CN102663913A - 高速动车组安全环路调试操作技能实训系统及控制方法 - Google Patents

Abstract

一种高速动车组安全环路调试操作技能实训系统，包括逻辑仿真模组、EC01车模块、TC02-TC07车模块、EC08车模块，逻辑仿真模组通过电缆分别与EC01车模块、TC02-TC07车模块、EC08车模块连接，用于采集接收各模块发出的控制信号，同时对动车组的控制逻辑进行模拟和对EC01车模块、TC02-TC07车模块、EC08车模块进行驱动控制；EC01车模块、TC02-TC07车模块、EC08车模块又通过重载连接器依次连接，使三个模块的电路相互连接；EC01车模块、TC02-TC07车模块、EC08车模块分别通过安全插拔线与电源连接。本发明通过逻辑仿真模组模拟动车组CCU逻辑控制与网络控制，使后台支持与前台功能模块有机地融合在一起，体现了CRH3型动车组安全环路主要功能，体现动车组安全环路调试技能独特特点，仿真程度高，培训效率高。

Description

高速动车组安全环路调试操作技能实训系统及控制方法

技术领域

本发明属于铁路高速动车组操作技能培训技术领域，尤其是涉及一种满足动车组调试员工调试操作技能培训与考核的安全环路调试操作实训系统及控制方法。

背景技术

随着中国高速铁路的快速发展，高速动车组的装备水平、技术含量已经达到了世界领先水平。在高速动车组生产制造环节中，动车组调试是其中关键一环，它关系到动车组的各项功能能否正常实现以及动车组的安全可靠运行。因此，对动车组调试岗位员工的技能水平要求很高。

对于动车组调试岗位的员工技能培训，一直是困扰培训工作的难题。一般来讲，对于该岗位的传统培训仅限于图纸原理的培训，基本没有实做培训。因为一组动车组造价近上亿元，利用原车培训风险大、成本高，生产周期不允许，不可控因素多，而且由于工艺制度的限制不能更深入了解动车组控制原理。上述情况严重制约了调试员工操作技能水平的提高，导致成为动车组生产的制约因素。

发明内容

本发明的目的是供一种具有较高仿真程度，对场地和环境要求不高，较少的能源和材料消耗，方便调试员工在脱离动车组现车的情况下，实现对动车组调试技能培训的安全环路调试操作模拟系统及控制方法。

为实现上述目的，本发明提供一种高速动车组安全环路调试操作技能实训系统，其特征在于：包括逻辑仿真模组、EC01车模块、TC02-TC07车模块、EC08车模块，逻辑仿真模组通过电缆分别与EC01车模块、TC02-TC07车模块、EC08车模块连接，用于采集接收各模块发出的控制信号，同时对动车组的控制逻辑进行模拟和对EC01车模块、TC02-TC07车模块、EC08车模块进行驱动控制；EC01车模块、TC02-TC07车模块、EC08车模块又通过重载连接器依次连接，使三个模块的电路相互连接；EC01车模块、TC02-TC07车模块、EC08车模块分别通过安全插拔线与电源连接。

本发明提供一种高速动车组安全环路调试操作技能实训系统的控制方法：其特征在于包括下列步骤：

在未选择首车的状态下，即1号模块EC01车、2号模块EC08车司机钥匙均处于“关”位置、方向手柄没有选择方向，将激活紧急制动；

选择1号模块EC01车为首车后，CCU1为主控CCU时，由CCU1监控转向架是否出现报警信号，出现则激活紧急制动，无报警信号进入CCU1监控的司机警惕，司机警惕不正常则激活紧急制动，正常则进入判断司机台紧急蘑菇是否按下，按下则激活紧急制动；未按下进入判断停放制动是否处于缓解状态，未缓解则激活紧急制动；缓解则进入判断司机台制动手柄是否处于紧急制动位，在紧急制动位则激活紧急制动；不在紧急制动位，制动缓解；

