CN110525224A - 基于智能控制单元的列车受电弓逻辑智能控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供一种基于智能控制单元的列车受电弓逻辑智能控制系统，包括：智能控制单元、升弓执行继电器、升弓电磁阀及列车网络单元；智能控制单元接收到列车网络单元发送的升弓指令后，控制第一电子开关闭合，升弓执行继电器得电，升弓执行继电器的第一触点闭合，升弓电磁阀得电，受电弓升起。本发明实施例提供的基于智能控制单元的列车受电弓逻辑智能控制系统，通过采用LCU等智能控制单元为控制核心，实现了受电弓的控制，使用无触点控制系统，解决了目前动车组继电器逻辑控制电路复杂、触点异常黏连、电路板烧损等问题；节省设计运用改造、后期维修和备品备件成本；提高动车组逻辑控制电路的可靠性并简化了电路，提高后期维护、改造效率。

Description

基于智能控制单元的列车受电弓逻辑智能控制系统

技术领域

本发明涉及自动控制技术领域，具体涉及一种基于智能控制单元的列车受电弓逻辑智能控制系统。

背景技术

在动车组受电弓逻辑控制电路中，由于涉及继电器数量较多，增加了单点故障导致整个系统失效的风险，同时，由于涉及保护条件较多，电路结构较为复杂。目前若需要进行受电弓逻辑控制的改造，需要在原有电路基础上进行线路改造，这种改造可能会涉及电路板的废弃与重制或外部接线的改动，浪费人力物力，提高了改造成本。其次，对于目前车辆逻辑控制的结构而言，所有的印制电路板存在烧损的风险，而避免烧损的保护全部集中在空开一侧，若出现问题，空开跳断，则会出现大面积逻辑控制电路失效情况，以目前技术若要对每条回路都进行保护成本太高。

发明内容

为解决或至少部分解决现有技术中的问题，本发明实施例提供一种基于智能控制单元的列车受电弓逻辑智能控制系统，包括：智能控制单元、升弓执行继电器、升弓电磁阀及列车网络单元；所述智能控制单元包括受电弓升弓控制端口，所述受电弓升弓控制端口通过所述智能控制单元内部的第一电子开关连接电源正极；并且，所述受电弓升弓控制端口连接所述升弓执行继电器的第一端，所述升弓执行继电器的第二端连接电源负极；所述升弓执行继电器的第一触点的第一端连接电源正极，所述升弓执行继电器的第一触点在所述升弓执行继电器得电状态下闭合、失电状态下断开；所述升弓执行继电器的第一触点的第二端连接所述升弓电磁阀的第一端，所述升弓电磁阀的第二端连接电源负极；所述智能控制单元接收到列车网络单元发送的升弓指令后，所述第一电子开关闭合，所述升弓执行继电器得电，所述升弓执行继电器的第一触点闭合，所述升弓电磁阀得电，受电弓升起。

进一步地，所述受电弓升弓控制端口连接所述升弓执行继电器的第二触点的第一端，所述升弓执行继电器的第二触点的第二端连接电源正极；所述第一电子开关闭合后，所述受电弓升弓控制端口向所述升弓执行继电器输出脉冲信号，激活所述升弓执行继电器；所述升弓执行继电器的第二触点闭合，实现对所述升弓执行继电器的自锁，保持受电弓升起状态。

进一步地，所述智能控制单元还包括判断模块，所述判断模块用于在所述智能控制单元接收到列车网络单元发送的升弓指令后，根据预设规则判断是否具备升弓条件，若是，则闭合所述第一电子开关。

进一步地，所述系统还包括受电弓紧急降下继电器；所述智能控制单元还包括受电弓降弓控制端口，所述受电弓降弓控制端口通过第二电子开关连接电源正极；所述受电弓紧急降下继电器的第一端连接电源负极，所述受电弓紧急降下继电器的第二端连接所述受电弓降弓控制端口；所述受电弓升弓控制端口和所述升弓执行继电器之间串联有所述受电弓紧急降下继电器的第一触点，所述受电弓紧急降下继电器的第一触点在所述受电弓紧急降下继电器得电状态下断开、失电状态下闭合；所述智能控制单元接收到所述列车网络单元发送的降弓指令后，所述第二电子开关闭合，所述受电弓紧急降下继电器得电，所述受电弓紧急降下继电器的第一触点断开，所述升弓执行继电器失电，所述升弓执行继电器的第一触点断开，所述升弓电磁阀失电，受电弓降下。

进一步地，所述系统还包括紧急断电继电器；所述受电弓紧急降下继电器的第一触点和所述升弓执行继电器之间串联有所述紧急断电继电器的第一触点；所述升弓执行继电器的第一触点和所述升弓电磁阀之间串联有所述紧急断电继电器的第二触点；所述紧急断电继电器的第一触点和所述紧急断电继电器的第二触点在所述紧急断电继电器得电状态下断开、失电状态下闭合；所述升弓执行继电器的第一触点的第一端、所述升弓执行继电器的第二触点的第二端分别通过第一空气开关连接电源正极。

