一种有轨电车轮缘润滑系统控制方法与流程

本发明涉及一种有轨电车轮缘润滑系统控制方法，属于轨道交通车辆轮缘润滑系统技术领域。

背景技术：

当列车运行到小曲线路段时，车轮轮缘与钢轨轨距角会发生剧烈的摩擦磨损，这种车轮轮缘磨损与钢轨侧磨是曲线上车轮与钢轨的主要伤损类型之一，同时还会增加列车运行阻力，带来噪声污染等问题。

轮缘润滑技术是一种减缓轮缘轨侧磨损的重要手段。适当地润滑轮缘和轨距角可以改善轮轨的接触状态，不但能够延长车轮和钢轨的使用寿命，而且能够降低脱轨系数、利于行车安全、降低轮轨噪声并具有一定的节能效果。若润滑油不足，起不到应有作用，润滑油过量会出现堆积现象，被挤压到轨面上，容易导致机车车轮空转。

如何设计出合理的轮缘润滑系统控制方法，以确保满足轮缘润滑需求的情况下，以避免局部轨道区域出现过多润滑，提高轮缘润滑系统润滑效率和可靠性，从而提高车辆运行的安全，是目前领域技术人员亟待解决的问题。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是：针对上述存在的问题，提供一种有轨电车轮缘润滑系统控制方法，以能够轮缘润滑系统润滑效率和可靠性。

本发明采用的技术方案如下：

一种有轨电车轮缘润滑系统控制方法，采用列车控制与管理系统tcms对轮缘润滑系统wfl进行控制，并设置有三种控制模式，包括：自动模式、手动模式和测试模式；所述列车控制与管理系统tcms连接有人机交互模块hmi，在人机交互模块hmi上设置有轮缘润滑系统wfl的操作界面，用于输入控制轮缘润滑系统wfl的相应指令；所述列车控制与管理系统tcms根据检测到的列车速度以及输入的相应指令选择执行自动模式、手动模式或测试模式的控制方法，以对轮缘润滑系统wfl进行相应控制。

