CN104192154B - 以tcms控制牵引制动力的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及以TCMS控制牵引制动力的方法，包括：构建硬线备份控制线路，构建TCMS网络冗余控制线路，当TCMS网络正常时，启用TCMS网络冗余控制线路并采用预定算法进行TCMS网络控制；当TCMS网络异常时，启用硬线备份控制线路。本发明以TCMS网络控制优先，并以硬线控制为备份，同时保证TCMS网络控制的信号冗余度，确保牵引制动力控制安全可靠。
Description
技术领域
本发明涉及一种以TCMS控制牵引制动力的方法，尤其适用于城轨车辆。
背景技术
据申请人了解，目前国内城轨车辆牵引制动力控制方法主要存在以下问题：有的未采用TCMS(Train Control and Management System)网络，无法实施网络控制，这势必将落后于技术发展的潮流；有的信号冗余度不够，难以确保控制的可靠性。亟需研发出能克服现有技术缺点的新技术手段。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：克服现有技术存在的问题，提供一种以TCMS控制牵引制动力的方法，以TCMS网络控制优先，并以硬线控制为备份，同时保证TCMS网络控制的信号冗余度，确保牵引制动力控制安全可靠。
本发明解决其技术问题的技术方案如下：
以TCMS控制牵引制动力的方法，其特征是，
所用的牵引制动力控制系统包括：司机室手动控制设备、司机室自动驾驶设备、编码器、第一远程IO模块、第二远程IO模块、以及列车的各牵引控制单元和各制动控制单元；编码器的控制信号输出端经线路与列车的各牵引控制单元、各制动控制单元分别连接；
具体方法包括以下步骤：
第一步、构建硬线备份控制线路：
将司机室手动控制设备的电流输出端经硬线与编码器的手动模式电流输入端连接；将司机室自动驾驶设备的电流输出端经硬线与编码器的自动模式电流输入端连接；
第二步、构建TCMS网络冗余控制线路：
第一路的构建：将第一远程IO模块的第一输入端经第一切换开关与司机室手动控制设备的信号输出端或司机室自动驾驶设备的信号输出端连接，将 第一远程IO模块输出端与TCMS网络连接，将第二远程IO模块的第一输入端与TCMS网络连接，将第二远程IO模块输出端经第二切换开关与编码器的手动模式信号输入端或自动模式信号输入端连接；
第二路的构建：在司机室手动控制设备、司机室自动驾驶设备的电流输出端周向分别设电流环，将各电流环的信号输出端经第三切换开关分别与第一远程IO模块的第二输入端、第二远程IO模块的第二输入端连接；
当司机室手动控制设备处于激活状态时，第一切换开关将司机室手动控制设备的信号输出端与第一远程IO模块的第一输入端接通，第二切换开关将第二远程IO模块输出端与编码器的手动模式信号输入端接通，第三切换开关将与司机室手动控制设备对应的电流环信号输出端分别与第一远程IO模块的第二输入端、第二远程IO模块的第二输入端接通；
当司机室自动驾驶设备处于激活状态时，第一切换开关将司机室自动驾驶设备的信号输出端与第一远程IO模块的第一输入端接通，第二切换开关将第二远程IO模块输出端与编码器的自动模式信号输入端接通，第三切换开关将与司机室自动控制设备对应的电流环信号输出端分别与第一远程IO模块的第二输入端、第二远程IO模块的第二输入端接通；
第三步、当TCMS网络正常时，启用TCMS网络冗余控制线路并采用预定算法进行TCMS网络控制；当TCMS网络异常时，启用硬线备份控制线路；
第四步、判断是否停止控制牵引制动力，若否则转至第三步，若是则控制结束。
本发明进一步完善的技术方案如下：
优选地，第三步中，进行TCMS网络控制时：
第一远程IO模块的第一、第二输入端收到信号若相同或相应则判断第一远程IO模块为可信，若不同且不相应则判断第一远程IO模块为不可信；第二远程IO模块的第二输入端与第一远程IO模块的第一输入端收到信号若相同或相应则判断第二远程IO模块为可信，若不同且不相应则判断第二远程IO 模块为不可信；
