基于PLC開(kāi)發(fā)的CR200J動(dòng)集集控檢修設(shè)備

喬 春，齊雷先，李成明

(中國(guó)鐵路蘭州局集團(tuán)有限公司蘭州車輛段,甘肅 蘭州 730000)

1 概述

為了提升旅客的乘坐舒適度，提升鐵路運(yùn)輸效率，且能充分利用既有檢修資源，在鐵總的統(tǒng)籌指導(dǎo)下，中國(guó)中車成功研制了CR200J動(dòng)車組。該型動(dòng)力集中動(dòng)車組參照動(dòng)力分散動(dòng)車組進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，車廂采用既有25T型客車進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)，配色采用“國(guó)槐綠”，適用于所有普速電氣化鐵路，通常被稱為“綠巨人”[1]。從外觀來(lái)看，該動(dòng)集動(dòng)車組為流線型；從內(nèi)部看，與目前動(dòng)車組的內(nèi)飾基本相似。

CR200J動(dòng)車組雖說(shuō)是動(dòng)車組但其檢修相對(duì)于其他動(dòng)車組的檢修有著本質(zhì)的不同，類似于國(guó)外的推拉式列車。針對(duì)CR200J型動(dòng)車組的檢修，主要利用既有機(jī)車、客車檢修資源，日常運(yùn)用在客整所完成；動(dòng)車組高級(jí)修時(shí)動(dòng)力車與拖車解編，分別在機(jī)務(wù)段和車輛段進(jìn)行，由于機(jī)務(wù)段與車輛段檢修內(nèi)容時(shí)間有著很大的不同,所以國(guó)鐵集團(tuán)統(tǒng)籌安排制定了新的修程對(duì)動(dòng)力車與拖車分別進(jìn)行檢修，在不同修程內(nèi)按照原型車的機(jī)車與車輛進(jìn)行檢修。

車輛段對(duì)動(dòng)車組進(jìn)行整車落成和無(wú)編組試驗(yàn)時(shí)，由于缺乏動(dòng)力車，無(wú)法完成聯(lián)網(wǎng)試驗(yàn)和整車落成車電試驗(yàn)，如果之后在客整所連接動(dòng)力車進(jìn)行編組試驗(yàn)出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，再拖回車輛段進(jìn)行返修，會(huì)帶來(lái)較為嚴(yán)重的后果，不利于日益增長(zhǎng)的檢修需求。因此，亟需一種可以針對(duì)CR200J型動(dòng)車組進(jìn)行集控檢修的設(shè)備，該設(shè)備應(yīng)能夠?qū)崿F(xiàn)無(wú)動(dòng)力車時(shí)的無(wú)編組聯(lián)網(wǎng)試驗(yàn)和整車落成車電試驗(yàn)。

2 設(shè)備構(gòu)成及功能

2.1 設(shè)備構(gòu)成

基于PLC開(kāi)發(fā)的CR200J動(dòng)力集中動(dòng)車組集控檢修設(shè)備設(shè)計(jì)為一輛電動(dòng)助力小車為載體，具有較高的可通過(guò)性，并能根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)檢修需要，方便快捷地停放到指定檢修車輛附近。系統(tǒng)由PLC、模擬量輸入模塊、蓄電池、連接器、線纜、網(wǎng)關(guān)、觸摸屏、打印機(jī)組成。

其中，電動(dòng)助力小車為單人駕駛，采用鋰電池供電。檢修設(shè)備由PLC進(jìn)行控制，模擬量輸入模塊采集現(xiàn)場(chǎng)溫濕度值；觸摸屏位于電動(dòng)助力小車平臺(tái)上，采用10寸大屏，便于操作；連接器是用來(lái)和動(dòng)集列車的54+3通信端口進(jìn)行連接，便于對(duì)列車進(jìn)行集中控制；網(wǎng)關(guān)是用來(lái)進(jìn)行Lonworks協(xié)議轉(zhuǎn)換，可用來(lái)對(duì)列車網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控與控制；打印機(jī)采用針式打印機(jī)，可與觸摸屏進(jìn)行串口通信，便于現(xiàn)場(chǎng)打印檢修報(bào)告；設(shè)備整體供電由蓄電池提供，該蓄電池采用寧德時(shí)代電芯，耐低溫，重量輕，壽命長(zhǎng)。

