铁路电力机车智能辅助控制系统技术方案

本实用新型专利技术提供一种铁路电力机车智能辅助控制系统，该系统包括列车运行监控记录装置、接收机车系统数据的数据采集单元、发出牵引电机投切指令的中央控制单元、触摸屏、通讯模块、给中央控制单元及通信模块供电的模块电源和机车TCMS系统，中央控制单元通过数据采集单元与列车运行监控记录装置连接，触摸屏通过以太网与中央控制单元连接，中央控制单元通过通讯模块与机车TCMS系统连接。本实用新型专利技术接收列车运行监控记录装置的系统数据，通过对牵引电机进行投切控制，使牵引电机工作在最佳区域，在确保安全运行的前提下，使机车运行电效率最高，达到节能目的。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及电力机车控制领域，尤其是涉及铁路电力机车智能辅助控制系统。
技术介绍
目前关于电力机车用电节能的技术方案主要有：1、运用交流电力机车制动回馈技术将电动机处于发电状态时产生的电能回馈到电网，该技术已在交流电力机车上广泛运用；2、通过对机车运行速度的研究，寻求机车的运行档位优化控制从而达到节能的目的。我国现有电力机车主要有韶山、东风、和谐等型号，采用6或8台牵引电机带动轮对运动，由于我国幅员辽阔，铁路线路路况复杂，因此为满足不同路况铁路运输的要求，电力机车机车额定功率较大如：和谐号货车为9600KW，客车为7200KW。据公开数据表明：我国单车平均运输载重约3500吨，机车电力拖动系统负载率长期低于50％，因此，机车运行效率较低、电力损耗较大。现运行的机车中尚无在不同运输重量、不同运输地形路况、天气等条件下，如何使机车运行在最佳电效率状态的系统，铁路机车电力传动系统电效率智能优化辅助控制系统将填补该方面技术的空白。
技术实现思路
本技术的目的在于：针对现有技术存在的问题，提供一种铁路电力机车智能辅助控制系统，解决现有机车运行效率较低、电力损耗较大的问题。本技术的目的通过以下技术方案来实现：铁路电力机车智能辅助控制系统，其特征在于，该系统包括列车运行监控记录装置、接收机车系统数据的数据采集单元、发出牵引电机投切指令的中央控制单元、触摸屏、通讯模块、给中央控制单元及通信模块供电的模块电源和机车TCMS系统，中央控制单元通过数据采集单元与列车运行监控记录装置连接，触摸屏通过以太网与中央控制单元连接，中央控制单元通过通讯模块与机车TCMS系统连接。作为进一步的技术方案，该系统还包括数据存储单元，该数据存储单元与中央控
制单元连接。作为进一步的技术方案，所述中央控制单元为西门子S1200系列CPU1215C。作为进一步的技术方案，所述模块电源为西门子PM1207电源。作为进一步的技术方案，所述触摸屏为西门子KTP1200PN触摸屏。作为进一步的技术方案，该系统包括信号隔离器，该信号隔离器与中央控制单元的模拟量信号输入接口连接。作为进一步的技术方案，该系统包括中间继电器，该中间继电器与中央控制单元的扩展开关量信号输出接口连接。作为进一步的技术方案，该系统还包括断路器QF1、断路器QF2、断路器QF3、断路器QF4、断路器QF5、断路器QF6、断路器QF7和直流开关电源；所述断路器QF1为总电源，通过断路器QF2连接直流开关电源、通过断路器QF3连接模块电源、通过断路器QF4连接备用电源接口；所述直流开关电源通过断路器QF5连接触摸屏、通过断路器QF6连接信号隔离器、通过断路器QF7连接中央控制单元。与现有技术相比，本技术接收列车运行监控记录装置的系统数据，通过对牵引电机进行投切控制，使牵引电机工作在最佳区域，在确保安全运行的前提下，使机车运行电效率最高，达到节能目的。附图说明图1为本技术的硬件结构示意图；图2为本技术的电源配电图；图3为中央控制单元的电气连接示意图。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本技术进行详细说明。实施例本技术提供一种铁路电力机车智能辅助控制系统，如图1所示，该系统包括：列车运行监控记录装置LKJ2000、接收机车系统数据的数据采集单元、发出牵引电机投切指令的中央控制单元、触摸屏、通讯模块、给中央控制单元及通信模块供电的模块电源和机车TCMS系统。其中接收机车系统数据的数据采集单元、发出牵引电机投切指令的中央控制单元、触摸屏、通讯模块组成铁路电力机车智能辅助控制装置。列