预定算法具体包括：
S1.若第一远程IO模块可信且第一远程IO模块采集信号值在预设范围内，同时第二远程IO模块可信且第二远程IO模块采集信号值在预设范围内，则将第一、第二远程IO模块采集信号值两者进行对比，然后由TCMS网络经第二远程IO模块输出端向编码器输出信号；若对比所得比值小于或等于预设定值，则TCMS网络在牵引指令激活时向编码器输出两者中较小值，在制动指令激活时向编码器输出两者中较大值；若对比所得比值大于预设定值，则TCMS网络发出网络牵引制动力故障报警，同时TCMS网络在牵引指令激活时向编码器输出预设牵引力定值，在制动指令激活时向编码器输出预设制动力定值；
S2.若第一远程IO模块可信且第一远程IO模块采集信号值在预设范围内，同时第二远程IO模块不可信或第二远程IO模块采集信号值不在预设范围内，则由TCMS网络经第二远程IO模块输出端向编码器输出第一远程IO模块采集信号值；
S3.若第一远程IO模块不可信或第一远程IO模块采集信号值不在预设范围内，同时第二远程IO模块可信且第二远程IO模块采集信号值在预设范围内，则由TCMS网络经第二远程IO模块输出端向编码器输出第二远程IO模块采集信号值；
S4.若第一远程IO模块不可信或第一远程IO模块采集信号值不在预设范围内，同时第二远程IO模块不可信或第二远程IO模块采集信号值不在预设范围内，则TCMS网络发出网络牵引制动力故障报警，同时TCMS网络在牵引指令激活时向编码器输出预设牵引力定值，在制动指令激活时向编码器输出预设制动力定值。
采用该优选方案后，可在确保TCMS网络控制信号冗余度的基础上，进一步有效实现采集信号的有效性判断、采集信号对比、故障报警等功能，进一步确保牵引制动力控制的安全可靠。
优选地，编码器的控制信号输出端输出PWM波信号；编码器还具有与TCMS网络连接的信号端。
本发明以TCMS网络控制优先，并以硬线控制为备份，同时保证TCMS网络控制的信号冗余度，确保牵引制动力控制安全可靠。
附图说明
图1为本发明实施例采用的控制线路图。
具体实施方式
下面参照附图并结合实施例对本发明作进一步详细描述。但是本发明不限于所给出的例子。
实施例
如图1所示，本实施例以TCMS控制牵引制动力的方法所用的牵引制动力控制系统包括：司机室手动控制设备MC、司机室自动驾驶设备ATC、编码器ENC、第一远程IO模块RIOM10、第二远程IO模块RIOM11、以及列车的各牵引控制单元PCE和各制动控制单元PNE；编码器ENC的控制信号输出端I经线路与列车的各牵引控制单元PCE、各制动控制单元PNE分别连接；
具体方法包括以下步骤：
第一步、构建硬线备份控制线路：
将司机室手动控制设备MC的电流输出端A经硬线与编码器ENC的手动模式电流输入端B连接；将司机室自动驾驶设备ATC的电流输出端C经硬线与编码器ENC的自动模式电流输入端D连接；
第二步、构建TCMS网络冗余控制线路：
第一路的构建：将第一远程IO模块RIOM10的第一输入端11经第一切换开关1与司机室手动控制设备MC的信号输出端E或司机室自动驾驶设备ATC的信号输出端F连接，将第一远程IO模块RIOM10输出端与TCMS网络连接(图中未示)，将第二远程IO模块RIOM11的第一输入端与TCMS网络连接(图中未示)，将第二远程IO模块RIOM11输出端21经第二切换开关2与编码器ENC 的手动模式信号输入端G或自动模式信号输入端H连接；
第二路的构建：在司机室手动控制设备MC、司机室自动驾驶设备ATC的电流输出端周向分别设电流环4、5，将各电流环4、5的信号输出端经第三切换开关3分别与第一远程IO模块RIOM10的第二输入端12、第二远程IO模块RIOM11的第二输入端22连接；
当司机室手动控制设备MC处于激活状态时，第一切换开关1将司机室手动控制设备MC的信号输出端E与第一远程IO模块RIOM10的第一输入端11接通，第二切换开关2将第二远程IO模块RIOM11输出端21与编码器ENC的手动模式信号输入端G接通，第三切换开关3将与司机室手动控制设备MC对应的电流环4信号输出端分别与第一远程IO模块RIOM10的第二输入端12、第二远程IO模块RIOM11的第二输入端22接通；
