一种电力工程车紧急牵引模式控制方法与流程

本发明涉及轨道交通技术领域，特别是涉及一种电力工程车紧急牵引模式控制方法。

背景技术：

目前，蓄电池电力工程车因其低污染性和可靠性，已取代内燃机车，被广泛应用于地铁线路工程维护及地铁车辆检修。工程车控制系统由控制蓄电池充电机、控制蓄电池、各种操控开关、接触器、指示器件、继电器等电气元件组成，与微机网络控制系统一起完成工程车的控制功能。网络控制系统采用车辆级控制，车辆级控制采用多功能车辆总线MVB。网络控制系统由网关模块、车辆控制模块、记录存储模块、数字量输入输出模块、数字量输入模块、模拟量输入输出模块和微机显示屏等组成，通过MVB总线与传动控制单元、辅助控制模块、制动控制单元等进行通信。网络控制系统结构简图如图1。

目前的网络控制系统各个控制模块之间通过MVB总线进行数据的传输互换。整个控制系统之间是串联的连接方式，一旦某个网络模块故障或者MVB总线传输故障，将导致整个网络控制系统瘫痪。网络控制系统是整车运行的核心控制系统，整车部件的控制及相关指令的发送都通过网络系统实现。网络系统瘫痪，将导致正线运行的工程车机破，无法正常运行；给地铁线路工程维护及地铁车辆检修带来不必要的麻烦。

目前的紧急牵引模式是通过增加网络模块冗余的方式来实现，这种方式不能实现工程车在紧急模式下的正常牵引功能。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种电力工程车紧急牵引模式控制方法，以实现工程车在紧急模式下的正常牵引功能。

为解决上述技术问题，本发明提供一种电力工程车紧急牵引模式控制方法，该方法包括：

当网络控制系统出现故障时，紧急牵引转换开关接收司机输入的紧急牵引系统启动信号，为紧急牵引装置提供电源，并将所述紧急牵引系统启动信号发送至所述紧急牵引装置，启动所述紧急牵引装置；

所述紧急牵引装置将所述紧急牵引系统启动信号发送至牵引逆变器；

所述牵引逆变器依据所述紧急牵引系统启动信号配置紧急牵引系统，进入紧急牵引模式。

优选的，所述紧急牵引转换开关设置在低压柜上。

优选的，所述方法还包括：

紧急牵引模式下，供电模式选择开关接收司机输入的供电模式选择信号，将所述供电模式选择信号发送所述紧急牵引装置；

所述紧急牵引装置依据所述供电模式选择信号确定电力工程车的供电模式。

优选的，所述电力工程车的供电模式包括接触网供电模式或牵引蓄电池供电模式。

优选的，所述方法还包括：

紧急牵引模式下，司控器将电力工程车的方向信号和牵引控制信号直接通过硬线发送至所述牵引逆变器。

优选的，所述方法还包括：

紧急牵引模式下，由司机室扳键开关触发的升弓指令通过硬线发送给所述紧急牵引装置；

当所述紧急牵引装置判断所述升弓指令满足升弓条件时，紧急牵引装置利用所述升弓指令启动升弓电磁阀，升起受电弓。

优选的，所述方法还包括：

紧急牵引模式下，由司机室扳键开关触发的高速断路器闭合指令传输至所述紧急牵引装置和所述牵引逆变器，由所述紧急牵引装置和所述牵引逆变器共同控制高速断路器，保持高速断路器位于闭合状态。

优选的，所述方法还包括：

紧急牵引模式下，由司机室扳键开关触发的压缩机控制命令传输至所述紧急牵引装置，由所述紧急牵引装置控制压缩机启动或者停止。

本发明所提供的一种电力工程车紧急牵引模式控制方法，当网络控制系统出现故障时，紧急牵引转换开关接收司机输入的紧急牵引系统启动信号，为紧急牵引装置提供电源，并将所述紧急牵引系统启动信号发送至所述紧急牵引装置，启动所述紧急牵引装置；所述紧急牵引装置将所述紧急牵引系统启动信号发送至牵引逆变器；所述牵引逆变器依据所述紧急牵引系统启动信号配置紧急牵引系统，进入紧急牵引模式。可见，当网络控制系统故障时，仅操作紧急牵引转换开关，通过紧急牵引装置配置紧急牵引系统，进入紧急牵引模式，即紧急牵引装置能够控制整车主要电气部件，实现工程车应急牵引模式，在故障模式下，机车仍然具有正常牵引功能，即在网络控制系统的基础上，并入紧急牵引装置，实现网络控制系统故障情况下，整车的正常牵引运行功能，该方法实现工程车在紧急模式下的正常牵引功能。

