CN104260740A - 列车空调机组启动控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及列车空调机组启动控制方法，所用空调系统包括空调控制器，空调控制器经通信网络与中央处理单元通信连接；中央处理单元内设有基准时钟，空调控制器内设有计时时钟、时钟信号有效位；列车的各车厢按预定顺序连续编号；控制方法包括：初始化校正同步，各空调控制器按自身计时时钟启停对应空调机组。本发明方法专门针对列车空调系统，在现有设备基础上，以极其巧妙地构思，在仅对控制过程稍作改动的情况下，即能有效解决现有的空调控制器受制于与TCMS系统通讯条件的技术问题，做到准确无误地使各车厢空调机组有序启停，进而彻底避免空调机组启停对电网造成较大的冲击。

Description

列车空调机组启动控制方法
技术领域
本发明涉及一种列车空调机组启动控制方法，尤其适用于城市轨道交通车辆。
背景技术
据申请人了解，城市轨道交通车辆的空调系统属于非重要安全相关的系统，为降低车辆成本，空调控制器(Heating，Ventilation and AirConditioning Control Unit，HVAC)间一般不设置内部通讯网络，因此HVAC间不能进行数据交互，无法直接知晓各自所管理的空调机组的启停状态。而空调机组的启动时，瞬时电流较大，短时造成较大压降。若多个空调机组同时启动，会给电网造成较大冲击。
为避免空调机组无序启动给电网造成的较大冲击，一般都会设计方案来有序启动各空调机组。现有城市轨道交通车辆空调机组顺序启动授权一般由列车控制与监测系统(Train Control and Monitoring System，TCMS)控制发送脉冲信号控制。TCMS系统中的中央处理单元(Vehicle Center ControlUnit，VCU)发送授权启动脉冲信号给各个HVAC(脉冲信号频带宽度一般根据空调机组启动成功需要的时间定义)。该脉冲信号顺序循环发送，同一个频带宽度代表的时间内，只有一个HVAC控制的空调机组能启动。
如此，在列车运行过程中，一旦某个HVAC与TCMS系统之间通讯中断，则该HVAC无法接收到VCU发送的授权启动脉冲信号，此时该HVAC所在编组的空调机组就无法实现制冷或者制热等正常工况。
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，提供一种列车空调机组启动控制方法，能有效避免空调控制器受制于与TCMS系统的通讯，可自动形成各车空调按顺序依次启动的控制效果。
本发明解决其技术问题的技术方案如下：
列车空调机组启动控制方法，所用空调系统包括一组分别设于各车厢内并用以控制所处车厢空调机组启停的空调控制器，空调控制器经通信网络与位于司机室内的中央处理单元通信连接；其特征是，中央处理单元内设有基准时钟，空调控制器内设有计时时钟、时钟信号有效位；列车的各车厢按预定顺序连续编号；控制方法包括以下步骤：
第一步、当列车上电时，各空调控制器将自身时钟信号有效位置于低电平，中央处理单元将基准时钟信号同时发送至各空调控制器，各空调控制器先分别将自身计时时钟校正至与基准时钟信号同步，再分别将自身时钟信号有效位置于高电平；中央处理单元实时监控各空调控制器的时钟信号有效位；转至第二步；
第二步、各空调控制器分别以相同的预定起始时间为基准时间T、以相同的预定时间段为时间间隔t、以所处车厢的编号为第一控制因子i、以车厢总数量为第二控制因子n、以当前所处循环次数为第三控制因子m；转至第三步；
第三步、各空调控制器在自身计时时钟的计时时间达到T+[n×(m－1)+(i－1)]×t时，各空调控制器开启所处车厢的空调机组，并当空调机组运行时间达到预定运行时间X时，各空调控制器关闭所处车厢的空调机组，预定运行时间X小于或等于t；转至第四步；
第四步、中央处理器判断是否停止控制，若否则转至第三步，若是则中央处理器向各空调控制器发出停止信号，使各空调控制器关闭所处车厢的空调机组，控制结束。