进一步地，所述自动模式的控制方法为：

步骤1：tcms判断当前列车速度高于轮缘润滑低速限制v，且无关闭自动模式请求、wfl手动请求或wfl测试请求，则执行步骤2，否则重置计时器2；

步骤2：在计时器1设置的自动轮缘润滑时间间隔结束后，若撒砂系统激活，则重置计时器1，否则执行步骤3；

步骤3：tcms判断轮缘润滑系统的油箱是否达到低位且气压是否正常，若油箱达到低位或者气压异常且空压机未工作，则生成警告信号并重置计时器1，否则执行步骤4；

步骤4：tcms发出wfl启动指令且持续时间t1，若wfl未启动，则生成警告信号并重置计时器1，否则进入步骤5；

步骤5：wfl发出上升沿信号激活计时器2，在计时器2计时结束后重置计时器2和计时器1，完成自动模式一个循环，重新开始。

进一步地，所述手动模式的控制方法为：

步骤1：tcms判断两次轮缘润滑互锁时间结束后，判断当前列车速度高于轮缘润滑低速限制v，有wfl手动请求且无wfl测试请求时，则执行步骤2，否则重置计时器2；

步骤2：若撒砂系统激活则重置计时器1，否则进入步骤3；

步骤3：tcms判断轮缘润滑的油箱是否达到低位且气压是否正常，若油箱达到低位或者气压异常且空压机未工作，则生成警告信号并重置计时器1，否则执行步骤4；

步骤4：tcms发出wfl启动指令且持续时间t1，若wfl未启动，则生成警告信号并重置计时器1，否则进入步骤5；

步骤5：wfl发出上升沿信号激活计时器2，在计时器2计时结束后重置计时器2和计时器1，完成手动模式一个循环，重新开始。

进一步地，所述测试模式的控制方法为：

步骤1：若tcms判断轮缘润滑测试请求持续时间在t2以上时，判断当前列车速度是否在零速，若是则执行步骤3，否则重置计时器2；

步骤2：tcms判断轮缘润滑的油箱是否达到低位且气压是否正常，若油箱达到低位或者气压异常且空压机未工作，则生成警告信号并重置计时器2，否则执行步骤3；

步骤3：tcms发出wfl启动指令且持续时间t1，若wfl未启动，则生成警告信号并重置计时器2，否则进入步骤4；

步骤4：wfl发出上升沿信号激活计时器2，并在计时器2计时结束后，计数器按次累加，若计数器计数次数小于预设值，则在计时器3计时结束后返回步骤1判断当前列车速度是否在零速，否则重置计数器、计时器2和计时器3，完成测试模式一个循环，重新开始。

进一步地，所述三种控制模式的优先级依次为测试模式、手动模式和自动模式。

进一步地，关闭wfl自动模式请求、wfl手动模式请求和wfl测试模式请求均通过在人机交互模块hmi上设计相应输入按钮实现。

进一步地，wfl手动模式请求的输入按钮设计为脉冲按钮。

进一步地，wfl测试模式请求的输入按钮设计为自复位按钮。

进一步地，计时器1的计时时间为120s。

进一步地，计时器2的计时时间为6s，计时器3的计时时间为3s。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

1、本发明对轮缘润滑系统设置了三种控制模式，包括：自动模式，手动模式和测试模式，通过这三种控制模式可以实现轮缘润滑系统的合理控制，避免局部轨道区域出现过多润滑，提高轮缘润滑系统润滑效率和可靠性。

2、本发明对轮缘润滑系统设置的三种控制模式设置了优先级，通过优先级的合理设置，确保三种控制模式顺利切换，不影响轮缘润滑系统正常使用。、

3、本发明通过在人机交互模块hmi上设计关闭wfl自动模式请求、wfl手动模式请求和wfl测试模式请求相应的输入按钮，实现司机对轮缘润滑系统的手动控制，提高司机可操作性和列车的安全性。

4、本发明设计的wfl手动模式请求的输入按钮设计为脉冲按钮，司机按下该脉冲按钮后发出脉冲请求信号，可以手动激活轮缘润滑系统一次。一般来说，司机可以在列车运行到小曲线路段时，进行采用该脉冲按钮使轮缘润滑系统进入手动模式，从而进行手动控制，减少列车运行阻力和噪声污染等问题。

5、本发明设计的wfl测试模式请求的输入按钮设计为自复位按钮，并通过设置轮缘润滑测试请求持续时间t2，司机持续按下该自复位按钮达到t2以上，tcms进行判断激活轮缘润滑系统测试模式，可防止误操作。

6、本发明设置了两次轮缘润滑互锁时间，可以防止频繁激活轮缘润滑系统，造成润滑油的浪费，也达不到轮缘润滑效果。

7、本发明通过轮缘润滑系统的油箱是否达到低位且气压是否正常，若油箱达到低位或者气压异常且空压机未工作，则生成警告信号，可以确保轮缘润滑系统正常工作，防止发出无效指令，出现异常故障。

8、本发明设置了在当前列车速度达到轮缘润滑低速限制v时才能进入自动模式和手动模式，可以防止不必要的浪费，使所有轨道段润滑均匀；另一方面，列车在零速才可以进入测试模式，防止运行过程中进入测试模式，反复喷油，造成资源浪费，影响牵引和制动的性能。

9、本发明设置使得撒砂系统启动时轮缘润滑系统efl不启动，确保列车的牵引和制动性能，进而保证列车的安全性。

10、本发明的测试模式的控制方法使得轮缘润滑系统自动喷6s暂停3s，有利于对轮缘系统工作情况进行观察，通过测试结果，优化相关参数和系统结构，使轮缘润滑系统保持较好的工作状态。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为本发明的有轨电车轮缘润滑系统控制方法的原理框图。