进一步地，所述系统还包括司机室升降弓控制开关、紧急模式继电器及受电弓紧急升起继电器，所述司机室升降弓控制开关包括电源接口、升弓控制接口、降弓控制接口及紧急升弓控制接口；所述电源接口通过第二空气开关连接电源正极，所述升弓控制接口连接所述列车网络单元的升弓指令接收端，所述降弓控制接口连接所述列车网络单元的降弓指令接收端；所述司机室升降弓控制开关通过所述升弓控制接口及所述降弓控制接口向所述列车网络单元发送所述升弓指令及所述降弓指令；所述紧急升弓控制接口通过所述紧急模式继电器的第一触点连接所述受电弓紧急升起继电器的第一端，所述受电弓紧急升起继电器的第二端连接电源负极；所述紧急模式继电器的第一触点在紧急时闭合，正常时断开；所述受电弓紧急升起继电器的第一触点的一端连接所述受电弓升弓控制端口，另一端通过所述第一空气开关连接电源正极。

进一步地，所述司机室升降弓控制开关还包括紧急降弓控制接口，所述紧急降弓控制接口通过VCB状态继电器的常闭触点及所述紧急模式继电器的第二触点连接所述受电弓紧急降下继电器的第三端。

进一步地，所述系统还包括受电弓切除继电器和受电弓选择开关；所述紧急模式继电器的第一触点和所述受电弓紧急升起继电器的第一端之间连接有所述受电弓选择开关；所述紧急模式继电器的第二触点和所述受电弓紧急降下继电器的第三端之间连接有所述受电弓选择开关；所述紧急断电继电器的第二触点和所述升弓电磁阀之间串联有所述受电弓切除继电器的第一触点；所述智能控制单元还包括受电弓互锁模块，所述受电弓互锁模块用于在所述受电弓选择开关位于第一状态时向冗余设置的受电弓的智能控制单元发送互锁信号；所述受电弓选择开关位于第一状态时，所述受电弓切除继电器的第一触点闭合，所述受电弓选择开关位于第二状态时所述受电弓切除继电器的第一触点断开。

进一步地，所述系统还包括压力开关、受电弓压力状态检测延时继电器、受电弓压力状态监测继电器及受电弓控制阀板；其中，所述压力开关的第一端连接电源正极，所述压力开关的第二端连接所述受电弓压力状态检测延时继电器的第一触点的第一端，所述受电弓压力状态检测延时继电器的第一触点的第二端连接所述受电弓压力状态监测继电器的第一端，所述压力状态检测延时继电器的第一端通过所述升弓执行继电器的第三触点连接电源正极，所述升弓执行继电器的第三触点在所述升弓执行继电器得电状态下闭合、失电状态下断开；所述压力状态检测延时继电器的第二端和所述受电弓压力状态监测继电器的第二端连接电源负极；所述压力状态检测延时继电器用于在所述升弓执行继电器的第三触点闭合后的预设时间内闭合所述压力状态检测延时继电器的第一触点；所述压力开关用于在所述压力状态检测延时继电器的第一触点闭合后检测所述受电弓控制阀板的压力，压力正常时所述压力开关闭合，否则断开；所述受电弓压力状态监测继电器的第一触点在所述受电弓压力状态监测继电器得电状态下闭合、失电状态下断开；所述受电弓压力状态监测继电器的第一触点连接所述智能控制单元；所述智能控制单元在所述受电弓压力状态监测继电器的第一触点断开时获知异常升弓信号，并作出预设响应。

进一步地，所述智能控制单元还包括阀板信息获取模块，所述受电弓控制阀板包括阀板信息发送模块，所述阀板信息发送模块用于发送阀板信息给所述阀板信息获取模块；所述紧急断电继电器的第三触点的一端连接所述受电弓控制阀板，另一端通过所述第一空气开关连接电源正极；所述紧急断电继电器的第三触点在所述紧急断电继电器得电状态下断开、失电状态下闭合。

本发明实施例提供的基于智能控制单元的列车受电弓逻辑智能控制系统，通过采用LCU等智能控制单元为控制核心，实现了受电弓的控制，通过使用无触点控制系统，解决了目前动车组继电器逻辑控制电路复杂、触点异常黏连、电路板烧损等的问题；可以节省动车组设计运用改造成本、后期维修成本和降低备品备件成本；提高了动车组逻辑控制电路的可靠性并简化了复杂的控制电路，可以提高后期维护、改造的效率，同时为智能化动车组提供了一种新的设计理念和设计思路。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的基于智能控制单元的列车受电弓逻辑智能控制系统的电气结构示意图；

