新型空调客车DC600/110V技能操作柜的研制

何建超,洪燕明

( 广铁集团广州铁道车辆厂，广州 510800 )

新型空调客车DC600/110V技能操作柜的研制

何建超,洪燕明

( 广铁集团广州铁道车辆厂，广州 510800 )

新型空调客车DC600V/110V技能操作柜由综合控制柜、模拟信号柜、轴报、照明等外接负载三部分组成。通过外部模拟信号回路和简易负载，实现综合控制柜培训所需各项控制功能。

技能操作柜；外部模拟；简易负载；培训

Abstract：A new type of the DC600V/110V skill cabinet in the air conditioned passenger trains composed of three parts:the integrated control cabinet, the analog signal cabinet, the axle report and the lighting.Through the external analog signal loop and the simple load,the control function of the integrated control cabinet is realized when training needed.

Keywords：Sill cabinet；External analog；Simple load；Training

1 引言

随着铁路电气化的发展，大量采用600V供电制式的新型空调客车投入使用。新型空调客车采用TKDG/T型客车电气综合控制柜，新型综合控制柜取代了原来的电源柜和空调控制柜，集电源转换、空调机组控制、蓄电池欠压保护、照明控制、电气监控等功能单元为一体，具有智能化、系统化、集成化等特点[1]，综合技术含量高，相比AC380V供电制式的客车检修，对检修人员素质、技能水平要求高。工厂承担着广铁集团客车段修检修任务，近年客车段修TKDG/T型客车电气综合控制柜(以下简称综合控制柜)的新型空调客车数量逐年递增，2013年新型空调客车工厂段修完成575辆，占年度检修客车数的40%。工厂原仅具备AC380V供电客车电源转换柜、KLC系列空调控制柜等地面配套实训设备，新型空调客车的综合控制柜及空调机组实作培训只能依赖于现车培训，经常受客车修时、检备率、停放场地等因素限制，综合控制柜及空调机组检修实作培训的活动难以批量开展，制约了工厂客车段修电器检修人员综合技能水平的提高。

2015年，新版《铁路客车电气装置检修规则》(试行)的实施，对检修人员的技能提出了新要求，为让检修技能尽快适应新要求，现场迫切需要一套集综合控制柜所有功能的，能模拟车上负载(或与空调机组负载相匹配)的安全有效地面培训设备。

“新型空调客车DC600/110V技能操作柜”(以下简称DC600/110V技能操作柜)就是针对以上要求设计研制的，它的主要功能是在保证新型空调客车原有四合一综合控制柜的各项功用的基础上，优化外围控制回路，以模拟信号的模式，最大程度实现了直供电客车统型电气综合控制柜各工况工作情况仿真。

2 技术方案

2.1 模拟系统功能的设计

设计实现的系统功能包括新型客车空调装置工况信号功能模拟；新型客车车下电源装置工作信号显示及传输功能模拟；新型客车轴温报警装置工作状态显示功能模拟；新型客车照明负载控制功能模拟；新型客车蓄电池欠压保护仿真功能模拟等。系统工作框图见图1。

2.2 技能操作柜外形设计

根据新型客车电气综合控制柜外形结构，确定新型空调客车DC600V/110V技能操作柜柜体外形尺寸为：高1200mm×宽2100mm×厚350mm。

图1 新型空调客车DC600V/110V技能操作柜系统框图

2.3 技能操作柜系统电气原理设计

(1)参研的新型空调客车车下电源装置电气原理，模拟铁路客车车下电源信号，在弱电状况下，实现强电信号输入输出。采用铁科院车下电源装置的主控板、驱动板、电源板、接口板等板件端口、插接口按功能优化连接，模拟25G新型客车车下电源装置的原理，把AC380V交流模拟输出信号传输到DC600V/110V技能操作柜，实现DC600V电源装置工作仿真。其原理图见图2。

图2 模拟铁路客车车下电源信号原理图

图3 AC220/DC110V开关电源模块电路原理图

(2)模拟采集新型客车车下电源装置的各种工况信号，经PLC系统处理后，由触摸屏显示故障代码，由指示灯显示状态实现客车工况仿真功能；如利用弱电模拟信号取代空调机组负载，经PLC系统处理后，由触摸屏显示故障代码，由指示灯显示状态实现空调控制工况仿真功能[2]。

