基于数字化的地铁车辆制动静态调试方法.pdf

城市轨道交通
基于数字化的地铁车辆
制动静态调试方法
孙成慧:南车青島四方机车车辆股份有限公司,工程师,山东青岛,266111
李慧娟:南车青島四方机车车辆股份有限公司,工程师,山东青岛,26611
车聪聪:南车青島四方机车车辆股份有限公司,工程师,山东青岛,26611
摘要:数字化制动静态调试方法充分利用现车
上的数字信号、模拟信号和压力测试点,获取车
辆的制动压力、防滑曲线、充风时间、压力开关
的闭合与断开等,所有试验数据具有可追溯性,
提供数字支持和直观判断。静态调试所需时间大
大缩减,劳动强度直线降低,调试过桯的人生安
全得到保证,提升试验自动化,提高数据准确
度
关键词:脉宽调制;信号采集;压缩空气;制动
压カ;防滑自检;压力传感器
历史,但与发达国家100多年的历史相比较,仍处于起步
阶段,无论从设计还是从工艺方面,许多问题仍处于学习
和改进阶段。制动系统是地铁列车的重要组成部分,其性
能好坏直接影响到地铁列车的运行安全?,制动系统静态
我
国1969年在北京建成第一条地铁并开通运营,城试验的准确性和安全性显得尤为重要。
市轨道交通建设总体比发达国家晚20-30年,而
问题提出
我国经济的快速发展利城市化进程的加快,使城市的交通
状况面临巨大压力。轨道交通作为相对环保的大流量交
地铁车辆制动系统静态调试内容主要包括风源系统
通工.具,已被全世界各大中城市作为解决交通问题的首和用风系统。风源系统主要由空压机组、双塔干燥器、
选刚。,城市轨道交通具有大运量、低污染、快速、安全、安全阀、压力开关、测试接口和软管组成;用风系统由
准点等优点。我国城市轨道交通虽然已有40多年的发展空气悬挂系统、基础制动系统、停放制动系统、受电
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h 4 CHINESE RA/LNAYS 2013/08
基于数字化的地铁车辆制动静态调试方法孙成慧等
城市轨道交通
弓、气控集电靴、风笛和气动刮雨器等组成。
调整根据采集卡的输人电压进行选择,并根据采集卡的
目前,我国生产的地铁车辆制动系统静态调试时多限流选择适当的限流电阻。
采用指针式压力表或数字压力表来测量,主要有以下32.1.2压力采集
方面缺点:
制动缸压力、总风管压力、空气弹簧系统压力和
(1)快速插头在频繁插拔过程中占用很长时间,停放制动压力都使用MPM4730型压力传感器实现
工作效率低
MPM4730的工作电源范围为DC10V~DC36V,项日使
2)车辆通电调试时,车下操作危险;
用DC12V,输出电流信号,范围为4~20mA
3)试验过程及结果不具有可追溯性,没有原始
考虑到压力传感器的使用效率和工作环境,项日中
数据可使用。
采集4路/辆,量程为700kPa,通过G1/4内螺纹和快速接
因此,必须寻求一种新的制动静态调试方法,能够头SCA-1/A-FEMA-3实现与车辆测试接头的连接。
保证试验手段快速、省时、独立,试验结果准确,并具2.1.る开关量状态采集
有可追溯性
地铁车辆的数字信号除了司机主控制器的DC110V
2系统结构
外,还有总风欠压开关、停放制动压力开关、空压机压
力开关、受电弓辅助空压机压力开关。
数字化地铁车辆制动静态调试方法主要包括司机主
(1)总风欠压开关:当总风压力由高下降到一
控制器手柄状态信号采集和调理、制动缸压力采集和调定程度时(一般定为600kPa),全车自动施加紧急
理、总风管压力采集和调理、空气弹簧系统压力采集和制动:当总风压力由低上升到一定程度时(一般定为
调理、停放制动系统压力采集和调理、开关量信号采集700kPa),全车紧急制动自动缓解
和调理、基本数据库的建立、数据存储(内部存储和外
(2)停放制动压力开关:停放制动是一种充气缓
部存储)、试验结果判断。
解、排气施加的机械制动。当车辆由于长时间停放,总
2.1系统硬件设计
风压力不断泄漏释放,总风压力下降到一定程度时,停
每辆地铁车辆的数字开关量信号和压力信号分别放制动自动施加,保证列车的停放安全。在停放制动管
进行采集,每辆车作为一个单元独立进行采集,以保证路上配一压力开关,用来检測停放制动缸的压力(低压
6辆地铁车辆数据采集的实时性。每个单元配置有唯一?断开,高压闭合),并向TMS发送指令,指示停放制动
的物理地址,上位机通过RS485或无线方式进行单元识的施加或缓解。
别、数据通信。
(3)空压机压力开关:用于控制空气压缩机的启
2.1.1司机主控制器手柄状态
动与停止(低压,压力开关闭合,空压机启动;高压,
牵引与制动功能由位于同机室的司机主控制器实压力开关断开,空压机打风停止),一列地铁车辆中有
现。司机主控制器的指令分为2种:一种是产生DC1102套,用于实现空压机的逻辑控制。目前空压机的逻辑
(浮动范围为DC77V~DC121V)的组合开关指令,控制分为单双号逻辑控制启动、主控端优先启动、双空
用于列车线指令联锁控制;另一种是产生与控制手柄位压机同时启动等。
置成比例的能无级调整的模拟电压指令,供编码器调
4)受电弓辅助空压机压力开关:用于在车辆总
整PWM制动指令。PWM制动指令为(500t10)Hz的风压力不足时控制受电弓辅助空压机的启动与停止(低
24±1)V的单极信号,司机主控制器在不同位置时制压,压力开关闭合,空压机启动;高压,压力开关断
动指令PWM信号的占空比不同
开,空压机打风停止)。
系统中针对这2种信号分别进行光电隔离和电压调
开关量的信号采集必须进行调理,即光电隔离和电
整,DC110V信号通过降压电阻20kQ/2W、滤波电容压调整。光电隔离主要通过光电耦合器TIP521实现,电
102和TL.P521实现光电隔离;PWM信号通过降压电阻压调整根据采集卡的输入电压进行选择,并根据采集卡
4.3k2/1.4W、滤波电容和TL.P521实现光电隔离,电压的限流选择适当的限流电阻。
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