专利名称：客车空调控制柜的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种铁路客车空调机组的控制及保护装置。
现有的客车空调控制柜采用继电器逻辑控制电路，执行机构控制开关采用交流接触器，过流保护采用热保护继电器，容易出现粘连、抖动、烧损及误动作等情况，从而引发空调系统的故障，另外，对因缺相引起的烧毁电机，以及单一故障状态下不能及时停机，从而引起联锁故障等情况，没有任何保护措施，且控制功能单一，不易扩展。
本实用新型的目的是提供一种功能完善、扩展性强、可靠性高、保护功能强、维修方便的空调控制柜。
本实用新型采用如下技术方案它同以往的空调控制柜一样，由逻辑控制部分、执行机构及保护电路组成，所不同的是其逻辑控制部分采用可编程控制器(PLC)取代原有的继电器逻辑控制电路，可编程控制器通过内部软继电器构成相互联锁的逻辑关系来控制执行机构的开关；其执行机构中较大功率电机的控制开关如压缩机、取暖器采用大功率交流固态继电器控制，小功率控制开关保留原来的交流接触器；其主回路控制开关除空气开关外还配合有联动电控开关，由PLC提供关断信号，带动空气开关，自动关断；其保护电路除保留原有的温保、压保、过欠压保护和过流保护外，增加了缺相保护，此外，原有的过流保护由热保护继电器改为由电流传感器组成的过流检测电路。该缺相及过流检测电路采用非接触式电流传感器对电机三相电源进行信号采集，经一整流滤波电路去除干扰后，缺相检测电路直接输出信号到相应比较器与基准电压进行比较，过流检测经一整形积分电路输出信号到比较器，比较器输出通过一与非门与PLC输出的开通信号进行逻辑与运算，电机停机或正常运转时输出低电平，电机出现过流、缺相时，输出高电平给PLC，由PLC进行故障判断及处理。PLC输出7路报警信号包括通风机支路、冷凝风机支路、制冷1支路、制冷2支路、取暖1支路、取暖2支路及过欠压保护支路，并点亮相应的故障指示灯L1-L7。
本实用新型具有以下效果1、用可编程控制器替代原有的继电器逻辑控制电路，实现无触点化，使故障率大大降低，且易于控制功能的扩展与完善；2、由于执行回路采用大功率交流固态继电器，实现了无触点化，同时也杜绝了交流接触器经常出现的粘连、抖动等，保证了控制功能的准确执行；3、能检测更多种类的故障，及时报警并停机，防止故障进一步扩大，还可准确判断故障位置，便于维修。
图1为执行机构电气原理图图2为PLC外围接口电路图图3为缺相及过流检测原理框图图4为缺相检测电原理图图5为过流检测电原理图下面对照附图详细说明本实用新型的实施例。
图1中，执行机构包括对通风机1D(双速电机)，冷凝风机4D、5D，压缩机6D、7D，空气预热器1DR、2DR三相电源的开关控制。其中，通风机弱风(KM1)、强风(KM2、KM3)、冷凝风机(KM4)由于电机功率低，工作电流小，使用交流接触器作开关，不容易出现粘连、烧损等故障，仍可延用，压缩机控制开关(KM6、KM7)、取暖器控制开关(KM8、KM9)由于电机及取暖器功率较大，故采用交流固态继电器(SSR)来代替交流接触器作控制开关。主回路控制开关2Q配合有联动电控开关0Q，由PLC控制，即当出现故障时，PLC输出一信号给主回路空气开关2Q的联动电控开关0Q，使2Q跳闸，用以切断主回路电源。对通风机、冷凝风机、压缩机的保护即缺相及过流检测采用电流传感器V1-V5替代热过流继电器，每台电机配备一组三个，可同时监测三相交流电的每一相，然后送入缺相及过流检测电路。
