鋼軌打磨車 DLC控制系統(tǒng)簡(jiǎn)介

劉鐵軍

(廣鐵集團(tuán)廣州客?；A(chǔ)設(shè)施維修基地,廣州 510600)

鋼軌打磨車 DLC控制系統(tǒng)簡(jiǎn)介

劉鐵軍

(廣鐵集團(tuán)廣州客?；A(chǔ)設(shè)施維修基地,廣州 510600)

介紹PGM-48鋼軌打磨車走行驅(qū)動(dòng)系統(tǒng),重點(diǎn)分析了走行驅(qū)動(dòng)的控制系統(tǒng) DLC。通過(guò)對(duì) DLC系統(tǒng)外部控制原理的分析,可以掌握 PGM-48鋼軌打磨車走行驅(qū)動(dòng)的工作原理,有利于鋼軌打磨車的操作;對(duì)于鋼軌打磨車走行出現(xiàn)的故障,通過(guò) DLC控制原理可分析出故障原因,提高故障處理效率。

PGM-48鋼軌打磨車 走行驅(qū)動(dòng) DLC控制

PGM-48鋼軌打磨車是從美國(guó) HTT公司引進(jìn)的鐵路大型養(yǎng)路機(jī)械,它的走行驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)采用了典型的變量泵——變量馬達(dá)容積調(diào)速閉式循環(huán)液壓回路。該系統(tǒng)傳動(dòng)效率高,無(wú)級(jí)調(diào)速范圍大;機(jī)械的調(diào)速和換向由DLC(Digital Loop Controller)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn),它傳動(dòng)平穩(wěn),能量利用率高。DLC是包含了微處理器的閉環(huán)控制器,目的是滿足液壓閉環(huán)伺服系統(tǒng)和基于比例的系統(tǒng)。系統(tǒng)的主要液壓元件、變量泵、變量馬達(dá)、電子比例閥和計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)等均采用力士樂(lè)(REXROTH)公司的產(chǎn)品,系統(tǒng)工作可靠。

1 DLC分部和構(gòu)成

一列 PGM-48鋼軌打磨車有 3節(jié)車廂,共有 8個(gè)DLC,其中 1號(hào)車廂和 3號(hào)車廂為打磨車,2號(hào)車廂為生活車。1號(hào)車有 1～4號(hào) 4個(gè) DLC插槽,3號(hào)車上有5～8號(hào) 4個(gè) DLC插槽。在這 8個(gè) DLC中,1號(hào)或者 8號(hào)可以由人為設(shè)定其中一個(gè)成主 DLC,負(fù)責(zé)協(xié)同所有DLC的參數(shù),達(dá)到八軸同步的功能。一個(gè) DLC控制一個(gè)驅(qū)動(dòng)泵(DRIVE PUMP)和對(duì)稱安裝在一根軸上的兩個(gè)液壓馬達(dá)的排量。DLC通過(guò) MDSD(Mobile Dual Solenoid Driver)電路板來(lái)控制驅(qū)動(dòng)泵上電子比例伺服閥(簡(jiǎn)稱為 EP閥),通過(guò) EDA電路板來(lái)控制馬達(dá)上的EP閥,從而達(dá)到控制兩者排量的目的。

