TY型驼峰推峰机车无线遥控系统.ppt
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1、TY型驼峰推峰机车无线遥控系统,铁道部科学研究院通信信号研究所20026,引言系统功能及技术范围设备组成工作原理控制计算机结构与安装系统在使用中的考虑系统故障维修采用点式应答器方式点式应答器的原理,引言,引言,作为自动化系统的主要组成部分,驼峰推峰机车遥控系统在七十年代列为铁道部重点科研项目,由铁道部铁道科学研究院通信信号研究所主持进行了开发研制,采用数字电路芯片硬件逻辑电路技术,于1983年通过铁道部鉴定。该系统是最先将数字逻辑电路方式的自动控制系统应用在内燃机车上。是国内首创达到国际先进技术的系统,因此,在1985年第一届科技大会上被评为国家科学技术进步三等奖。,引言,随着计算机技术的迅速
2、发展,在八十年代后期,车载计算机技术已渐成熟,将计算机控制技术应用于内燃机车的控制已具备条件。因此,在1987年,在国家“七五”重点攻关项目“编组站管理作业自动化技术的研究”中,将采用计算机控制方式的“驼峰推峰机车无线遥控系统”列为四个子系统之一立项研究,该项研究于1989年完成。该系统地面控制及车载设备均为计算机控制,也是在我国首次将计算机控制技术应用于机车控制,鉴定认为该系统为国内首创达到世界先进技术水平。于1990年获铁道部科技进步一等奖,1991年做为编组站管理作业自动化系统的主要子系统获国家科技进步一等奖。,引言,随着计算机技术的迅速发展,系统得到了不断的改善,使得系统的功能更加完善
3、、性能更加稳定可靠。该系统自鉴定后根据现场使用要求及计算机技术的不断发展,与当前的计算机技术的发展同步前进,一直保持技术先进水平。自系统鉴定推广以来,系统进行了多次改进,如选用的工业计算机控制模板进行了两次升级、车载设备不断小型化、系统设计简化了工程设计及施工工作,实现了于微机联锁设备的计算机接口技术,利用点式应答器设备替代音频股道报号设备等。目前,系统已在我国十多个大型编组场中应用。,引言,TY 系列驼峰推峰机车无线遥控系统是编组站综合自动化的一个重要组成部分,也适用于半自动驼峰编组站。系统采用工业控制计算机技术,对驼峰内燃机车进行无线遥控,实现驼峰作业的变速推送。在编组站驼峰应用此项技术,
4、能明显提高解体效率,改善调车人员及乘务人员的劳动条件,提高作业的安全保证。,引言,在1983年至1984年,在丰台西编组站对司机手动控制机车进行推峰作业,采用机车遥控系统进行推峰作业及利用推峰作业表进行变速推峰作业进行了解体效率的测试及分析。其中共测试司机控制机车进行推峰作业87列、机车遥控系统进行推峰作业170列、采用变速推峰作业表进行遥控机车推峰作业143列。根据当时的“丰西车站行车工作细则”确定的作业要求,对三种作业情况的纯推峰速度进行了计算及分析,其结果为:采用遥控系统进行推峰解体可提高解体效率6.9%,按变速推峰作业表采用遥控系统进行推峰作业可提高解体效率9.9%。,引言,系统与地面
5、信号设备及推峰进路具有联锁关系,其工作范围是从推峰机车与到达场即将进行解体作业的车列连挂试牵之后开始,直到列车解体完毕为止的整个推送作业过程。包括列车解体过程的预先推送作业及主推送作业。可作为独立系统使用,也可与溜放速度控制及进路控制进行联网,构成驼峰自动化控制系统。,系统功能及技术规范,系统功能及技术规范,1、系统遥控作业范围为预推作业及主推作业的全过程。2、系统与推送线、到达场及编组场的信号联锁,保证遥控命令的发送及接收与驼峰信号及驼峰辅助信号相符合。3、驼峰值班员可以通过控制台或自动化系统的控制按钮,同时发送遥控控制命令及开放驼峰信号。,系统功能及技术规范,4、遥控系统的车上设备根据遥控
6、命令,能够完成机车的自动启动、速度自动调整、后退、停车、制动与自动鸣笛等一系列功能。并可靠地实现司机手动操纵与计算机控制的相互转换,并且司机手动优先。5、推送作业启动困难时,车上设备可控制机车停车,按1.39m/s(5km/h)速度自动后退(后退距离根据用户要求确定),然后再重新启动,重新启动两次失败,即改为司机手动工作。,系统功能及技术规范,6、预推作业时,预推速度可根据用户要求在1.1m/s(5km/h)3.33m/s(10km/h)之间选用。为使车列在预推作业时准确安全地停在预定位置,系统通过检查轨道电路条件,设置有减速区段及停车区段(停车位置根据站场设计确定)。7、主推作业时,车上设备
