一种列车全自动升弓、合主断控制方法、系统及轨道车辆
阅读说明：本技术 一种列车全自动升弓、合主断控制方法、系统及轨道车辆 (Full-automatic pantograph lifting and closing master-slave-master-slave control method and system for train and railway vehicle ) 是由 巨长磊 孙宁 王天宇 万松琦 高超绪 于 2021-09-08 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种列车全自动升弓、合主断控制方法、系统及轨道车辆,其中方法包括：获取总风风缸压力、辅风风缸压力；当总风风缸压力不低于设定值A时,控制受电弓升起、主断路器闭合；当总风风缸压力低于设定值A,且辅风风缸压力不低于设定值B时,控制受电弓控制电路、主断路器控制电路动作；当总风风缸压力低于设定值A,且辅风风缸压力大于设定值C小于设定值B时,控制辅风风压机启动,控制受电弓升弓,当达到B值时,控制辅风风压机停止控制主断路器闭合；当总风风缸压力低于设定值A,且辅风风缸压力不大于设定值C时,辅风风压机控制电路动作,当辅风风缸压力达到设定值B时,控制辅风风压机停止,控制受电弓升起、主断路器闭合。(The invention discloses a full-automatic pantograph lifting and closing master-slave control method and system for a train and a rail vehicle, wherein the method comprises the following steps: acquiring the total air reservoir pressure and the auxiliary air reservoir pressure; when the pressure of the total air cylinder is not lower than a set value A, controlling the pantograph to lift and the main circuit breaker to close; when the pressure of the main air cylinder is lower than a set value A and the pressure of the auxiliary air cylinder is not lower than a set value B, controlling the action of a pantograph control circuit and a main circuit breaker control circuit; when the total air cylinder pressure is lower than a set value A and the auxiliary air cylinder pressure is higher than a set value C and lower than a set value B, controlling the auxiliary air compressor to start, controlling the pantograph to rise, and controlling the auxiliary air compressor to stop controlling the main circuit breaker to close when the value B is reached; when the total air cylinder pressure is lower than a set value A and the auxiliary air cylinder pressure is not greater than a set value C, the auxiliary air compressor is controlled to act by a circuit, and when the auxiliary air cylinder pressure reaches a set value B, the auxiliary air compressor is controlled to stop, so that the pantograph is controlled to rise, and the main circuit breaker is controlled to close.)
技术领域
本发明涉及一种列车全自动升弓、合主断控制方法、系统及轨道车辆。
背景技术
这里的陈述仅提供与本发明相关的
背景技术
，而不必然地构成现有技术。随着我国国民经济的飞速发展，轨道交通也得到了蓬勃发展，成为有效的客运工具之一，成为日常出行的重要交通方式。列车数量越来越多，日常维保工作量加大，列车整备负担增加，若操作不当，会导致受电弓因风压过低拉弧严重以及主断路器无法闭合等问题，重复工作，耽误发车时间，影响运营秩序。