车运行监控记录装置LKJ2000和机车TCMS系统属于机车自带的设备。中央控制单元通过数据采集单元与列车运行监控记录装置连接，触摸屏通过以太网与中央控制单元连接，中央控制单元通过通讯模块与机车TCMS系统连接。机车智能控制装置正下方预留TCMS系统和LKJ2000系统通讯接口，分别预留以太网接口和CAN总线接口，方便数据传输。为了方便数据的存取，该系统还包括数据存储单元，该数据存储单元与中央控制单元连接。模块电源为西门子PM1207电源，用于CPU模块和通讯模块供电。该系统的电源配电如图2所示，包括断路器QF1、断路器QF2、断路器QF3、断路器QF4、断路器QF5、断路器QF6、断路器QF7和直流开关电源。断路器QF1为总电源，通过断路器QF2连接直流开关电源、通过断路器QF3连接PM1207模块电源、通过断路器QF4连接备用电源接口。直流开关电源通过断路器QF5连接触摸屏、通过断路器QF6连接信号隔离器、通过断路器QF7连接中央控制单元。触摸屏为西门子KTP1200PN12寸触摸屏，用于人机界面交互。该系统设有一个面板，触摸屏安装在该面板上。面板上还设置一只自动/手动选择开关，选择自动和手动两种模式；设置一只急停开关，在紧急故障状态下停车控制。在自动状态下，智能控制装置自动将优化切除机车牵引电机的命令传送到机车TCMS系统，切除机车电机，达到节能最优效率。在手动状态下，智能控制装置将优化切除电机数显示在HMI触摸屏上，机车员通过观察HMI触摸屏显示的优化策略建议，自行决定是否切除电机和切除电机数量。通讯模块采用CAN总线通讯模块。中央控制单元采用西门子S1200系机CPU 1215C，集成以太网通讯功能，通过以太网通讯端口与TCMS系统进行数据交换。中央控制单元集成14路数字量输入，10路数字量输出，2路模拟量输入，2路模拟量输出，1个以太网接口，配4M存储卡，负责数据信号处理和外部数据通讯交换。中央控制单元的电气连接图如图3所示，其中GL01～GL04为信号隔离器，该信号隔离器与中央控制单元的模拟量信号输入接口连接，作用为保护外部输入模拟量信号，隔离干扰信号，使系统安全性提高。KA1～KA9为中间继电器，该中间继电器与中央控制单元的扩展开关量信号输出接口连接，作用为隔离保护CPU单元和扩展开关量输出信号功能。以上所述仅为本技术的较佳实施例而已，并不用以限制本技术，应当指
出的是，凡在本技术的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
铁路电力机车智能辅助控制系统，其特征在于，该系统包括列车运行监控记录装置、接收机车系统数据的数据采集单元、发出牵引电机投切指令的中央控制单元、触摸屏、通讯模块、给中央控制单元及通信模块供电的模块电源和机车TCMS系统，中央控制单元通过数据采集单元与列车运行监控记录装置连接，触摸屏通过以太网与中央控制单元连接，中央控制单元通过通讯模块与机车TCMS系统连接。

【技术特征摘要】
1.铁路电力机车智能辅助控制系统，其特征在于，该系统包括列车运行监控记录装置、接收机车系统数据的数据采集单元、发出牵引电机投切指令的中央控制单元、触摸屏、通讯模块、给中央控制单元及通信模块供电的模块电源和机车TCMS系统，中央控制单元通过数据采集单元与列车运行监控记录装置连接，触摸屏通过以太网与中央控制单元连接，中央控制单元通过通讯模块与机车TCMS系统连接。2.根据权利要求1所述的铁路电力机车智能辅助控制系统，其特征在于，该系统还包括数据存储单元，该数据存储单元与中央控制单元连接。3.根据权利要求1所述的铁路电力机车智能辅助控制系统，其特征在于，所述中央控制单元为西门子S1200系列CPU1215C。4.根据权利要求1所述的铁路电力机车智能辅助控制系统，其特征在于，所述模块电源为西门子PM1207电源。5.根据权利要求1所述的铁路电力机车智能辅助控制系统...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈继军，王治巍，
申请(专利权)人：乐山晟嘉电气股份有限公司，
类型：新型
国别省市：四川;51