TKDT型铁路客车电气综合控制柜使用说明书.doc
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1、TKDT型铁路客车电气综合控制柜使 用 说 明 书四方车辆研究所青岛四研铁路电气研究开发有限公司2004年1月一 概述TKDT型铁路客车电气综合控制柜(以下简称综合控制柜)用于DC600V供电的客车,是集电源转换控制、空调机组控制、蓄电池欠压保护、照明控制等功能单元于一体的智能型综合控制柜。综合控制柜的控制核心采用可编程控制器(以下简称PLC),PLC通过微型可编程序终端(以下简称显示触摸屏)接受各种指令并自动执行相应的操作步骤,对电气系统运行中出现的各种故障及时进行诊断、指示并保护。综合控制柜具有检测、控制、诊断保护、信息提示、联网通讯功能,实现供电及控制系统的综合控制,可进行车对车通信,并
2、逐步实现车对地、地对车的计算机联网通讯。二 主要特点1综合控制柜实现了客车电气控制系统的小型化、智能化、集成化和系统化。2综合控制柜根据预设参数实现自动控制,减轻了操作人员的工作强度,避免由于人为误操作引起的事故,便于操作和维护。3综合控制柜对整车电气系统参数进行实时监测,出现故障时及时进行保护动作,避免了由于保护不及时而引起的严重后果。4综合控制柜可对轴温、防滑器、烟火报警器、车门的状态进行监视和显示。5综合控制柜充分考虑了整车各个电气功能部件的协调工作,整个电气系统工作更加安全可靠。6根据电气系统布线的有关规范和实际存在的问题,不同系统、不同电压等级、不同电流类别的导线尽量相互隔离,结构设
3、计上尽量减少相互间的电磁干扰。7综合控制柜的控制方案以自动为主,同时考虑控制系统故障的应急措施,包括极端情况下的手动应急措施。8综合控制柜主要具备六大部分功能:1电源转换控制功能;2空调机组控制功能;3蓄电池欠压保护功能; 4照明供电功能;5轴温、防滑器、烟火报警器、车门及车下电源箱状态监视功能;6联网通讯功能。三 产品型号:TKDT-1T1-40、TKDT-1T1-35四 技术规格(一) 结构参数控制柜外形尺寸:2000mm1300mm350mm(高宽厚)上柜外形尺寸:850mm1300mm350mm(高宽厚)下柜外形尺寸:1150mm1300mm350mm(高宽厚)。(二) 主要技术参数及
4、功能1 综合控制柜控制单元由PLC主机单元(CPM2A-CPU61)、12/8点的I/O扩展模块(CPM1A-20EDR1)、信息显示触摸屏(NT31-ST121-EV2)组成。PLC功能 PLC是可编程逻辑控制器的缩写,对整个电气系统进行自动控制,实时监测电气系统运行过程中的参数并进行分析,对出现故障自动处理,通过显示触摸屏实现人机对话,响应显示触摸屏输入的命令、参数,将故障信息、运行记录通过显示触摸屏显示等。模拟量输入点: 17点(010V)温度输入点: 1点(PT100)开关量输入点: 24点(直流24V,8mA),开关量输出点: 24点(继电器输出)输出端最大开关能力:2A,250VA
5、C(cos=1);2A,24V输出端最小开关能力:10mA,5VDC显示触摸屏功能显示触摸屏是一种微型可编程终端,采用全中文液晶显示触摸屏(带背光),具有字符类型和图象类型显示,由通讯接口和PLC的外设接口进行通讯。主要功能是现场参数设定,电源转换、空调机组等功能单元运行工况的人为控制,运行工况参数的显示,实时显示各功能单元的运行状态及实时报告故障现象。字符、图象类型显示:2015个汉字液晶显示器规格: 320240点有效显示面积: 12292mm22 交、直流电源规格:主电路电源主电路由两路电源母线中的其中一路提供电源,向温水箱、逆变器、充电器供电,并由逆变器、逆变器变换成AC380V/50
6、Hz,向车内空调、伴热等交流负载供电直流主电源DC600V额定工作电压: DC600V电压波动范围: DC500VDC660V交流主电源:AC380V额定工作电压: 三相交流380V电压波动范围: 三相交流323V437V额定工作频率: 50Hz 1 Hz蓄电池DC110V电源全列贯通,各车厢蓄电池及充电器通过逆流二极管与DC110V干线并联。蓄电池在充电机停止或故障时,向本车照明、水位显示、塞拉门控制、车下电源箱控制、温水箱开水炉控制等负载供电。电池欠压保护动作值: 91V1V 恢复值:971V直流控制电源应急灯、轴温报警器、防滑器、PLC等重要负载由列车直流110V母线供电;照明、车下电源
