CN112879266B - 一种城轨车辆压缩机控制方法及控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种城轨车辆压缩机控制方法及控制系统，其中控制方法包括：A，判断车辆的工作模式，若处于正常运营模式则跳至B101；若处于库内模式则跳至B201；B101，监测润滑油实测油温值T_油以及总风管路实测压力值P，在T_油＜T_设且P≥P1时，控制总风管路排风并跳至B102；否则不排风；B102，在P低于P2，或压缩机单次工作时长超过M1时，停止排风；B201，在P≤P3，且距上次排风的间隔时长超过M2时，总风管路以最大排气口径排风并跳至B202；否则不排风；B202，压缩机启动，调小排气口；B203，在P≥P1时，调整排气口，使得总风管路进出气压平衡；B204，在P低于P2，或压缩机单次工作时长超过M1时，停止排风。本发明根据不同工况进行压缩机控制，提高其工作率，降低油乳化概率。

Description

一种城轨车辆压缩机控制方法及控制系统

技术领域

本发明特别涉及一种城轨车辆压缩机控制方法及控制系统。

背景技术

采用有油式压缩机的城轨车辆，压缩机通常根据总风压力进行控制，即根据下游空气压力高低进行启动控制压缩机，这种方法容易受实际用风量影响，出现压缩机频繁启动或者长时间不工作等问题。当总风消耗量较小时，会导致压缩机打风时间过短，从而导致工作率不足。而总风压力直接受实际条件，如客流量、电制动能力等因素影响。当压缩机工作效率不足，或者压缩机内润滑油温度达不到要求时，润滑油中的水分由于温度不足无法与油分离而导致压缩机更容易出现油乳化问题，严重时将直接影响压缩机的使用寿命。此外，根据不同的工作模式，车辆有可能处于库内模式，由于长时间没有较大的耗风需求将导致压缩机出现短时间工作，这种情况更会引起因油温不足而导致的油乳化问题的产生。

发明内容

本发明的目的在于，针对上述现有技术的不足，提供一种城轨车辆压缩机控制方法及控制系统，基于压缩机内润滑油的油温和压缩机的工作率来控制压缩机的工作效率，可以根据车辆的不同工况进行压缩机控制，提高压缩机工作率，降低油乳化概率。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

一种城轨车辆压缩机控制方法，其特点是包括以下步骤：

步骤A，判断车辆的工作模式，若车辆处于正常运营模式，则跳转至步骤B101；若车辆处于库内模式，则跳转至步骤B201；

步骤B101，监测压缩机内润滑油的实测油温值T_油以及总风管路的实测压力值P，在T_油＜T_设且P≥P1时，控制总风管路排风并跳转至步骤B102；否则总风管路不排风；其中T_设和P1均为预设值；

步骤B102，总风管路持续排风，在总风管路的实测压力值P低于P2，或者压缩机的单次工作时长超过M1时，总风管路停止排风；其中P2和M1均为预设值，P2＜P1；

步骤B201，监测总风管路的实测压力值P，在P≤P3，且距离总风管路上次排风结束时刻的间隔时长超过设定值M2时，控制总风管路以最大排气口径排风并跳转至步骤B202；否则总风管路不排风；其中P3和M2均为预设值；P2＜P3＜P1；

步骤B202，总风管路的实测压力值达到压缩机的启动压力值，压缩机启动，调小总风管路的排气口；

步骤B203，在P≥P1时，调整总风管路的排气口大小，使得总风管路进出气压平衡；

步骤B204，总风管路持续排风，在P低于P2，或者压缩机的单次工作时长超过M1时，总风管路停止排风。

作为一种优选方式，所述步骤A中，车辆工作模式的判断逻辑包括：

记录第1个采样周期T1内压缩机的总工作时长t1，第2个采样周期T2内压缩机的总工作时长t2；采样周期时长为T；

计算1个采样周期T1内压缩机的工作率n1＝t1/T×100％，计算前两个采样周期内压缩机的工作率n2＝(t1+t2)/(2×T)×100％；

若min(n1，n2)≥N，则判断车辆处于正常运营模式，否则判断车辆处于库内模式，其中N为预设值。

作为一种优选方式，所述步骤B202中，调小总风管路的排气口至最大排气口径的一半。

作为一种优选方式，T_设＝88℃，P1＝850kPa，P2＝720kPa，P3＝800kPa，M1＝5min，M2＝1h。

作为一种优选方式，T＝30min，N＝10％。

作为一种优选方式，总风管路上设有排风电磁阀，利用排风电磁阀的通断来控制总风管路是否排风。

基于同一个发明构思，本发明还提供了一种城轨车辆压缩机控制系统，包括控制单元，用于监测压缩机内润滑油的实测油温值T_油的油温监测单元，用于监测总风管路的实测压力值P的压力监测单元，用于控制总风管路是否排风的排风电磁阀；控制单元内设有工作模式判断单元；其中：

