CN104442923B - 一种基于逻辑控制单元的城轨车辆电气控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及基于逻辑控制单元的城轨车辆电气控制方法，包括以下步骤:一、逻辑控制单元判断列车是否有低压欠压信号激活，S1＝1进入步骤二；二、逻辑控制单元判断列车司机室是否激活，S21＝0进入步骤三，S21＝1进入步骤a；a、逻辑控制单元判断列车是否有高压信号，S22＝0进入步骤三，S22＝1进入步骤b；b、逻辑控制单元判断列车是否有中压信号，S23＝0进入步骤三，S23＝1逻辑控制单元控制列车睡眠；三、逻辑控制单元判断睡眠按钮是否激活，S3＝0逻辑控制单元控制列车睡眠，S3＝1停止操作。本发明减少了总线通信数据，显著降低了电气控制系统的失效率，使用安全可靠。

Description

一种基于逻辑控制单元的城轨车辆电气控制方法

技术领域

本发明涉及一种基于逻辑控制单元的城轨车辆电气控制方法。

背景技术

目前城轨车辆的电气控制一般采用继电器硬线控制方式，如图3所示的列车睡眠控制，以及图5所示的牵引控制，该方式可通过增加相应的继电器来实现新控制功能的增加，控制功能越多继电器的数目也就越多，而在城轨车辆环境中继电器容易出现老化、触电粘连几卡位等现象，容易影响整个电气控制系统的功能，进而影响城轨车辆的运行。为了确保城轨车辆电气控制的可靠性，降低电气控制系统中继电器的失效率，须使用高质量继电器，因此重要的继电器均采用价格昂贵的进口安全继电器，而其它类型的继电器也采用国内高质量的继电器，并对所有继电器增加工作指示灯，以辅助维护人员通过指示灯间接判断继电器是否出现故障，同时在控制电路中进行冗余设计，以确保单点故障时控制系统的功能仍旧安全可靠。电路的冗余设计使得电气控制系统更为复杂，布线更多，增加了采购及人工成本，同时对继电器的质量要求提高也相应增加了城轨车辆的制造成本，继电器增加的工作指示灯也没有彻底解决继电器失效的问题。经检索发现，公开号为CN202923672的专利提供了一种列车微机联锁分级的电气控制结构，该结构包括人机对话层、联锁运算层及复核驱动层，通过人机对话，利用站内线路进行行车和调车指挥。

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，提供一种基于逻辑控制单元的城轨车辆电气控制方法，该方法通过软件逻辑控制来替换继电器控制，不仅提供了一个更为灵活、可靠的城轨车辆电气控制系统，还减少了城轨车辆的布线以及继电器的安装。

本发明解决其技术问题的技术方案如下：

基于逻辑控制单元的城轨车辆电气控制方法，该方法的装置包括列车控制与诊断系统，用于采集城轨车辆的信息；逻辑控制单元，用于接收列车控制与诊断系统采集的信息并根据信息进行逻辑联锁控制；列车控制系统和列车牵引系统，用于执行逻辑控制单元输出的操作指令；该方法包括以下步骤：

一、设列车低压欠压信号S1的激活状态为0，未激活状态为1，列车控制与诊断系统采集列车低压欠压信号的状态并传送至逻辑控制单元，逻辑控制单元根据⑴式判断列车是否有低压欠压信号激活，

S1＝0⑴

若S1＝0，列车低压欠压信号激活，逻辑控制单元控制列车睡眠，若S1＝1，列车无低压欠压信号存在，进入步骤二；

二、设列车司机室S21的激活状态为0，未激活状态为1，列车控制与诊断系统采集列车司机室的状态并传送至逻辑控制单元，逻辑控制单元根据⑵式判断列车司机室是否激活，

S21＝0⑵

若S21＝0，列车司机室激活，进入步骤三，若S21＝1，列车司机室未激活，进入步骤a；

a、设列车有高压信号S22的状态为0，无高压信号S22的状态为1，列车控制与诊断系统采集列车的高压状态并传送至逻辑控制单元，逻辑控制单元根据⑶式判断列车是否有高压信号，