图2是本发明实施例提供的基于智能控制单元的列车受电弓逻辑智能控制系统中智能控制单元的拓扑结构图；

2-升弓执行继电器；3-升弓电磁阀；4-列车网络单元；

5-受电弓紧急降下继电器；7-司机室升降弓控制开关；9-受电弓紧急升起继电器；

10-受电弓选择开关；11-压力开关；12-受电弓压力状态检测延时继电器；

13-受电弓压力状态监测继电器；14-受电弓控制阀板；15-第一空气开关；

16-第二空气开关；101-受电弓升弓控制端口；102-第一电子开关；

103-受电弓降弓控制端口；104-第二电子开关；105-智能控制单元的受电弓互锁模块；

106-智能控制单元的阀板信息获取模块；201-升弓执行继电器的第一触点；202-升弓执行继电器的第二触点；

203-升弓执行继电器的第三触点；401-升弓指令接收端；402-降弓指令接收端；

501-受电弓紧急降下继电器的第一触点；601-紧急断电继电器的第一触点；602-紧急断电继电器的第二触点；

603-紧急断电继电器的第三触点；701-司机室升降弓控制开关的电源接口；702-司机室升降弓控制开关的升弓控制接口；

703-司机室升降弓控制开关的降弓控制接口；704-司机室升降弓控制开关的紧急升弓控制接口；705-司机室升降弓控制开关的紧急降弓控制接口；

801-紧急模式继电器的第一触点；802-紧急模式继电器的第二触点；901-受电弓紧急升起继电器第一触点；

1001-VCB状态继电器的常闭触点；1101-受电弓切除继电器的第一触点；1201-受电弓压力状态检测延时继电器的第一触点。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1是本发明实施例提供的基于智能控制单元的列车受电弓逻辑智能控制系统的电气结构示意图。如图1所示，所述系统包括：智能控制单元、升弓执行继电器2、升弓电磁阀3及列车网络单元4；所述智能控制单元包括受电弓升弓控制端口101，所述受电弓升弓控制端口101通过所述智能控制单元内部的第一电子开关102连接电源正极；并且，所述受电弓升弓控制端口101连接所述升弓执行继电器2的第一端，所述升弓执行继电器2的第二端连接电源负极；

所述升弓执行继电器的第一触点201的第一端连接电源正极，所述升弓执行继电器的第一触点201在所述升弓执行继电器2得电状态下闭合、失电状态下断开；所述升弓执行继电器的第一触点201的第二端连接所述升弓电磁阀3的第一端，所述升弓电磁阀3的第二端连接电源负极；

所述智能控制单元接收到列车网络单元4发送的升弓指令后，所述第一电子开关102闭合，所述升弓执行继电器2得电，所述升弓执行继电器的第一触点201闭合，所述升弓电磁阀3得电，受电弓升起。

所述智能控制单元可以采用逻辑控制单元(LCU)或其他具备具有智能化控制功能的单元或器件。所述列车网络单元4和所述智能控制单元采用可以通信网络进行通信(图1中未示出通信线路)。所述第一电子开关102和所述第二电子开关104可以为MOS管。电源正极可以为110V+，电源负极可以为110V-。

本发明实施例采用LCU等智能控制单元为控制核心，实现了受电弓的控制，通过使用无触点控制系统，解决了目前动车组继电器逻辑控制电路复杂、触点异常黏连、电路板烧损等的问题；可以节省动车组设计运用改造成本、后期维修成本和降低备品备件成本；提高了动车组逻辑控制电路的可靠性并简化了复杂的控制电路，可以提高后期维护、改造的效率，同时为智能化动车组提供了一种新的设计理念和设计思路。

进一步地，基于上述实施例，所述受电弓升弓控制端口101连接所述升弓执行继电器的第二触点202的第一端，所述升弓执行继电器的第二触点202的第二端连接电源正极；所述第一电子开关102闭合后，所述受电弓升弓控制端口101向所述升弓执行继电器2输出脉冲信号，激活所述升弓执行继电器2；所述升弓执行继电器的第二触点202闭合，实现对所述升弓执行继电器2的自锁，保持受电弓升起状态。

所述智能控制单元接收到列车网络单元4发送的升弓指令后，所述第一电子开关102闭合，所述升弓执行继电器2得电，所述升弓执行继电器的第一触点201闭合，所述升弓电磁阀3得电，受电弓升起。但是如果一直由智能控制单元的受电弓升弓控制端口101来保持受电弓的升起状态，则由于LCU等智能控制单元信号的不稳定将使得受电弓的升起不可靠。因此，由执行继电器2本身的触点即所述执行继电器的第二触点202短接智能控制单元，这样，智能控制单元在接收到列车网络单元4发送的升弓指令后，只需输出一个短时间的脉冲信号，控制执行继电器2得电，则执行继电器的第二触点202闭合，实现自锁，由于执行继电器的第二触点202连接电源，则接下来可由执行继电器的第二触点202为执行继电器2供电，实现执行继电器2的可靠供电，保障受电弓升起后可靠地保持在升弓状态。

