CN114326671A

CN114326671A - 一种磁悬浮列车真空管线控制系统

Info

Publication number: CN114326671A
Application number: CN202111621046.1A
Authority: CN
Inventors: 付蒙; 殷建锋; 金超; 李俊杰
Original assignee: Beijing Power Machinery Institute
Current assignee: Beijing Power Machinery Institute
Priority date: 2021-12-28
Filing date: 2021-12-28
Publication date: 2022-04-12

Abstract

本发明提出一种磁悬浮列车真空管线控制系统，包括本地控制系统和远程控制系统，本地控制系统用于采集真空管线中的各项数据并传输至远程控制系统，通过远程控制系统进行远程控制或进行本地控制。采用本发明的控制系统能够支撑大型管道密封结构设计技术验证及密封性能测试，满足对真空泵组、复压阀、逃生门、闸板阀、接驳廊桥等附属真空设备性能测试，以及真空度监测、检漏及自动控制系统测试等需求。本发明控制系统简单、安全可靠、控制方法科学，能够为磁悬浮列车提供高速、舒适、能耗低、噪声小的运行环境。

Description

一种磁悬浮列车真空管线控制系统

技术领域

本发明属于磁悬浮列车技术领域，具体涉及一种磁悬浮列车真空管线控制系统。

背景技术

磁悬浮列车是一种新兴技术，列车与轨道无接触、无摩擦，具有速度高、平稳舒适、能耗低、噪声小等特点，逐渐成为未来交通运输的重要发展方向。我国在磁悬浮列车技术方面拥有许多突破性进展，处于世界领先地位。

不同于传统高速列车，磁悬浮列车必须运行在低真空密闭环境中。为了实现低真空条件下磁悬浮列车速度达到1000km/h，需要设计磁悬浮列车真空管线，为磁悬浮列车系统优化、标准制定和商业运营线建设提供技术支撑。磁悬浮列车真空管线能够为低真空磁悬浮列车提供稳定的低真空环境及优质线形和平顺轨道，以保障列车高速运行时的安全性和平稳性。

磁悬浮列车真空管线的建设尺度及规模均远远超过现有真空系统，相关关键技术问题及工程技术问题均需开展验证研究。磁悬浮列车真空管线的真空密封能力、建压复压能力、真空监测、温度变形补偿能力等均需要达到平稳运行的要求。现有磁悬浮列车运行环境并未充分考虑真空泵、复压阀、逃生门、闸板阀、接驳廊桥等支撑设施的运作与控制，并且现有方法工程可行性差。同时，国内仍然缺乏适用于磁悬浮列车真空管线及附属设施真空泵、复压阀、逃生门、闸板阀、接驳廊桥、环境传感器的控制系统。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明提出一种磁悬浮列车真空管线控制系统，以解决如何为磁悬浮列车提供高速、舒适、能耗低、噪声小的运行环境，为磁悬浮列车系统优化、标准制定和商业运营线建设提供技术支撑，以及解决磁悬浮列车真空管线及附属设施缺乏协同控制监测的技术问题。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提出一种磁悬浮列车真空管线控制系统，该控制系统包括本地控制系统和远程控制系统；其中，

多个本地控制系统按照一定距离间隔部署在磁悬浮列车真空管线上；本地控制系统包括触摸屏、控制器、温度采集模块、湿度采集模块、压力采集模块、应力采集模块、视频采集卡和噪声采集卡；其中，温度采集模块、湿度采集模块、压力采集模块、应力采集模块、噪声采集卡、视频采集卡与磁悬浮列车真空管线中的环境传感器连接，分别用于采集真空管线内部温度、湿度、压力、应力、噪声参数和视频图像，控制器与磁悬浮列车真空管线中的真空泵组、复压阀、逃生门、闸板阀、接驳廊桥和照明系统连接，用于对真空泵组、复压阀、逃生门、闸板阀、接驳廊桥和照明系统进行本地电气控制；控制器将采集的数据发送至远程控制系统，并接收远程控制系统的远程控制指令，同时从触摸屏接收本地控制指令，对真空泵组、复压阀、逃生门、闸板阀、接驳廊桥和照明系统进行本地控制；

远程控制系统部署在控制监测室，包括液晶显示器、工控机、和数据库服务器；其中，工控机与本地控制系统的控制器相连，以获取温度、湿度、压力、应力、噪声和视频采集数据，将上述数据存储在数据库服务器，并根据需要回放和调取数据库服务器里的历史数据，显示在液晶显示器上；通过液晶显示器对真空管线中的真空泵组、复压阀、逃生门、闸板阀、接驳廊桥和照明系统进行远程控制指令设置，并将远程控制指令下发给本地控制系统的控制器。

进一步地，温度采集模块、湿度采集模块、压力采集模块、应力采集模块、视频采集卡、噪声采集卡采用MODBUS总线与环境传感器连接。

进一步地，控制器采用MODBUS总线与真空泵组、复压阀、逃生门、闸板阀、接驳廊桥和照明系统连接。

(三)有益效果

附图说明

图1为本发明实施例中磁悬浮列车真空管线示意图；

图2为本发明实施例的控制系统组成原理图。

具体实施方式

为使本发明的目的、内容和优点更加清楚，下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。

本实施例提出一种磁悬浮列车真空管线控制系统，用于实现磁悬浮列车真空管线设备的电气控制。其中，磁悬浮列车真空管线用于为磁悬浮列车提供低真空环境以降低列车所受空气阻力和噪音，为磁悬浮列车提供优质线形和平顺轨道，从而保障列车高速运行时的安全性和平稳性，并给乘客提供安全的上下车和逃生环境。如图1所示，磁悬浮列车真空管线包括真空管线1、真空泵组2、复压阀3、逃生门4、闸板阀5、接驳廊桥6、环境传感器7和真空电极。