图2为本发明的自动模式的控制方法的流程框图。

图3为本发明的手动模式的控制方法的流程框图。

图4为本发明的测试模式的控制方法的流程框图。

图5为本发明的自动模式和手动模式的功能框图。

图6为本发明的测试模式的功能框图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明，即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。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的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。

如图1所示，本发明提供的一种有轨电车轮缘润滑系统控制方法，采用列车控制与管理系统tcms对轮缘润滑系统wfl进行控制，并设置有三种控制模式，包括：自动模式、手动模式和测试模式；所述列车控制与管理系统tcms连接有人机交互模块hmi，在人机交互模块hmi上设置有轮缘润滑系统wfl的操作界面，用于输入控制轮缘润滑系统wfl的相应指令；所述列车控制与管理系统tcms根据检测到的列车速度以及输入的相应指令选择执行自动模式、手动模式或测试模式的控制方法，以对轮缘润滑系统wfl进行相应控制。

以下结合附图对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，所描述的实施例是以5编组100％低地板有轨电车为例，车长为32米，包括司机室10和司机室50，以及客室20、客室30和客室40，整列车设置一套轮缘润滑系统wfl，采用cap1131软件实现编程。基于本发明的实施例，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。

实施例1

在本实施例中，所述三种控制模式的优先级依次为测试模式、手动模式和自动模式，通过优先级的合理设置，确保三种控制模式顺利切换，不影响轮缘润滑系统正常使用。

如图2所示，所述自动模式的控制方法为：

s11：tcms判断当前列车速度高于轮缘润滑低速限制v(一般取v＝5km/h)，且无关闭自动模式请求、wfl手动请求或wfl测试请求，则执行步骤s12，否则重置计时器2；

s12：在计时器1计时后，若撒砂系统激活，则重置计时器1，否则执行步骤s13；其中，由于撒砂系统是用来实现在有轨电车车轮与轨道间撒砂，增加两者间的附着力，而轮缘润滑系统是降低两者间的附着力，因此本实施例使得撒砂系统启动时轮缘润滑系统efl不启动，确保列车的牵引和制动性能，进而保证列车的安全性。

s13：tcms判断轮缘润滑系统的油箱是否达到低位且气压是否正常，若油箱达到低位或者气压异常且空压机未工作，则生成警告信号并重置计时器1，否则执行步骤s14，可以确保轮缘润滑系统正常工作，防止发出无效指令，出现异常故障。

s14：tcms发出wfl启动指令且持续时间t1(一般取t1＝6s)，若wfl未启动，则生成警告信号并重置计时器1，否则进入步骤s15；

s15：wfl发出上升沿信号激活计时器2，在计时器2计时结束后重置计时器2和计时器1，完成自动模式一个循环，重新开始。

如图3所示，所述手动模式的控制方法为：

s21：tcms判断两次轮缘润滑互锁时间结束后，判断当前列车速度高于轮缘润滑低速限制v(一般取v＝5km/h)，有wfl手动请求且无wfl测试请求时，则执行步骤s22，否则重置计时器2；其中，通过设置两次轮缘润滑互锁时间，可以防止频繁激活轮缘润滑系统，造成润滑油的浪费，也达不到轮缘润滑效果。

s22：若撒砂系统激活则重置计时器1，否则进入步骤s23；其中，由于撒砂系统是用来实现在有轨电车车轮与轨道间撒砂，增加两者间的附着力，而轮缘润滑系统是降低两者间的附着力，因此本实施例使得撒砂系统启动时轮缘润滑系统efl不启动，确保列车的牵引和制动性能，进而保证列车的安全性。

s23：tcms判断轮缘润滑的油箱是否达到低位且气压是否正常，若油箱达到低位或者气压异常且空压机未工作，则生成警告信号并重置计时器1，否则执行步骤s24，可以确保轮缘润滑系统正常工作，防止发出无效指令，出现异常故障。