S22＝0⑶

若S22＝0，列车有高压信号，进入步骤三，若S22＝1，列车无高压信号，进入步骤b；

b、设列车有中压信号S23的状态为0，无中压信号S23的状态为1，列车控制与诊断系统采集列车的中压状态并传送至逻辑控制单元，逻辑控制单元根据⑷式判断列车是否有中压信号，

S23＝0⑷

若S23＝0，列车有中压信号，进入步骤三，若S23＝1，列车无中压信号，逻辑控制单元控制列车睡眠；

三、设列车睡眠按钮S3的激活状态为0，未激活状态为1，列车控制与诊断系统采集列车睡眠按钮的状态并传送至逻辑控制单元，逻辑控制单元根据⑸式判断睡眠按钮是否激活，

S3＝0⑸

若S3＝0，列车睡眠按钮激活，逻辑控制单元控制列车睡眠，若S3＝1，列车睡眠按钮未激活，停止操作。

本发明进一步完善的技术方案如下：

优选地，在所述步骤一中，列车低压欠压信号激活时，逻辑控制单元延时45分钟后输出睡眠指令至列车控制系统，控制列车睡眠。

优选地，在所述步骤b中，列车无中压信号时，逻辑控制单元延时10分钟后输出睡眠指令至列车控制系统，控制列车睡眠。

优选地，所述步骤三中，列车睡眠按钮激活时，逻辑控制单元立即输出睡眠指令至列车控制系统，控制列车睡眠。

优选地，所述步骤三中停止操作后，还具有如下步骤：

四、设列车有牵引信号S4的状态为0，无牵引信号S4的状态为1，列车控制与诊断系统采集列车的牵引状态并传送至逻辑控制单元，逻辑控制单元根据⑹式判断列车是否有牵引信号，

S4＝0⑹

若S4＝0，列车有牵引信号指令，进入步骤五，若S4＝1，列车无牵引信号，操作结束；

五、设列车有车门闭锁信号S5的状态为0，无车门闭锁信号S5的状态为1，列车控制与诊断系统采集列车车门锁闭状态并传送至逻辑控制单元，逻辑控制单元根据⑺式判断列车是否有车门闭锁信号，

S5＝0⑺

若S5＝0，列车有车门闭锁信号指令，进入步骤六，若S5＝1，列车无车门闭锁信号，操作结束；

六、设列车有制动缓解信号S6的状态为0，无制动缓解信号S6的状态为1，列车控制与诊断系统采集列车制动状态并传送至逻辑控制单元，逻辑控制单元根据⑻式判断列车是否有制动缓解信号，

S6＝0⑻

若S6＝0，列车有制动缓解信号指令，逻辑控制单元输出牵引允许指令，控制列车牵引系统启动，若S6＝1，列车无制动缓解信号，操作结束。

本发明的有益效果是：本发明采用逻辑控制单元替代传统的硬线控制电路，有效地减少了电路中的各类继电器，逻辑控制单元通过列车控制与诊断系统采集城轨车辆的操作指令，并通过软件程序实现逻辑联锁控制，取代了传统继电器，同时通过逻辑控制单元的固态继电器输出控制相应的设备运行，实现了车辆的控制功能，进而分担车辆控制单元的部分工作，减少了总线通信数据，降低了车辆控制单元的性能压力，显著降低了电气控制系统的失效率，使用安全可靠。

附图说明

图1为本发明的电气控制方法流程图。

图2为本发明的睡眠控制示意图。

图3为睡眠控制的硬线控制示意图。

图4为本发明的牵引控制示意图。

图5为牵引控制的硬线控制示意图。

图6为图4中逻辑控制单元的软件模块图。

图7为本发明逻辑控制单元的结构示意图。

图中：S1低压欠压信号，S2无司机室激活、无高压、无中压信号，S3睡眠按钮激活信号，KM1时间继电器延时45分钟，KM2时间继电器延时10分钟，KM3睡眠继电器。