在上述实施例的基础上，本发明实施例通过设置执行继电器的第二触点短接智能控制单元，实现执行继电器得电后的自锁，从而保证了受电弓的可靠升起及保持。

进一步地，基于上述实施例，所述智能控制单元还包括判断模块，所述判断模块用于在所述智能控制单元接收到列车网络单元4发送的升弓指令后，根据预设规则判断是否具备升弓条件，若是，则闭合所述第一电子开关。

智能控制单元在接收到列车网络单元4发送的升弓指令后，可以不直接控制受电弓升起，而是先判断是否具备升弓条件。若满足升弓条件，才控制受电弓升起，否则，不控制受电弓升起。

所述智能控制单元还包括判断模块，所述判断模块用于在所述智能控制单元接收到列车网络单元4发送的升弓指令后，根据预设规则判断是否具备升弓条件。判断模块可以通过车辆对本车受电弓的切除指令、降弓指令、压力开关状态、VCB(高压断路器)状态、接地开关状态、紧急断电回路状态进行监控，确定车辆是否具备升弓条件，可以理解的，还可以根据实际运行需求设定其他的升弓条件。若满足升弓条件，则第一电子开关102闭合，受电弓升起；否则，第一电子开关102不闭合，受电弓不升起。

在上述实施例的基础上，本发明实施例通过判断受电弓升弓条件，在满足受电弓升弓条件时，才控制受电弓升起，进一步提高了系统的可靠性和智能性。

进一步地，基于上述实施例，所述系统还包括受电弓紧急降下继电器5；所述智能控制单元还包括受电弓降弓控制端口103，所述受电弓降弓控制端口103通过第二电子开关104连接电源正极；所述受电弓紧急降下继电器5的第一端连接电源负极，所述受电弓紧急降下继电器5的第二端连接所述受电弓降弓控制端口103；所述受电弓升弓控制端口101和所述升弓执行继电器2之间串联有所述受电弓紧急降下继电器501的第一触点，所述受电弓紧急降下继电器的第一触点501在所述受电弓紧急降下继电器5得电状态下断开、失电状态下闭合；所述智能控制单元接收到所述列车网络单元4发送的降弓指令后，所述第二电子开关104闭合，由于所述第二电子开关104一端连接电源正极，另外一端连接受电弓降弓控制端口103，受电弓降弓控制端口103连接受电弓紧急降下继电器5，因此，所述受电弓紧急降下继电器5得电，所述受电弓紧急降下继电器的第一触点501断开，由于受电弓紧急降下继电器的第一触点501和升弓执行继电器2处于同一支路，因此，所述升弓执行继电器2失电，所述升弓执行继电器的第一触点201断开，所述升弓电磁阀3失电，受电弓降下。

在上述实施例的基础上，本发明实施例通过将受电弓紧急降下继电器的触点串联入升弓执行继电器的支路，实现了受电弓的降弓控制。

进一步地，基于上述实施例，所述系统还包括紧急断电继电器(线圈部分未示出)；所述受电弓紧急降下继电器的第一触点501和所述升弓执行继电器2之间串联有所述紧急断电继电器的第一触点601；所述升弓执行继电器的第一触点201和所述升弓电磁阀3之间串联有所述紧急断电继电器的第二触点602；所述紧急断电继电器的第一触点601和所述紧急断电继电器的第二触点602在所述紧急断电继电器得电状态下断开、失电状态下闭合；所述升弓执行继电器的第一触点201的第一端、所述升弓执行继电器的第二触点202的第二端分别通过第一空气开关15连接电源正极。

在上述实施例的基础上，本发明实施例通过将紧急断电继电器的触点串联入升弓执行继电器的供电支路及升弓电磁阀的供电支路，有效保证了紧急状态下的可靠断电；并且，通过空气开关连接电源正极，进一步保障了电路可靠性。