s24：tcms发出wfl启动指令且持续时间t1(一般取t1＝6s)，若wfl未启动，则生成警告信号并重置计时器1，否则进入步骤s25；

s25：wfl发出上升沿信号激活计时器2，在计时器2计时结束后重置计时器2和计时器1，完成手动模式一个循环，重新开始。

如图4所示，所述测试模式的控制方法为：

s31：若tcms判断轮缘润滑测试请求持续时间在t2(一般取t2＝10s)以上时，判断当前列车速度是否在零速，若是则执行步骤3，否则重置计时器2；

s32：tcms判断轮缘润滑的油箱是否达到低位且气压是否正常，若油箱达到低位或者气压异常且空压机未工作，则生成警告信号并重置计时器2，否则执行步骤3，可以确保轮缘润滑系统正常工作，防止发出无效指令，出现异常故障。

步骤3：tcms发出wfl启动指令且持续时间t1(一般取t1＝6s)，若wfl未启动，则生成警告信号并重置计时器2，否则进入步骤4；

s34：wfl发出上升沿信号激活计时器2，并在计时器2计时结束后，计数器按次累加，若计数器计数次数小于预设值，则在计时器3计时结束后返回步骤s31判断当前列车速度是否在零速，否则重置计数器、计时器2和计时器3，完成测试模式一个循环，重新开始。

需要说明的是，上述自动模式、手动模式或测试模式的控制方法中，轮缘润滑低速限制v、wfl启动指令的持续时间t1、轮缘润滑测试请求持续时间t2等参数均可以根据实际需求进行适应性设置。

其中，设置在当前列车速度达到轮缘润滑低速限制v时才能进入自动模式和手动模式，可以防止不必要的浪费，使所有轨道段润滑均匀；另一方面，列车在零速才可以进入测试模式，防止运行过程中进入测试模式，反复喷油，造成资源浪费，影响牵引和制动的性能。

进一步，关闭wfl自动模式请求、wfl手动模式请求和wfl测试模式请求均通过在人机交互模块hmi上设计相应输入按钮实现。

其中，wfl手动模式请求的输入按钮设计为脉冲按钮，司机按下该脉冲按钮后，发出脉冲请求信号，可以手动激活轮缘润滑系统一次。一般来说，司机可以在列车运行到小曲线路段时，进行采用该脉冲按钮使轮缘润滑系统进入手动模式，从而进行手动控制，减少列车运行阻力和噪声污染等问题。

其中，wfl测试模式请求的输入按钮设计为自复位按钮，通过设置轮缘润滑测试请求持续时间t2，司机持续按下该自复位按钮达到t2(10s)以上，tcms进行判断激活轮缘润滑系统测试模式，可防止误操作。

进一步地，计时器1的计时时间为轮缘润滑系统wfl进行轮缘润滑的时间间隔，一般设置为120s，司机可通过在人际交互模块hmi上的维护菜单进行设置。

进一步地，计时器2的计时时间为轮缘润滑系统wfl进行轮缘润滑的单次润滑时间，一般设置为6s，通过反复调节设置，确保这个时间是确保功能的最佳时间长度。

进一步地，计时器3的计时时间为轮缘润滑系统wfl进行两次测测试模式循环的时间间隔，一般设置为3s，通过反复测试设置，确保这个时间是确保功能的最佳时间长度。

通过计时器2和计时器3，本实施例中测试模式的控制方法使得轮缘润滑系统自动喷6s暂停3s，默认出厂进行测试模式循环20次(可根据实际需求进行调整)，有利于对轮缘系统工作情况进行观察，通过测试结果，优化相关参数和系统结构，使轮缘润滑系统保持较好的工作状态。

本实例采用cap1131软件实现有轨电车轮缘润滑系统控制方法的编程，所述cap1131编程软件的编程语言包括：功能块图，结构化文本语言，c语言，梯形图，指令语句表，顺序功能图。本实例中主要使用功能块图实现编程。如图5所示，为实现有轨电车轮缘润滑系统自动模式和手动模式的功能块图；如图6所示，为实现有轨电车轮缘润滑系统测试模式的功能块图。

功能块图中的功能块及其引脚定义如表1和表2所示。

表1：引脚定义

表2，功能块

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。