当1号模块EC01车CCU2为主控CCU时，转向架监控和司机警惕由CCU2接管，紧急蘑菇、停放制动、制动手柄的判断与CCU1为主控CCU时流程相同；

选择3号模块EC08车为首车后，CCU1为主控CCU时，由CCU1监控转向架是否出现报警信号，出现则激活紧急制动，无报警信号进入CCU1监控的司机警惕，司机警惕不正常则激活紧急制动，正常则进入判断司机台紧急蘑菇是否按下，按下则激活紧急制动；未按下则进入判断停放制动是否处于缓解状态，未缓解则激活紧急制动；缓解则进入判断司机台制动手柄是否处于紧急制动位，在紧急制动位则激活紧急制动，不在紧急制动位制动缓解；

当3号模块EC08车CCU2为主控CCU时，转向架监控和司机警惕由CCU2接管，紧急蘑菇、停放制动、制动手柄的判断与CCU1为主控CCU时流程相同。

本发明通过逻辑仿真模组模拟动车组CCU逻辑控制与网络控制，使后台支持与前台功能模块有机地融合在一起，体现了CRH3型动车组安全环路主要功能，体现动车组安全环路调试技能独特特点，仿真程度高，培训效率高。

附图说明

图1是本发明的结构框图；

图2a、图2b、图2c、图2d、图2e、图2f、图2g、图2h、图2i是EC01车模块的电气原理图；

图3a、图3b是TC02-TC07车模块的电气原理图；

图4a、图4b、图4c、图4d、图4e、图4f、图4g、图4h、图4i是EC08车模块的电气原理图；

图5本发明控制方法流程图；

图6a、图6b是故障开关位置设置示意图；

图7本发明实训流程图。

具体实施方式

参照图1，本实用新型包括逻辑仿真模组、EC01车模块为1号模块、TC02-TC07车模块为2号模块、EC08车模块为3号模块，逻辑仿真模组分别与1、2、3号模块连接，用于采集接收各模块发出的控制信号，同时对动车组的控制逻辑进行模拟和对EC01车模块、TC02-TC07车模块、EC08车模块进行驱动控制，1、2、3号模块又依次连接，1、3号模块分别与电源连接，利用三个电路模块分别模拟动车组安全环路控制电路，三个模块互相连接后达到与动车组相同的成列编组的状态。上述三个模块共同安装在标准作业平台上，方便电源、信号等的连接。

1、2、3号模块与逻辑仿真模组之间分别通过D型插头进行连接，由CRH3型动车组逻辑仿真模组自动识别模块种类，自动变换控制逻辑，对受电弓各模块进行后台逻辑、网络功能进行支持，实现对CRH3型动车组安全环路控制功能的模拟仿真。CRH3型动车组逻辑仿真模组集成在标准作业平台内部，与各功能模块通过D型插头进行连接并具有防误插功能。

参照图2a-图2i、图3a-图3b、图4a-图4i，其原理如下：

本发明提出的CRH3型高速动车组安全环路调试操作技能实训系统，其电气原理图为以CRH3型高速动车组安全环路控制电路为基础，经过优化改进使之符合模拟装置的要求，包括：自动安全装置、ATP报警、蘑菇、紧急制动手柄导致列车紧急制动控制环路(EBL)、停放制动监控环路(PBML)、转向架监控环路(BML)、首尾车控制电路等。通过上述环路的建立，满足制动缓解的先决条件。

原理如下：

1、安全环路共分为三个

紧急制动环路(EBL)；停放制动监控环路(PBML)；转向架监控环路(BML)。

2、安全环路继电器共分为六个(本装置设置三个)

紧急制动环路继电器为：-43-K24；停放制动监控环路继电器为：-43-K27；转向架监控环路继电器为：-43-K28。

3、继电器-22-K47、-22-K46、-22-K48得电过程

BN1和BD供电；-22-F43闭合；司机钥匙插入-22-k44得电；方向手柄非“0”位-22-K47得电，-22-K45得电；-22-K46、-22-K48得电，断电时延时5秒断开。