7、可根据地面的控制命令实现连续变速推峰。8、在推送作业过程中,设备正常运行时,可在2S时间对控制命令变化作出响应。,系统功能及技术规范,9、在推峰作业过程中,控制命令中断超过6S,机车可自动停车,并有报警表示。10、机车上装有司机显示器,可显示控制命令、预推减速区段走行距离、预推停车距离、机车工作状态及有关声光报警。11、当机车控制装置故障时,车上司机显示器仍可向司机提供正确的命令显示,做为驼峰信号的复示信号用。,系统功能及技术规范,12 推峰作业过程中,系统对作业全过程进行监控,设备可对系统工作的重要信息进行记录及保存。在作业过程,机车设备可以不断向地面送回推峰机车的作业信息(作业股道、作业峰
8、、推峰机车运行速度变化及机车司机是否使用遥控设备等)。在驼峰信号楼控制台上有遥控工作显示,包括机车是否使用遥控、使用遥控后的实际推峰速度、推峰作业的股道及推送线等,使值班员了解推峰机车的工作状态。,系统功能及技术规范,13、地面设备控制主机可独立设置或含在自动化过程控制系统中,其他地面机柜工作电源为220VAC10,频率为50Hz,功率400W。14、车上设备工作电源为110VDC10,在机车瞬间电压降为85V或升到140V时,保证设备正常工作。功率200W。,系统功能及技术规范,15、车上设备工作电源为110VDC10,在机车瞬间电压降为85V或升到140V时,保证设备正常工作。功率200W
9、。16、无线通道:选用无线数传电台,传输频率为450470 MHz 中的一个频点。,系统功能及技术规范,17、遥控系统发送的控制命令、驼峰信号显示及车上显示的对应关系,可根据用户要求协商确定。本说明提供表1所示的工作关系可供用户参考。18、无线遥控距离2500m。19、地面控制驼峰机车推峰速度的变化范围为04.167m/s(15km/h)每变化0.278m/s(1km/h)为一个控制等级。等级的划分可按用户要求确定。,系统功能及技术规范,20、驼峰机车推峰速度:90以上速度误差小于0.278 m/s(1km/h),80以上速度误差小于0.139 m/s(0.5km/h)。21、系统可同时控制四
10、台推峰机车进行作业。并可根据不同的编组站要求,实现四推双溜作业方式、双推双溜作业作业方式及双推单溜作业方式。22、设备可应用于电气化区段及非电气化区段的驼峰编组站。,系统功能及技术规范,设备组成,设备组成,系统是由地面设备及车上设备两部分组成。地面设备由机车遥控主机及有关接口设备组成。机车设备采用车载微处理机及有关接口电路构成,在一个站场,选用一个无线频点,可同时控制四台机车进行主推送及预先推送作业。,设备组成 地面设备,地面控制计算机机柜(包含控制主机及地面电台主备机各一套)。定向天线一个,安装在机房楼顶。作为独立系统时设置一台前置机(选配)。到达场各股道两端入口处及驼峰顶部的牵出线前端设置
11、一个点式查询应答器的地面无源点。,设备组成,设备组成车上设备,控制主机箱一个(含联接电缆),安装于机车司机室行李架上。内装控制计算机、控制接口设备、数据传输电台及电源等。点式查询应答器的查询器主机一个,安装在机车司机室行李架上或电器间中。司机显示器一个,安装于司机室司机操纵台上,正、副司机均能了望到的部位。空气制动控制接口设备一套,安装在机器间空气制动机附近。,设备组成车上设备,机车控制、采样接口端子配线箱一个,安装在驾驶室或机车电器室。点式查询应答器的查询器安装在机车的后部中梁下方。机车速度传感器一个,安装于机车备用测速轴头上。车载天线一个,安装在机车顶部,正司机位置的前方靠近峰顶方向的部位
12、。,工作原理,工作原理,控制命令及回执信息采用无线传输方式,股道号信息采用点式查询应答器区分。遥控命令的发送,也就是遥控信号的开放,必须与到达场推峰进路的开放构成联锁。,工作原理 控制命令识别原理,遥控控制命令发送是与解体列车所在的位置有关,当车列未出清到达场时,受峰顶值班员及到达场值班员同时控制。当到达场进路、道岔都正确时,才能发出与机车前方地面信号一致的遥控命令,联锁发生故障时,送出较限制的控制命令。当车列出清到达场后,只受峰顶值班员控制。,工作原理 控制命令识别原理,遥控预推控制命令的发送 当到达场同意办理某股道推峰时,驼峰值班员按下T1(T2)峰预推作业按钮,联锁条件电路接通,自动发送