工作模式判断单元：用于判断车辆处于正常运营模式还是处于库内模式；

控制单元用于基于工作模式判断单元的判断结果、实测油温值T_油以及总风管路的实测压力值控制总风管路是否排风，其中，控制单元控制总风管路是否排风的控制逻辑为：

若车辆处于正常运营模式，则监测压缩机内润滑油的实测油温值T_油以及总风管路的实测压力值P；在条件一不满足时，总风管路不排风；在条件一满足时：控制总风管路排风，在总风管路的实测压力值P低于P2，或者压缩机的单次工作时长超过M1时，总风管路停止排风；其中P2和M1均为预设值，P2＜P1；其中T_设和P1均为预设值；条件一为：T_油＜T_设且P≥P1；

若车辆处于库内模式，则监测总风管路的实测压力值P；在条件二不满足时，总风管路不排风；在条件二满足时：控制总风管路以最大排气口径排风；在总风管路的实测压力值达到压缩机的启动压力值时，启动压缩机，调小总风管路的排气口；在P≥P1时，调整总风管路的排气口大小，使得总风管路进出气压平衡；总风管路持续排风，在P低于P2，或者压缩机的单次工作时长超过M1时，总风管路停止排风；其中P3和M2均为预设值；P2＜P3＜P1；条件二为：P≤P3，且距离总风管路上次排风结束时刻的间隔时长超过设定值M2。

作为一种优选方式，工作模式判断单元包括记录单元、计算单元和输出单元，其中：

记录单元：用于记录第1个采样周期T1内压缩机的总工作时长t1，第2个采样周期T2内压缩机的总工作时长t2；采样周期时长为T；

计算单元：用于计算1个采样周期T1内压缩机的工作率n1＝t1/T×100％，计算前两个采样周期内压缩机的工作率n2＝(t1+t2)/(2×T)×100％；

输出单元：用于在min(n1，n2)≥N时，输出车辆处于正常运营模式的判断结果，在min(n1，n2)＜N时，输出车辆处于库内模式的判断结果，其中N为预设值。

与现有技术相比，本发明基于压缩机内润滑油的油温和压缩机的工作率来控制压缩机的工作效率，可以根据车辆的不同工况进行压缩机控制，提高压缩机工作率，降低油乳化概率。

附图说明

图1为本发明控制方法流程图。

具体实施方式

本发明用于风源系统为有油式压缩机的城轨地铁车辆，能根据不同的车辆工作模式，通过检测压缩机润滑油的温度和压缩机的工作率来控制下游设置的排风电磁阀进行排风，以避免压缩机工作效率不满足要求而出现油乳化等问题。正常运营模式下，在通常的压缩机启停控制基础上，根据润滑油油温进行目标温度控制；库内模式下，根据特定的工作率算法，对压缩机进行目标工作率控制。

如图1所示，城轨车辆压缩机控制方法包括以下步骤：

步骤A，判断车辆的工作模式，若车辆处于正常运营模式，则跳转至步骤B101；若车辆处于库内模式，则跳转至步骤B201。

步骤B101，监测压缩机内润滑油的实测油温值T_油以及总风管路的实测压力值P，在T_油＜T_设且P≥P1时，控制总风管路排风(总风管路上设有排风电磁阀，利用排风电磁阀的通断来控制总风管路是否排风)并跳转至步骤B102；否则总风管路不排风；其中T_设和P1均为预设值。

步骤B102，总风管路持续排风，在总风管路的实测压力值P低于P2，或者压缩机的单次工作时长超过M1时，总风管路停止排风；其中P2和M1均为预设值，P2＜P1；通过压缩机工作时长和总风压力值做双重判断，防止因单个部件故障造成总风压力过低。

步骤B201，监测总风管路的实测压力值P，在P≤P3，且距离总风管路上次排风结束时刻的间隔时长ta超过设定值M2时，控制总风管路以最大排气口径排风(使用最大排气口径进行排气的目的是为了快速开启压缩机，其最大排气口径的设计为：在总风管路压力下降为800kpa时，排风电磁阀开始排气且排气量等于压缩机的额定排量)并跳转至步骤B202；否则总风管路不排风；其中P3和M2均为预设值；P2＜P3＜P1。