2.2 設(shè)備功能

該動(dòng)集檢修設(shè)備能夠完成照明集控功能、塞拉門集控功能、安全環(huán)路試驗(yàn)、PIS、本車網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控及控制、指定車廂網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控及控制的功能等。所有功能均由連接器與動(dòng)力集中列車車體連接后，通過(guò)觸摸屏和旋鈕來(lái)進(jìn)行監(jiān)控與操作控制。

2.2.1 照明集控功能

照明集控主要實(shí)現(xiàn)的是對(duì)動(dòng)集車內(nèi)部各燈具的控制，在檢修設(shè)備上通過(guò)旋轉(zhuǎn)控制旋鈕實(shí)現(xiàn)。其控制旋鈕實(shí)現(xiàn)的功能有照明集控開(kāi)/關(guān)，半燈/全燈/停止控制。具體來(lái)講，當(dāng)旋鈕旋轉(zhuǎn)至照明集控開(kāi)，半燈控制時(shí)，所有車廂照明為半照明模式；當(dāng)旋鈕旋轉(zhuǎn)至照明集控開(kāi)，全燈控制時(shí)，所有車廂照明為全照明模式；當(dāng)旋鈕旋轉(zhuǎn)至停止位時(shí)，所有車廂照明關(guān)閉。實(shí)際操作中，檢修人員只需在設(shè)備上控制旋鈕，車外觀察燈明暗變化即可，如需進(jìn)行點(diǎn)燈試驗(yàn)、燈管燈帶的光色進(jìn)行測(cè)試，需檢修人員上車近距離觀察。

2.2.2 塞拉門集控功能

塞拉門集控功能實(shí)現(xiàn)的是集控開(kāi)左門、集控開(kāi)右門、集控關(guān)門、左門使能、右門使能功能，在檢修設(shè)備上同樣是通過(guò)旋轉(zhuǎn)控制旋鈕實(shí)現(xiàn)。該功能實(shí)現(xiàn)時(shí)，內(nèi)外操作開(kāi)門必須有門使能信號(hào)，其中零速信號(hào)取自防滑器，全列使能信號(hào)需在零速下才能給出。在門使能信號(hào)前提下，旋鈕至對(duì)應(yīng)開(kāi)門信號(hào)，車門可以集控打開(kāi)。實(shí)際操作中，檢修人員需先將旋鈕旋轉(zhuǎn)至對(duì)應(yīng)門的使能，再操作對(duì)應(yīng)門的集控功能。當(dāng)塞拉門可以正常關(guān)閉時(shí)，屏幕上門指示燈顯示綠色，否則顯示紅色，并發(fā)出蜂鳴聲提示。

2.2.3 安全環(huán)路試驗(yàn)

安全環(huán)路試驗(yàn)主要有四種：軸報(bào)安全回路、煙火安全回路、車門安全回路、制動(dòng)安全回路。當(dāng)車輛出現(xiàn)報(bào)警狀態(tài)時(shí)，輸出低電平信號(hào)，檢修裝置上安裝環(huán)路信號(hào)繼電器，繼電器線圈由檢修裝置供電，無(wú)源輔助觸點(diǎn)將安全回路信息發(fā)送到檢修裝置PLC。此外，每條安全環(huán)路正線供電需串接1.2KΩ電阻。單車調(diào)試時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試人員應(yīng)對(duì)安全環(huán)路進(jìn)行模擬故障試驗(yàn)，故障發(fā)生后可通過(guò)觸摸屏上的檢修裝置指示燈進(jìn)行檢查。編組試驗(yàn)時(shí)，可在首尾車測(cè)量安全環(huán)路正負(fù)線電壓，當(dāng)安全環(huán)路發(fā)生故障時(shí)，指定環(huán)路電壓應(yīng)為0V，復(fù)位后恢復(fù)DC110V。

2.2.4 PIS功能

動(dòng)集檢修設(shè)備可設(shè)置內(nèi)外顯示屏顯示字符，廣播播放音樂(lè)的功能。其中，內(nèi)部顯示屏可顯示廣告詞、速度信息、溫度信息、歡迎語(yǔ)、預(yù)置的文字內(nèi)容；外部顯示屏可顯示車次號(hào)、車廂號(hào)、線路信息等。此外，還可播放內(nèi)置語(yǔ)音信息和播音測(cè)試?，F(xiàn)場(chǎng)操作時(shí)，檢修人員一人操作屏幕按鈕，發(fā)送指定文字內(nèi)容，或播放內(nèi)置語(yǔ)音，另一人上車觀察屏幕顯示是否為指定內(nèi)容，或聽(tīng)揚(yáng)聲器是否播放指定語(yǔ)音。

