-1所示所示。通过电客列车各个系统的交互完成系统检测和控制;通过电客列车各个系统的交互完成系统检测和控制; 通过乘客信息系统输出终端向乘客发送相关服务信息;通过乘客信息系统输出终端向乘客发送相关服务信息;通过司机室人机界面反映列车自身的状态、数据,便于操作通过司机室人机界面反映列车自身的状态、数据,便于操作人员对车辆操控和维护;人员对车辆操控和维护;各系统共同完成对车辆的控制、防护和
6、监控,完成对乘客服各系统共同完成对车辆的控制、防护和监控,完成对乘客服务信息提示和舒适化环境控制的服务管理。务信息提示和舒适化环境控制的服务管理。7:39:57TCMSDriverATCMaintenancePersonnelHard Wire LogicTraction EquipmentBrake EquipmentDoorVACEvent RecorderLightsPA/PISProgrammed LogicEnergy驾驶乘客信息照明电力分配事件记录空调车门制动牵引维护列车自动控制系统图图6-1 TCMS6-1 TCMS列车监测与控制系统关联图列车监测与控制系统关联图系统作用系统作用
7、:使各个相关的功能整合在列车中,完成列车的自动化、智使各个相关的功能整合在列车中,完成列车的自动化、智能化,储存设备故障信息,协助维护检修作业。能化,储存设备故障信息,协助维护检修作业。图图6-2 6-2 列车通信控制系统框图列车通信控制系统框图列车通信控制系统采用列车通信控制系统采用:电子控制设备和串行数据通信电子控制设备和串行数据通信 依靠依靠:网络连接各子系统的控制设备网络连接各子系统的控制设备1.车辆控制用的信息,车辆控制用的信息,如列车牵引控制类和车辆功能控制类;如列车牵引控制类和车辆功能控制类;2.列车故障诊断信息;列车故障诊断信息;3.乘客服务信息。乘客服务信息。列车通信控制系统
8、列车通信控制系统传输信息大致分为三类:传输信息大致分为三类:任务任务1列车通信控制系统通过输入端口及故障诊断软件列车通信控制系统通过输入端口及故障诊断软件的运算,对列车各子系统的实际运行状态进行监控和的运算,对列车各子系统的实际运行状态进行监控和判断判断。如发生异常情况,实时显示在人机界面(如发生异常情况,实时显示在人机界面(MMI),以便司机及时观察,以便司机及时观察并并应急处理应急处理;记录和存储相关数记录和存储相关数据,方便车辆维修人员及时查阅据,方便车辆维修人员及时查阅并并处理处理,从而保证行从而保证行车安全。车安全。任务任务11.列车通信控制系统首先读取和传输司机的控制列车通信控制系
9、统首先读取和传输司机的控制指令,并按照所获得指令信息进行相应的输出,保证指令,并按照所获得指令信息进行相应的输出,保证列车各子系统按一定的要求正常运行。列车各子系统按一定的要求正常运行。例如,当司机操纵驾驶控制器手柄至牵引位时,列车控制例如,当司机操纵驾驶控制器手柄至牵引位时,列车控制单元(单元(VTCU)通过)通过AX模块和模块和DX模块读取相关牵引指令信息,并模块读取相关牵引指令信息,并判断其他相关回路是否正常,如正常,则将指令信息传递给牵引判断其他相关回路是否正常,如正常,则将指令信息传递给牵引逆变器,控制牵引电机输出,列车实现牵引动车。逆变器,控制牵引电机输出,列车实现牵引动车。2.通
10、过乘客信息系统向乘客发送如站名、提示等通过乘客信息系统向乘客发送如站名、提示等相关服务信息,以方便乘客出行。相关服务信息,以方便乘客出行。7:40:001.过程数据过程数据(PV)包括:包括:全部有关能找到该变量的数据,存储器号码,全部有关能找到该变量的数据,存储器号码,端口内地址的偏移量,过程变量类型和长度,校端口内地址的偏移量,过程变量类型和长度,校验位的偏移量。验位的偏移量。主要特点:主要特点:数据实时传输,数据长度短,反映车辆运数据实时传输,数据长度短,反映车辆运行状态,周期性更新,格式固定,不需被确认。行状态,周期性更新,格式固定,不需被确认。任务任务12信息数据信息数据(MD) 在