4、继电器-43-K37、-43-K38得电过程

BN1和BD供电；-22-F43闭合；-22-K46继电器不得电时，即司机钥匙未选择，方向手柄在0位。

-22-K46继电器不得电时，-43-K37、-43-K38得电，即司机室无模拟状态；尾车得电。

5、环路辅助继电器-43-K14、-43-K15得电过程

在BN1、BD供电；-43-F05、-43-F01闭合；-22-K48吸合(司机室钥匙插入、方向手柄在非0位)；司机室模拟被启动；-43-K14、-43-K15得电。头车得电。

6、环路辅助继电器-43-K16、-43-K17得电过程

在BN1、BD供电；-43-F05、-43-F01闭合；-43-K14、-43-K15继电器未被激活；-43-K16、-43-K17尾车得电。

7、环路辅助继电器-43-K18、-43-K19得电过程

在BN1、BD供电；-43-F05、-43F-01闭合；-43K-45闭合(-43-K14、-43-K15闭合，-43-K16断开)；-43-K18、-43-K19延时1秒得电。头车得电。

8、紧急制动回路(EBL)

紧急制动回路的任务是将紧急制动请求传递给列车内的各制动部件，独立于其它命令。各制动部件通过评估紧急制动回路状况，触发紧急制动动作，从而全面提供最大制动力。

头车紧急制动的触发

列车自动警惕系统-43-K41；停车制动监测回路(-43-K27)；转向架监测回路(-43-K28)；制动力控制器至EB位(-28-S01)；司机室内的紧急停车按钮(-28-K02)；

尾车紧急制动的触发

制动控制器至EB位(-28-S01)；按下紧急制动按钮(-28-K02)。

9、紧急制动所涉及的部件

高速制动阀-28-K01(连接总风管，实施排气过程)。

10、继电器-43-K33、-43-K34头，有人司机室控制

BN1、BD供电-；43-F01是环路控制主断路器；车辆打头时：停放继电-43-K27得电，环路建立；转向架监控继电器-43-K28得电，环路建立；ASD警惕继电器-43-K41得电；紧急制动红色按钮-28-S02未被按下；制动器手柄-28-S01不在紧急位(EB)；ETCS工作正常，-43-K33，-43-K34得电。

11、继电器-43-K33、-43-K34尾

BN1、BD供电；-43-F01是环路控制主断路器；-43-K37、-43-K38得电；蘑菇按钮(-28-S02)未被按下；制动器(-28S-01)未打到紧急位-43-K33，-43-K34得电。

12、ASD继电器-43-K41

ASD继电器-43-K41；BN1、BD供电；-43-F06闭合；受CCU1、CCU2网络控制。

参照图5，本发明控制流程：程序开始于步骤100，在步骤101判断选择首车的结果，有三种可能存在，在未选择首车的状态下，即1号模块EC01车、2号模块EC08车司机钥匙-22-S04均处于“关”位置、方向手柄-22-S01没有选择方向，将转至步骤120激活紧急制动；选择1号模块EC01车为首车后，步骤102当CCU1为主控CCU时，步骤103由CCU1判断转向架是否出现报警信号，出现则转至步骤120激活紧急制动，无报警信号进入步骤104，判断CCU1监控的司机警惕信号是否正常，司机警惕不正常则转至步骤120激活紧急制动，正常则进入步骤108判断司机台紧急蘑菇是否按下，按下则转至步骤120产生紧急制动；未按下进入步骤109判断停放制动是否处于环节状态，未缓解则转至步骤120激活紧急制动；缓解则进入步骤110判断司机台制动手柄是否处于“EP”位，即紧急制动位，在“EP”位则转至步骤120激活紧急制动，不在“EP”位则至步骤121制动缓解；步骤105，当1号模块EC01车CCU2为主控CCU时，步骤106转向架监控和和步骤107司机警惕由CCU2接管，紧急蘑菇、停放制动、制动手柄的判断与CCU1为主控CCU时流程相同。

