一种集成式单导控制系统的制作方法

本实用属于直流牵引供电系统领域，具体的说是一种集成式单导控制系统。

背景技术：

地铁供电系统中，需在车辆段特殊地段的轨道上设置绝缘接头，其目的是为了尽量减小杂散电流并缩小杂散电流影响的范围，从而减小杂散电流对结构钢筋的腐蚀。而在采用绝缘接头的钢轨部位，有机车运行时，为保证回流电流的正常流动，必须采用单向导通装置，并接于地铁轨道设置的绝缘结处，用于连接绝缘接头两端的钢轨，使钢轨中电流只流向一个方向，而在另一个方向截止。

装置内设置有隔离开关，用于在单向导通装置出现故障时连接绝缘结两端钢轨，使列车能够正常运行。柜内设置的数据采集控制及远程通信系统可实时检测主回路的运行状态，在监测系统的主控机上实时观测单向导通装置的运行情况，以便在发生故障时及时处理。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本实用新型提供一种为单导装置提供安全、可靠的控制回路操作系统的装置。

本实用新型为实现上述目的所采用的技术方案是：一种集成式单导控制系统，包括单导控制支路、通信服务器、上位机；所述单导控制支路的一次侧串联在车库轨道与正线轨道之间，二次侧连接通信服务器、通信服务器连接上位机。

所述单导控制支路包括一路或多路由单导装置一次回路、辅助控制回路、plc控制器依次电性连接的支路。

所述单导装置一次回路包括在车库轨道与正线轨道之间并联的多路支路；第一支路包括隔离开关qs；第二支路包括多路并联支路，所述每路支路由电流传感器sc、快速熔断器fu、二极管vd依次串联；第三支路包括多路并联支路，所述每路支路由电流传感器sc、快速熔断器fu、可控硅kp依次串联；第四支路包括滑动电阻rv1；第五支路包括分压器fv1；第六支路包括电阻r1、r2并联后与电容c1串联。

所述电容c1采用无感吸收电容器。

所述辅助控制回路包括中间继电器ka1、ka2、ka3、ka4，所述ka1、ka2的常开触点k1、k2分别连接单导装置一次回路的隔离开关qs的二次侧和plc控制器，所述ka3、ka4的常开触点k3、k4分别连接单导装置一次回路的第三支路的两个可控硅kp的二次侧触发回路和plc控制器k1、k2连接单导装置一次回路中，完成远程分合单导装置功能。

所述plc控制器分别连接所述单导装置一次回路的各个快速熔断器fu的辅助触点、各个电流传感器sc二次侧、分压器fv1二次侧；所述plc控制器还连接24v直流开关电源。

所述通信服务器采用的芯片为wts-65。

所述上位机为pc机。

本实用新型具有以下有益效果及优点：

1、该套控制系统使用的重要元件均为工业成熟设备，通信部分采用高质量屏蔽通信线，结合工业标准modbus协议，使整套系统工作更加稳定。

2、该套系统是将单导装置控制集成到变电所综合自动化系统中，不但解决了原上位机高故障率、高成本的问题，而且便于集中控制、监视，使变电所高度集成化更加完善。

3、该套系统控制部分核心采用工业plc作为主控，改装置运行稳定，宕机率低，完全避免掉改造前因单片机程序未知错误导致整台单导装置瘫痪的问题。且通过自主编写plc逻辑，可实现可控硅精准触发，保证设备可靠工作。

4、该套系统可控硅触发回路采用高频脉冲触发，通过自主搭建触发电路，结合固态继电器高速分合的性能，保证可控硅导通的有效性，且通过自主编写的plc逻辑，严格控制触发脉冲的时间，在保证可控硅正常工作的同时保证可控硅可靠运行。

附图说明

图1为本实用新型的结构框图；

图2为本实用新型的单导装置一次回路原理图；

图3为本实用新型的辅助控制回路电路图；

图4为本实用新型的plc控制系统电路图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本实用新型做进一步的详细说明。

如图1所示，为本实用新型的结构框图。集成式单导控制系统，共由如下各部分组成：单导控制支路1、通信服务器2、上位机3，单导控制支路1包括一路或多路由单导装置一次回路11、辅助控制回路12、plc控制器13依次电性连接的支路。该plc控制器及辅助控制回路12实时采集在车库轨道与正线轨道之间的各二极管支路电流、故障告警信号及远方操控单导装置分合闸信号；通过配置上位机输出信号实现控制功能；辅助控制回路12增加4个继电器实现设备分合闸控制。每部分功能如下。

如图2所示，单导装置一次回路11为在车库轨道与正线轨道之间的一次回路，单导的意思指代单向导通，电流只能从车库轨道向正线轨道流通，反向截止。

单导装置一次回路11由电流传感器sc(sc1-sc7)、快速熔断器fu(fu1-fu7)、二极管vd(vd1-vd5)、可控硅kp(kp1、kp2)、隔离开关qs、分压器fy1等元件组成。其中电流传感器sc(sc1-sc7)将实时采集的各支路电流上传至plc控制器13中；快速熔断器fu(fu1-fu7)状态实时上传至plc控制器13的i0.0-i0.6端口中；可控硅kp(kp1、kp2)的触发回路通过辅助控制回路12连接至plc控制器13中，通过自主设计plc逻辑，完成可控硅kp1、kp2的动作，从而控制辅助控制回路12工作，输出信号控制。