附图说明

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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为现有技术中网络控制系统结构简图；

图2为本发明所提供的一种电力工程车紧急牵引模式控制方法的流程图；

图3为紧急牵引模式确认过程原理图；

图4为供电模式确认过程原理图；

图5为工程车方向选择信号及牵引信号确认原理图；

图6为受电弓控制原理图；

图7为高速断路器控制原理图；

图8为紧急牵引模式下的压缩机控制原理图；

图9为控制蓄电池低压报警原理图；

图10为牵引封锁和总风低压保护压力开关监控原路图。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种电力工程车紧急牵引模式控制方法，以实现工程车在紧急模式下的正常牵引功能。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，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。

请参考图2，图2为本发明所提供的一种电力工程车紧急牵引模式控制方法的流程图，该方法包括：

S11：当网络控制系统出现故障时，紧急牵引转换开关接收司机输入的紧急牵引系统启动信号，为紧急牵引装置提供电源，并将紧急牵引系统启动信号发送至紧急牵引装置，启动紧急牵引装置；

S12：紧急牵引装置将紧急牵引系统启动信号发送至牵引逆变器；

S13：牵引逆变器依据紧急牵引系统启动信号配置紧急牵引系统，进入紧急牵引模式。

可见，当网络控制系统故障时，仅操作紧急牵引转换开关，通过紧急牵引装置配置紧急牵引系统，进入紧急牵引模式，即紧急牵引装置能够控制整车主要电气部件，实现工程车应急牵引模式，在故障模式下，机车仍然具有正常牵引功能，即在网络控制系统的基础上，并入紧急牵引装置，实现网络控制系统故障情况下，整车的正常牵引运行功能，该方法实现工程车在紧急模式下的正常牵引功能。

基于上述方法，具体的，紧急牵引转换开关设置在低压柜上。

进一步的，所述方法还包括以下步骤：

S21：紧急牵引模式下，供电模式选择开关接收司机输入的供电模式选择信号，将供电模式选择信号发送紧急牵引装置；

S22：紧急牵引装置依据供电模式选择信号确定电力工程车的供电模式。

其中，电力工程车的供电模式包括接触网供电模式或牵引蓄电池供电模式。

进一步的，所述方法还包括：紧急牵引模式下，司控器将电力工程车的方向信号和牵引控制信号直接通过硬线发送至牵引逆变器。

进一步的，所述方法还包括以下步骤：

S31：紧急牵引模式下，由司机室扳键开关触发的升弓指令通过硬线发送给紧急牵引装置；

S32：当紧急牵引装置判断升弓指令满足升弓条件时，紧急牵引装置利用升弓指令启动升弓电磁阀，升起受电弓。

进一步的，所述方法还包括：紧急牵引模式下，由司机室扳键开关触发的高速断路器闭合指令传输至紧急牵引装置和牵引逆变器，由紧急牵引装置和牵引逆变器共同控制高速断路器，保持高速断路器位于闭合状态。

进一步的，所述方法还包括：紧急牵引模式下，由司机室扳键开关触发的压缩机控制命令传输至紧急牵引装置，由紧急牵引装置控制压缩机启动或者停止。

进一步的，所述方法还包括：紧急牵引模式下，电力工程车的保护功能由紧急牵引装置进行监控。

本方法实现机车在紧急模式下的正常牵引功能，当网络控制系统故障时，仅操作低压柜上的转换开关，即可通过紧急牵引装置控制整车主要电气部件，实现工程车应急牵引模式。在本文中紧急牵引装置简称为LCU。同时，本方法为防止误操作，以免在网络系统正常模式下启动紧急牵引模式，将紧急牵引系统的电源开关安装在机械间低压柜上，并选用带铅封的转换开关。大大降低司机误操作的可能性，提高系统和机车使用安全。

