一种机车受电弓控制方法和系统及交直流混编机车与流程

本发明涉及轨道交通重载组合列车机车控制领域，具体地，涉及一种机车受电弓控制方法和系统及交直流混编机车。
背景技术：
：电力牵引机车的控制中都需要用到受电弓，所述受电弓即电力牵引机车从接触网取得电能的电气设备，安装在机车或动车车顶上。对受电弓的控制主要分为控制其升弓和降弓。所谓升弓即压缩空气经电空阀均匀进入传动气缸，气缸活塞压缩气缸内的降弓弹簧，此时升弓弹簧使下臂杆转动，抬起上框架和滑板，受电弓匀速上升，在接近接触线时有一缓慢停滞，然后讯速接触接触线。所谓降弓即传动气缸内压缩空气经受电弓缓冲阀迅速排向大气，在降弓弹簧作用下，克服升弓弹簧的作用力，使受电弓迅速下降，脱离接触网。轨道交通重载组合列车机车主要有用直流电信号控制的直流车、用交流电信号控制的交流车以及交直流混编机车。由于直流车和交流车的控制信号不同，目前现有技术是针对同型车无线重联的受电弓控制方法，不能应用于交直混编无线重联模式下。随着未来市场对交直流混编式机车的需求，亟需开发一种能够控制交直流混编机车的受电弓控制方法。技术实现要素：本发明的目的是提供涉及一种机车受电弓控制方法和系统，该方法和系统能够同时满足交流车和直流车受电弓控制的需求，特别是为交直流混编列车提供了一种简单有效的控制方案，具有很强的实用性。根据本发明的另一方面，还提供一种可以应用所述机车受电弓控制方法和系统的交直流混编机车，该交直流混编列车不需要复杂的控制电路即可实现控制受电弓的交直流电信号的转换。为了实现上述目的，本发明提供一种机车受电弓控制方法，该方法包括：当交流车为主车，直流车为从车时，将控制交流车升降弓的脉冲信号转换为控制直流车升降弓的电平信号；以及当直流车为主车，交流车为从车时，将控制直流车升降弓的电平信号转换为控制交流车升降弓的脉冲信号。下表1和表2分别是交流车受电弓控制信号和直流车受电弓控制信号。通过表1和表2可以看出，交流车主要利用脉冲信号来控制受电弓升弓或降弓，并且受机车本身旋钮开关的选择控制。而直流车主要利用电平来控制受电弓升弓或降弓，其中，高电平表示升弓信号，低电平表示降弓信号。本发明的机车控制方法通过交直流车受电弓控制信号间的转换来实现交直流混编机车的控制。表1：交流车受电弓控制信号表2：直流车受电弓控制信号信号名称信号类型备注升前弓电平信号1：代表升弓；0：代表降弓升后弓电平信号1-代表升弓0-代表降弓其中，所述当交流车为主车，直流车为从车时，将控制交流车升降弓的脉冲信号转换为控制直流车升降弓的电平信号可以包括：检测交流车主车发出的脉冲信号上升沿；当所述交流车主车发出的脉冲信号上升沿有效时，复位或置位RS触发器；以及控制RS触发器输出电平信号，以控制直流车从车受电弓降弓或升弓。其中，所述机车受电弓控制方法还可以包括：交流车主车控制直流车从车升弓时，检测直流车从车后弓是否正常；检测直流车从车后弓正常时，控制直流车从车升后弓；以及检测直流车从车后弓异常时，控制直流车从车升前弓。其中，所述当直流车为主车，交流车为从车时，将控制直流车升降弓的电平信号转换为控制交流车升降弓的脉冲信号可以包括：检测直流车主车发出的电平信号；以及当检测到所述电平信号时，使能信号脉冲发生器，控制所述信号脉冲发生器输出脉冲信号，该脉冲信号用于控制交流车从车受电弓升弓或降弓。其中，所述机车受电弓控制方法还可以包括：当检测到直流主车发出的降弓电平信号时，判断交流车从车受电弓是否已降下，在未降下的情况下，输出一具有预设脉冲时间宽度的降弓脉冲信号；当检测到直流主车发出的升弓电平信号时，判断交流车从车受电弓是否已升起，在未升起的情况下，输出一具有预设脉冲时间宽度的升弓脉冲信号。该步骤是为了保证控制交流车从车升降弓的脉冲信号充分有效，从而有效地控制升降弓。根据本发明的另一方面，还提供一种机车受电弓控制系统，该系统包括：电平转换模块，用于当交流车为主车，直流车为从车时，将控制交流车升降弓的脉冲信号转换为控制直流车升降弓的电平信号；以及脉冲转换模块，用于当直流车为主车，交流车为从车时，将控制直流车升降弓的电平信号转换为控制交流车升降弓的脉冲信号；控制模块，用于控制所述电平转换模块和所述脉冲转换模块。