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。

本发明的装置包括列车控制与诊断系统，用于采集城轨车辆的信息；逻辑控制单元，用于接收列车控制与诊断系统采集的信息并根据信息进行逻辑联锁控制；列车控制系统和列车牵引系统，用于执行逻辑控制单元输出的操作指令。

本发明的方法包括以下步骤：一、设列车低压欠压信号S1的激活状态为0，未激活状态为1，列车控制与诊断系统采集列车低压欠压信号的状态并传送至逻辑控制单元，逻辑控制单元根据⑴式（即S1＝0）判断列车是否有低压欠压信号激活，若S1＝0，列车低压欠压信号激活，逻辑控制单元控制列车睡眠，若S1＝1，列车无低压欠压信号存在，进入步骤二；二、设列车司机室S21的激活状态为0，未激活状态为1，列车控制与诊断系统采集列车司机室的状态并传送至逻辑控制单元，逻辑控制单元根据⑵式（即S21＝0）判断列车司机室是否激活，若S21＝0，列车司机室激活，进入步骤三，若S21＝1，列车司机室未激活，进入步骤a；a、设列车有高压信号S22的状态为0，无高压信号S22的状态为1，列车控制与诊断系统采集列车的高压状态并传送至逻辑控制单元，逻辑控制单元根据⑶式（即S22＝0）判断列车是否有高压信号，若S22＝0，列车有高压信号，进入步骤三，若S22＝1，列车无高压信号，进入步骤b；b、设列车有中压信号S23的状态为0，无中压信号S23的状态为1，列车控制与诊断系统采集列车的中压状态并传送至逻辑控制单元，逻辑控制单元根据⑷式（即S23＝0）判断列车是否有中压信号，若S23＝0，列车有中压信号，进入步骤三，若S23＝1，列车无中压信号，逻辑控制单元控制列车睡眠；三、设列车睡眠按钮S3的激活状态为0，未激活状态为1，列车控制与诊断系统采集列车睡眠按钮的状态并传送至逻辑控制单元，逻辑控制单元根据⑸式（即S3＝0）判断睡眠按钮是否激活，若S3＝0，列车睡眠按钮激活，逻辑控制单元控制列车睡眠，若S3＝1，列车睡眠按钮未激活，进入步骤四；四、设列车有牵引信号S4的状态为0，无牵引信号S4的状态为1，列车控制与诊断系统采集列车的牵引状态并传送至逻辑控制单元，逻辑控制单元根据⑹式（即S4＝0）判断列车是否有牵引信号，若S4＝0，列车有牵引信号，进入步骤五，若S4＝1，列车无牵引信号，操作结束；五、设列车有车门闭锁信号S5的状态为0，无车门闭锁信号S5的状态为1，列车控制与诊断系统采集列车车门锁闭状态并传送至逻辑控制单元，逻辑控制单元根据⑺式（即S5＝0）判断列车是否有车门闭锁信号，若S5＝0，列车有车门闭锁信号，进入步骤六，若S5＝1，列车无车门闭锁信号，操作结束；六、设列车有制动缓解信号S6的状态为0，无制动缓解信号S6的状态为1，列车控制与诊断系统采集列车制动状态并传送至逻辑控制单元，逻辑控制单元根据⑻式（即S6＝0）判断列车是否有制动缓解信号，若S6＝0，列车有制动缓解信号，逻辑控制单元输出牵引允许指令，控制列车牵引系统启动，若S6＝1，列车无制动缓解信号，操作结束。