当司机室自动驾驶设备ATC处于激活状态时，第一切换开关1将司机室自动驾驶设备ATC的信号输出端F与第一远程IO模块RIOM10的第一输入端11接通，第二切换开关2将第二远程IO模块RIOM11输出端21与编码器ENC的自动模式信号输入端H接通，第三切换开关3将与司机室自动控制设备对应的电流环5信号输出端分别与第一远程IO模块RIOM10的第二输入端12、第二远程IO模块RIOM11的第二输入端22接通；
第三步、当TCMS网络正常时，启用TCMS网络冗余控制线路并采用预定算法进行TCMS网络控制；当TCMS网络异常时，启用硬线备份控制线路；
第四步、判断是否停止控制牵引制动力，若否则转至第三步，若是则控制结束。
具体而言，第三步中，进行TCMS网络控制时：
第一远程IO模块RIOM10的第一、第二输入端收到信号若相同或相应则判断第一远程IO模块RIOM10为可信，若不同且不相应则判断第一远程IO模块RIOM10为不可信；第二远程IO模块RIOM11的第二输入端与第一远程IO模块RIOM10的第一输入端收到信号若相同或相应则判断第二远程IO模块 RIOM11为可信，若不同且不相应则判断第二远程IO模块RIOM11为不可信；
预定算法具体包括：
S1.若第一远程IO模块RIOM10可信且第一远程IO模块RIOM10采集信号值在预设范围内，同时第二远程IO模块RIOM11可信且第二远程IO模块RIOM11采集信号值在预设范围内，则将第一、第二远程IO模块RIOM11采集信号值两者进行对比，然后由TCMS网络经第二远程IO模块RIOM11输出端向编码器ENC输出信号；若对比所得比值小于或等于预设定值，则TCMS网络在牵引指令激活时向编码器ENC输出两者中较小值，在制动指令激活时向编码器ENC输出两者中较大值；若对比所得比值大于预设定值，则TCMS网络发出网络牵引制动力故障报警，同时TCMS网络在牵引指令激活时向编码器ENC输出预设牵引力定值，在制动指令激活时向编码器ENC输出预设制动力定值；
S2.若第一远程IO模块RIOM10可信且第一远程IO模块RIOM10采集信号值在预设范围内，同时第二远程IO模块RIOM11不可信或第二远程IO模块RIOM11采集信号值不在预设范围内，则由TCMS网络经第二远程IO模块RIOM11输出端向编码器ENC输出第一远程IO模块RIOM10采集信号值；
S3.若第一远程IO模块RIOM10不可信或第一远程IO模块RIOM10采集信号值不在预设范围内，同时第二远程IO模块RIOM11可信且第二远程IO模块RIOM11采集信号值在预设范围内，则由TCMS网络经第二远程IO模块RIOM11输出端向编码器ENC输出第二远程IO模块RIOM11采集信号值；
S4.若第一远程IO模块RIOM10不可信或第一远程IO模块RIOM10采集信号值不在预设范围内，同时第二远程IO模块RIOM11不可信或第二远程IO模块RIOM11采集信号值不在预设范围内，则TCMS网络发出网络牵引制动力故障报警，同时TCMS网络在牵引指令激活时向编码器ENC输出预设牵引力定值，在制动指令激活时向编码器ENC输出预设制动力定值。
此外，编码器ENC的控制信号输出端输出PWM波信号；编码器ENC还具有与TCMS网络连接的信号端。
除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。
Claims (4)
1.以TCMS控制牵引制动力的方法，其特征是，
所用的牵引制动力控制系统包括：司机室手动控制设备、司机室自动驾驶设备、编码器、第一远程IO模块、第二远程IO模块、以及列车的各牵引控制单元和各制动控制单元；编码器的控制信号输出端经线路与列车的各牵引控制单元、各制动控制单元分别连接；
所述方法包括以下步骤：
第一步、构建硬线备份控制线路：
将司机室手动控制设备的电流输出端经硬线与编码器的手动模式电流输入端连接；将司机室自动驾驶设备的电流输出端经硬线与编码器的自动模式电流输入端连接；