2 DLC外部控制原理

2.1 DLC系統(tǒng)外部控制原理

8個(gè) DLC的工作原理如圖 1。

圖1 工作原理圖

1車和 3車的 28 V電源分別由車上的電池供給。1車和 3車的控制系統(tǒng)完全相同,通過(guò)兩個(gè)車廂控制面板上的車廂激活控制旋鈕(CAB ACTIVE,見(jiàn)圖 1中?)來(lái)設(shè)定當(dāng)前工作的控制車廂。如圖 1中所示,1車和 3車的車廂激活控制旋鈕為互鎖關(guān)系。當(dāng) 1車的車廂激活控制旋鈕閉合時(shí),3車的旋鈕斷開,此時(shí) 3車的所有控制信號(hào)均不能進(jìn)入 DLC。8個(gè) DLC的結(jié)構(gòu)完全一樣,通過(guò)人為設(shè)置 DLC板上的 DIP開關(guān),使 1號(hào)和 8號(hào)成為待選主 DLC,然后通過(guò)車廂激活控制旋鈕,使 DLC1或者 DLC8的 TB4 DIR端口得電,成為當(dāng)前的主 DLC。如圖 1中所示,以 1車為當(dāng)前的控制車廂,1車上的 DLC1由于車廂激活控制旋鈕閉合,TB4 DIR(見(jiàn)圖 1中?)得電,DLC1便成為當(dāng)前的主 DLC。此時(shí),其它的 2～8號(hào) DLC的走行速度信號(hào)完全由主DLC通過(guò) RS485通訊總線給定。鋼軌打磨列車如果需要運(yùn)行,必須閉合車廂控制面板上的走行禁止燈形開關(guān)(DRIVE STOP,見(jiàn)圖 1中?),使其燈滅。走行禁止開關(guān)閉合使得走行禁止繼電器得電,從而 1～8號(hào)DLC的 TB4 RUN接口得到一個(gè) 24 V高電平,使 DLC開始工作,控制面板上驅(qū)動(dòng)手柄的信號(hào)進(jìn)入 DLC,控制打磨列車的走行速度。當(dāng)發(fā)生緊急情況時(shí),為了防止 DLC的錯(cuò)誤信號(hào)進(jìn)入 MDSD導(dǎo)致列車速度失控,需要通過(guò)當(dāng)前控制車廂電氣間里面的緊急驅(qū)動(dòng)開關(guān)(見(jiàn)圖 1中?)控制緊急驅(qū)動(dòng)繼電器(見(jiàn)圖 1中?),切斷各 DLC輸出的信號(hào),并將驅(qū)動(dòng)手柄的信號(hào)直接輸入各MDSD,從而控制打磨列車的走行速度。1車 MDSD輸入繼電器(見(jiàn)圖 1中?)在 1車車廂激活控制旋鈕閉合時(shí)得電,繼電器閉合。正常情況下,閉合的 MDSD輸入繼電器沒(méi)有任何的輸入信號(hào),緊急情況時(shí),驅(qū)動(dòng)手柄的速度信號(hào)繞過(guò) DLC,通過(guò) MDSD輸入繼電器直接進(jìn)入 MDSD,從而控制列車的走行速度。