13、遥控预推命令。当车列运行到定距离点时,由于轨道电路条件控制,自动发出遥控预推减速命令;当列车进入峰顶区段,由于该区段轨道电路及联锁条件控制,自动发出遥控预停命令,要求列车在驼峰信号机前方所允许的范围内停车。,工作原理 控制命令识别原理,遥控主推控制命令的发送 当列车进路正确时,首先办理主推作业按钮,再办理控制命令按钮,此时驼峰信号开放的同时,也送出了遥控控制命令。主推作业中,如果车列全部进入峰顶区段,到达场条件解锁,峰顶值班员办理后退作业时,遥控后退控制命令的发送,设有反向防护检查电路,以保证遥控后退作业的安全。,工作原理 控制命令识别原理,股道地址电路 股道地址是作为遥控信息的地址标志,当车
14、上设备从无线接收控制命令的地址标志,与车上设备从轨面感应接收的地址标志含义是一致时,这样的控制命令,才为本机认可,并执行这一控制命令。,工作原理 控制命令识别原理,点式查询应答器地面点:点式查询应答器地面点是为机车进入股道时感应接收有关股道地址而设的。,工作原理 控制命令识别原理,股道编码地址 股道编码是遥控地面系统发送控制命令的地址特征,无线信息传输时对象选择特征的标志。它是利用到达场股道继电器条件,编成一定的码序,送入地面控制主机。由主机进行地址编码后加在控制命令前由电台发出。车上电台收到控制命令并识别地址。当该地址与感应接收的股道特征含义一致时,车上设备才能进入遥控工作状态。,地面设备工
15、作原理,遥控地面设备包括遥控地面柜、信号控制按钮及回执显示。遥控地面设备工作受联锁条件电路的控制,同时还要与自动化系统主机交换有关信息,以完成对推峰信号的遥控与检测功能。遥控地面柜,包括数传电台及控制主机。,地面设备工作原理地面设备控制命令发送,遥控的地面设备发送控制命令,受联锁条件电路与车站值班员控制,并可与自动化系统主机相配合,实现机车的最佳速度控制,它包括如下部分:,地面设备工作原理地面设备数传电台,遥控系统无线电台采用400 MHz系列数传电台,控制主机通过RS-232串口与电台相联,由电台发送出无线控制命令的信息,为机车无线电台接收。同时地面电台也接收车上电台发回的回执表示信息,经控
16、制主机处理,由回执显示器或自动化系统的大屏幕显示器显示出来。,地面设备工作原理地面设备控制主机,控制主机由工控机及有关的接口电路构成。经接口电路由自动化系统或继电联锁电路输入带有地址的控制命令,经控制主机处理,由地面电台向机车发送,同时,地面电台收到机车遥控工作的回执表示信息,也经控制主机处理,送往有关的回执显示器,同时也送往自动化系统显示或存盘处理。在自动化驼峰系统中,与自动化系统是通过联网实现互联互通。,地面设备工作原理地面设备与自动化系统通讯,遥控系统在工作时,要经常与系统主机进行通讯,每次主推作业开始时,系统主机将钩计划作业单传给遥控主机,遥控主机将作业单的车辆总数及溜放过程中减少的车
17、辆数进行比较,把实际的推送车辆发给机车,以调整推送速度,提高控车精度,保证机车处于理想的控车状态。在自动化驼峰上,遥控系统还可接收自动化系统的溜放信息与故障信息及所要求的推送速度、经安全联锁处理与平滑处理后,实现变速推送,对机车进行自动控制。,地面设备与自动化系统通讯值班员的操作方式,与TBZK型驼峰控制系统配套使用时,在大屏幕上为值班员开放遥控系统命令及推峰机车的回执显示开出一个专门的窗口,在窗口中分为T1及T2峰,每个峰有10个控制按钮。其中9个为推峰机车的推峰速度控制按钮(从左到右为12、10、7、5、3Km/h及停车、后退、禁溜线3Km/h、禁溜线3Km/h);余下的为推峰机车的推峰速