本发明进一步完善的技术方案如下：
优选地，第三步还包括：中央处理器判断与各空调控制器的通信是否中断，若中断则发出通信中断报警提示维修；若未中断，各空调控制器在自身计时时钟的计时时间达到T+[Y×(m－1)+(i－1)]×t+X时，将自身时钟信号有效位置于低电平，中央处理器检测到该空调控制器的时钟信号有效位处于低电平后、将其基准时钟的当前时钟信号发至该空调控制器，该空调控制器将自身计时时钟校正至与当前时钟信号同步，Y为预定的正整数。
优选地，中央处理单元有两个，分别位于列车两端的司机室内，其中，一中央处理单元执行发送基准时钟信号或当前时钟信号、监控各空调控制器的时钟信号有效位，另一中央处理单元执行判断通信是否中断、判断是否停止控制。
更优选地，两中央处理单元经同一总线分别与各空调控制器通信连接。
优选地，空调控制器的时钟信号有效位处于低电平时为0、处于高电平时为1。
优选地，时间间隔t为空调机组启动所需时间。
本发明方法专门针对列车空调系统，在现有设备基础上，以极其巧妙地构思，在仅对控制过程稍作改动的情况下，即能有效解决现有的空调控制器受制于与TCMS系统通讯条件的技术问题，做到准确无误地使各车厢空调机组有序启停，进而彻底避免空调机组启停对电网造成较大的冲击。
附图说明
图1为本发明实施例的案例中列车及设备位置示意图。
图2为图1案例涉及空调系统的电气连接示意图。
图3为图1案例启动时序示意图。
具体实施方式
下面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
本实施例所用空调系统包括一组分别设于各车厢内并用以控制所处车厢空调机组启停的空调控制器，空调控制器经通信网络与位于司机室内的中央处理单元通信连接。
中央处理单元内设有基准时钟，空调控制器内设有计时时钟、时钟信号有效位；列车的各车厢按预定顺序连续编号。
具体而言，中央处理单元有两个，分别位于列车两端的司机室内，其中，一中央处理单元执行发送基准时钟信号或当前时钟信号、监控各空调控制器的时钟信号有效位，另一中央处理单元执行判断通信是否中断、判断是否停止控制。两中央处理单元经同一总线分别与各空调控制器通信连接。
本实施例的列车空调机组启动控制方法包括以下步骤：
第一步、当列车上电时，各空调控制器将自身时钟信号有效位置于低电平，中央处理单元将基准时钟信号同时发送至各空调控制器，各空调控制器先分别将自身计时时钟校正至与基准时钟信号同步，再分别将自身时钟信号有效位置于高电平；中央处理单元实时监控各空调控制器的时钟信号有效位；转至第二步；
其中，空调控制器的时钟信号有效位处于低电平时为0、处于高电平时为1。
第二步、各空调控制器分别以相同的预定起始时间为基准时间T、以相同的预定时间段为时间间隔t、以所处车厢的编号为第一控制因子i、以车厢总数量为第二控制因子n、以当前所处循环次数为第三控制因子m；转至第三步；
其中，时间间隔t为空调机组启动所需时间。
第三步、各空调控制器在自身计时时钟的计时时间达到T+[n×(m－1)+(i－1)]×t时，各空调控制器开启所处车厢的空调机组，并当空调机组运行时间达到预定运行时间X时，各空调控制器关闭所处车厢的空调机组，预定运行时间X小于或等于t；转至第四步；
第四步、中央处理器判断是否停止控制，若否则转至第三步，若是则中央处理器向各空调控制器发出停止信号，使各空调控制器关闭所处车厢的空调机组，控制结束。
此外，第三步还包括：中央处理器判断与各空调控制器的通信是否中断，若中断则发出通信中断报警提示维修；若未中断，各空调控制器在自身计时时钟的计时时间达到T+[Y×(m－1)+(i－1)]×t+X时，将自身时钟信号有效位置于低电平，中央处理器检测到该空调控制器的时钟信号有效位处于低电平后、将其基准时钟的当前时钟信号发至该空调控制器，该空调控制器将自身计时时钟校正至与当前时钟信号同步，Y为预定的正整数。