如图3所示，辅助控制回路12主要协助控制单导装置一次回路11工作。其中中间继电器线圈ka1-ka4通过plc控制器的q.0-q.3端口连接至24v直流开关电源，通过自主设计plc逻辑实现各继电器线圈得电动作，中间继电器线圈ka1、ka2的常开触点k1、k2连接单导装置一次回路中，实现远程上位机控制单导装置一次回路11的隔离开关qs的分合。中间继电器线圈ka3、ka4的常开触点k3、k4实现触发可控硅kp1、kp2动作，保证车库轨道和正线轨道电位始终相等。

如图4所示，plc控制器13包括plc可编程模块和ad模数转换模块。其中plc可编程模块完成单导装置一次回路11的逻辑动作及ad模块数据采集后数据交互程序执行工作。

通过配置通信服务器2的相关参数，完成各plc的通信回路集成和数据解析任务。通信服务器2采用进口高端芯片(wts-65)，将物理接口串口转换为网口，通过配置下级设备参数，已modbus通信协议为基础，完成数据上下级设备数据的解析、传送。

本实施例中，上位机3为变电所综合自动化监控系统是集成变电所内所有装置的四遥功能，例如一体机ndt660软件配置。通过新增单导装置的配置参数可完成一站式人机交互。

以上所述仅为本实用新型的实施方式，并非用于限定本实用新型的保护范围。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进、扩展等，均包含在本实用新型的保护范围内。

技术特征：

1.一种集成式单导控制系统，其特征在于包括单导控制支路(1)、通信服务器(2)、上位机(3)；所述单导控制支路(1)的一次侧串联在车库轨道与正线轨道之间，二次侧连接通信服务器(2)、通信服务器(2)连接上位机(3)。

2.根据权利要求1所述的一种集成式单导控制系统，其特征在于所述单导控制支路(1)包括一路或多路由单导装置一次回路(11)、辅助控制回路(12)、plc控制器(13)依次电性连接的支路。

3.根据权利要求2所述的一种集成式单导控制系统，其特征在于所述单导装置一次回路(11)包括在车库轨道与正线轨道之间并联的多路支路；第一支路(111)包括隔离开关qs；第二支路(112)包括多路并联支路，所述每路支路由电流传感器sc、快速熔断器fu、二极管vd依次串联；第三支路(113)包括多路并联支路，所述每路支路由电流传感器sc、快速熔断器fu、可控硅kp依次串联；第四支路(114)包括滑动电阻rv1；第五支路(115)包括分压器fv1；第六支路(116)包括电阻r1、r2并联后与电容c1串联。

4.根据权利要求3所述的一种集成式单导控制系统，其特征在于所述电容c1采用无感吸收电容器。

5.根据权利要求3所述的一种集成式单导控制系统，其特征在于所述辅助控制回路(12)包括中间继电器ka1、ka2、ka3、ka4，所述ka1、ka2的常开触点k1、k2分别连接单导装置一次回路(11)的隔离开关qs的二次侧和plc控制器(13)，所述ka3、ka4的常开触点k3、k4分别连接单导装置一次回路(11)的第三支路(113)的两个可控硅kp的二次侧触发回路和plc控制器(13)k1、k2连接单导装置一次回路中，完成远程分合单导装置功能。

6.根据权利要求3所述的一种集成式单导控制系统，其特征在于所述plc控制器(13)分别连接所述单导装置一次回路(11)的各个快速熔断器fu的辅助触点、各个电流传感器sc二次侧、分压器fv1二次侧；所述plc控制器(13)还连接24v直流开关电源。

7.根据权利要求1-6任意一项所述的一种集成式单导控制系统，其特征在于所述通信服务器(2)采用的芯片为wts-65。

8.根据权利要求1-6任意一项所述的一种集成式单导控制系统，其特征在于所述上位机(3)为pc机。

技术总结
本实用新型涉及一种集成式单导控制系统，包括单导装置一次回路、辅助控制回路、PLC控制器、通信服务器、上位机。该PLC控制器及辅助控制回路实时采集在车库轨道与正线轨道之间的各二极管支路电流、故障告警信号及远方操控单导装置分合闸信号；通过配置上位机输出信号实现控制功能；辅助控制回路增加4个继电器实现设备分合闸控制。本实用新型主要应用于直流牵引供电系统的单导装置，为单导装置提供安全、可靠的控制回路系统解决方案。本实用新型满足24小时不停机运行要求，且满足现场环境运行要求。本系统电路结构方便设备检修，提高故障处理效率；集成度高可直接通过变电所综合自动化系统上位机监控查看设备状态，提高设备的可读性。

技术研发人员：鞠高峰;黄树智;贺祖团;田佳超;于浩;郭昊;李树人;路璐;傅庆;孙二虎;徐枫琳;赵凯;李祥龙;梁悦麟;刘涛;沈显伟;杨洪庆;姜武权;陈少臣
受保护的技术使用者：沈阳地铁集团有限公司运营分公司
技术研发日：2019.09.29
技术公布日：2020.06.09