在步骤一中，列车低压欠压信号激活时，逻辑控制单元延时45分钟后输出睡眠指令至列车控制系统，控制列车睡眠。

在步骤b中，列车无中压信号时，逻辑控制单元延时10分钟后输出睡眠指令至列车控制系统，控制列车睡眠。

在步骤三中，列车睡眠按钮激活时，逻辑控制单元立即输出睡眠指令至列车控制系统，控制列车睡眠。

实施例1

如图1、图2、图4和图6所示，本实施例基于逻辑控制单元的城轨车辆电气控制方法，步骤如下：设列车低压欠压信号S1的激活状态为0，未激活状态为1，列车控制与诊断系统采集列车低压欠压信号的状态并传送至逻辑控制单元，逻辑控制单元根据⑴式（即S1＝0）判断列车是否有低压欠压信号激活，当S1＝1时，列车无低压欠压信号存在，进入下一步；设列车司机室S21的激活状态为0，未激活状态为1，列车控制与诊断系统采集列车司机室的状态并传送至逻辑控制单元，逻辑控制单元根据⑵式（即S21＝0）判断列车司机室是否激活，当S21＝1时，列车司机室未激活，进入下一步；设列车有高压信号S22的状态为0，无高压信号S22的状态为1，列车控制与诊断系统采集列车的高压状态并传送至逻辑控制单元，逻辑控制单元根据⑶式（即S22＝0）判断列车是否有高压信号，当S22＝1时，列车无高压信号，进入下一步；设列车有中压信号S23的状态为0，无中压信号S23的状态为1，列车控制与诊断系统采集列车的中压状态并传送至逻辑控制单元，逻辑控制单元根据⑷式（即S23＝0）判断列车是否有中压信号，当S23＝1时，列车无中压信号，逻辑控制单元延时10分钟后输出睡眠指令至列车控制系统，控制列车睡眠。

本实施例的装置包括用于采集城轨车辆的信息的列车控制与诊断系统，用于接收列车控制与诊断系统采集的信息并根据信息进行逻辑联锁控制的逻辑控制单元，以及用于执行逻辑控制单元输出的操作指令的列车控制系统和列车牵引系统。如图7所示，逻辑控制单元具有多通道的输入、输出接口，以及总线接口，逻辑控制单元通过其内的通信接口单元与列车控制与诊断系统进行通信，接收本地车辆信息，实现本地车辆控制功能，并且逻辑控制单元具有冗余的硬件设施，可以保障设备安全运行和高可靠性，当逻辑控制单元的某一硬件故障时，能够自动切换到备用硬件，使得逻辑控制单元的功能设施不受影响。另外，逻辑控制单元采用多通道输入及多通道输出，能够实现更多的本地车辆控制功能，从而在保证功能的同时大大减少传统继电器，降低了因继电器失效带来的风险。

实施例2

本实施例与实施例1的不同之处在于：逻辑控制单元根据⑴式（即S1＝0）判断列车是否有低压欠压信号激活，当S1＝0时，列车低压欠压信号激活，逻辑控制单元延时45分钟输出睡眠指令至列车控制系统，列车控制系统控制列车睡眠。

实施例3

本实施例与实施例1的不同之处在于：逻辑控制单元根据⑵式（即S21＝0）判断列车司机室是否激活，当S21＝0时，列车司机室激活，进入下一步；设列车睡眠按钮S3的激活状态为0，未激活状态为1，列车控制与诊断系统采集列车睡眠按钮的状态并传送至逻辑控制单元，逻辑控制单元根据⑸式（即S3＝0）判断睡眠按钮是否激活，当S3＝0时，列车睡眠按钮激活，逻辑控制单元立即输出睡眠指令至列车控制系统，列车控制系统控制列车睡眠。