试验案例：
如图1所示，试验对象为含有6列车厢的列车，列车两端的司机室内分别设有中央处理单元(VCU)1，各车厢内设有空调控制器(HVAC)2，各车厢按顺序连续编号为C1至C6。
如图2所示，两中央处理单元(VCU)经同一网络总线相互连接，同时经该总线分别与各空调控制器(HVAC)通信连接，各空调控制器(HVAC)分别控制所处车厢的空调机组。
如图3所示，自基准时间T起，C1至C6车厢的空调控制器按时间间隔t依次启动空调机组，完成顺序启停。
该案例中，第二控制因子n＝6，各车厢的空调控制器在自身计时时钟的计时时间达到启动时间点Tx时开启所处车厢的空调机组，并在运行时间达到预定运行时间X＝t时关闭所处车厢的空调机组。启动时间点Tx＝T+[6×(m－1)+(i－1)]×t，详细列表如下表所示：
经测试，该试验案例可在整个列车的运行过程中确保各车厢空调机组按顺序依次启停，彻底避免空调机组启停对电网造成较大的冲击。
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 (6)

1.列车空调机组启动控制方法，所用空调系统包括一组分别设于各车厢内并用以控制所处车厢空调机组启停的空调控制器，所述空调控制器经通信网络与位于司机室内的中央处理单元通信连接；其特征是，所述中央处理单元内设有基准时钟，所述空调控制器内设有计时时钟、时钟信号有效位；所述列车的各车厢按预定顺序连续编号；所述控制方法包括以下步骤：
第一步、当列车上电时，各空调控制器将自身时钟信号有效位置于低电平，中央处理单元将基准时钟信号同时发送至各空调控制器，各空调控制器先分别将自身计时时钟校正至与基准时钟信号同步，再分别将自身时钟信号有效位置于高电平；中央处理单元实时监控各空调控制器的时钟信号有效位；转至第二步；
第二步、各空调控制器分别以相同的预定起始时间为基准时间T、以相同的预定时间段为时间间隔t、以所处车厢的编号为第一控制因子i、以车厢总数量为第二控制因子n、以当前所处循环次数为第三控制因子m；转至第三步；
第三步、各空调控制器在自身计时时钟的计时时间达到T+[n×(m－1)+(i－1)]×t时，各空调控制器开启所处车厢的空调机组，并当空调机组运行时间达到预定运行时间X时，各空调控制器关闭所处车厢的空调机组，所述预定运行时间X小于或等于t；转至第四步；
第四步、中央处理器判断是否停止控制，若否则转至第三步，若是则中央处理器向各空调控制器发出停止信号，使各空调控制器关闭所处车厢的空调机组，控制结束。
2.根据权利要求1所述列车空调机组启动控制方法，其特征是，第三步还包括：中央处理器判断与各空调控制器的通信是否中断，若中断则发出通信中断报警提示维修；若未中断，各空调控制器在自身计时时钟的计时时间达到T+[Y×(m－1)+(i－1)]×t+X时，将自身时钟信号有效位置于低电平，中央处理器检测到该空调控制器的时钟信号有效位处于低电平后、将其基准时钟的当前时钟信号发至该空调控制器，该空调控制器将自身计时时钟校正至与当前时钟信号同步，Y为预定的正整数。
3.根据权利要求1所述列车空调机组启动控制方法，其特征是，所述中央处理单元有两个，分别位于列车两端的司机室内，其中，一中央处理单元执行发送基准时钟信号或当前时钟信号、监控各空调控制器的时钟信号有效位，另一中央处理单元执行判断通信是否中断、判断是否停止控制。
4.根据权利要求3所述列车空调机组启动控制方法，其特征是，两中央处理单元经同一总线分别与各空调控制器通信连接。
5.根据权利要求1至4任一项所述列车空调机组启动控制方法，其特征是，所述空调控制器的时钟信号有效位处于低电平时为0、处于高电平时为1。
6.根据权利要求1至4任一项所述列车空调机组启动控制方法，其特征是，所述时间间隔t为空调机组启动所需时间。
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