其中，电平转换模块可以包括：上升沿检测模块，用于检测交流车主车发出的脉冲信号上升沿；以及RS触发模块，用于当所述交流车主车发出的脉冲信号上升沿有效时，复位或置位RS触发器，并控制RS触发器输出电平信号，以控制直流车从车受电弓降弓或升弓。其中，所述控制模块可以在交流车主车控制直流车从车升弓时，检测直流车从车后弓是否正常，当检测直流车从车后弓正常时，控制直流车从车升后弓，当检测直流车从车后弓异常时，控制直流车从车升前弓。在后弓正常的情况下优先升后弓是为了减少对控制电路以及控制室的操作人员的幅射影响，并降低摩擦力。其中，所述脉冲转换模块可以包括：电平检测模块，用于检测直流车主车发出的电平信号；以及脉冲发生模块，用于当检测到所述电平信号时，使能信号脉冲发生器，控制所述信号脉冲发生器输出脉冲信号，该脉冲信号用于控制交流车从车受电弓升弓或降弓。其中，所述控制模块可以在检测到直流主车发出的降弓电平信号时，检测交流车从车受电弓是否已降下，在未降下的情况下，输出一具有预设脉冲时间宽度的降弓脉冲信号；所述控制模块在检测到直流主车发出的升弓电平信号时，检测交流车从车受电弓是否已升起，在未升起的情况下，输出一具有预设脉冲时间宽度的升弓脉冲信号。根据本发明的再一方面，还提供一种交直流混编机车，该交直流混编列车包括上述技术方案所述的机车受电弓控制系统。通过上述技术方案，利用交流车和直流车的受电弓控制信号之间的转换，可实现当交流车为主车，直流车为从车，或当直流车为主车交流车为从车时的交直流混编机车受电弓控制，并且所述机车受电弓控制方法和系统不需要复杂的硬件，主要依靠软件算法实现，因而容易在交流车、直流车以及交直流混编机车中应用。同时，应用所述机车受电弓控制方法和系统的交直流混编机车不需要复杂的控制电路即可实现对其主车和从车的同时控制。本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。附图说明附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：图1是根据本发明实施例一的机车受电弓控制方法的流程图；图2是根据本发明实施例一的机车受电弓控制方法的优选实施方式的流程图；图3是根据本发明实施例一的机车受电弓控制方法的另一优选实施方式的流程图；图4是根据本发明实施例二的机车受电弓控制系统的结构图；图5是根据本发明实施例二的机车受电弓控制系统的优选实施方式的结构图；以及图6是根据本发明实施例二的机车受电弓控制系统的另一优选实施方式结构图。附图标记说明100：电平转换模块200：脉冲转换模块110：上升沿检测模块210：电平检测模块120：RS触发模块220：脉冲发生模块300：控制模块具体实施方式以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。图1是根据本发明实施例一的机车受电弓控制方法的流程图。如图1所示，该方法包括以下步骤：在步骤S100中，当交流车为主车，直流车为从车时，将控制交流车升降弓的脉冲信号转换为控制直流车升降弓的电平信号。在步骤S200中，以及当直流车为主车，交流车为从车时，将控制直流车升降弓的电平信号转换为控制交流车升降弓的脉冲信号。图2和图3分别是实施例一的步骤S100和步骤S200的优选实施方式的流程图。如图2所示，实施例一的步骤S100可以优选地包括以下步骤：在步骤S111-S112中，检测交流车主车发出的脉冲信号上升沿。具体可以包括：在步骤S111中，检测交流车主车发出的降弓脉冲信号的上升沿，如果该脉冲信号的上升沿有效，则进一步控制直流车从车降弓，如果该脉冲信号上升沿无效，则表示当前不需要控制直流车从车降弓，进而进行步骤S112。在步骤S112中，检测交流车主车发出的升弓脉冲信号是否有效，若升弓脉冲信号上升沿也无效则当前也不需要控制直流车从车升弓，若该升弓脉冲信号上升沿有效，则进一步控制直流车从车升弓。需要注意的是，检测交流车主车发出的降弓脉冲信号上升沿和升弓脉冲信号上升沿的先后顺序并不是固定的，此处先进行步骤S111再进行步骤S112的顺序，仅仅是为了说明，其先后顺序在控制程序中可以任意设定。在步骤S121-S122中，当所述交流车主车发出的脉冲信号上升沿有效时，复位或置位RS触发器。