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蓝普锋RPC系列PLC在地铁列车空调控制器设计与应

关键词:

蓝普锋

地铁列车

空调节制器

PLC

空调机组节制与保护

择要:本文先容了一种地铁列车空调节制器的设计与利用,具体描述了该节制器的硬件设置设置设备摆设摆设和软件设计。空调机组调试结果注解,该节制器运行稳定靠得住,可以快速实现各类节制和保护功能,确保地铁列车空调系统的安然和继续运行。

1 小序

作为一种快速、舒适和环保的交通对象,地铁在我国的各大年夜城市开始迅速地投入扶植和应用,已经成为城市居夷易近生活必弗成少的交通对象。社会的进步,使人们对付乘坐地铁时的舒适度提出了更高的要求,地铁列车空调节制系统作为车厢空气的温度、湿度和善流速率等参数的节制系统,对车厢内的舒适度节制起着至关紧张的感化。本文阐发了地铁列车空调系统的节制要求,进行了节制系统的规划设计和硬件设置设置设备摆设摆设,根据不合的节制功能开拓了空调机组的节制法度榜样,较好地实现了多种节制功能。2 地铁列车空调节制器的功能阐发

地铁列车空调节制系统以空调节制器为核心,在断路器、打仗器、继电器和传感器等相关电气组件的共同下,自动完成地铁列车空调机组的动作节制、运行保护、故障诊断和故障记录等功能。地铁列车空调节制系统的布局形式为节制柜形式。每节列车安装一台节制柜,认真节制每节列车的两台空调机组。每台空调机组包括2台透风机、2台冷凝风机、2台压缩机、2组新风预热器、2个新风阀和1个回风阀等设备,可以实现透风、半冷、全冷、预冷、半暖、全暖、预暖、减载、紧急透风和停机等功能。

(1)节制要领

地铁列车空调节制系统主要经由过程空调节制器实现每节车厢内的情况调节,达到游客所需的舒适性要求。在一样平常环境下,列车的空调系统由司机室集中节制,是以空调节制器必要具有完整的通讯能力,经由过程多功能车辆总线与列车治理系统进行信息交互,接管来自列车治理系统的指令,申报地铁列车空调机组的事情状态和故障信息。空调节制用具有本地节制和远程节制两种模式。本地节制模式主要用于空调机组的调试,可以经由过程节制柜内的模式选择开关实现对空调机组的节制,在列车收集故障等紧急环境下也应用本地节制模式。在一样平常环境下应用远程节制模式,空调节制器由司机室节制,可以零丁设定和操作每节车厢的空调机组,实现透风、半冷、全冷、预冷、半暖、全暖、预暖、减载、紧急透风和停机等功能。

(2)运行模式

空调机组具有制冷和制暖功能,以适应不合季候游客的乘车情况需求。为了更好地为游客供给舒适的情况,空调机组具有多种事情模式,主要包括透风、半冷、全冷、半暖和全暖等事情模式。

当车厢内温度合适时,空调机组并不必要启动制冷或制暖,但列车是一个封闭空间,空调机组必要透风运行,以使车厢内空气流畅。当车厢内必要制冷,但制冷需求不是很大年夜时,空调机组运行半冷模式。当车厢内的制冷需求增大年夜时,空调机组运行全冷模式,空调机组的制冷系统整个运行。当车厢内温度较低时,空调机组运行制暖模式,包括半暖和全暖。半暖时,开启空调机组的一半制热设备。全暖时,开启空调机组的整个制热设备。

(3)保护功能

为了保护机组,空调机组每个设备的启动和竣事必要遵照必然的时序。例如,机组的透风机未启动时,该机组的冷凝风机不能启动。机组的各个设备必要响应的保护,例如过载保护。当机组发生故障时,空调节制器该当及时进行处置惩罚,以免造成更大年夜毁坏。空调节制器还应有故障记录功能,记录故障发生时的具体信息,以供列车掩护职员和空调厂家进行掩护阐发。3 地铁列车空调节制器的硬件设计

经由过程阐发地铁列车空调系统的功能,北京蓝普锋科技有限公司专门设计了一种新型的地铁列车空调节制器,外不雅如图1所示。

图1地铁列车空调节制器

图1所示的地铁列车空调节制器集成了62路24VDC输入通道、44路继电器输出通道和4路热电阻输入通道,法度榜样存储区的最大年夜容量为400K字节,数据存储区的最大年夜容量为15K字节,硬件准时器的最小光阴单位为0.1ms,软件准时器的最小光阴单位为1ms,计数器的字长为16位,布尔量的运算速率为0.06μs。这种节制用具有集成度高、节制功能富厚、功耗低、实用性强、运算速率快、稳定靠得住等特征。