在申请号为201910707006.5的专利中，公开了一种受电弓升弓控制方法和控制系统，其包括自动控制模式以及人工控制模式，具体的，判断车辆是否处于自动驾驶模式；若是，则采用自动控制模式，生成升弓控制指令信号；若否，则采用人工控制模式，生成升弓控制指令信号；自动控制模式包括全自动无人控制模式，且在该模式下，列车处于唤醒工况时，根据车辆受电弓主风管气压生成车辆升弓允许信号；生成升弓允许信号的方法进一步包括：若气压满足升弓条件，则自动生成升弓控制指令信号；若气压不满足升弓条件，则输出硬线应急升弓控制指令信号，控制受电弓气泵打开，直至气压满足升弓条件时，自动生成升弓控制指令信号。但是该判断方法，非实时判断，升弓过程中会消耗风压，当升弓未到位风压不满足后，会出现拉电弧严重问题，损伤受电弓以及电网；且其仅适用于直流供电地铁列车电源投入，应用面较窄，不适用于市域车、城际动车组、动车组、高速列车等25kv供电的列车，也不适用于更高电压等级供电投入。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的第一目的是提供一种列车全自动升弓、合主断控制方法，第二目的是提供一种列车全自动升弓、合主断控制系统，第三目的是提供一种包括列车全自动升弓、合主断控制系统的轨道车辆；该发明提供的方法和系统可以在无需人为干预的条件下，安全、精准、高效、全自动完成列车发车前的必备条件。
为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：
第一方面，本发明的实施例提供了一种列车全自动升弓、合主断控制方法，包括以下步骤：
获取总风风缸压力F总、辅风风缸压力F辅；
当F总≥设定值A时，控制受电弓升起、主断路器闭合；
当F总＜设定值A，且F辅≥设定值B时，控制受电弓控制电路、主断路器控制电路动作；
当F总＜设定值A，且设定值C＜F辅＜设定值B时，辅风风压机启动，同时受电弓升弓，当F辅达到设定值B时，控制辅风风压机停止，控制主断路器闭合；
当F总＜设定值A，且F辅≤设定值C时，辅风风压机启动，当F辅达到设定值B时，控制辅风风压机停止，控制受电弓升起、主断路器闭合；
其中：设定值A小于设定值B；设定值C小于设定值B
第二方面，本发明实施例还提供了一种列车全自动升弓、合主断判断系统，包括压力传感器和控制模块；
所述的压力传感器，被配置为采集总风风缸压力F总和辅风风缸压力F辅；
所述的控制模块，被配置为判断总风风缸压力F总和辅风风缸压力F辅之间的关系，并进行相应判断；
当F总≥设定值A时，控制受电弓升起、主断路器闭合；
当F总＜设定值A，且F辅≥设定值B时，控制受电弓控制电路、主断路器控制电路动作；
当F总＜设定值A，且设定值C＜F辅＜设定值B时，辅风风压机启动，同时受电弓升弓，当F辅达到设定值B时，控制辅风风压机停止，控制主断路器闭合；
当F总＜设定值A，且F辅≤设定值C时，辅风风压机启动，当F辅达到设定值B时，控制辅风风压机停止，控制受电弓升起、主断路器闭合；
其中：设定值A小于设定值B；设定值C小于设定值B。
第三方面，本发明提供还提供了一种轨道车辆，其包括前面所述的列车全自动升弓、合主断判断系统。
上述本发明的实施例的有益效果如下：
1.相对于现有技术，本发明不仅适用于低压、直流供电列车，更加适用于市域车、城际动车组、动车组、高速列车等25kv供电的列车；列车仅升弓同样没有能量来源，升弓消耗风压，会导致无法闭合主断路器，列车同样无法供电，只有升弓且主断路器闭合后，列车才有能量来源；因此，本发明解决了升弓过程消耗风压，导致风压无法满足闭合主断路器的问题。
2.本发明对升弓前、升弓中、合主断(闭合主断路器)前全过程都进行实时判断，解决了现有技术中升弓过程中风压不足导致拉弧问题。
3.本发明还可以应用于更高电压等级的供电投入，可以应用于所有车型，以及轨道交通之外的高电压供电投入，应用范围更广、应用技术更加全面。
4.本发明提出的系统及方法可以在无需人为干预的条件下，安全、精准、高效、全自动完成列车发车前的必备条件；规避了人工操控繁琐、重复操作、受电弓拉弧严重等问题，提高了列车整备效率，减轻了司机负担，规避了因风压低无法升弓、合主断路器问题，保证了车辆段有序的运营秩序。
附图说明
构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
图1为本发明一实施例提供的一种列车全自动升弓、合主断控制方法构架框图
图2为本发明一实施例提供的一种列车全自动升弓、合主断控制方法主断路器控制电路；
图3为本发明一实施例提供的一种列车全自动升弓、合主断控制方法受电弓控制电路；
图4为本发明一实施例提供的一种列车全自动升弓、合主断控制方法辅风风压机控制电路。
具体实施方式
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本发明使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非本发明另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合；
正如背景技术所介绍的，现有技术中存在的不足，为了解决如上的技术问题，本发明提出了一种列车全自动升弓、合主断控制方法和系统。
实施例1
本发明的一种典型的实施方式中，如图1所示，本发明提出一种列车全自动升弓、合主断控制方法，通过压力传感器采集总风风缸压力F总、辅风风缸压力F辅，经数据采集模块，然后将信息传输给MCU控制模块，MCU控制模块进行逻辑判断，控制辅风风压机、受电弓控制电路、主断路器控制电路动作，实现列车的全自动升弓、合主断路器。
其中上述的总风风缸主要是为了给列车提供列车总风；辅风风缸主要是为了给列车提供列车辅风；压力传感器用于检测总风风缸、辅风风缸压力；数据采集模块，采集压力传感器采集到的总风风缸、辅风风缸压力值。