步骤B202，总风管路的实测压力值达到压缩机的启动压力值，压缩机启动，调小总风管路的排气口至最大排气口径的一半。

步骤B203，在P≥P1时，调整总风管路的排气口大小，使得总风管路进出气压平衡。

步骤B204，总风管路持续排风，在P低于P2，或者压缩机的单次工作时长超过M1时，总风管路停止排风。即压缩工作至正常启停值时，自动停止工作。否之，维持排风阀排风，直至此次工作时长超过5min。上述控制单元对排风阀的控制在每1个小时内控制一次。

所述步骤A中，车辆工作模式的判断逻辑包括：

记录第1个采样周期T1内压缩机的总工作时长t1，第2个采样周期T2内压缩机的总工作时长t2；采样周期时长为T；

计算1个采样周期T1内压缩机的工作率n1＝t1/T×100％，计算前两个采样周期内压缩机的工作率n2＝(t1+t2)/(2×T)×100％；

若min(n1，n2)≥N，则判断车辆处于正常运营模式，否则判断车辆处于库内模式，其中N为预设值。

优选地，T_设＝88℃，P1＝850kPa，P2＝720kPa，P3＝800kPa，M1＝5min，M2＝1h，T＝30min，N＝10％。

对应地，本发明还提供了一种城轨车辆压缩机控制系统，包括控制单元，用于监测压缩机内润滑油的实测油温值T_油的油温监测单元，用于监测总风管路的实测压力值P的压力监测单元，设置于总风管路上的用于控制总风管路是否排风的排风电磁阀；控制单元内设有工作模式判断单元；其中：

工作模式判断单元：用于判断车辆处于正常运营模式还是处于库内模式；

控制单元用于基于工作模式判断单元的判断结果、实测油温值T_油以及总风管路的实测压力值控制总风管路是否排风，其中，控制单元控制总风管路是否排风的控制逻辑为：

若车辆处于正常运营模式，则基于压缩机启停控制原理，加入油温判定条件来进行压缩机控制，来避免由于油温过低造成的油乳化问题。控制单元在压缩机工作时，监测压缩机内润滑油的实测油温值T_油以及总风管路的实测压力值P；在条件一不满足时，总风管路不排风；在条件一满足时：控制排风电磁阀开启、总风管路排风，排气量等于风源系统的净排量。此时，压缩机会维持在工作状态。之后，在总风管路的实测压力值P低于P2，或者压缩机的单次工作时长超过M1时，控制排风电磁阀关闭、总风管路停止排风；其中P2和M1均为预设值，P2＜P1；其中T_设和P1均为预设值；条件一为：T_油＜T_设且P≥P1；

若车辆处于库内模式，则监测总风管路的实测压力值P；在条件二不满足时，总风管路不排风；在条件二满足时：控制总风管路以最大排气口径排风；在总风管路的实测压力值达到压缩机的启动压力值时，启动压缩机，调小总风管路的排气口至最大排气口径的一半；在P≥P1时，调整总风管路的排气口大小，使得总风管路进出气压平衡；总风管路持续排风，在P低于P2，或者压缩机的单次工作时长超过M1时，控制排风电磁阀关闭、总风管路停止排风；即压缩机工作至正常启停值时，自动停止工作。否之，维持排风电磁阀排风，直至此次工作时长超过5min。控制周期为每小时1次。其中P3和M2均为预设值；P2＜P3＜P1；条件二为：P≤P3，且距离总风管路上次排风结束时刻的间隔时长ta超过设定值M2。

具体地，工作模式判断单元包括记录单元、计算单元和输出单元，其中：

记录单元：用于记录第1个采样周期T1内压缩机的总工作时长t1，第2个采样周期T2内压缩机的总工作时长t2；采样周期时长为T；T取30分钟，即，控制单元以30分钟时间为一个周期进行数据采集和计算，通过判定数据不断的更新可以更及时地判定车辆所处的工作模式。

计算单元：用于计算1个采样周期T1内压缩机的工作率n1＝t1/T×100％，计算前两个采样周期内压缩机的工作率n2＝(t1+t2)/(2×T)×100％；

输出单元：用于在min(n1，n2)≥N时，输出车辆处于正常运营模式的判断结果，在min(n1，n2)＜N时，输出车辆处于库内模式的判断结果，其中N为预设值。

上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是局限性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种城轨车辆压缩机控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤A，判断车辆的工作模式，若车辆处于正常运营模式，则跳转至步骤B101；若车辆处于库内模式，则跳转至步骤B201；

步骤B101，监测压缩机内润滑油的实测油温值T_油以及总风管路的实测压力值P，在T_油＜T_设且P≥P1时，控制总风管路排风并跳转至步骤B102；否则总风管路不排风；其中T_设和P1均为预设值；