选择3号模块EC08车为首车后，步骤117当CCU1为主控CCU时，步骤118由CCU1判断转向架是否出现报警信号，出现则转至步骤120激活紧急制动，无报警信号进入步骤119判断CCU1监控的司机警惕信号是否正常，司机警惕不正常则转至步骤120激活紧急制动，正常则进入步骤114判断司机台紧急蘑菇是否按下，按下则转至步骤120产生紧急制动；未按下进入步骤115判断停放制动是否处于环节状态，未缓解则转至步骤120激活紧急制动；缓解则进入步骤116判断司机台制动手柄是否处于“EP”位，即紧急制动位，在“EP”位则转至步骤120激活紧急制动，不在“EP”位则至步骤121制动缓解；步骤111，当3号模块EC08车CCU2为主控CCU时，步骤112转向架监控和和步骤113司机警惕由CCU2接管，紧急蘑菇、停放制动、制动手柄的判断与CCU1为主控CCU时流程相同。

培训过程：

图7是本发明的实训流程图，流程开始于步骤200，步骤201参照图1安装1、2、3号模块与标准作业平台，将各电路连接插头和气路快接插头连接完成；确认无误后，接通DC110V电源、DC24V电源和气源；步骤202，此时1号、3号模块上的-28-K01指示灯点亮，说明车辆处于制动状态。将1号模块司机钥匙-22-S04旋转到开的位置，将运行方向手柄-22-S01拨到前进或后退位置，此时系统认为1号模块为首车，即EC01车当头车；同理，也可以将3号模块按上述操作做过程操作EC08车当头车。以EC01车为头车，为例，当EC01车和EC08车紧急蘑菇在弹出位，EC01车和EC08车紧急制动手柄不在EB位上，ETCS(-44-A01)工作正常，数秒后紧急制动缓解，两车-28-K01制动状态指示灯熄灭，以EC08车为头车时同理，上述过程是系统正常状态下的操作过程。

步骤203判断安全环路系统调试是否成功，“是”即是成功，转至步骤206结束；“否”不成功，则进行步骤204；

步骤204，由于1号、2号、3号模块均设置有故障设置开关，此时接受培训人员要根据图2a-i、图3a-b、图4a-i电气原理图以及现场情况，进行故障分析和测量，直至查找到故障点并在试卷图纸上标出故障位置，经监考教师确认后，将故障开关拨回正常状态，故障排除。可以同时设置多个故障增加训练难度。

由图6a和图6b举例说明其中1、2打×处两个故障开关断开后，接受培训人员进行故障排查的过程。首先以EC01车做为头车，将EC01车司机钥匙-22-S04旋转到开的位置，将EC01车运行方向手柄-22-S01拨到前进或后退位置，出现全列制动不缓解的状态，EC01车、EC08车-28-K01始终处于点亮状态。将EC08车做为头车，将EC08车司机钥匙-22-S04旋转到开的位置EC08车运行方向手柄-22-S01拨到前进或后退位置，同样会出现全列制动不缓解的状态，EC01车、EC08车-28-K01始终处于点亮状态。首先将EC01车做为头车，那么EC01车的-22-K46、-43-K14、43-K15、-43-K18、-43-K19、-43-K45激活；EC01车主控CCU系统自动选择完毕，EC01车安全警惕正常，EC01车-43-K41激活；可得到EC01车-43-K33、-43-K34通过激活，同时做为尾车的EC08车，EC08车的-43-K37、43-K38处于激活状态；正常情况下EC08车的-43-K37、43-K38的辅助触点(432401、434304；434304、434305)激活EC08车的-43-K33、43-K34两个继电器；经过观察由于尾车EC08车的-43-K33、43-K34未被激活，因此导致紧急制动环路未建立起来，全列的-43-K24未被激活，造成制动不能缓解。因此故障范围确定在EC08车的-43-K33、43-K34回路上。将万用表黑表笔接触在EC08车-43-F01空气断路器负线432400上，红表笔测量-43-F01空气断路器正线432401，由于尾车走-43-K37、43-K38回路，继续测量-43-K37辅助触点，发现无电压，经确认432401至-43-K37辅助触点，恢复断点后，EC08车-43-K33、-43-K34激活。至此第一个故障排除完毕。