11、列车范围内按一般的传输协议,在两个设备间交换,在列车范围内按一般的传输协议,在两个设备间交换,各装置、功能组群被赋址,较大信息能自动地分割到数各装置、功能组群被赋址,较大信息能自动地分割到数据包并确认传输。据包并确认传输。主要特点主要特点:没有实时要求,不限制长没有实时要求,不限制长度,表述一个事件,需要给出确认。度,表述一个事件,需要给出确认。3. 条件数据条件数据(CD) 主要指列车本身的基本外设参数,如时钟信息、列车轮主要指列车本身的基本外设参数,如时钟信息、列车轮径数据等。径数据等。VTCU位于每个司机室内,管理整个列位于每个司机室内,管理整个列车的网络通信,并监控车辆设备的状态。车的
12、网络通信,并监控车辆设备的状态。VTCU包括两套互为冗余的包括两套互为冗余的VTCU1/VTCU2装置。正常运行情况下,系统随机选择一套装置。正常运行情况下,系统随机选择一套作为主控设备,另一套热备监视主控设备的作为主控设备,另一套热备监视主控设备的状态,当主控设备出现故障时,备用设备将状态,当主控设备出现故障时,备用设备将代替主控设备,行使列车中央控制单元的功代替主控设备,行使列车中央控制单元的功能,保障整个列车正常运行。能,保障整个列车正常运行。1列车控制单元(列车控制单元(VTCU)2输入输出单元(输入输出单元(DXM、AXM)3总线耦合单元(总线耦合单元(BCM)4显示器(显示器(MM
13、I)5事件记录仪事件记录仪(ERM) 6无线传输装置无线传输装置(TSC1) 7PTU(便携式维护工具)(便携式维护工具) 通过配置适量的数字量输通过配置适量的数字量输入输出模块(入输出模块(DXM)和模拟量)和模拟量输入输出模块输入输出模块(AXM),就近放,就近放置在信号采集场合,完成控制置在信号采集场合,完成控制信号的采集和输出。信号的采集和输出。 总线耦合单元,实现总线耦合单元,实现MVB ESD+和和EMD的通信介质转换,的通信介质转换,实现车辆间实现车辆间MVB总线连接。总线连接。 MMI显示器位于司机操纵显示器位于司机操纵台,采用符合人机工程学原理台,采用符合人机工程学原理设计,
14、高分辨率图形显示及一设计,高分辨率图形显示及一个触摸屏系统。个触摸屏系统。 ERM装在每个司机室内。装在每个司机室内。ERM自身有自身有闪存闪存FLASH作为存储体用于记录列车状作为存储体用于记录列车状态。它可以通过高速以太网将记录数据态。它可以通过高速以太网将记录数据下载到地面设备或无线传输装置。下载到地面设备或无线传输装置。 无线传输装置无线传输装置(TSC1)装在每个司机室。装在每个司机室。TSC1具有具有GSM/GPRS和和802.11B三种无线通三种无线通信接口,少量的实时信息通过信接口,少量的实时信息通过GSM/GPRS传传送到地面,大量的记录信息在列车回库后,通送到地面,大量的记
15、录信息在列车回库后,通过无线局域网过无线局域网802.11B传送到地面。传送到地面。 PTU包括笔记本电脑(包括笔记本电脑(Windows PC)和打印机。)和打印机。PTU与通信控制系统单与通信控制系统单元连接后,记录数据可从通信控制系统元连接后,记录数据可从通信控制系统单元下载到单元下载到PTU,并在,并在PTU显示器上显显示器上显示及打印机打印。示及打印机打印。表表6-1 6-1 列车牵引列车牵引/ /制动控制的硬连线备份表制动控制的硬连线备份表列车硬连线列车硬连线信号信号数量数量 描描 述述 牵引牵引/制动制动2在备份模式下的用于牵引在备份模式下的用于牵引/制动的列车线制动的列车线备用
