一种水平运输机车溜车处置系统及方法与流程

1.本发明属于隧道施工设备技术领域，特别涉及一种水平运输机车溜车处置系统及方法。


背景技术：

2.水平运输机车主要应用在地铁、公路、铁路、电力和引水等隧道掘进施工运输中，承担渣土、砂浆、管片、轨道以及油脂等物料的运输工作。作为有轨运输中的一种，经常面临轨道铺设状态差，偶发性的出现低洼地点积水无法及时清理时漫过轨道及设备维护时油脂掉落至轨道、黏着在水平运输机车轮子表面等情况，容易造成水平运输机车轮子与轨道面打滑的现象，出现溜车风险；同时驾驶员的驾驶水平参差不齐，特别是启动及停止时操作失误可能带来溜车问题的出现。
3.如出现溜车问题，若不采取有效刹车措施很可能会撞到隧道上施工的人员和设备；通常靠司机的个人判断通过间断的踩下脚刹去控制水平运输机车，这种刹车方式需要人员操作，考验司机的驾驶水平；若脚刹刹不住，最后只能靠下放勾轨器钩住轨枕使溜车的水平运输机车降速，这种方式会破坏轨道。


技术实现要素：

4.为了解决现有技术中存在的问题，本发明提出了一种水平运输机车溜车处置系统及方法，可以在水平运输机车出现溜车状态时，水平运输机车在不使用勾轨器情况下就能减速至安全停车状态，避免轨道遭受破坏。
5.为了实现上述目的，本发明采用以下的技术方案：
6.本发明提供了一种水平运输机车溜车处置系统，包括从动轮速度传感器、主驱动轮速度传感器、变频器、整车控制器和中间继电器；所述从动轮速度传感器固定安装在从动轮的轴心，用于检测从动轮的速度，所述从动轮速度传感器与整车控制器相连接；所述主驱动轮速度传感器固定安装在主驱动轮电机的尾部，用于检测主驱动轮的速度，所述主驱动轮速度传感器与变频器相连接，所述变频器与整车控制器相连接；所述整车控制器与中间继电器的主线圈控制连接，所述中间继电器的触点与变频器的安全转矩关断端子连接。
7.进一步地，所述水平运输机车的电源包含24vdc电源，该24vdc电源为变频器的控制部分和整车控制器供电。
8.进一步地，所述整车控制器通过rs485总线与变频器连接。
9.进一步地，所述从动轮速度传感器和主驱动轮速度传感器均采用光电式编码器。
10.本发明还提供了一种水平运输机车溜车处置方法，包含以下步骤：
11.步骤1，主驱动轮速度传感器将主驱动轮速度传递给变频器，变频器将主驱动轮速度传递给整车控制器；从动轮速度传感器将从动轮速度传递给整车控制器；
12.步骤2，整车控制器根据主驱动轮速度和从动轮速度实时计算速度偏差比例，当速度偏差比例超过阈值时，判定水平运输机车主驱动轮出现与轨道滑行的情况；
13.步骤3，当判定水平运输机车主驱动轮出现与轨道滑行的情况时，整车控制器控制中间继电器断开变频器的安全转矩关断端子的供电，变频器切断输出，使主驱动轮电机失去动力，处于自由停车状态；由于失去驱动力，主驱动轮在摩擦力的作用下由与轨道之间的滑动变为滚动，从而主驱动轮速度与从动轮速度匹配；
14.步骤4，当实时检测的主驱动轮速度与从动轮速度的速度偏差比例小于阈值时，判定主驱动轮与轨道之间为滚动状态，整车控制器控制中间继电器恢复变频器的安全转矩关断端子的供电，使变频器重新控制主驱动轮电机运行；
15.步骤5，整车控制器写入设定好的减速时间，变频器缓慢降频实现主驱动轮与轨道之间以滚动方式降速至停车状态。
16.进一步地，所述步骤2的计算速度偏差比例公式如下：
[0017][0018]
其中，f表示速度偏差比例，v1表示从动轮速度，v2表示主驱动轮速度。
[0019]
进一步地，所述步骤3还包括：同于整车控制器通过通信方式修改变频器启动方式由直接启动改为转速跟踪再启动。
[0020]
进一步地，所述步骤4还包括：变频器对主驱动轮速度传感器传输的实时主驱动轮速度进行跟踪，然后输入与此速度相匹配的频率，重新取得对主驱动轮电机的控制。
[0021]
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
[0022]
1、本发明整车控制器通过将主驱动轮速度与从动轮速度进行对比，判断制动时水平运输机车主驱动轮是否出现与轨道滑行的情况，这种判定方式能够及早发现溜车滑行状态，从而尽早采取有效溜车处置方法，以防撞到隧道上施工的人员和设备。
[0023]
2、水平运输机车在主驱动轮出现与轨道滑行的情况时，在不使用勾轨器情况下就能有效的将机车从溜车状态控制至稳定停车状态，从而避免了轨道遭受破坏；本发明的自动溜车处置方法与传统的人员操作相比，不会因为人员驾驶水平参差不齐影响制动效果。
附图说明
[0024]
