501053列车供电控制系统

：rMETH列车供电控制系统1.课程案例基本信息课程案例名称列车供电控制系统课程案例编号050153关键词PLC现场总线通信系统对应知识点控制系统2.课程案例2.1列车供电控制系统组成列车供电控制系统结构如下图1所示，由三菱QOOJ型中型模块式PLC作为主要控制元件，向上采用RS485线与列车中央控制电脑相连，进行上位机在线监控，向下通过CC-Link通讯模块QJ61BT11N与各个车厢的本地站PLC相连，使用远程I/O模块作为各个车厢相关供电系统参数的采集，并且控制各车厢的主要电源的通断，做到实时监控，同时主站可以对各个从站进行控制，各个车厢的PLC与GT15-C100B触摸屏相连，可以方便各个车厢的乘务员自主对车厢供电系统运行情况进行查看，并设置相应的参数。PLC不仅可以用在供电系统的控制跟检测上，而且对车厢的温度，茶水炉的水量、水温，每节车厢的风管风压，列车车门的开关都进行实时监控。在上位机上对运行的数据进行记录，并把这些数据作为列车检修，事故分析，故障拍除的重要依据。本地站本地站EBHBHCC-Link总线远程10I远程10图1列车供电控制系统组成列车供电控制系统的原理图如下图所示，通过GDVM-052型直流逆变器可以直接将直流0750V的电压转化为直流010V的电压，直接输入主站PLC完成对DC600VF线电压的检测，在通过A/D转换模块把输入的010V的电压信号转换为数字信号。因为A/D转换模块是将010V电压转换为04000的数字量，因此将数字量信号先乘以750在除以4000可以得到DC600V的干线电压值，并在触摸屏上做出相应的显示。当检测到的干线电压大于650V时，故障显示位显示过电压，当检测到电压值小于50V,另一路电压大于550V时则判定为该线路断路，出现故障。在自动运行条件下则将电源自动切换到另一路DC600V6源。图2列车供电控制主回路系统原理图AC220VDC24V+24VCOMQ00JCPCS8厂厂TL.图3列车供电控制系统CPU莫块接线原理图COM厂LIKA2LI/KA3u+110VKAODCCWT匕祸干威dccm'-iiMTftDCBM7iffXttDCflnn'.-津文谢图4列车供电控制系统输出模块接线原理图图5列车供电控制系统输入模块接线原理图2.2列车供电控制流程列车供电控制系统主要对DC600线进行控制，DC600V两条干线分别对奇偶数车厢进行供电。在列车头部的驾驶员有对列车供电系统操作的较高权限，每次列车运营前,由驾驶员打开旋钮开关SA0旋转三位开关分别为I路测试，II路测试，自动运行。在自动运行条件下，由PLC控制真空断路器给奇偶车厢分配不同电源供电。如果其中一路故障则由PLC控制自动切换至另一路电源，并承担全部的负荷，形成双电源互为暗备的供电方式。图6列车供电控制流程图2.3现场总线通信系统CC-Link最高为10Mbps的数据传输速度，输入输出响应可靠，并且响应时间短，可靠性跟确定性都较高。当数据传输速率设为156kbps，并采用CC-Link专用数据线，它的最大总延长距离可达1.2km，满足火车上的传输距离要求，并且满足通讯系统快速可靠的要求。CC-Link还具有从站切断的功能，要是有模块断电了，则该模块不再参与数据交换与传输。而其他设备不受影响。自动恢复功能，即当因断电而切断数据链接的模块在恢复恢复供电以后，该模块可以自动参与数据链接，不需要进行人工干预，提高系统自动恢复的能力。如果在主站PLC的CPU发生了错误后，还能够继续运行的情况下，发生数据链接错误的站，它的输入（接收）数据的状态清除（保持），不影响设备继续正常使用。Q00J系列PLC在CC-Link总线上最多只可以有两个主站，而在该系统中并不需要过多的主站控制，设定列车头车厢中的PLC为整个系统的主站。同时按照正常的列车编组，整个系统中共有37个设备，除去车头外另外还有18节车厢，每节车厢拥有一个本地站设备还有一个远程I/O模块，总站点数低于64,QOOJ系列CPU完全满足要求。图7为远程I/O模块及端子分布图，下图为远程模拟量输入模块，用于模拟量的采集，与其它的远程I/O设备一样，它的左上角是用来显示的小灯，主要有电源显示，错误显示，各个输入输出的状态显示。模块的右上角是设置传送速率跟站号的拨码器，其中右边三位用来设置数据传送速率，前七位用来设置站号。该系统选择传输距离大于500米的传输速率，即156kbps,所以传送速率的码盘选择为0。主站站号设为0,其他本地站站号按照车厢号依次设为118,远程I/O设备也是按照车厢号依次设为1937。+24V24GV+-：|-I.*SELECTc0SETMRUMLRtT；LW133-ICFStTWWIOBlSlpl_ffi(FG)|吒STISIDCOM屮DASTATU世24GDG2141614202224TESTV+1*V*1+COMSIDCOMAG2J4it111517212325DBSID(FGTESTCOMSLDCOMV+1*V+1*FG1图7远程I/O模块及端子分布图左下角的端子是CC-Link的接线端子，通信线选择CC-Link专用，匹配使用110Q的终端电阻，不能使用其他的通信电缆。CC-Link总线各模块间端子间连接图如下图8所示，在列车连接处采用43芯集控线转接，并注意好屏蔽外壳的接地要可靠，防止其他信号的干扰。2.4列车供电安全保护系统列车供电安全保护系统可以分为输入过压、欠压保护，输出过压、欠压保护，过热保护，接地保护，还有接触器故障等内部保护。逆变器1,2相互热备，当某一台逆变器发生故障造成停止输出时，如果逆变器可以重新启动的话，则重新启动，如果不能重新启动，那么另一台逆变器将会投入使用，以保证交流380V的电源不会出现长时间的供电中断。列车供电安全保护系统控制逻辑如下图4-8所示，只要出现任意的故障都会出现故障灯提示。