其中，真空管线1内部封闭并长时间保持真空环境，用于磁悬浮列车运行。真空泵组2包括建立泵和维持泵，用于产生、改善和维持真空管线1的真空状态，使真空管线1获得所需的工作真空度和极限真空度。复压阀3用于在真空管线1需要恢复常压时打开，使得外部空气稳步进入真空管线1，减少对真空管线1的冲击，使真空管线1由真空状态恢复为大气压常态。逃生门4用于在发生紧急情况列车沿线停车时，车内乘客可经过逃生门4从真空管线1内逃生至地面环境，从而脱离生命危险，且能够方便维护人员经由逃生门4进入真空管线1内部，进行必要的检查维修工作。闸板阀5位于真空管线1的起始位置处，用于磁悬浮列车在站台进出和紧急情况下切断或接通管路，以保证磁悬浮列车进出站和突发意外情况时能够形成一定长度的封闭常压段。接驳廊桥6用于提供便利、可靠性高的接驳方式，能够实现乘客的上下车，通过接驳廊桥6内的泄压与复压实现乘客换乘。环境传感器7包括温度传感器、湿度传感器、压力传感器、应力传感器和噪声计，用于监测真空管线1内的温度、湿度、压力、应力和噪声。真空电极用于真空管线1内真空环境和外界常压环境的输电与通讯，并保证管线不泄压。复压阀3和逃生门4分别按照一定距离间隔部署在真空管线1上。

本实施例的磁悬浮列车真空管线控制系统，包括远程控制系统和本地控制系统，如图2所示。

多个本地控制系统按照一定距离间隔部署在磁悬浮列车真空管线1上。本地控制系统由触摸屏、控制器、温度采集模块、湿度采集模块、压力采集模块、应力采集模块、视频采集卡、噪声采集卡、电源模块、相关中间电路器件和机柜组成。

其中，温度采集模块、湿度采集模块、压力采集模块、应力采集模块、视频采集卡、噪声采集卡采用MODBUS总线与环境传感器7连接，分别用于采集真空管线1内部温度、湿度、压力、应力、噪声参数和视频图像，控制器采用MODBUS总线与真空泵组2、复压阀3、逃生门4、闸板阀5、接驳廊桥6和照明系统连接，用于对真空泵组2、复压阀3、逃生门4、闸板阀5、接驳廊桥6和照明系统进行本地电气控制。本地控制系统的控制器将采集的数据通过以太网通讯发送至远程控制系统，并接收远程控制系统的远程控制指令，同时从触摸屏接收本地控制指令，对真空泵组2、复压阀3、逃生门4、闸板阀5、接驳廊桥6和照明系统进行本地控制。

本地控制系统的触摸屏作为本地控制系统控制器的本地显示与控制终端，用于实时显示真空管线内部温度、湿度、压力、应力和噪声数据，并在本地通过触摸屏对真空管线显示数据进行切换，以及对真空泵组2、复压阀3、逃生门4、闸板阀5、接驳廊桥6和照明系统进行控制。

远程控制系统部署在控制监测室，由液晶显示器、工控机、通讯卡和数据库服务器组成。其中，工控机通过具有以太网接口的通讯卡与本地控制系统的控制器相连，以获取温度、湿度、压力、应力、噪声和视频采集数据，将上述数据存储在数据库服务器，并根据需要回放和调取数据库服务器里的历史数据，显示在液晶显示器上。通过液晶显示器对真空管线的真空泵组2、复压阀3、逃生门4、闸板阀5、接驳廊桥6和照明系统进行远程控制指令设置，并将远程控制指令通过以太网接口下发给本地控制系统的控制器。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims

1.一种磁悬浮列车真空管线控制系统，其特征在于，所述控制系统包括本地控制系统和远程控制系统；其中，

多个本地控制系统按照一定距离间隔部署在磁悬浮列车真空管线上；本地控制系统包括触摸屏、控制器、温度采集模块、湿度采集模块、压力采集模块、应力采集模块、视频采集卡和噪声采集卡；其中，所述温度采集模块、湿度采集模块、压力采集模块、应力采集模块、噪声采集卡、视频采集卡与磁悬浮列车真空管线中的环境传感器连接，分别用于采集真空管线内部温度、湿度、压力、应力、噪声参数和视频图像，控制器与磁悬浮列车真空管线中的真空泵组、复压阀、逃生门、闸板阀、接驳廊桥和照明系统连接，用于对真空泵组、复压阀、逃生门、闸板阀、接驳廊桥和照明系统进行本地电气控制；控制器将采集的数据发送至远程控制系统，并接收远程控制系统的远程控制指令，同时从触摸屏接收本地控制指令，对真空泵组、复压阀、逃生门、闸板阀、接驳廊桥和照明系统进行本地控制；

所述远程控制系统部署在控制监测室，包括液晶显示器、工控机、和数据库服务器；其中，工控机与本地控制系统的控制器相连，以获取温度、湿度、压力、应力、噪声和视频采集数据，将上述数据存储在数据库服务器，并根据需要回放和调取数据库服务器里的历史数据，显示在液晶显示器上；通过液晶显示器对真空管线中的真空泵组、复压阀、逃生门、闸板阀、接驳廊桥和照明系统进行远程控制指令设置，并将远程控制指令下发给本地控制系统的控制器。

2.如权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述温度采集模块、湿度采集模块、压力采集模块、应力采集模块、视频采集卡、噪声采集卡采用MODBUS总线与环境传感器连接。

3.如权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述控制器采用MODBUS总线与真空泵组、复压阀、逃生门、闸板阀、接驳廊桥和照明系统连接。