实施例4

本实施例与实施例1的不同之处在于：逻辑控制单元根据⑸式（即S3＝0）判断睡眠按钮是否激活，当S3＝1时，列车睡眠按钮未激活，进入下一步；设列车有牵引信号S4的状态为0，无牵引信号S4的状态为1，列车控制与诊断系统采集列车的牵引状态并传送至逻辑控制单元，逻辑控制单元根据⑹式（即S4＝0）判断列车是否有牵引信号，当S4＝0时，列车有牵引信号，进入下一步；设列车有车门闭锁信号S5的状态为0，无车门闭锁信号S5的状态为1，列车控制与诊断系统采集列车车门锁闭状态并传送至逻辑控制单元，逻辑控制单元根据⑺式（即S5＝0）判断列车是否有车门闭锁信号，当S5＝0时，列车有车门闭锁信号，进入下一步；设列车有制动缓解信号S6的状态为0，无制动缓解信号S6的状态为1，列车控制与诊断系统采集列车制动状态并传送至逻辑控制单元，逻辑控制单元根据⑻式（即S6＝0）判断列车是否有制动缓解信号，当S6＝0时，列车有制动缓解信号，逻辑控制单元输出牵引允许指令，控制列车牵引系统启动。

实施例5

本实施例与实施例1的不同之处在于：逻辑控制单元根据⑹式（即S4＝0）判断列车是否有牵引信号，当S4＝1时，列车无牵引信号，操作结束。

实施例6

本实施例与实施例1的不同之处在于：逻辑控制单元根据⑺式（即S5＝0）判断列车是否有车门闭锁信号，当S5＝1时，列车无车门闭锁信号，操作结束。

实施例7

本实施例与实施例1的不同之处在于：逻辑控制单元根据⑻式（即S6＝0）判断列车是否有制动缓解信号，当S6＝1时，列车无制动缓解信号，操作结束。

实施例8

本实施例与实施例1的不同之处在于：逻辑控制单元根据⑶式（即S22＝0）判断列车是否有高压信号，当S22＝0时，列车有高压信号，进入下一步，逻辑控制单元根据⑸式（即S3＝0）判断睡眠按钮是否激活，当S3＝0时，列车睡眠按钮激活，逻辑控制单元控制列车睡眠，当S3＝1时，列车睡眠按钮未激活，进入下一步；逻辑控制单元根据⑹式（即S4＝0）判断列车是否有牵引信号，当S4＝1时，列车无牵引信号，操作结束，当S4＝0时，列车有牵引信号，进入下一步；逻辑控制单元根据⑺式（即S5＝0）判断列车是否有车门闭锁信号，当S5＝1时，列车无车门闭锁信号，操作结束，当S5＝0时，列车有车门闭锁信号，进入下一步；逻辑控制单元根据⑻式（即S6＝0）判断列车是否有制动缓解信号，当S6＝1时，列车无制动缓解信号，操作结束，当S6＝0时，列车有制动缓解信号，逻辑控制单元输出牵引允许指令，控制列车牵引系统启动。

实施例9

本实施例与实施例1的不同之处在于：逻辑控制单元根据⑷式（即S23＝0）判断列车是否有中压信号，当S23＝0时，列车有中压信号，进入下一步；逻辑控制单元根据⑸式（即S3＝0）判断睡眠按钮是否激活，当S3＝0时，列车睡眠按钮激活，逻辑控制单元控制列车睡眠，当S3＝1时，列车睡眠按钮未激活，进入下一步；逻辑控制单元根据⑹式（即S4＝0）判断列车是否有牵引信号，当S4＝1时，列车无牵引信号，操作结束，当S4＝0时，列车有牵引信号，进入下一步；逻辑控制单元根据⑺式（即S5＝0）判断列车是否有车门闭锁信号，当S5＝1时，列车无车门闭锁信号，操作结束，当S5＝0时，列车有车门闭锁信号，进入下一步；逻辑控制单元根据⑻式（即S6＝0）判断列车是否有制动缓解信号，当S6＝1时，列车无制动缓解信号，操作结束，当S6＝0时，列车有制动缓解信号，逻辑控制单元输出牵引允许指令，控制列车牵引系统启动。

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.基于逻辑控制单元的城轨车辆电气控制方法，其特征是，该方法的装置包括列车控制与诊断系统，用于采集城轨车辆的信息；逻辑控制单元，用于接收列车控制与诊断系统采集的信息并根据信息进行逻辑联锁控制；列车控制系统和列车牵引系统，用于执行逻辑控制单元输出的操作指令；该方法包括以下步骤：