本方法中，紧急牵引系统的电源开关安装在机械间低压柜上，并选用带铅封的转换开关，同时在现有网络控制系统的基础上，并入紧急牵引控制单元即紧急牵引装置。同时实现工程车网络系统正常模式及故障模式下的机车正常牵引功能。本方法中，机车在紧急模式下的牵引功能包括紧急牵引模式的确认、供电模式的确认、工程车方向选择信号及牵引级位信号的确认、紧急牵引模式下的受电弓控制和高速断路器控制。

对于紧急牵引模式的确认，紧急牵引模式下，首先需要启动LCU。通过安装在低压柜上的紧急牵引转换开关，为其提供电源来启动LCU。LCU的输出端口将紧急牵引系统启动信号送入工程车牵引逆变器。在本文中牵引逆变器简称DCU。DCU按照紧急牵引指令，来配置内部控制系统，进入紧急牵引模式。整车控制系统紧急牵引模式确认原理如图3。

对于供电模式确认，紧急牵引系统启动后，首先需要确认工程车的供电模式，工程车的供电模式有两种：接触网供电模式和牵引蓄电池模式。详细的，在紧急牵引模式下，通过硬线将供电模式选择信号送给LCU，LCU确认接触网供电模式或牵引蓄电池模式有效后，由LCU输出接触网供电模式或牵引蓄电池供电模式下的相应接触器的控制信号，来动作相应的接触器，进行工程车主电路配置，使工程车工作在相应的供电模式下。紧急牵引模式下的工程车供电模式确认原理如图4。

对于工程车方向选择信号及牵引级位信号确认，在紧急牵引模式下，司控器将工程车方向信号和牵引控制信号直接通过硬线送入DCU。定义工程车Ⅰ端为向前方向，工程车Ⅱ端为向后方向，将一端司机室向前/向后方向信号与二端司机室输出的向后/向前方向信号并联后，直接送给工程车DCU，同时从两端司机室的司控器取出两路牵引信号，直接送给DCU。紧急模式下的方向信号及牵引信号确认原理如图5。

对于紧急牵引模式下的受电弓控制，在紧急牵引模式下，由司机室扳键开关触发的升弓指令通过硬线送给LCU，并且升弓压力开关和升弓电连锁塞门的状态同样通过硬线送给LCU。LCU在判断其满足升弓条件后，发出升弓指令来动作升弓电磁阀，升起受电弓。紧急牵引模式下的受电弓控制原理如图6。

对于高速断路器控制，在紧急牵引模式下，由司机室扳键开关触发的高速断路器闭合指令直接送给LCU，由LCU和DCU共同控制高速断路器的动作。LCU接收到闭合指令后，输出预备中继动作信号，高速断路器继电器1和高速断路器继电器2动作信号，使的高速断路器合闸线圈得电闭合。高速断路器动作后，将状态信息反馈至LCU，完成整个闭环控制回路。高速断路器控制原理如图7。

对于压缩机控制，在紧急牵引模式下，在激活紧急牵引模式后，由司机室扳键开关触发的压缩机控制命令送给LCU，由LCU来控制压缩机的启停。实现压缩机强泵、自动、停止功能。紧急牵引模式下的压缩机控制原理如图8。

本方法还包括了整车保护功能，紧急牵引模式作为一种应急模式，主要目的是在网络系统出现故障时，将工程车驶回车辆段而不需要救援，因此在紧急牵引模式下整车的保护策略还需要考虑影响机车运行的保护。具体的，紧急牵引模式下的牵引逆变器故障由DCU自行实行保护。紧急牵引模式下的控制蓄电池欠压保护不再由网络系统实施，而是将控制蓄电池88V欠压报警信号送给LCU，并通过蜂鸣器进行报警。控制蓄电池欠压报警原理如图9。紧急牵引模式下，将牵引封锁压力开关和总风低压保护压力开关信号直接送给LCU，由LCU来监控压力开关状态。牵引封锁和总风低压保护压力开关监控原理如图10。