16、指令信号备用指令信号1、22在备份模式下的用于牵引在备份模式下的用于牵引/制动力参考信号的二位编码列车线制动力参考信号的二位编码列车线紧急牵引紧急牵引1启动备用模式启动备用模式合合HSBC1备用模式下,控制备用模式下,控制HSBC紧急停车紧急停车1断开主电路,关闭变流器断开主电路,关闭变流器 紧急紧急 制动制动1司控器紧急制动司控器紧急制动牵引安全牵引安全1表明准备启动(门已关闭,所有制动均已缓解等),允许牵引表明准备启动(门已关闭,所有制动均已缓解等),允许牵引行车方向,向前行车方向,向前1表明向前行驶表明向前行驶行车方向,向后行车方向,向后1表明向后行驶表明向后行驶列车控制系统(列车控制系
17、统(TCC)功能框图)功能框图如图如图6-3所示所示。1牵引牵引/制动制动控制控制图图6-3 6-3 列车运行控制系统(列车运行控制系统(TCCTCC)原理图)原理图列车运行控制系统(列车运行控制系统(TCC)原理)原理1.列车控制系统列车控制系统TCC通过车辆总线通过车辆总线MVB向向DCU和和BECU传输信号传输信号。2.当司机操纵司机钥匙置当司机操纵司机钥匙置“ON”位上时,激活司机室为主控室。如位上时,激活司机室为主控室。如果同时有两司机钥匙处在激活位,则果同时有两司机钥匙处在激活位,则VTCU控制车辆控制车辆于于禁行状态。禁行状态。3.司机操纵司机驾驶器选择行驶方向,如果置司机操纵司
18、机驾驶器选择行驶方向,如果置“F”位,行驶方向位,行驶方向为向前。如果置为向前。如果置“R”位,为向后行驶。开关处位,为向后行驶。开关处“0”位,则没有行驶方位,则没有行驶方向。向。4.来自司控器和来自司控器和ATO的牵引的牵引/制动参考信号通过司机台上制动参考信号通过司机台上AXM单元不单元不同的同的AI通道读入到通道读入到VTCU单元,单元,VTCU 将其进行处理加工后再传送到牵引将其进行处理加工后再传送到牵引逆变器。逆变器。5.“备用指令信号备用指令信号1、2”用于备用模式,每一位代表牵引和制动的用于备用模式,每一位代表牵引和制动的参考信号。参考信号。“紧急牵引紧急牵引” :按下按下则则
19、启动备用驾驶模式。启动备用驾驶模式。备用模式下不启用电制动备用模式下不启用电制动。牵引安全列车线牵引安全列车线:用于表明列车已做好了起动前的准备用于表明列车已做好了起动前的准备。若起动准备未若起动准备未做好,此列车线可直接封锁驱动控制单元做好,此列车线可直接封锁驱动控制单元DCU输出的触发脉冲。不含任何软输出的触发脉冲。不含任何软件控制。件控制。司控器司控器 “警惕警惕”按钮按钮。列车将自动实施紧急制动。解除列车将自动实施紧急制动。解除:司控器把手司控器把手推到惰行位,然后牵引,制动解除。推到惰行位,然后牵引,制动解除。“洗车模式洗车模式”:控制列车速度控制列车速度保持保持3km/h 。再按再
20、按此此按钮按钮,解除速度保持解除速度保持。列车运行控制系统(列车运行控制系统(TCC)按钮作用按钮作用2 2空电联合制动控制空电联合制动控制 控制控制目的:目的:TCC与与BECU协调协调,提高乘坐平稳性提高乘坐平稳性。工作原理:工作原理:TCC将来自司控器或将来自司控器或ATO制动命令传输给制动命令传输给BECU和和DCU。在尽可能发挥。在尽可能发挥 列车电制动力的基础上,列车电制动力的基础上,BECU补充空气制动力,以满足总制动力要求。补充空气制动力,以满足总制动力要求。3 3HSCBHSCB控制控制TCC传输司机室传输司机室HSCB合命令,对全车合命令,对全车HSCB进行合闸控制。进行合