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0025]
图1是本发明实施例的水平运输机车溜车处置系统的结构框图；
[0026]
图2是本发明实施例的水平运输机车溜车处置系统的电气原理图。
[0027]
图中序号所代表的含义为：
[0028]
1.从动轮速度传感器，2.主驱动轮速度传感器，3.变频器，4.整车控制器，5.中间继电器。
具体实施方式
[0029]
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于
本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0030]
如图1所示，本实施例的水平运输机车溜车处置系统包括从动轮速度传感器1、主驱动轮速度传感器2、变频器3、整车控制器4和中间继电器5。从动轮速度传感器1固定安装在从动轮的轴心，用于检测从动轮的速度，从动轮速度传感器1与整车控制器4的高速脉冲输入端子连接。主驱动轮速度传感器2固定安装在主驱动轮电机的尾部，用于检测主驱动轮的速度，主驱动轮速度传感器2与变频器3的pg卡连接，变频器3与整车控制器4连接，变频器3通过通信方式将检测到的主驱动轮速度信息传递给整车控制器4。整车控制器4与中间继电器5的主线圈控制连接，中间继电器5的触点与变频器3的安全转矩关断端子连接，在本实例中，如图2所示，中间继电器5的触点控制变频器3控制安全转矩关断功能的h1、h2与24v+之间的通断。
[0031]
进一步地，水平运输机车的电源包含24vdc电源，该24vdc电源为变频器的控制部分和整车控制器4供电。
[0032]
优选的，变频器3和整车控制器4采用rs485总线接口，采用标准的modbus-rtu协议；整车控制器4通过rs485总线与变频器3连接。从动轮速度传感器1和主驱动轮速度传感器2均采用光电式编码器。
[0033]
基于上述的水平运输机车溜车处置系统，本实施例还提出一种水平运输机车溜车处置方法，包含以下步骤：
[0034]
步骤s1，主驱动轮速度传感器2将主驱动轮实际速度传递给变频器3，变频器3通过rs485总线通信方式将主驱动轮速度传递给整车控制器4；从动轮速度传感器1将从动轮实际速度传递给整车控制器4。
[0035]
步骤s2，整车控制器4根据主驱动轮速度和从动轮速度实时计算速度偏差比例f，计算公式如下：
[0036][0037]
其中，f表示速度偏差比例，v1表示从动轮速度，v2表示主驱动轮速度。
[0038]
当速度偏差比例f≥30％时，判定水平运输机车主驱动轮出现与轨道滑行的情况。
[0039]
步骤s3，当判定水平运输机车主驱动轮出现与轨道滑行的情况时，整车控制器4通过控制中间继电器5使变频器3控制安全转矩关断功能的h1、h2失电，此时变频器3会自动关闭输出，使主驱动轮电机失去动力，处于自由停车状态；由于失去驱动力，主驱动轮在摩擦力的作用下由与轨道之间的滑动变为滚动，从而主驱动轮速度与从动轮速度匹配。与此同时，整车控制器4通过通信方式修改变频器3启动方式由直接启动改为转速跟踪再启动。
[0040]
步骤s4，当实时检测的主驱动轮速度与从动轮速度的速度偏差比例f≤5％时，判定主驱动轮与轨道之间为滚动状态，整车控制器4通过控制中间继电器5使变频器3控制安全转矩关断功能的h1、h2与变频器3本身的24v+连接，使变频器3重新控制主驱动轮电机运行。变频器3对主驱动轮速度传感器2传输的实时主驱动轮速度进行跟踪，然后输入与此速度相匹配的频率，重新取得对主驱动轮电机的控制。
[0041]
步骤s5，整车控制器4通过rs485通信方式写入设定好的减速时间(测试不会发生溜车情况的减速时间)，变频器3缓慢降频实现主驱动轮与轨道之间以滚动方式降速至停车
状态。
[0042]
本发明能够在水平运输机车制动时出现溜车状况下，实现水平运输机车安全稳定停车，一方面使用自动溜车处置方式替代传统人员操作，不会因为人员驾驶水平影响制动效果，安全性更高，另一方面不使用勾轨器，减少了对轨道造成的破坏。
[0043]
需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
[0044]
最后需要说明的是：以上所述仅为本发明的较佳实施例，仅用于说明本发明的技术方案，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所做的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。