进一步地，基于上述实施例，所述系统还包括司机室升降弓控制开关7、紧急模式继电器(线圈部分未示出)及受电弓紧急升起继电器9，所述司机室升降弓控制开关7包括电源接口701、升弓控制接口702、降弓控制接口703及紧急升弓控制接口704；所述电源接口701通过第二空气开关16连接电源正极，所述升弓控制接口702连接所述列车网络单元4的升弓指令接收端401，所述降弓控制接口703连接所述列车网络单元4的降弓指令接收端402；所述司机室升降弓控制开关7通过所述升弓控制接口702及所述降弓控制接口703向所述列车网络单元4发送所述升弓指令及所述降弓指令；所述紧急升弓控制接口704通过所述紧急模式继电器的第一触点801连接所述受电弓紧急升起继电器9的第一端，所述受电弓紧急升起继电器9的第二端连接电源负极；所述紧急模式继电器的第一触点801在紧急时闭合，正常时断开；所述受电弓紧急升起继电器的第一触点901的一端连接所述受电弓升弓控制端口101，另一端通过所述第一空气开关15连接电源正极。

司机室升降弓控制开关7可以通过升弓控制接口702和降弓控制接口703向列车网络4发出正常模式下的升弓指令和降弓指令。并且，司机室升降弓控制开关7还可以实现紧急模式下的升弓控制。在发生紧急情况需要升弓时，如网络失效、LCU失效等，紧急模式继电器的第一触点801闭合，司机室升降弓控制开关7连接电源，通过紧急升弓控制接口704及紧急模式继电器的第一触点801形成供电通路，为受电弓紧急升起继电器9供电，则受电弓急升起继电器的第一触点901闭合，由此通过受电弓急升起继电器的第一触点901连接电源为升弓执行继电器2供电，由此，升弓执行继电器的第一触点201闭合，为升弓电磁阀3供电，受电弓升起；升弓执行继电器的第二触点202闭合，实现自锁。

在上述实施例的基础上，本发明实施例通过进一步设置紧急模式继电器、受电弓紧急升起继电器及紧急升弓控制接口，实现了紧急模式下受电弓的升弓控制。

进一步地，基于上述实施例，所述司机室升降弓控制开关7还包括紧急降弓控制接口705，所述紧急降弓控制接口705通过VCB状态继电器的常闭触点1001及紧急模式继电器的第二触点802连接所述受电弓紧急降下继电器5的第三端。

在发生紧急情况需要降弓时，紧急模式继电器的第二触点802闭合，司机室升降弓控制开关7连接电源，通过紧急降弓控制接口705、VCB状态继电器的常闭触点1001及紧急模式继电器的第二触点802形成供电通路，为受电弓紧急降下继电器5供电，受电弓紧急降下继电器的第一触点501断开，升弓执行继电器2失电，进而升弓执行继电器的第一触点201断开，升弓电磁阀3失电，受电弓降下。同时，升弓执行继电器的第二触点202断开，自锁状态解除。

在上述实施例的基础上，本发明实施例通过进一步设置紧急模式继电器和紧急降弓控制接口实现了紧急模式下受电弓的降弓控制。

进一步地，基于上述实施例，所述系统还包括受电弓切除继电器(线圈部分未示出)和受电弓选择开关；所述紧急模式继电器的第一触点801和所述受电弓紧急升起继电器9的第一端之间连接有所述受电弓选择开关10；所述紧急模式继电器的第二触点802和所述受电弓紧急降下继电器5的第三端之间连接有所述受电弓选择开关10；所述紧急断电继电器的第二触点602和所述升弓电磁阀3之间串联有所述受电弓切除继电器的第一触点1101；所述智能控制单元还包括受电弓互锁模块105，所述受电弓互锁模块105用于在所述受电弓选择开关位于第一状态时向冗余设置的受电弓的智能控制单元发送互锁信号；所述受电弓选择开关位于第一状态时，所述受电弓切除继电器的第一触点1101闭合，所述受电弓选择开关位于第二状态时所述受电弓切除继电器的第一触点1101断开。

为提高系统的可靠性，在列车上通常设置多组受电弓及相应的控制单元。运行时，只令一组受电弓工作。因此，需要通过网络采集另一个单元的受电弓状态，实现受电弓的互锁功能。本发明实施例设置受电弓选择开关10，当受电弓选择开关10位于第一状态时，表示本组受电弓处于选择状态，其他的受电弓不工作。因此，当受电弓选择开关10位于第一状态时(闭合状态)，由于受电弓选择串联在紧急模式升弓及紧急模式降弓的通路上，因此可以实现有效的紧急升降弓控制；另外，受电弓切除继电器的第一触点1101闭合，保证升弓电磁阀3可以可靠供电；再有，需要向其余受电弓的控制单元发送受电弓互锁信号，以告知本列车的受电弓已工作的信息。本发明实施例中，通过在智能控制单元中进一步设置受电弓互锁模块105，在所述受电弓选择开关10位于第一状态时向冗余设置的受电弓的智能控制单元发送互锁信号。

当受电弓选择开关10位于第二状态时(断开状态)，表示本组受电弓未被选择，这时无法实现紧急模式下的升降弓控制，并且，由于受电弓切除继电器的第一触点1101断开，升弓电磁阀无法得电，因此，无法实现升弓。