18、度自动控制按钮(自控)。,地面设备与自动化系统通讯值班员的操作方式,显示内容从左到右为峰别(上部为T1峰、下部为T2峰)在峰别下面是显示推峰机车处于遥控、自控还是司机手动控制。在控制按钮的上方为推峰机车作业过程的有关显示,从左到右分别为:作业股道、控制命令(如果是由值班员给定,其显示应与值班员点击的控制命令一致;如果值班员采用自控方式给定控制命令,其显示应与窗口中显示的计算速度一致。)、推峰机车及其作业状态(处于机控还是司机控制机车进行推峰作业)、机车在推峰作业中的实际走行速度、溜放车列的车次号、推送的当前勾序。,地面设备与自动化系统通讯值班员的操作方式,与TW2型驼峰控制系统配套使用时,在大
19、屏幕上同样为值班员开放遥控系统命令及推峰机车的回执显示开出一个专门的窗口,当使用机车遥控进行推峰作业时,先打开控制显示屏中的“主窗体”,用鼠标点击主窗体的“推峰”目录,显示“运行”、“终止”两个目录。用鼠标点击“运行”即可打开“推峰窗”。,地面设备与自动化系统通讯值班员的操作方式,在“推峰窗”中分为T1及T2两部分,每部分有一个“指定速度窗”,推作业时用鼠标点击窗口中的箭头,即打开指定速度。指定速度内容为:“自动”、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13Km/h的速度命令。每1Km/h为一个命令内容,同时带起相应的驼峰信号显示;“自动”功能为值班员点击“自动”后系统将推峰机车速度控
20、制交由系统计算机控制,并自动带起驼峰信号显示。,地面设备与自动化系统通讯值班员的操作方式,在推峰窗中,值班员也可用鼠标点击“减速”、“定速”、“加速”,它带起的驼峰信号显示分别为“黄闪”、“绿灯”、“绿闪”。向遥控机车发送的推峰速度命令为:3Km/h、6Km/h、9Km/h。当值班员要求机车后退作业时,可用鼠标点击“后退”,驼峰信号机显示后退红闪信号,机车将按5-7Km/h的速度后退。值班员要求车列停车,可用鼠标点击“停车”,驼峰信号机显示红灯信号,机车制动停车。,地面设备与自动化系统通讯值班员的操作方式,在值班员办理禁溜线送车时,在“白闪”信号开放的同时,“推峰窗”将改变示的状态。如果值班员
21、没有操作,系统将向机车发送3Km/h的推送命令,机车以不大于3Km/h的速度推送。如果值班员用鼠标点击“禁5”命令,驼峰信号的“白闪”信号不变,但系统将向机车发送5Km/h的推送命令,机车以不大于5Km/h的速度推送。,地面设备与自动化系统通讯值班员的操作方式,当值班员开放下峰“白灯”信号时,系统将自动向推峰机车发送“白灯”下峰信号,推峰机车将自动由计算机控制机车速度变为司机手动作业。,车载设备工作原理,车载设备工作原理,系统的机车速度控制设备是由无线电车载台、机车控制计算机、股道号识别接收设备、机车执行工作接口,制动控制接口设备、速度传感器、显示器及电源等组成。,车载设备工作原理,机车控制计
22、算机为工业控制微机。机车控制计算机不断从车载电台接收控制命令,并从在到达场入口处的股道号识别接收设备接收到股道编码信息,取得机车所在股道编码信息。这两个信息在机车控制计算机中进行比较判别,若两者不同,则机车控制计算机不执行地面送出的控制命令;只有两者完全一致时,才认为地面发送的控制命令是给机车的控制命令,并显示在显示器上。,车载设备工作原理,司机确认作业开始,将有关操纵手柄放置在原始位置,按压控制按钮,表示同意进行遥控作业,机车将通过机车控制计算机执行控制命令。当机车控制计算机接收控制命令,它将与速度传感器采集的实际推峰速度进行比较,同时控制机车执行工作接口工作,并从执行工作接口采样比较,使机
23、车按控制命令工作,当机车控制计算机确认机车工作正确,将在显示器上显示有关内容,并把有关显示条件采回进行比较,在全部无误的前提下,机车控制计算机通过车载台向地面设备送出执行结果的正确表示。,车载设备工作原理,机车显示器是为司机监视遥控设备工作是否正常而设定的。显示器显示的内容包括有地面送出的控制命令内容,机车在遥控工作状态下的机车工作有关显示。,车载设备工作原理,机车设备的空气制动接口设备由两部分组成,一部分为制动控制箱,其设备框图如图7所示,各部件均由铜管连接。它给出的压力是由调压阀调整,可有七个等级的制动压力。另一部分为法兰盘组件,其中包括双向阀,其框图如图8所示,制动控制箱给出的制动压力条
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