本方法实现机车在网络系统故障情况下的正常牵引功能，仅操作低压柜上的转换开关，即可通过紧急牵引装置控制整车主要电气部件，实现工程车应急牵引模式。而且为降低司机误操作率，将紧急牵引系统的电源转换开关安装在机械间低压柜上，并选用带铅封的转换开关，提高系统和机车使用安全。而且对原有的控制回路仅在主要控制回路中，并联了紧急牵引控制单元，作为网络系统故障情况下的冗余控制，没有串进去任何的辅助控制单元，保留了工程车原有的控制电路的操作控制方法。本方法除实现工程车正常运行的控制功能外，解决了蓄电池电力工程车在网络系统故障情况下，实现工程车正常牵引的功能，提高了系统冗余性及机车使用安全。

基于本方法，具体的，紧急牵引模式下，通过安装在低压柜上的紧急牵引转换开关来启动LCU。LCU的输出端口将紧急牵引系统启动信号送入工程车牵引逆变器。DCU按照紧急牵引指令，来配置内部控制系统，进入紧急牵引模式。

紧急牵引模式下，通过硬线将供电模式选择信号送给LCU。LCU确认接触网供电模式或牵引蓄电池模式有效后，由LCU输出接触网供电模式或牵引蓄电池供电模式下的相应接触器的控制信号，来动作相应的接触器，进行工程车主电路配置，使工程车工作在相应的供电模式下。

紧急牵引模式下，司控器将工程车方向信号和牵引控制信号直接通过硬线送入DCU。定义工程车Ⅰ端为向前方向，工程车Ⅱ端为向后方向。将一端司机室向前/向后方向信号与二端司机室输出的向后/向前方向信号并联后，直接送给工程车DCU。同时从两端司机室的司控器取出两路牵引信号，直接送给DCU。

在紧急牵引模式下，由司机室扳键开关触发的升弓指令通过硬线送给LCU，并且升弓压力开关和升弓电连锁塞门的状态同样通过硬线送给LCU。LCU在判断其满足升弓条件后，发出升弓指令来动作升弓电磁阀，升起受电弓。

紧急牵引模式下，由司机室扳键开关触发的高速断路器闭合指令直接送给LCU，由LCU和DCU共同控制高速断路器的动作。LCU接收到闭合指令后，输出预备中继动作信号，高速断路器继电器1和高速断路器继电器2动作信号，使的高速断路器合闸线圈得电闭合。高速断路器动作后，将状态信息反馈至LCU。

紧急牵引模式下，在激活紧急牵引模式后，由司机室扳键开关触发的压缩机控制命令送给LCU，由LCU来控制压缩机的启停。实现压缩机强泵、自动、停止功能。

紧急牵引模式下的牵引逆变器故障由DCU自行实行保护。控制蓄电池88V欠压报警信号送给LCU,由LCU输出报警信号，通过蜂鸣器进行报警。牵引封锁压力开关和总风低压保护压力开关信号直接送给LCU，由LCU来监控压力开关状态。

本发明所提供的一种电力工程车紧急牵引模式控制方法，当网络控制系统出现故障时，紧急牵引转换开关接收司机输入的紧急牵引系统启动信号，为紧急牵引装置提供电源，并将紧急牵引系统启动信号发送至紧急牵引装置，启动紧急牵引装置；紧急牵引装置将紧急牵引系统启动信号发送至牵引逆变器；牵引逆变器依据紧急牵引系统启动信号配置紧急牵引系统，进入紧急牵引模式。可见，当网络控制系统故障时，仅操作紧急牵引转换开关，通过紧急牵引装置配置紧急牵引系统，进入紧急牵引模式，即紧急牵引装置能够控制整车主要电气部件，实现工程车应急牵引模式，在故障模式下，机车仍然具有正常牵引功能，即在网络控制系统的基础上，并入紧急牵引装置，实现网络控制系统故障情况下，整车的正常牵引运行功能，该方法实现工程车在紧急模式下的正常牵引功能。

以上对本发明所提供的一种电力工程车紧急牵引模式控制方法进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。