在上述实施例的基础上，本发明实施例通过进一步设置受电弓选择开关、受电弓切除继电器及在智能控制单元中进一步设置受电弓互锁模块，实现了受电弓冗余设置下的可靠控制。

进一步地，基于上述实施例，所述系统还包括压力开关11、受电弓压力状态检测延时继电器12、受电弓压力状态监测继电器13及受电弓控制阀板14；其中，所述压力开关11的第一端连接电源正极，所述压力开关11的第二端连接所述受电弓压力状态检测延时继电器的第一触点1201的第一端，所述受电弓压力状态检测延时继电器的第一触点1201的第二端连接所述受电弓压力状态监测继电器13的第一端，所述压力状态检测延时继电器12的第一端通过所述升弓执行继电器的第三触点203连接电源正极，所述升弓执行继电器的第三触点在所述升弓执行继电器2得电状态下闭合、失电状态下断开；所述压力状态检测延时继电器12的第二端和所述受电弓压力状态监测继电器13的第二端连接电源负极；

所述压力状态检测延时继电器12用于在所述升弓执行继电器的第三触点203闭合后的预设时间内闭合所述压力状态检测延时继电器的第一触点1201，以给受电弓控制阀板14的压力升高预留时间；所述压力开关11用于在所述压力状态检测延时继电器的第一触点1201闭合后检测所述受电弓控制阀板14的压力，压力正常时所述压力开关闭合，否则断开。

所述受电弓压力状态监测继电器的第一触点在所述受电弓压力状态监测继电器13得电状态下闭合、失电状态下断开；所述受电弓压力状态监测继电器的第一触点连接所述智能控制单元(连接线路图1中未示出)；所述智能控制单元在所述受电弓压力状态监测继电器的第一触点断开时获知异常升弓信号，并作出预设响应，如使受电弓下降等。

在上述实施例的基础上，本发明实施例通过设置压力检测单元，实现了受电弓升起过程中的受电弓控制筏板的压力检测，并在压力不足时作出反应，进一步提高了系统可靠性。

进一步地，基于上述实施例，所述智能控制单元还包括阀板信息获取模块106，所述受电弓控制阀板14包括阀板信息发送模块，所述阀板信息发送模块用于发送阀板信息给所述阀板信息获取模块106；所述紧急断电继电器的第三触点603的一端连接所述受电弓控制阀板14，另一端通过所述第一空气开关15连接电源正极；所述紧急断电继电器的第三触点在所述紧急断电继电器得电状态下断开、失电状态下闭合。

在上述实施例的基础上，本发明实施例通过在智能控制单元中设置阀板信息获取模块来接收阀板信息，可以有效及时地获取阀板的状态信息，如是否故障等，并可及时作出响应；通过设置紧急断开继电器的第三触点连接受电弓控制阀板，进一步提高了可靠性。

本发明实施例使用智能控制单元(如LCU)为核心的受电弓逻辑控制电路，通过无触点控制系统可以做到在不改变任何硬件的前提下进行电路逻辑的改造和升级工作，同时本发明实施例可以做到对单一回路的保护功能，在某条回路发生问题时不会影响到其他回路的功能。

本发明实施例采用LCU等智能控制单元和既有控制继电器结构相结合的逻辑控制结构，可以建立“单通道、单板卡、旁路设计”的三级安全结构，该安全结构丰富了车辆的状态，确保在多种极端工况下(网络失效、LCU失效等)车辆功能均能实现，并确保安全，极大地简化了整个受电弓回路的监控环节，节省成本的同时也减少了个别部件故障导致的整个受电弓控制电路失效。

本发明实施例提供一种逻辑设计方案：通过使用目前较为先进的LCU等智能控制单元实现对车辆受电弓回路的逻辑控制，同时保留部分继电器，以避免智能控制单元出现故障时受电弓控制功能失效。主要替代的功能和逻辑判断有：

1.通过车辆对本车受电弓的切除指令、降弓指令、压力开关状态、VCB(高压断路器)状态、接地开关状态、紧急断电回路状态进行监控，确定车辆是否具备升弓条件，同时还通过网络采集另一个单元的受电弓状态，实现受电弓的互锁功能。

2.网络发出受电弓升弓和降弓指令后，向LCU模块发出升降弓指令，LCU确定车辆具备升弓条件后向受电弓控制阀板14(由升弓电磁阀3接收控制信号)发送升弓指令，同时监测受电弓是否升起，受电弓升起后通过外部继电器回路实现受电弓状态保持，并且通过MVB线缆向另一单元LCU发送升弓信号，实现受电弓互锁功能。