7、箱、温水箱、开水炉、水位显示等负载的控制电源由本车直流110V电源提供;控制柜内的DC-DC电源模块将DC110V电源转换成直流24V电源向PLC、显示触摸屏、网关、安全用电记录仪供电;转换成直流12V向传感器供电;DC110V/DC48V电源将DC110V转换成直流48V电源向尾灯、电话插座供电。1、直流电器控制电路额定工作电压: DC110V电压波动范围: DC77V135V2、PLC、触摸屏、安全记录仪、网关额定工作电压: 直流 24V电压波动范围: 直流 20.4V26.4V3、信号采集电路(传感器)-变送器额定工作电压: 直流 12V电压波动范围: 直流 11.4V12.6V输出电压
8、范围: 直流010V;05V1、PLC、触摸屏及传感器供电电源额定输入电压: 直流 110V输入电压波动范围: 直流 77135V额定输出电压: 直流 24V(5%);直流 12V(5%)额定输出电流: DC24V不小于3A;DC12V不小于1A电压调整率: 不大于1%电流调整率: 不大于1%输出电压纹波峰-谷值(VP-P): 不大于1.0V变换效率: 大于 80%2、尾灯、电话插座供电电源额定输入电压: 直流 110V输入电压波动范围: 直流 77135V额定输出电压: 直流 48V(5%);额定输出电流: 不小于1A电压调整率: 不大于1%电流调整率: 不大于1%输出电压纹波峰-谷值(VP
9、-P): 不大于1.0V变换效率: 大于 80%3 WG型网关规格WG型网关用于铁路客车TKDT-1T1型配电柜。其中包括PLC网关、轴温报警器网关、防滑器网关、烟火报警器网关。这些网关一方面通过各种通信接口实现PLC到安全记录仪之间、轴温报警器到PLC之间、防滑器到PLC之间、烟火报警器到PLC之间的数据传递,另一方面通过Lonworks接口及列车总线实现车辆间的信息和命令传递。额定输入电压:直流24V输入电压波动范围:20V27V接线端子:WAGO232-209/026-000,2.5mm2。外形尺寸:160mm90mm42mm安装尺寸:145mm63mm,安装螺丝:M4 4 DL-代理节
10、点 代理节点是联接列车网和车厢网的桥梁,有2个独立的Lonworks通讯接口。上行Lonworks通讯接口负责列车级网络通信,接收列车主机的信息,并将信息转发给下行Lonworks通讯模块。下行Lonworks通讯接口负责车厢级网络通信,转发集中控制命令,接收车厢级各应用节点传输的参数、工作状态等信息。额定输入电压:直流24V输入电压波动范围:20V27V接线端子:WAGO232-209/026-000,2.5mm2。外形尺寸:160mm90mm56mm。安装尺寸:145mm63mm,安装螺丝:M4(三) 环境条件1工作环境温度:0502 存储温度:25753 相对湿度:最湿月月平均最大相对湿
11、度不大于90%(该月月平均最低温度为25)。4 海拔高度:2500m。5 振动:相对于客车的垂向、横向和纵向存在着频率f为150Hz的正弦振动,其振动加速度在频率f为110Hz时等于0.1g(g为重力加速度,可以减化为10m/s2计算),当频率f为1050Hz时等于1g。因机车连挂时的冲击,沿机车纵向激起的加速度不大于3g。五 系统功能说明(一)电源供电转换功能综合控制柜的电源有两路供电,通过转换开关SA1分“自动”和“试验路”、“ 试验路”。1 正常情况下,转换开关置于“自动”位 路、路均有电,设定车厢号后,PLC按照均衡供电原则,奇数号车厢选择路供电、偶数号车厢选择路供电,路和路互锁,显示
12、屏显示相应信息,电源指示灯亮。 如果路有电、路无电,所有车厢PLC通过检测可自动选择路供电,负载减半运行,同时在显示屏上提示相应信息。此时如果路重新供电,则偶数车厢PLC通过检测可重新选择路供电。 如果路有电、路无电,所有车厢PLC通过检测可自动选择路供电,负载减半运行,同时在显示屏上提示相应信息。此时如果路重新供电,则奇数车厢PLC通过检测可重新选择路供电。可以通过触摸屏的电源控制菜单和提示选择或转换供电回路。 在路、路都有电,奇数号车厢路供电、偶数号车厢路供电的情况下,如果路(路)电源出现过压故障,PLC自动转换到另一路电源供电,同时负载减半运行。当电源电压值恢复正常,通过触摸屏操作解除故
