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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1、 项项 目目 六六 城市轨道交通车辆城市轨道交通车辆管理服务系统管理服务系统拓拓 展展 任任 务务4.任务任务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 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 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学习目标学习目标学习目标学习目标1.项目描述项目描述项目描述项目描述2.学习任务学习任务学习任务学习任务3.学习目标学习目标学习目标学习目标:17:08:411理解列车通信控制系统原理。理解列车通
2、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
3、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和方法。项目项目描述描述: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路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的的信息,进行
4、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。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的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、外部环境进行感知和控制,并对不同情况做出反应。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、列车运在电客列车上,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驾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,进驶员发出的指令信息,
5、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。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。项目项目描述描述:17:08:41项目项目描述描述:列车监测与控制系统(列车监测与控制系统(TCMS),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
6、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。17:08:41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项目项目描述描述:图图6-1 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学习任务:学习任务:任务一任务一 电客电客
7、列车通信控制系统列车通信控制系统系统作用系统作用: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 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:网络连网络连接各子系统的控制设备接各子系统的控制设备(一)列车通信控制系统功能(一)列车通信控制系统功能(一)列车通信控制系统功能(一)列车通信控制系统功能1.车辆控制用的信息,车辆控制用的信息,如列车牵引控
8、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列列车通信控制系通信控制系统通通过输入端口及故障入端口及故障诊断断软件件的运算,的运算,对列列车各子系各子系统的的实际运行状运行状态进行行监控和控和判断判断。如如发生异常情况,生异常情况,实时显示在人机界面(示在人机界面(MMI),),以便司机及以便司机及时观察察并并应急急处理理;记录和存和存储相关数据,相关数据,方便方便车辆维修人修人员及及时查阅并并处理理,从而保从而保证行行车安安
9、全。全。(二)列车通信控制系统原理(二)列车通信控制系统原理(二)列车通信控制系统原理(二)列车通信控制系统原理任务任务11.列列车通信控制系通信控制系统首先首先读取和取和传输司机的控制司机的控制指令,并按照所指令,并按照所获得指令信息得指令信息进行相行相应的的输出,保出,保证列列车各子系各子系统按一定的要求正常运行。按一定的要求正常运行。例如,当司机操例如,当司机操纵驾驶控制器手柄至控制器手柄至牵引位引位时,列,列车控制控制单元(元(VTCU)通)通过AX模模块和和DX模模块读取相关取相关牵引指令信息,并判引指令信息,并判断其他相关回路是否正常,如正常,断其他相关回路是否正常,如正常,则将指
10、令信息将指令信息传递给牵引逆引逆变器,控制器,控制牵引引电机机输出,列出,列车实现牵引引动车。2.通通过乘客信息系乘客信息系统向乘客向乘客发送如站名、提示等送如站名、提示等相关服相关服务信息,以方便乘客出行。信息,以方便乘客出行。17:08:43(三)列车通信控制系统数据传输原理(三)列车通信控制系统数据传输原理(三)列车通信控制系统数据传输原理(三)列车通信控制系统数据传输原理1.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,校验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
11、。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(C
12、D)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。(一)系统单元构成(一)系统单元构成(一)系统单元构成(一)系统单元构成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
13、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(MMI)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
14、,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,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自身有闪自身有闪存存FLASH作为存储体用于记录列车状态。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下载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。到地面设备或
15、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
16、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列车硬硬连线信号信号数量数量 描描 述述 牵引引/制制动2在在备份模式下的用于份模式下的用于牵引引/制制动的列的列车线备用指令信号用指令信号1、22在在备份模式下的用于份模式下的用于牵引引/制制动力参考信号的二位力参考信号的二位编码列列车线紧急急牵引引1启启动备用模式用模式合合HSBC1备用模式下,控制用模式下,控制HSBC紧急停急停车1断开主断开主电路,关路,关闭变流器流器 紧急急 制制动1司控器司控器紧急制急制动牵引安全引安全1表明准表明准备启启动(门已关已
17、关闭,所有制,所有制动均已均已缓解等),允解等),允许牵引引行行车方向,向前方向,向前1表明向前行表明向前行驶行行车方向,向后方向,向后1表明向后行表明向后行驶(二)列车控制系统控制(二)列车控制系统控制(二)列车控制系统控制(二)列车控制系统控制 1010大控制功能大控制功能大控制功能大控制功能列车控制系统(列车控制系统(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.列列车控制系控制系统TCC通通过车辆总线MVB向向DC
18、U和和BECU传输信号信号。2.当司机操当司机操纵司机司机钥匙置匙置“ON”位上位上时,激活司机室,激活司机室为主控室。如果主控室。如果同同时有两司机有两司机钥匙匙处在激活位,在激活位,则VTCU控制控制车辆于于禁行状禁行状态。3.司机操司机操纵司机司机驾驶器器选择行行驶方向,如果置方向,如果置“F”位,行位,行驶方向方向为向前。如果置向前。如果置“R”位,位,为向后行向后行驶。开关。开关处“0”位,位,则没有行没有行驶方向。方向。4.来自司控器和来自司控器和ATO的的牵引引/制制动参考信号通参考信号通过司机台上司机台上AXM单元不元不同的同的AI通道通道读入到入到VTCU单元,元,VTCU
19、将其将其进行行处理加工后再理加工后再传送到送到牵引逆引逆变器。器。5.“备用指令信号用指令信号1、2”用于用于备用模式,每一位代表用模式,每一位代表牵引和制引和制动的参的参考信号。考信号。“紧急急牵引引”:按下按下则启启动备用用驾驶模式。模式。备用模式下不启用用模式下不启用电制制动。牵引安全列引安全列车线:用于表明列用于表明列车已做好了起已做好了起动前的准前的准备。若起若起动准准备未未做好,此列做好,此列车线可直接封可直接封锁驱动控制控制单元元DCU输出的触出的触发脉冲。不含任何脉冲。不含任何软件控制。件控制。司控器司控器“警惕警惕”按按钮。列列车将自将自动实施施紧急制急制动。解除。解除:司控
20、器把手推司控器把手推到惰行位,然后到惰行位,然后牵引,制引,制动解除。解除。“洗洗车模式模式”:控制列控制列车速度速度保持保持3km/h。再按再按此此按按钮,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
21、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。进行合闸控制。图图6-4 6-4 合合HSCBHSCB命令数据流命令数据流(二)列车控制系统控制(二)列车控制系统控制(二)列车控制系统控制(二)列车控制系统控制 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自动输出自动输出“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
22、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通过软件逻辑切除通过软件逻辑切除牵引命令,并作为超速保护的备份。牵引命令,并作为超速保护的备份。(二)列车控制系统控制(二)列车控制系统控制(二)列车控制系统控制(二)列车控制系统控制TCC传输传输10秒宽的空调启动信号作为空
23、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。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 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空压机和空调启动控制空压机和空调启动控制(二)列车控制系统控制(二)列车控制系统控制(二)列车控制系统控制(二)列车控制系统控制图图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
24、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
25、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;)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。(
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