步骤B102，总风管路持续排风，在总风管路的实测压力值P低于P2，或者压缩机的单次工作时长超过M1时，总风管路停止排风；其中P2和M1均为预设值，P2＜P1；

步骤B201，监测总风管路的实测压力值P，在P≤P3，且距离总风管路上次排风结束时刻的间隔时长超过设定值M2时，控制总风管路以最大排气口径排风并跳转至步骤B202；否则总风管路不排风；其中P3和M2均为预设值；P2＜P3＜P1；

步骤B202，总风管路的实测压力值达到压缩机的启动压力值，压缩机启动，调小总风管路的排气口；

步骤B203，在P≥P1时，调整总风管路的排气口大小，使得总风管路进出气压平衡；

步骤B204，总风管路持续排风，在P低于P2，或者压缩机的单次工作时长超过M1时，总风管路停止排风。

2.如权利要求1所述的城轨车辆压缩机控制方法，其特征在于，所述步骤A中，车辆工作模式的判断逻辑包括：

记录第1个采样周期T1内压缩机的总工作时长t1，第2个采样周期T2内压缩机的总工作时长t2；采样周期时长为T；

计算1个采样周期T1内压缩机的工作率n1＝t1/T×100％，计算前两个采样周期内压缩机的工作率n2＝(t1+t2)/(2×T)×100％；

若min(n1，n2)≥N，则判断车辆处于正常运营模式，否则判断车辆处于库内模式，其中N为预设值。

3.如权利要求1所述的城轨车辆压缩机控制方法，其特征在于，所述步骤B202中，调小总风管路的排气口至最大排气口径的一半。

4.如权利要求1所述的城轨车辆压缩机控制方法，其特征在于，T_设＝88℃，P1＝850kPa，P2＝720kPa，P3＝800kPa，M1＝5min，M2＝1h。

5.如权利要求2所述的城轨车辆压缩机控制方法，其特征在于，T＝30min，N＝10％。

6.如权利要求1所述的城轨车辆压缩机控制方法，其特征在于，总风管路上设有排风电磁阀，利用排风电磁阀的通断来控制总风管路是否排风。

7.一种城轨车辆压缩机控制系统，其特征在于，包括控制单元，用于监测压缩机内润滑油的实测油温值T_油的油温监测单元，用于监测总风管路的实测压力值P的压力监测单元，用于控制总风管路是否排风的排风电磁阀；控制单元内设有工作模式判断单元；其中：

工作模式判断单元：用于判断车辆处于正常运营模式还是处于库内模式；

控制单元用于基于工作模式判断单元的判断结果、实测油温值T_油以及总风管路的实测压力值控制总风管路是否排风，其中，控制单元控制总风管路是否排风的控制逻辑为：

若车辆处于正常运营模式，则监测压缩机内润滑油的实测油温值T_油以及总风管路的实测压力值P；在条件一不满足时，总风管路不排风；在条件一满足时：控制总风管路排风，在总风管路的实测压力值P低于P2，或者压缩机的单次工作时长超过M1时，总风管路停止排风；其中P2和M1均为预设值，P2＜P1；其中T_设和P1均为预设值；条件一为：T_油＜T_设且P≥P1；

若车辆处于库内模式，则监测总风管路的实测压力值P；在条件二不满足时，总风管路不排风；在条件二满足时：控制总风管路以最大排气口径排风；在总风管路的实测压力值达到压缩机的启动压力值时，启动压缩机，调小总风管路的排气口；在P≥P1时，调整总风管路的排气口大小，使得总风管路进出气压平衡；总风管路持续排风，在P低于P2，或者压缩机的单次工作时长超过M1时，总风管路停止排风；其中P3和M2均为预设值；P2＜P3＜P1；条件二为：P≤P3，且距离总风管路上次排风结束时刻的间隔时长超过设定值M2。

8.如权利要求7所述的城轨车辆压缩机控制系统，其特征在于，工作模式判断单元包括记录单元、计算单元和输出单元，其中：

记录单元：用于记录第1个采样周期T1内压缩机的总工作时长t1，第2个采样周期T2内压缩机的总工作时长t2；采样周期时长为T；

计算单元：用于计算1个采样周期T1内压缩机的工作率n1＝t1/T×100％，计算前两个采样周期内压缩机的工作率n2＝(t1+t2)/(2×T)×100％；

输出单元：用于在min(n1，n2)≥N时，输出车辆处于正常运营模式的判断结果，在min(n1，n2)＜N时，输出车辆处于库内模式的判断结果，其中N为预设值。

Images