在步骤S121中，当在步骤S111中检测到的降弓脉冲信号上升沿有效时，置位RS触发器，然后在步骤S131中控制触发器输出低电平，在步骤S151中，置直流车从车的降弓信号为低电平，从而控制其受电弓降弓。在步骤S122中，当在步骤S112中检测到的升弓脉冲信号上升沿有效时，置位RS触发器，然后在步骤S132中控制触发器输出高电平，进而在步骤S152-S153中置直流车从车的升弓信号高电平，从而控制其受电弓升弓。目前机车的受电弓一般包括前弓和后弓，前弓通常离控制室以及控制电路较近，而后弓则相对距离较远，因此后弓对控制电路和控制室的幅射影响低于前弓。在控制受电弓升弓时，为了减少受电弓对控制电路以及控制室里的司机和操作人员的幅射影响，可以优先控制升后弓，当后弓不正常或不能正常升起时，控制升前弓。因此，在实施例一中，可以优选地包括步骤S140，需要控制受电弓升弓时，检测后弓是否正常，如果后弓正常则在步骤S152置升后弓信号高电平，从而控制升后弓，如果后弓异常则在步骤S153中置后前弓信号高电平，从而控制升前弓。如图3所示，实施例一的步骤S200可以优选地包括以下步骤：在步骤S211-S212中，检测直流车主车发出的电平信号。具体可以包括：在步骤S211中，检测直流车主车发出的升前弓或升后弓的电平信号是否为高电平，若是，则在步骤S221中，检测交流车从车的受电弓是否已升起，如果从车的受电弓已经升起，则不需要进一步的操作，如果受电弓不是升起状态则进一步控制受电弓升起。在步骤S212中，检测直流车发出的降弓信号是否为低电平，若是，则在步骤S222中检测交流车从车的受电弓是否已降下，如果交流车从车的受电弓处理未降下的状态，则控制其降弓。需要注意的是，步骤S211和步骤S212的先后顺序并不是固定的，此处只是示例性的说明。在步骤S231-S232中，当在步骤S221中检测到受电弓未升起，或在步骤S222中检测到受电弓未降下时，使能信号脉冲发生器，控制所述信号脉冲发生器输出脉冲信号。在步骤S241中，当检测到直流主车发出的降弓电平信号时，判断交流车从车受电弓是否已降下，在从车受电弓未降下的情况下，输出一具有脉冲时间宽度为T的降弓脉冲信号。在步骤S242中，当检测到直流主车发出的升弓电平信号时，判断交流车从车受电弓是否已升起，在未升起的情况下，输出一脉冲时间宽度为T的升弓脉冲信号。图4是根据本发明实施例二的机车受电弓控制系统的结构图。如图4所示，该系统包括：电平转换模块100，用于当交流车为主车，直流车为从车时，将控制交流车升降弓的脉冲信号转换为控制直流车升降弓的电平信号；以及脉冲转换模块200，用于当直流车为主车，交流车为从车时，将控制直流车升降弓的电平信号转换为控制交流车升降弓的脉冲信号；控制模块300，用于控制所述电平转换模块100和所述脉冲转换模块200。如图5所示，电平转换模块100可以包括：上升沿检测模块110，用于检测交流车主车发出的脉冲信号上升沿；以及RS触发模块120，用于当所述交流车主车发出的脉冲信号上升沿有效时，复位或置位RS触发器，并控制RS触发器输出电平信号，以控制直流车从车受电弓降弓或升弓。控制模块300可以在交流车主车控制直流车从车升弓时，检测直流车从车后弓是否正常，当检测直流车从车后弓正常时，控制直流车从车升后弓，当检测直流车从车后弓异常时，控制直流车从车升前弓。如图6所示，所述脉冲转换模块200可以优选地包括：电平检测模块210，用于检测直流车主车发出的电平信号；以及脉冲发生模块220，用于当检测到所述电平信号时，使能信号脉冲发生器，控制所述信号脉冲发生器输出脉冲信号，该脉冲信号用于控制交流车从车受电弓升弓或降弓。控制模块300可以在检测到直流主车发出的降弓电平信号时，检测交流车从车受电弓是否已降下，在未降下的情况下，输出脉冲时间宽度为T的降弓脉冲信号；所述控制模块在检测到直流主车发出的升弓电平信号时，检测交流车从车受电弓是否已升起，在未升起的情况下，输出脉冲时间宽度为T的升弓脉冲信号。所述脉冲时间宽度为T的脉冲信号也可以由控制模块控制脉冲发生模块输出。上述实施例中的机车受电弓控制方法和系统可以应用于交直流混编机车中，以实现交直流混编机车的控制。以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。当前第1页1 2 3