21、闸控制。图图6-4 6-4 合合HSCBHSCB命令数据流命令数据流 4扩展供电控制扩展供电控制 当同时满足(当同时满足(1)ACU严重故障(严重故障(2)ACU接触器未合两个条件时,接触器未合两个条件时,TCC自动自动输出输出“扩展供电接触器合扩展供电接触器合”命令并合接触器。命令并合接触器。 当发生当发生ACU严重故障,严重故障,TCC保持输出信号直到保持输出信号直到TCC关闭。关闭。 5距离和速度的集中控制距离和速度的集中控制 TCC根据制动系统的速度信息计算每辆车的速度,取中间值作为列车速度,根据制动系统的速度信息计算每辆车的速度,取中间值作为列车速度,每辆车一个速度数据。计算列车运行
22、距离。每辆车一个速度数据。计算列车运行距离。 6超速保护超速保护 牵引模式下当列车运行速度超出固定值时,牵引模式下当列车运行速度超出固定值时,TCC通过软件逻辑切除牵引命令通过软件逻辑切除牵引命令,并作为超速保护的备份。,并作为超速保护的备份。TCC传输传输10秒宽的空调启动信号作为空调系统的启动命令秒宽的空调启动信号作为空调系统的启动命令。 当当TCC检查到空压机启动命令时,将检查到空压机启动命令时,将10秒宽改为秒宽改为13秒,多秒,多3秒允许空调启动,秒允许空调启动,未启动的空调系统接收到自己的启动代码时自行启动。未启动的空调系统接收到自己的启动代码时自行启动。A AB BC CC CB
23、 BA A启动触发启动触发123456图图6-5 6-5 空调启动触发命令顺序空调启动触发命令顺序7 7空压机和空调启动控制空压机和空调启动控制图图6-6 空调系统启动触发控制数据流空调系统启动触发控制数据流(二)列车控制系统控制(二)列车控制系统控制8空调控制空调控制 TCC在电源完全工作后,自动给空调系统产生模式命令。在电源完全工作后,自动给空调系统产生模式命令。也可也可通过通过维护人员操作触摸屏给空调系统传输命令。维护人员操作触摸屏给空调系统传输命令。9乘客信息系统(乘客信息系统(PIS)控制)控制 当当TCC向向PIS传输运行信息传输运行信息时,时,TCC提供有指定运行信息的数据库,提
24、供有指定运行信息的数据库,搜索运行条件,将目的站作为人工操作在搜索运行条件,将目的站作为人工操作在TCC上显示,上显示,并并通过运行距离通过运行距离在数据库中识别出运行参数,并传输给在数据库中识别出运行参数,并传输给PIS,PIS实时显示到站等信息。实时显示到站等信息。 10隔离、联锁和复位功能隔离、联锁和复位功能(1 1)任何车执行了停放制动,停放制动启动联锁动作;)任何车执行了停放制动,停放制动启动联锁动作;(2 2)任何车执行了常用制动,常用制动启动联锁动作;)任何车执行了常用制动,常用制动启动联锁动作;(3 3)任一主风缸()任一主风缸(MRMR)压力低于某值时,主风缸低压启动联锁动作
25、;)压力低于某值时,主风缸低压启动联锁动作;出现以上三种情况之一,出现以上三种情况之一,TCCTCC都将切除都将切除DCUDCU牵引命令。操作牵引命令。操作TCCTCC显示器可显示器可实现旁路。实现旁路。(4 4)牵引设备隔离)牵引设备隔离 TCCTCC传输传输“DCUDCU隔离隔离”给给DCUDCU。当故障。当故障DCUDCU接收到隔离命令时将隔离一接收到隔离命令时将隔离一架或两架动力,架或两架动力,DCUDCU隔离命令数据流隔离命令数据流如图如图6-76-7所示所示。(二)列车控制系统控制(二)列车控制系统控制图图6-7 DCU6-7 DCU隔离命令数据流隔离命令数据流其中其中:X表示输入
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