空调节制器安装在每节车厢的节制柜内。假如空调机组运行正常,并不必要常常操作空调的节制器,是以无须在每个节制柜内设置触摸屏等显示设备,而是经由过程节制器本身的唆使灯面板显示空调机组的运行状态。在空调节制柜内安装有空调模式开关,可以对空调节制器的事情模式进行设置。在正常环境下,列车治理系统经由过程多功能车辆总线与列车空调节制器进行通讯,再辅以模式开关和节制器唆使灯,实现对空调机组的节制和掩护。

根据地铁列车空调系统的事情道理和节制要求,基于北京蓝普锋科技有限公司新型空调节制器的地铁列车空调节制系统布局如图2所示。

图2 地铁列车空调节制系统的布局

4地铁列车空调节制器的法度榜样设计

地铁列车空调节制系统的主要的功能是对列车空调机组的各个设备进行节制,并判断各个机组的事情状态。根据地铁列车空调节制系统的功能,将节制器的法度榜样分为本地节制法度榜样、集中节制法度榜样、机组保护法度榜样、收集通讯法度榜样和故障记录法度榜样等部分。因为节制器的法度榜样功能较多且逻辑繁杂,为了简化法度榜样,使其布局清晰、便于调试和掩护,将法度榜样按照不合的功能分为多少个子法度榜样,每个子法度榜样完成空调机组节制的一部分功能,经由过程主法度榜样调用子法度榜样,实现全部系统的节制。4.1 本地节制法度榜样

本地节制主要指由空调模式选择开枢纽关头制机组的运行。司机室的空调模式选择开关经由过程三个开关量点,按照BCD编码的形式切换此中不合的状态,分手是集控、停机、透风、半冷、半暖、全冷和全暖等7种事情模式。在各类事情模式下,机组的新风阀和回风阀均为打开状态。

(1)集控模式

(2)停机模式

(3)透风模式

(4)半冷模式

(5)全冷模式

(6)半暖模式

(7)全暖模式4.2 集中节制法度榜样

当司机室的空调模式选择开眷注换到集控位时,节制器事情模式由司机室集中节制。集中节制分为竣事、透风和网控等3种状态,这3种状态的开关为硬线输入旌旗灯号。

(1)当节制器检测到开关状态为竣事时,空调机组不事情。

(2)当节制器检测到开关状态为透风时,空调机组事情在透风模式下,运行状态与本地节制下的透风模式相同。

(3)当节制器检测到开关状态为网控时,空调机组由列车运行治理系统节制,列车司机经由过程触摸屏来设置空调机组的运行状态。网控的模式分为竣事、自动冷、自动暖、透风、应急透风、半冷、全冷、半暖和全暖等9种模式。此中竣事、透风、半暖、全暖、半冷、全冷的事情模式与本地节制下的停机、透风、半暖、全暖、半冷、全冷的事情模式相同。在网控的模式下,压缩机的启动需由列车运行治理系统发送的启动敕令来启动。假如空调机组运行制冷必要启动压缩机时,只有接管到列车运行治理系统给本车厢发送的压缩机启动旌旗灯号,才会启动该压缩机。

下面先容网控的自动冷、自动暖和应急透风等3种事情模式。

(1)网控自动制冷模式和网控自动供暖模式

在每节车厢内设置2个新风温度传感器和2个回风温度传感器,将2个回风温度传感器的数值匀称后作为机组的回风温度。在司机室设定每节车厢的目标温度后,空调节制器经由过程对照回风温度和目标温度,自动调剂每节车厢的空调事情状态。当每节车厢的游客数量不应时,所需的制冷量或供暖量不合,机组可以自动改变事情模式,使本节车厢的空气情况自动适应游客的需求。

(2)网控自动应急透风模式

网控自动应急透风模式是指当地铁列车在地下运行时,碰到停电等紧急环境时,为了包管列车内的空气流畅,应用备用电源,机组的透风机降压运行。紧急透风模式主要受列车治理系统节制。当机组收到应急透风指令后,或当收集故障时,空调系统检测到主电源故障,延时2分钟后,客室空调机组制冷和制暖系统、客室幅流风机、客室电加热器、司机室送风单元竣事事情。再延时5s后,接通机组紧急透风打仗器、司机室送风单元紧急透风打仗器、客室幅流风机紧急透风打仗器,然后向紧急透风逆变器发送启动紧急透风的硬线旌旗灯号,使系统事情在应急透风模式。在紧急透风模式下,机组的回风阀整个关闭,新风阀整个打开。4.3 机组保护法度榜样