2.2 主 DLC外部控制原理

設(shè)定 1車為當(dāng)前的控制車廂,DLC1為當(dāng)前的主DLC,控制原理圖如圖 2。

圖2 主DLC外部控制原理圖

通過(guò)車上電池供電,DLC的 TB6-1端口得電,DLC開始自檢,并通過(guò)板上的一個(gè)“FAULT”顯示自檢狀況。如果“FAULT”熄滅,表示 DLC自檢通過(guò),可以工作;如果一直閃爍,則表示 DLC存在故障,無(wú)法正常工作。如果自檢通過(guò),可以閉合走行靜止燈形開關(guān),使其燈滅,DLC1的 TB4A-8RUN端口得電,并通過(guò)電纜(見(jiàn)圖 2中?)連接到其它的 DLC,使得其它 DLC也開始工作。閉合 1車的車廂激活控制旋鈕,DLC的 TB4A-7 DIR端口得電,DLC1成為當(dāng)前的主 DLC。DLC通過(guò)TB3A-1和 TB3A-2端口分別給電源板(見(jiàn)圖 2中?)輸入正負(fù) 15 V電壓,電源板將電壓變?yōu)檎?fù) 5 V,并將電壓輸入驅(qū)動(dòng)手柄(見(jiàn)圖 2中?)。驅(qū)動(dòng)手柄就是一個(gè)滑動(dòng)變阻器,輸入輸出范圍均為 ±5 V,通過(guò)驅(qū)動(dòng)手柄調(diào)節(jié)輸入 DLC電壓的大小,并通過(guò)電壓的極性來(lái)確定打磨列車的走行方向(向前或者向后)。驅(qū)動(dòng)手柄中有一個(gè)開關(guān),端口為 A、C,在驅(qū)動(dòng)手柄為中擋時(shí),即滑動(dòng)變阻器位于中部,輸出應(yīng)為 0,列車速度也相應(yīng)為 0。為了防止電源板輸入驅(qū)動(dòng)手柄的電壓存在誤差,當(dāng)驅(qū)動(dòng)手柄處于中擋時(shí),閉合 A、C端口的開關(guān),使接地電壓直接進(jìn)入 DLC的 TB2A-3端口,使此時(shí)輸入DLC的電壓為零。如果發(fā)生緊急情況,如 DLC故障,此時(shí) DLC輸出信號(hào)導(dǎo)致列車速度超過(guò)預(yù)定限制,需要閉合緊急驅(qū)動(dòng)開關(guān)(見(jiàn)圖 2中?),1車的車廂激活控制旋鈕為閉合狀態(tài),MDSD輸入繼電器吸合,緊急驅(qū)動(dòng)繼電器(見(jiàn)圖 2中?)將得電,DLC1通過(guò) TB1A-5和TB1A-6端口輸出給 MDSD的信號(hào)被切斷,驅(qū)動(dòng)手柄的速度信號(hào)直接通過(guò) MDSD輸入繼電器和緊急驅(qū)動(dòng)繼電器進(jìn)入 MDSD的 9號(hào)端口,原本與 DLC的 TB1A-6端口相連接的 12號(hào)端口接地。工作模式選擇開關(guān)主要用于選擇當(dāng)前的工作模式,改變打磨列車的速度限制。當(dāng)工作模式選擇開關(guān)轉(zhuǎn)到打磨時(shí),DLC的 TB3A-13端口通過(guò)車廂激活控制旋鈕得到一個(gè) 24 V高電平,由此限制打磨列車打磨作業(yè)時(shí)的速度;工作模式選擇開關(guān)為走行時(shí),TB3-13 AUX#1端口懸空,輸入為低電平,列車速度允許達(dá)到最大上限。打磨方向旋鈕(見(jiàn)圖 2中?)用于設(shè)定打磨時(shí)的行進(jìn)方向,輸出為 5 V,0或者 -5 V,信號(hào)進(jìn)入 DLC的 TB2A-3端口。當(dāng)旋鈕位于中部時(shí),輸出 0,TB2A-3端口得到的電壓信號(hào)為 0,此時(shí)打磨列車不會(huì)有動(dòng)作;當(dāng)旋鈕選擇向前時(shí),輸出 5 V,列車向前打磨;選擇向后時(shí),輸出 -5 V,列車向后打磨。打磨作業(yè)時(shí)速度是由打磨速度旋鈕(見(jiàn)圖 2中?)控制,打磨速度旋鈕是一個(gè) 10K的滑動(dòng)變阻器,人為的將其平均分為 10個(gè)檔位,控制 0～5 V的電壓信號(hào),并將信號(hào)輸入 DLC的 TB3A-11端口。通過(guò)安裝在馬達(dá)上的頻率傳感器(見(jiàn)圖 2中?)可以測(cè)量馬達(dá)的轉(zhuǎn)速,并將信號(hào)輸入到 DLC的 TB4A-6端口中,也輸入到EDA的 10號(hào)端口。EDA將馬達(dá)的排量信號(hào)與 DLC通過(guò) TB1A-8端口輸出的馬達(dá)排量信號(hào)比較處理以后,輸出給馬達(dá)上面的兩個(gè) EP閥線圈(見(jiàn)圖 2中?),調(diào)節(jié)閥門的閉合程度,控制馬達(dá)的轉(zhuǎn)速,從而調(diào)節(jié)打磨的速度。通過(guò)安裝在驅(qū)動(dòng)泵上的前端壓力傳感器和后端壓力傳感器(見(jiàn)圖 2中?),得到泵中的高壓和低壓信號(hào),通過(guò) DLC的處理,分別從 DLC的 TB1A-5和 TB1A-6端口輸入給 MDSD的 9號(hào)端口和 12號(hào)端口。MDSD將 DLC輸入的信號(hào)處理后變?yōu)殡娏餍盘?hào),輸入給驅(qū)動(dòng)泵的前端線圈和后端線圈(見(jiàn)圖 2中○k),控制驅(qū)動(dòng)泵的排量。DLC的 TB3A-16端口輸出驅(qū)動(dòng)故障信號(hào),當(dāng) DLC正常運(yùn)行時(shí),驅(qū)動(dòng)故障繼電器斷開,驅(qū)動(dòng)故障燈熄滅;當(dāng) DLC出現(xiàn)故障時(shí),TB3A-16端口輸出高電平,使驅(qū)動(dòng)故障繼電器吸合,驅(qū)動(dòng)故障燈亮起。