(3)利用AC220/DC110V开关电源模块，替代DC110V外接电源，实现技能操作柜的控制回路的DC110V电源采集[3]。其原理图见图3。

图4 欠压板调节装置手动模拟欠压电路原理图

图5 模拟现车照明电路原理图

图6 轴温报警地面模拟装置电路原理图

表1 DC600/110V技能操作柜主要配件选型

配件名称型号参数外部电源装置AC220V/DC110V开关电源输入电压：AC220V；输出电压：DC110V；额定电流：10A模拟铁科院车下电源装置2007年铁科院逆变器装置板件(含主控板、电源板、接口板、驱动板)额定工作电压：DC12V电压波动范围：DC114～126V输出电压范围：DC0～10V；0～5VDC600V/110V综合控制柜主控制系统PLCCPM2A-CPU61DC600V/110V综合控制柜主控制系统扩展模块12/8点的I/O(CPM1A-20EDR1)DC600V/110V综合控制柜主控制系统信息显示触摸屏NT31-ST121-EV2DC600V/110V综合控制柜主控制系统WG型网关额定输入电压：DC24V输入电压波动范围：20～27V外形尺寸：160mm×90mm×42mmDC600V/110V综合控制柜主控制系统DL-Ⅱ代理节点额定输入电压：DC24V输入电压波动范围：20～27V外形尺寸：160mm×90mm×56mm。照明负载装置荧光灯具额定电压：DC110V；额定功率：20W轴温报警装置数字型温度传感器照明负载装置LW39-16B-40B-303X/3万能转换开关轴温报警装置KZM/S-Ⅰ型轴温报警控制器蓄电池欠压保护仿真装置新誉集团DC600V电源装置用蓄电池欠压板车下电源装置故障模拟100～200Ω可调电阻车下电源装置故障模拟两级互锁按钮开关空调装置故障模拟两级互锁按钮开关

(4)利用欠压板调节装置手动模拟欠压，模拟调节蓄电池欠压保护值(91±1V)，由触摸屏在模拟车辆显示故障。其原理图见图4。

(5)设定负载控制回路，由指示灯显示模拟客车车厢照明负载工况。其原理图见图5。

(8)研制的轴温报警地面模拟装置，通过数据连接，仿真轴温传感器工作情况。其原理图见图6。

2.4 配件选型

见表1。

3 特点创新

DC600V/110V技能操作柜控制系统为集电源转换控制、空调机组控制、蓄电池欠压保护、逆变器控制、电子防滑器、行车安全监控、照明控制等功能单元于一体的技能操作柜：

(1)利用AC380V通过多板联调模拟信号返回到控制柜的信号采集与控制单元，实现不输入强电而有强电信号；所采集控制工况，由触摸屏和PLC显示脉冲信号输出，模拟显示出客车的仿真故障。

(2)利用外接弱电电源AC220V取代现车DC600V输入，控制回路电源转换输出电压为DC110V(3A)、DC48V(3A)、DC24V(3A)，方便现场安全操作。

(3)利用弱电模拟信号取代空调机组负载，在触摸显示屏上模拟显示空调机组现车实际工况，方便现场教学实践。

(4)利用柜内PLC控制单元，模拟显示客车照明的仿真工况。

(5)DC600V/110V技能操作柜对外部电源装置、模拟故障显示、信号采集与控制等功能区分结构设计，布局合理。

4 应用实践

(1)通过完善现场培训基础设施，形成新型空调客车综合控制柜地面配套设备的技能培训能力，较大地满足现场培训的实效性。自新型空调客车DC600/110V技能操作柜投入使用以来，新型空调客车检修效率由原来每天2辆提升至每天3辆，客车电器检修故障率明显降低，满足现场提效要求。

(2)新型空调客车DC600V/DC110V技能操作柜研制成功以来，用于新入职(转岗)人员实作培训，用于检修人员拔尖技能专项培训，效果十分显著。一年里，经过DC600V/110V技能操作柜培训的新录入大学生中，有参加2016年路局级的技能竞赛中囊括全能前三名的好成绩。

(3)新型空调客车DC600/110V技能操作柜不仅可以应用在全路有装配TKDG/T型客车电气综合控制柜的客车运用和检修站段(工厂)的员工岗位技能培训中，而且适用于各个铁路培训基地与普通院校教学实践中，推广前景广阔。目前，有铁路学院对该项目非常感兴趣，并派专人到工厂洽谈合作开发事宜。

5 结论

新型空调客车DC600/110V技能操作柜安全可靠、操作方便、美观大方，综合模拟了新型空调客车电气综合控制柜各种工况，实现了设计要求，完善了工厂车辆电工实训设施，提高了检修人员技能培训的效率。投入使用以来，效果明显。可推广至全路各运输站段或普通院校的电器作业人员培训教学中。

[1] 四方车辆研究所.智能型空调控制柜检验报告[R].2000

[2] 李华.智能型客车空调控制柜的研制铁道车辆[J].铁道车辆.2011.39(10):11-14

[3] 彭开宇等.车辆电工[M].北京：中国铁道出版社.2011

DevelopmentoftheDC600/110VOperatingCabinetforaNewAirConditionedPassengerTrain

HE Jianchao,HONG Yanming

( Guangzhou Railway Group, Guangzhou railway vehicle factory,Guangzhou 510800 )

2017-4-16-

何建超，(1971-)，男，工程师，主要从事铁路空调电器检修。E-mial:1035456340@qq.com

ISSN1005-9180(2017)03-090-04

U224.5文献标示码B

10. 3969/J.ISSN.1005-9180.2017.03.018