一、设列车低压欠压信号S1的激活状态为0，未激活状态为1，列车控制与诊断系统采集列车低压欠压信号的状态并传送至逻辑控制单元，逻辑控制单元根据⑴式判断列车是否有低压欠压信号激活，

S1＝0⑴

若S1＝0，列车低压欠压信号激活，逻辑控制单元控制列车睡眠，若S1＝1，列车无低压欠压信号存在，进入步骤二；列车低压欠压信号激活时，逻辑控制单元延时45分钟后输出睡眠指令至列车控制系统，控制列车睡眠；

二、设列车司机室S21的激活状态为0，未激活状态为1，列车控制与诊断系统采集列车司机室的状态并传送至逻辑控制单元，逻辑控制单元根据⑵式判断列车司机室是否激活，

S21＝0⑵

若S21＝0，列车司机室激活，进入步骤三，若S21＝1，列车司机室未激活，进入步骤a；

a、设列车有高压信号S22的状态为0，无高压信号S22的状态为1，列车控制与诊断系统采集列车的高压状态并传送至逻辑控制单元，逻辑控制单元根据⑶式判断列车是否有高压信号，

S22＝0⑶

若S22＝0，列车有高压信号，进入步骤三，若S22＝1，列车无高压信号，进入步骤b；

b、设列车有中压信号S23的状态为0，无中压信号S23的状态为1，列车控制与诊断系统采集列车的中压状态并传送至逻辑控制单元，逻辑控制单元根据⑷式判断列车是否有中压信号，

S23＝0⑷

若S23＝0，列车有中压信号，进入步骤三，若S23＝1，列车无中压信号，逻辑控制单元控制列车睡眠；

三、设列车睡眠按钮S3的激活状态为0，未激活状态为1，列车控制与诊断系统采集列车睡眠按钮的状态并传送至逻辑控制单元，逻辑控制单元根据⑸式判断睡眠按钮是否激活，

S3＝0⑸

若S3＝0，列车睡眠按钮激活，逻辑控制单元控制列车睡眠，若S3＝1，列车睡眠按钮未激活，停止操作。

2.根据权利要求1所述基于逻辑控制单元的城轨车辆电气控制方法，其特征是：在所述步骤b中，列车无中压信号时，逻辑控制单元延时10分钟后输出睡眠指令至列车控制系统，控制列车睡眠。

3.根据权利要求1所述基于逻辑控制单元的城轨车辆电气控制方法，其特征是：所述步骤三中，列车睡眠按钮激活时，逻辑控制单元立即输出睡眠指令至列车控制系统，控制列车睡眠。

4.根据权利要求1所述基于逻辑控制单元的城轨车辆电气控制方法，其特征是，所述步骤三中停止操作后，还具有如下步骤：

四、设列车有牵引信号S4的状态为0，无牵引信号S4的状态为1，列车控制与诊断系统采集列车的牵引状态并传送至逻辑控制单元，逻辑控制单元根据⑹式判断列车是否有牵引信号，

S4＝0⑹

若S4＝0，列车有牵引信号，进入步骤五，若S4＝1，列车无牵引信号，操作结束；

五、设列车有车门闭锁信号S5的状态为0，无车门闭锁信号S5的状态为1，列车控制与诊断系统采集列车车门锁闭状态并传送至逻辑控制单元，逻辑控制单元根据⑺式判断列车是否有车门闭锁信号，

S5＝0⑺

若S5＝0，列车有车门闭锁信号，进入步骤六，若S5＝1，列车无车门闭锁信号，操作结束；

六、设列车有制动缓解信号S6的状态为0，无制动缓解信号S6的状态为1，列车控制与诊断系统采集列车制动状态并传送至逻辑控制单元，逻辑控制单元根据⑻式判断列车是否有制动缓解信号，

S6＝0⑻

若S6＝0，列车有制动缓解信号，逻辑控制单元输出牵引允许指令，控制列车牵引系统启动，若S6＝1，列车无制动缓解信号，操作结束。