图2中的PLC选用模块化结构，它的输入信号有选择开关SA1(工况)、SA2(强、弱风)、SA3(手动、自动、清故障)，温控器输入信号ATC，检测电路输出的缺相过流信号V1-V5，交流接触器反馈信号1C″、2C″、4C″，压缩机温保、压保信号6C+、7C+，取暖器温保信号8C+、9C+，这些信号输入PLC后，经PLC判断输出相应的信号，包括制冷工况下通风机(1C、2C、3C)，冷凝风机(4C)，压缩机(6C、7C)的开通信号以及取暖工况下通风机(1C、2C、3C)及取暖器(8C、9C)的开通信号以及故障状态下的联动电控开关(0Q)的动作信号及7路故障报警信号，以点亮相应故障指示灯L1-L7。
在图3中，采用非晶态合金制作的电流传感器可在非接触条件下，对交流电流进行采样，其输出信号波形与被测电流波形同步，其输出信号的幅值与被测电流值呈线性关系。电流传感器输出信号经采样、滤波电路去除干扰信号，将信号调理成所需波形及幅值，一路与另两相电流检测信号构成三相缺相判别条件，另一路则经整形积分电路进行过流判别，与设定值相比较，检测是否过流。
图4是缺相检测的原理图，由电流传感器感应出的电流信号第一相经D1、R1、C1等整流滤波，进入比较器的5脚，并与4脚基准电压相比较后，经2脚输出，第二相经D2、R2、C2等整流滤波，进入比较器，第三相电流信号经A点输入，三个比较器输出经与非门至PLC，这样，有一相无输出信号时，都会输出一高电平，PLC检测到后处理并报警。
图5为过流检测原理图，第三相电流传感器感应出的电流经R2、C2、C3、R3、R4及比较器等调理成正极性信号，再经D1、R7、C5等积分电路，形成稳定信号，此信号一路经A点输出到缺相比较电路，另一路经比较器6脚(反相端)与5脚基准信号相比较，以确定电流值是否过流，当6脚电平高于5脚时(即有过流)，7脚输出低电平，点亮过流指示灯LED，并经R8、C6输出到比较器11脚使比较器13脚输出为低电平，并经过B点与缺相检测电路相联，送至PLC处理并报警。
权利要求1.一种客车空调控制柜，由逻辑控制部分、执行机构及保护电路组成，其特征是所说的逻辑控制部分采用可编程控制器(PLC)，通过其内部软继电器控制执行机构的开关；所说的执行机构中压缩机、取暖器的控制开关采用大功率交流固态继电器，其主回路控制开关除空气开关外还配合有联动电控开关，由PLC提供关断信号，带动空气开关，自动关断；它的保护电路还包括由电流传感器组成的过流、缺相检测电路，非接触式电流传感器对电机三相电源进行信号采集，经一整流滤波电路处理后，缺相检测电路直接输出电压信号到比较器与设定电压比较，进行缺相判别，过流检测电路输出信号经积分整形电路输出到比较器，进行过流判别，两电路输出端并联，并通过一与非门与可编程控制器输出的开通信号进行逻辑与运算，电机停机或正常运转时输出低电平，电机出现过流、缺相时，输出高电平给可编程控制器，由其进行故障判断及处理，可编程控制器输出7路故障报警信号包括取暖1支路、取暖2支路、制冷1支路、制冷2支路、通风机支路、冷凝风机支路和过欠压保护支路，并点亮相应的故障报警灯L1-L7。
专利摘要一种客车空调控制柜涉及一种铁路客车空调机组的控制及保护装置,它采用可编程控制器(PLC),通过内部软继电器来控制其执行机构的开关,压缩机和取暖器控制开关采用交流固态继电器代替交流接触器,主固路控制开关还配有联动电控开关,由PLC控制,带动空气开关。保护电路采用电流传感器对过流及缺相故障进行检测,并通过PLC输出7路报警信号。本实用新型解决了原有控制柜的控制开关容易出现粘连、抖动、烧毁及误动作等问题。
文档编号G05B19/00GK2366329SQ98248528
公开日2000年3月1日 申请日期1998年11月20日 优先权日1998年11月20日
发明者杨晓陶, 秦悦虹, 康启良 申请人:北京铁路局北京科学技术研究所