2.2.5 網(wǎng)絡(luò)功能

動(dòng)力集中動(dòng)車組拖車網(wǎng)絡(luò)由兩級(jí)Lonworks總線組成，其中車輛級(jí)Lonworks內(nèi)網(wǎng)對(duì)本車供電系統(tǒng)、電源裝置、軸溫系統(tǒng)、煙火系統(tǒng)、塞拉門、防滑器、車廂監(jiān)控屏、車輛控制單元和本車PLC進(jìn)行點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信，車輛級(jí)Lonworks實(shí)現(xiàn)各車廂網(wǎng)絡(luò)通信節(jié)點(diǎn)與列車級(jí)數(shù)據(jù)進(jìn)行交互[2]。車輛級(jí)Lonworks對(duì)本車網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行的監(jiān)控主要是通過(guò)RS485、RS232、Lonworks通訊接口等，設(shè)備內(nèi)置網(wǎng)關(guān)可將以上總線數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為L(zhǎng)onworks總線數(shù)據(jù)，子系統(tǒng)向列車網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)據(jù)時(shí)，包含有子系統(tǒng)地址編碼即所在車廂號(hào)[3]，因此可以在列車網(wǎng)絡(luò)中讀取對(duì)應(yīng)監(jiān)控值。

列車級(jí)Lonworks可自動(dòng)接收各車廂發(fā)送的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)，再由列車級(jí)主機(jī)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后，發(fā)送至動(dòng)力車和控制車的MVB/Lon網(wǎng)關(guān)，從而在司機(jī)室查看到相關(guān)車廂網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)。動(dòng)集拖車網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D如圖1所示。

圖1 動(dòng)集拖車網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖

本車網(wǎng)絡(luò)信息可顯示：內(nèi)部電壓、頻率、充電機(jī)信息、充電電流、放電電流、充電機(jī)總電流、逆變器各相電壓、煙火報(bào)警器信息、本車車內(nèi)車外溫度、軸溫報(bào)警器溫度、防滑器狀態(tài)、塞拉門狀態(tài)、在線監(jiān)測(cè)絕緣值、空調(diào)系統(tǒng)控制等。

全列網(wǎng)絡(luò)信息顯示可選擇控制被控車號(hào)，對(duì)全列或者單車的部分電氣設(shè)備進(jìn)行手動(dòng)控制和狀態(tài)監(jiān)測(cè)。

現(xiàn)場(chǎng)操作時(shí)，需先輸入被監(jiān)控車廂號(hào)，如被連接車廂含有輸入的車廂號(hào)，即可在觸摸屏上顯示對(duì)應(yīng)的監(jiān)控信息，顯示內(nèi)容如上所述，如需切換顯示內(nèi)容，可在屏幕下方進(jìn)行選擇，選擇顯示頁(yè)有車下電源、煙火信息、軸報(bào)信息、防滑器信息、車門信息、絕緣檢測(cè)信息。

3 結(jié)語(yǔ)

CR200J型動(dòng)力集中動(dòng)車組是旅客運(yùn)輸?shù)闹匾夹g(shù)裝備，定期檢修可使其在運(yùn)營(yíng)中保持性能良好、安全可靠的狀態(tài)?；赑LC開(kāi)發(fā)的CR200J動(dòng)力集中動(dòng)車組集控檢修設(shè)備使用助力小車為載體，能夠完成照明集控功能、塞拉門集控功能、安全環(huán)路試驗(yàn)、PIS、本車網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控及控制、指定車廂網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控及控制的功能等，可以對(duì)CR200J動(dòng)集所需的單車落成檢修及無(wú)動(dòng)力編組檢修提供便捷的綜合檢測(cè)，對(duì)提高鐵路客運(yùn)量及運(yùn)輸效率，提高檢修效率與質(zhì)量，符合“交通強(qiáng)國(guó)，鐵路先行”的初心和使命，具有很高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值與實(shí)用價(jià)值。