以EC01车做为首车，将EC01车司机钥匙-22-S04旋转到开的位置，将EC01车运行方向手柄-22-S01拨到前进或后退位置，实现全列制动缓解状态，EC01车、EC08车-28-K01处于熄灭状，工作正常。以EC08车做为首车，将EC08车司机钥匙-22-S04旋转到开的位置，将EC08车运行方向手柄-22-S01拨到前进或后退位置，出现全列制动状态不缓解状态，EC01车、EC08车-28-K01处于点亮状态，根据分析电气原理图，和上一个故障检查的结果，经观察以EC08车为头车时，尾车EC01车的-43-K16、-43-K17、-43-K37、-43-K38、-43-K33、-43-K34激活；头车EC08车的-43-K14、-43-K15、43-K18、-43-K19、-43-K46、-43-K41、-43-K33、-43-K34激活；说明建立紧急制动环路的条件具备，故障范围确定在紧急制动环路。万用表黑表笔接触EC08车-43-F08空气断路器负线432502，红表笔一次测量EC08车-43-F08正线432512、EC08车-43-K18辅助触点433902、EC08车-43-K34辅助触点433903、EC08车-43-K33辅助触点433904、过桥连接器1针、EC01车-43-K33辅助触点433903、EC01车-43-K34辅助触点433902、EC01车-43-K16辅助触点433910、EC01车-43-K18辅助触点433911发现无电压，经确认是EC01车-43-K16至-43-K18之间断线，恢复断点后全列-43-K24激活，EC01车、EC08车-28-K01熄灭，全列制动状态缓解，至此第二个故障排除完毕。

步骤205，填写调试故障记录单；

步骤206结束。

Claims (2)

1.一种高速动车组安全环路调试操作技能实训系统，其特征在于：包括逻辑仿真模组、EC01车模块、TC02-TC07车模块、EC08车模块，逻辑仿真模组通过电缆分别与EC01车模块、TC02-TC07车模块、EC08车模块连接，用于采集接收各模块发出的控制信号，同时对动车组的控制逻辑进行模拟和对EC01车模块、TC02-TC07车模块、EC08车模块进行驱动控制；EC01车模块、TC02-TC07车模块、EC08车模块又通过重载连接器依次连接，使三个模块的电路相互连接；EC01车模块、TC02-TC07车模块、EC08车模块分别通过安全插拔线与电源连接。

2.根据权利要求1所述的高速动车组安全环路调试操作技能实训系统的控制方法：其特征在于包括下列步骤：

在未选择首车的状态下，即1号模块EC01车、2号模块EC08车司机钥匙均处于“关”位置、方向手柄没有选择方向，将激活紧急制动；

选择1号模块EC01车为首车后，CCU1为主控CCU时，由CCU1监控转向架是否出现报警信号，出现则激活紧急制动，无报警信号进入CCU1监控的司机警惕，司机警惕不正常则激活紧急制动，正常则进入判断司机台紧急蘑菇是否按下，按下则激活紧急制动；未按下进入判断停放制动是否处于缓解状态，未缓解则激活紧急制动；缓解则进入判断司机台制动手柄是否处于紧急制动位，在紧急制动位则激活紧急制动；不在紧急制动位，制动缓解；

当1号模块EC01车CCU2为主控CCU时，转向架监控和司机警惕由CCU2接管，紧急蘑菇、停放制动、制动手柄的判断与CCU1为主控CCU时流程相同；

选择3号模块EC08车为首车后，CCU1为主控CCU时，由CCU1监控转向架是否出现报警信号，出现则激活紧急制动，无报警信号进入CCU1监控的司机警惕，司机警惕不正常则激活紧急制动，正常则进入判断司机台紧急蘑菇是否按下，按下则激活紧急制动；未按下则进入判断停放制动是否处于缓解状态，未缓解则激活紧急制动；缓解则进入判断司机台制动手柄是否处于紧急制动位，在紧急制动位则激活紧急制动，不在紧急制动位制动缓解；

当3号模块EC08车CCU2为主控CCU时，转向架监控和司机警惕由CCU2接管，紧急蘑菇、停放制动、制动手柄的判断与CCU1为主控CCU时流程相同。

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