为确保车辆在LCU功能失效时仍然可以实现受电弓功能保持完善，所以车辆保留了必要的紧急情况下升降弓继电器和相关功能，主要为内容：

原有的受电弓紧急升弓指令继电器的常开触点(受电弓紧急升起继电器的第一触点901)短接整个LCU模块，向升弓执行继电器2发送指令确保紧急升弓功能完善，确保车辆在紧急情况下可以通过人工操作实现纯硬线电路的升弓指令；同时确保受电弓紧急降下回路功能完善，确保无论在LCU作为控制核心还是人工操作的情况下均能保证受电弓具备紧急降弓功能，避免故障的扩大。

图2是本发明实施例提供的基于智能控制单元的列车受电弓逻辑智能控制系统中智能控制单元的拓扑结构图。如图2所示，该系统在原有逻辑的基础上增加了数据采集、软逻辑控制、双机热备冗余的控制核心和事件记录仪等相关结构。在以上描述的拓扑结构中，可见包括主控模块、事件记录模块、网关、以太网交换模块、GIO模块、AIO模块、PW500、IO主控模块、DI板、DO板、MVB中继等。本逻辑回路可以实现软逻辑监控、输入输出点过流自保护、输入输出通道级冗余、输入输出信号监控自诊断和利用二次开发平台实时修改软逻辑等功能。其中，双机热备冗余的控制核心体现在如图2中PW500、DI板、DO板等均具有冗余设置。DO板的输出即为所述受电弓升弓控制端口101，受电弓降弓控制端口103的结构类似。

可以理解的，本发明实施例中的各元件或模块可以根据实际需要进行增加或删减。

以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种基于智能控制单元的列车受电弓逻辑智能控制系统，其特征在于，包括：智能控制单元、升弓执行继电器、升弓电磁阀及列车网络单元；所述智能控制单元包括受电弓升弓控制端口，所述受电弓升弓控制端口通过所述智能控制单元内部的第一电子开关连接电源正极；并且，所述受电弓升弓控制端口连接所述升弓执行继电器的第一端，所述升弓执行继电器的第二端连接电源负极；

所述升弓执行继电器的第一触点的第一端连接电源正极，所述升弓执行继电器的第一触点在所述升弓执行继电器得电状态下闭合、失电状态下断开；所述升弓执行继电器的第一触点的第二端连接所述升弓电磁阀的第一端，所述升弓电磁阀的第二端连接电源负极；

所述智能控制单元接收到列车网络单元发送的升弓指令后，所述第一电子开关闭合，所述升弓执行继电器得电，所述升弓执行继电器的第一触点闭合，所述升弓电磁阀得电，受电弓升起。

2.根据权利要求1所述的基于智能控制单元的列车受电弓逻辑智能控制系统，其特征在于，所述受电弓升弓控制端口连接所述升弓执行继电器的第二触点的第一端，所述升弓执行继电器的第二触点的第二端连接电源正极；

所述第一电子开关闭合后，所述受电弓升弓控制端口向所述升弓执行继电器输出脉冲信号，激活所述升弓执行继电器；所述升弓执行继电器的第二触点闭合，实现对所述升弓执行继电器的自锁，保持受电弓升起状态。

3.根据权利要求1所述的基于智能控制单元的列车受电弓逻辑智能控制系统，其特征在于，所述智能控制单元还包括判断模块，所述判断模块用于在所述智能控制单元接收到列车网络单元发送的升弓指令后，根据预设规则判断是否具备升弓条件，若是，则闭合所述第一电子开关。

4.根据权利要求1所述的基于智能控制单元的列车受电弓逻辑智能控制系统，其特征在于，所述系统还包括受电弓紧急降下继电器；所述智能控制单元还包括受电弓降弓控制端口，所述受电弓降弓控制端口通过第二电子开关连接电源正极；所述受电弓紧急降下继电器的第一端连接电源负极，所述受电弓紧急降下继电器的第二端连接所述受电弓降弓控制端口；所述受电弓升弓控制端口和所述升弓执行继电器之间串联有所述受电弓紧急降下继电器的第一触点，所述受电弓紧急降下继电器的第一触点在所述受电弓紧急降下继电器得电状态下断开、失电状态下闭合；

所述智能控制单元接收到所述列车网络单元发送的降弓指令后，所述第二电子开关闭合，所述受电弓紧急降下继电器得电，所述受电弓紧急降下继电器的第一触点断开，所述升弓执行继电器失电，所述升弓执行继电器的第一触点断开，所述升弓电磁阀失电，受电弓降下。

5.根据权利要求4所述的基于智能控制单元的列车受电弓逻辑智能控制系统，其特征在于，所述系统还包括紧急断电继电器；所述受电弓紧急降下继电器的第一触点和所述升弓执行继电器之间串联有所述紧急断电继电器的第一触点；所述升弓执行继电器的第一触点和所述升弓电磁阀之间串联有所述紧急断电继电器的第二触点；所述紧急断电继电器的第一触点和所述紧急断电继电器的第二触点在所述紧急断电继电器得电状态下断开、失电状态下闭合；