进一步的，上述的数据采集模块，采集完压力传感器采集的总风风缸、辅风风缸的压力值信息后，上传给MCU控制模块；所述MCU控制模块，判断列车总风风压、辅风风压值，进行逻辑判断，向辅风风压机控制电路、受电弓控制电路、主断路器控制电路发出动作指令，具体的控制方法如下：
所述MCU控制模块，判断总风风缸压力F总不低于设定值A(即大于等于设定值A)时，直接控制受电弓控制电路、主断路器控制电路动作；即受电弓控制电路控制受电弓升起，主断路器控制电路控制主断路器闭合。
所述MCU控制模块，判断总风风缸压力F总低于设定值A时，且辅风风缸压力不低于设定值B(即大于等于设定值B)时，控制受电弓控制电路、主断路器控制电路动作；
当总风风缸压力F总低于设定值A，且辅风风缸压力F辅大于设定值C小于设定值B时，辅风风压机控制电路动作，辅风风压机开启，同时控制模块控制受电弓升弓，当辅风风缸压力F辅达到设定值B时，控制辅风风压机停止，控制主断路器闭合；
当总风风缸压力F总低于设定值A，且辅风风缸压力F辅不大于设定值C(即低于或者等于)时，辅风风压机控制电路动作，辅风风压机开启，当辅风风缸压力F辅达到设定值B时，控制辅风风压机停止，控制模块控制受电弓升起、主断路器闭合。
上述：设定值A小于设定值B；设定值C小于设定值B。
如图2所示，为本实施例中公开的主断路器控制电路，通过MCU控制模块，驱动继电器，控制主断路器的闭合或者断开；具体电路包括MCU控制模块经二极管分别驱动继电器KALCBO线圈，KALCBO常闭点进而控制主断路器断开；MCU 控制模块经二极管分别驱动继电器KALCBC线圈，KALCBC常开点进而控制主断路器闭合。KALCBO常闭点与KALCBC常开点串联后控制主断路器电磁阀，进而控制主断路器。其中MCU控制模块冗余输出，保证可靠输出。
如图3所示，为本实施例中公开的受电弓控制电路，通过MCU控制模块，驱动继电器，控制受电弓的升起或者降下；具体电路包括MCU控制模块经二极管分别驱动继电器KAPanD线圈，KAPanD常闭点进而控制受电弓降下；MCU控制模块经二极管分别驱动继电器KAPanU线圈，KAPanU常开点进而控制受电弓升起。KAPanD常闭点与KAPanU常开点串联后控制受电弓电磁阀，进而控制受电弓。其中MCU控制模块冗余输出，保证可靠输出。
如图4所示，为本实施例中公开的辅风风压机控制回路，通过MCU控制模块，驱动继电器，控制辅风风压机运行或者停止；具体电路包括MCU控制模块经二极管分别驱动继电器KAOACP线圈，KAOACP常闭点进而控制辅助风压机停止； MCU控制模块经二极管分别驱动继电器KACACP线圈，KACACP常开点进而控制辅风压机启动。KAOACP常闭点与KACACP常开点串联后控制辅助风压机接触器，进而控制辅助风压机。其中MCU控制模块冗余输出，保证可靠输出。
实施例2
本实施例主要公开了一种列车全自动升弓、合主断控制方法涉及到的系统，主要有总风风缸、总风压力传感器、辅风风缸、辅风压力传感器、数据采集模块、MCU控制模块、主断路器控制电路、受电弓控制电路、辅风风压机控制电路。本发明通过压力传感器采集总风风缸压力、辅风风缸压力，经数据采集模块，将信息传输给MCU控制模块，MCU控制模块进行逻辑判断，控制辅风风压机、受电弓控制电路、主断路器控制电路动作，实现列车的全自动升弓、合主断路器。
进一步的，本实施例中的主断路器控制电路、受电弓控制电路、辅风风压机控制电路与实施例1中的电路完全相同，在此不进行赘述了。
进一步的，本实施例中的MCU控制模块进行逻辑判断过程与实施例1中也完全相同，具体的所述MCU控制模块，判断总风风缸压力F总不低于设定值A时，直接控制受电弓控制电路、主断路器控制电路动作；即受电弓控制电路控制受电弓升起，主断路器控制电路控制主断路器闭合。
所述MCU控制模块，判断总风风缸压力F总低于设定值A时，且辅风风缸压力不低于设定值B(即大于等于设定值B)时，控制受电弓控制电路、主断路器控制电路动作；
当总风风缸压力F总低于设定值A，且辅风风缸压力F辅大于设定值C小于设定值B时，辅风风压机控制电路动作，控制辅风风压机开启，同时控制模块控制受电弓升弓，当F辅达到B值时，控制辅风风压机停止，控制主断路器闭合；
当总风风缸压力F总低于设定值A，且辅风风缸压力F辅不大于设定值C(即低于或者等于)时，辅风风压机控制电路动作，控制辅风风压机开启，当辅风风缸压力F辅达到设定值B时，控制辅风风压机停止，控制模块控制受电弓升起、主断路器闭合。
上述设定值A小于设定值B；设定值C小于设定值B。
上述两个实施例公开的列车全自动升弓、合主断控制系统及方法，无需人为干预，安全、精准、高效、全自动完成列车发车前的必备条件，规避了人工操控繁琐、重复操作、受电弓拉弧严重等问题，提高了列车整备效率，减轻了司机负担，规避了因风压低无法升弓、合主断路器问题，保证了车辆段有序的运营秩序。
进一步的，本实施例还提供了一种轨道车辆，所述的轨道车辆包括前面所述的列车全自动升弓、合主断控制系统。由于该轨道车辆中设置有如上所述的列车全自动升弓、合主断控制系统。因此该轨道车辆同样具备如上所述的全部优势。在一些实施例中，本发明提供的轨道车辆可以是任何适当类型的车辆，例如普速火车、动车、地铁车辆、城铁车辆等，本发明不局限于某种或某些特定的轨道车辆类型。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
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