13、障保护或电源重新供电,通过PLC检测后,PLC自动转换回原供电回路,负载恢复全载运行。两路供电回路重新供电时,PLC将自动解除保护,转换到原供电回路。 在一路有电,另一路无电,所有车厢都是同一路供电的情况下,如果供电回路出现故障,则PLC停止供电,不进行转换。 在一路正常,另一路存在故障未消除,车厢供电已经进行了一次转换的情况下,如果供电回路再出现故障,则PLC停止供电,不进行转换。故障排除后,可以通过触摸屏上的“电源控制”菜单,按下“停止供电”或“自动供电”触摸开关解除故障保护。通过PLC检测后,PLC自动转换回原供电回路,负载恢复全载运行。故障排除后也可以通过转换开关由“停止”位转换到“自
14、动”位,PLC自动解除保护,转换回原供电回路,通过PLC检测后,负载恢复全载运行。出现过压故障,恢复正常后,两路供电回路重新供电时,PLC将自动解除保护转换到原供电回路,恢复全载运行。2试验时,可将转换开关置于“试验路”或“试验路”,人为选择路供电或路供电,此时PLC只进行检测报警,不能进行电源回路的转换。3 主电路中接有电流传感器、电压传感器,并设在线绝缘检测装置(6150mA可调),显示触摸屏上可显示主电路的电压、电流、DC110V母线电压、本车蓄电池电压、电源状态、逆变器输出电压等信息,当某路电源出现过压、绝缘等故障时,显示触摸屏显示故障提示,相应电源故障灯亮,可以按下“回主画面”触摸开
15、关返回主画面,此时画面上出现“X X故障”文字,且背景变为闪烁提示。4 正常供电时,DC600V电源给温水箱、车下电源箱、客室电热供电,逆变器为空调机组、开水炉、伴热等负载供电,DC110V电源向照明、车下电源箱控制、轴温报警器、防滑器、水位显示仪等供电。(二)空调机组控制功能空调机组控制功能通过转换开关SA2分为“自动”、“试验暖”、 “试验冷”。1. 正常情况下,转换开关SA2置于“自动”位电源供电开始后,PLC控制空调机组自动进入“自动”运行,PLC根据当前逆变器状态以及车厢里温度传感器检出值与预先设定的“制冷”、“制暖”温度值进行比较后,进行空调机组的“自动”运转,空调机组有六种工况“
16、弱风”、“强风”、“半冷”、“半暖”、“全冷”、“全暖”。“制冷”温度设定值为空调机组从“半冷”工况转入“强风”工况时的临界温度;“制暖”温度设定值为空调机组从“弱风”工况转入“半暖”工况时的临界温度。可以根据显示触摸屏上的菜单和提示,选择“强风”、“半冷”、“全冷” 、“弱风”、“半暖”、“全暖”等运行方式,此时空调机组不受温度控制,按下“全自动”触摸开关可以返回受温度控制“自动”状态,按下“停止”触摸开关,空调停止运行。制冷时,强风机发生故障,对应冷凝风机、压缩机停止工作;冷凝风机发生故障时,对应压缩机停止工作;制暖时,弱风机发生故障,对应空气预热器停止工作。 在“半冷”或“半暖”工况下,
17、压缩机或空气预热器运行时发生故障,有故障的压缩机或空气预热器将停止运行,并自动切换到另一组压缩机或空气预热器启动运行;在“全冷”、“全暖”工况下,运行发生故障,有故障的压缩机或空气预热器停止运行,保持无故障压缩机或空气预热器继续运行。 空调机组有故障时,通过按下显示触摸屏上的“停空调”停止空调运行,故障排除后,再按下“启空调”空调机组重新运行后,PLC通过检测可以重新启动空调机组。 故障排除后也可以通过转换开关由“停止”位转换到“自动”位,空调机组自动转换到“自动”运行状态,通过PLC检测后,空调机组恢复运行。空调“全自动”运行时,空气预热器与客室电热器连动,按下“停电热”可取消连动。连动取消
18、后,客室电热的启停靠手动控制。2当空调在“自动”位运行时, PLC根据逆变器输出电压和逆变器自身给出的信号判断其工作状态。如果根据输出电压判断逆变器发生故障,风机、压缩机或预热器停止工作,相应故障指示灯亮,触摸屏显示相应信息;如果根据输出电压判断逆变器发生故障,则相应故障指示灯亮,空调控制部分动作不变。(建议用户将供电和空调转换开关拨到“自动”位运行。)两台逆变器相互热备,当其中一台逆变器自身检测出有故障时(此时逆变器给PLC一个故障信号),另一台逆变器负责本车供电,这时逆变器给出半载信号,当逆变器给出半载信号时,空调自动减载运行,触摸屏显示相应信息。当逆变器故障恢复以后空调自动重新启动。3试
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