第二步、构建TCMS网络冗余控制线路：
第一路的构建：将第一远程IO模块的第一输入端经第一切换开关与司机室手动控制设备的信号输出端或司机室自动驾驶设备的信号输出端连接，将第一远程IO模块输出端与TCMS网络连接，将第二远程IO模块的第一输入端与TCMS网络连接，将第二远程IO模块输出端经第二切换开关与编码器的手动模式信号输入端或自动模式信号输入端连接；
第二路的构建：在司机室手动控制设备、司机室自动驾驶设备的电流输出端周向分别设电流环，将各电流环的信号输出端经第三切换开关分别与第一远程IO模块的第二输入端、第二远程IO模块的第二输入端连接；
当司机室手动控制设备处于激活状态时，第一切换开关将司机室手动控制设备的信号输出端与第一远程IO模块的第一输入端接通，第二切换开关将第二远程IO模块输出端与编码器的手动模式信号输入端接通，第三切换开关将与司机室手动控制设备对应的电流环信号输出端分别与第一远程IO模块的第二输入端、第二远程IO模块的第二输入端接通；
当司机室自动驾驶设备处于激活状态时，第一切换开关将司机室自动驾驶设备的信号输出端与第一远程IO模块的第一输入端接通，第二切换开关将第二远程IO模块输出端与编码器的自动模式信号输入端接通，第三切换开关将与司机室自动控制设备对应的电流环信号输出端分别与第一远程IO模块的第二输入端、第二远程IO模块的第二输入端接通；
第三步、当TCMS网络正常时，启用TCMS网络冗余控制线路并采用预定算法进行TCMS网络控制；当TCMS网络异常时，启用硬线备份控制线路；
第四步、判断是否停止控制牵引制动力，若否则转至第三步，若是则控制结束。
2.根据权利要求1所述的以TCMS控制牵引制动力的方法，其特征是，第三步中，进行TCMS网络控制时：
第一远程IO模块的第一、第二输入端收到信号若相同或相应则判断第一远程IO模块为可信，若不同且不相应则判断第一远程IO模块为不可信；第二远程IO模块的第二输入端与第一远程IO模块的第一输入端收到信号若相同或相应则判断第二远程IO模块为可信，若不同且不相应则判断第二远程IO模块为不可信；
预定算法具体包括：
S1.若第一远程IO模块可信且第一远程IO模块采集信号值在预设范围内，同时第二远程IO模块可信且第二远程IO模块采集信号值在预设范围内，则将第一、第二远程IO模块采集信号值两者进行对比，然后由TCMS网络经第二远程IO模块输出端向编码器输出信号；若对比所得比值小于或等于预设定值，则TCMS网络在牵引指令激活时向编码器输出第一、第二远程IO模块采集信号值中较小值，在制动指令激活时向编码器输出第一、第二远程IO模块采集信号值中较大值；若对比所得比值大于预设定值，则TCMS网络发出网络牵引制动力故障报警，同时TCMS网络在牵引指令激活时向编码器输出预设牵引力定值，在制动指令激活时向编码器输出预设制动力定值；
S2.若第一远程IO模块可信且第一远程IO模块采集信号值在预设范围内，同时第二远程IO模块不可信或第二远程IO模块采集信号值不在预设范围内，则由TCMS网络经第二远程IO模块输出端向编码器输出第一远程IO模块采集信号值；
S3.若第一远程IO模块不可信或第一远程IO模块采集信号值不在预设范围内，同时第二远程IO模块可信且第二远程IO模块采集信号值在预设范围内，则由TCMS网络经第二远程IO模块输出端向编码器输出第二远程IO模块采集信号值；
S4.若第一远程IO模块不可信或第一远程IO模块采集信号值不在预设范围内，同时第二远程IO模块不可信或第二远程IO模块采集信号值不在预设范围内，则TCMS网络发出网络牵引制动力故障报警，同时TCMS网络在牵引指令激活时向编码器输出预设牵引力定值，在制动指令激活时向编码器输出预设制动力定值。
3.根据权利要求1或2所述的以TCMS控制牵引制动力的方法，其特征是，编码器的控制信号输出端输出PWM波信号。
4.根据权利要求1或2所述的以TCMS控制牵引制动力的方法，其特征是，编码器还具有与TCMS网络连接的信号端。
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