2.3 從 DLC外部控制原理

從 DLC的控制原理如圖 3所示。

從 DLC的結(jié)構(gòu)與主 DLC的構(gòu)造完全一樣,從DLC外部沒(méi)有速度信號(hào)的直接輸入,而是由主 DLC通過(guò) RS485總線(見(jiàn)圖 3中①)輸入,速度信號(hào)通過(guò)從DLC處理后仍然由 TB1A-5和 TB1A-6輸出給 MDSD。馬達(dá)頻率信號(hào)與泵的壓力信號(hào)仍由相同的端口輸入,通過(guò) DLC處理之后輸入 MDSD和 EDA,從而控制每根軸的運(yùn)行。在緊急情況下,驅(qū)動(dòng)手柄的信號(hào)通過(guò)緊急驅(qū)動(dòng)開關(guān)(見(jiàn)圖 3中②)和緊急驅(qū)動(dòng)繼電器進(jìn)入從DLC對(duì)應(yīng)的 MDSD,控制緊急情況下泵的排量。

圖3 從DLC外部控制原理圖

3 結(jié)語(yǔ)

DLC控制系統(tǒng)是 PGM-48鋼軌打磨車的主要控制部件,打磨車的主要功能走行與打磨均通過(guò) DLC系統(tǒng)來(lái)控制,通過(guò)對(duì)整個(gè) DLC系統(tǒng)外部控制原理的了解,可以大致掌握 PGM-48鋼軌打磨車的工作原理,更有利于鋼軌打磨車的操作。對(duì)于鋼軌打磨車出現(xiàn)的故障,通過(guò) DLC控制原理也可以大概分析出故障方向,從而減少尋找故障原因的時(shí)間,提高故障處理效率,使打磨車創(chuàng)造更多的效益。

PGM-48鋼軌打磨車采用的是美國(guó) 20世紀(jì) 90年代的技術(shù),在技術(shù)更新?lián)Q代如此之快的今天,DLC控制系統(tǒng)雖然有著諸多的好處,但也逐漸與當(dāng)前的趨勢(shì)脫節(jié)。在以前技術(shù)不是很成熟的時(shí)候,采用一個(gè) DLC控制一根軸的方法,當(dāng)一個(gè) DLC出現(xiàn)故障,其他 DLC仍能運(yùn)行,對(duì)打磨車運(yùn)行并無(wú)太大影響?，F(xiàn)在,技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)純熟,完全可以用一套控制系統(tǒng)控制所有的軸,簡(jiǎn)化打磨車的控制系統(tǒng),減少打磨車的故障率,并且能夠降低打磨車的日程維護(hù)費(fèi)用,做到一舉多得。

[1]寶雞南車時(shí)代工程機(jī)械有限公司.PGM-48(China2#)操作手冊(cè)[Z].陜西：寶雞南車時(shí)代工程機(jī)械有限公司,2004.

U216.65

B

1003-1995(2010)02-0094-04

2009-10-10;

2009-11-23

劉鐵軍(1975— ),男,湖南耒陽(yáng)人,工程師。

(責(zé)任審編 王 紅)