地铁列车空调节制系统具有故障处置惩罚功能。对付节制系统,不仅要求能够节制各个设备的运行,而且要求当设备呈现非正常环境时,能够迅速做出应对步伐,将故障的影响低落到到最小。

(1)风机过载保护

机组的风机包括透风机、冷凝风机和客室幅流风机。

当机组的某台透风机发生过载故障后,该机组的冷凝风机和压缩机竣事事情,但必要维持另一台透风机事情。假如该机组的两台透风机都过载,则该空调机组整个停机,不影响另一台空调机组的事情。

当机组的某台冷凝风机发生过载故障后,该台冷凝风机竣事事情,同时压缩机也竣事事情。假如持续5分钟后,故障旌旗灯号仍未规复,则锁逝世故障,即故障旌旗灯号规复后,也不会再启动该台冷凝风机,只有机组重启或停机才能解锁。当某台冷凝风机故障锁死后,另一台冷凝风机也需竣事事情,该机组仅维持透风运行。

当机组的客室幅流风机发生过载故障后,仅竣事该客室幅流风机的事情。

(2)压缩机保护

压缩机是空调系统中最紧张的设备,压缩机的保护包括压力保护、排气温度保护和过载保护等。

压缩机的压力保护分为低压保护和高压保护,二者的保护道理相似,均采纳常闭的开关量旌旗灯号进行判断。当压力故障旌旗灯号孕育发生后,压缩机先停机2分钟。假如2分钟后压力故障旌旗灯号规复,则压缩机正常运行。假如仍未规复,则锁逝世故障。假如故障规复正常,压缩机运行2分钟内再次发生故障,则锁逝世故障。假如2分钟内未发生故障,然则2至15分钟内又发生故障,则故障次数增1并从新检测故障。假云云种环境使故障次数跨越3,则锁逝世故障。

压缩机排气温度保护也采纳常闭的开关量旌旗灯号进行判断。当排气温度过高导致开关量断开后,压缩机竣事事情并锁逝世故障。4.4 收集通讯法度榜样

因为列车空调系统要吸收列车治理系统的集中节制,是以空调节制器该当按照列车治理系统的多功能车辆总线协议进行数据传输。在本系统中,空调节制器是从站,列车治理系统是主站,从站吸收主站敕令,实现数据传输。4.5 故障记录法度榜样

空调节制用具有记录故障信息的功能。当列车空调系统发生故障时,节制器便会记录下故障发生的类型和光阴等信息。空调节制器将故障信息使用客栈的要领保存在本身的掉落电维持区,最大年夜可以存储500条故障记录,用于空调机组掩护职员对列车空调系统进行综合阐发。5 地铁列车空调节制器的利用

基于北京蓝普锋科技有限公司新型空调节制器的地铁列车空调机组如图3所示。颠末系统配套与联调测试,该系统运行稳定靠得住,完全满意地铁列车空调系统的要求,取得了异常好的效果,获得了用户的好评。本新型空调节制用具有下列优点:

(1)空调节制器运行稳定,继续事情光阴长,给地铁列车空调系统供给了坚实保障。

(2)空调节制用具有模块化的布局,应用简单方便。

(3)各类保护迅速靠得住,并且具备故障记录功能,发明问题能够及时办理,给用户的应用带来极大年夜方便。

图3地铁列车空调机组

该新型空调节制器的成功研发,不仅是空调节制器产品的一次逾越,更表现了国产节制器在空调行业的利用中迈上了新台阶。以北京蓝普锋科技有限公司为代表的国产节制器越来越成熟和完善,为我国各行各业的自动化利用带来了一个全新的面目。参考文献[1] 欧阳仲志,苗彦英.地铁交通系统的情况节制和车辆空气调节[J].铁道学报,1999(4):87~91.

[2] 徐向彬,龙静.地铁车辆空调温度节制模型钻研[J].制冷与空调,2016(6):83~86.

[3] RPC2000系列可编程节制器硬件手册[M].北京蓝普锋科技有限公司,2016.

[4] RPC2000系列可编程节制器软件手册[M].北京蓝普锋科技有限公司,2016.

[5] RPC2000系列可编程节制器指令手册[M].北京蓝普锋科技有限公司,2016.

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