所述升弓执行继电器的第一触点的第一端、所述升弓执行继电器的第二触点的第二端分别通过第一空气开关连接电源正极。

6.根据权利要求5所述的基于智能控制单元的列车受电弓逻辑智能控制系统，其特征在于，所述系统还包括司机室升降弓控制开关、紧急模式继电器及受电弓紧急升起继电器，所述司机室升降弓控制开关包括电源接口、升弓控制接口、降弓控制接口及紧急升弓控制接口；所述电源接口通过第二空气开关连接电源正极，所述升弓控制接口连接所述列车网络单元的升弓指令接收端，所述降弓控制接口连接所述列车网络单元的降弓指令接收端；所述司机室升降弓控制开关通过所述升弓控制接口及所述降弓控制接口向所述列车网络单元发送所述升弓指令及所述降弓指令；

所述紧急升弓控制接口通过所述紧急模式继电器的第一触点连接所述受电弓紧急升起继电器的第一端，所述受电弓紧急升起继电器的第二端连接电源负极；所述紧急模式继电器的第一触点在紧急时闭合，正常时断开；

所述受电弓紧急升起继电器的第一触点的一端连接所述受电弓升弓控制端口，另一端通过所述第一空气开关连接电源正极。

7.根据权利要求6所述的基于智能控制单元的列车受电弓逻辑智能控制系统，其特征在于，所述司机室升降弓控制开关还包括紧急降弓控制接口，所述紧急降弓控制接口通过VCB状态继电器的常闭触点及所述紧急模式继电器的第二触点连接所述受电弓紧急降下继电器的第三端。

8.根据权利要求7所述的基于智能控制单元的列车受电弓逻辑智能控制系统，其特征在于，所述系统还包括受电弓切除继电器和受电弓选择开关；

所述紧急模式继电器的第一触点和所述受电弓紧急升起继电器的第一端之间连接有所述受电弓选择开关；所述紧急模式继电器的第二触点和所述受电弓紧急降下继电器的第三端之间连接有所述受电弓选择开关；所述紧急断电继电器的第二触点和所述升弓电磁阀之间串联有所述受电弓切除继电器的第一触点；

所述智能控制单元还包括受电弓互锁模块，所述受电弓互锁模块用于在所述受电弓选择开关位于第一状态时向冗余设置的受电弓的智能控制单元发送互锁信号；所述受电弓选择开关位于第一状态时，所述受电弓切除继电器的第一触点闭合，所述受电弓选择开关位于第二状态时所述受电弓切除继电器的第一触点断开。

9.根据权利要求5所述的基于智能控制单元的列车受电弓逻辑智能控制系统，其特征在于，所述系统还包括压力开关、受电弓压力状态检测延时继电器、受电弓压力状态监测继电器及受电弓控制阀板；其中，所述压力开关的第一端连接电源正极，所述压力开关的第二端连接所述受电弓压力状态检测延时继电器的第一触点的第一端，所述受电弓压力状态检测延时继电器的第一触点的第二端连接所述受电弓压力状态监测继电器的第一端，所述压力状态检测延时继电器的第一端通过所述升弓执行继电器的第三触点连接电源正极，所述升弓执行继电器的第三触点在所述升弓执行继电器得电状态下闭合、失电状态下断开；所述压力状态检测延时继电器的第二端和所述受电弓压力状态监测继电器的第二端连接电源负极；

所述压力状态检测延时继电器用于在所述升弓执行继电器的第三触点闭合后的预设时间内闭合所述压力状态检测延时继电器的第一触点；所述压力开关用于在所述压力状态检测延时继电器的第一触点闭合后检测所述受电弓控制阀板的压力，压力正常时所述压力开关闭合，否则断开；

所述受电弓压力状态监测继电器的第一触点在所述受电弓压力状态监测继电器得电状态下闭合、失电状态下断开；所述受电弓压力状态监测继电器的第一触点连接所述智能控制单元；所述智能控制单元在所述受电弓压力状态监测继电器的第一触点断开时获知异常升弓信号，并作出预设响应。

10.根据权利要求9所述的基于智能控制单元的列车受电弓逻辑智能控制系统，其特征在于，所述智能控制单元还包括阀板信息获取模块，所述受电弓控制阀板包括阀板信息发送模块，所述阀板信息发送模块用于发送阀板信息给所述阀板信息获取模块；

所述紧急断电继电器的第三触点的一端连接所述受电弓控制阀板，另一端通过所述第一空气开关连接电源正极；所述紧急断电继电器的第三触点在所述紧急断电继电器得电状态下断开、失电状态下闭合。