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OMRON自动化产品在铁道客车电气行业的应用

2012-01-05 10:40
汉水狂客
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1.引言

  随着我国铁道行业跨越式发展进程的不断推进,铁道客车电气监控系统增加了许多新设备、采用了许多新工艺,系统的复杂性不断增大,原有的电气监控系统仅是普通的继电接触控制系统,各个电气监控部分分散独立,如供电电源选择控制部分、空调机组控制部分、客车照明转换控制部分、应急电源控制部分等都是独立的低压电气屏柜,布线量大,走线复杂,电磁兼容性差,自动化程度低,空调控制精度不高,系统集成度差、生产成本高、操作不便、维护困难等,已无法满足铁道客车电气监控系统快速发展的需要,铁道客车电气监控系统的设计改进势在必行。

  在铁道客车电气行业领导机构的大力组织协调下,相关行业设计工厂与科研院所共同研发设计了新型的铁道客车电气监控系统,即铁道客车低压电气综合控制屏柜(以下简称综合控制柜)。控制柜用于AC380V或DC600V供电的空调旅客列车,将客车老式电气监控系统的各个电气监控部分进行了优化整合,集成到统一的低压电气屏柜内。典型的综合控制柜采用OMRON的PLC(CPM2A-CPU61)、PLC的I/O扩展模块CPM1A-20EDR1、通讯适配器CPM1-CIF01、NT系列可编程终端NT31或NT631等构成控制核心,采用NS系列可编程终端NS10作为列车网络的集中监控终端,实现了以下以几点主要设计工艺:

  (1)客车供电电源的选择、转换、故障判断保护等自动控制、手动控制;

  (2)客车空调机组的工况选择、转换、故障判断保护等自动控制、手动控制;

  (3)客车应急供电电源的监控保护、转换控制;

  (4)客车照明系统的转换控制;

  (5)客车车载网络智能监控系统的实现。

  根据不同铁道客车类型,实际的综合控制柜控制核心硬件配置还采用过OMRON的PLC主机CPM2A-30CDR-D,模拟量扩展模块CPM1A-DA001等。

  综合控制柜的PLC通过微型可编程序终端NT31(以下简称触摸屏)接受各种指令并自动执行相应的操作步骤,对电气系统运行中出现的各种故障及时进行诊断、指示并保护,综合控制柜具有检测、控制、诊断保护、信息提示、联网通讯功能,实现供电及控制系统的综合控制,PLC通过适配器与车载网络设备的串行通讯实现与本车装备的智能电气设备的通讯及实现客车与客车之间的相互联网通讯,并为逐步实现车对地、地对车的计算机联网通讯打下了技术基础。

2.新型电气监控系统的系统构成

  新型铁道客车电气监控系统以OMRON的CPM2A-CPU61可编程控制器、12/8点的I/O扩展模块(CPM1A-20EDR1)、触摸屏(NT31-ST122-EV2或NT31-ST123-EV3)、通讯适配器CPM1-CIF01等为控制核心,采用NS系列可编程终端NS10作为列车网络的集中监控终端,由供电电源控制部分、空调机组控制部分、应急电源控制部分、照明控制部分、联网通讯部分等几大功能单元有机结合而成,其系统结构框图如附图所示,各个功能单元的控制方案分析如下:

  2.1 控制核心部分

  (1)PLC主机CPM2A-CPU61CPM2A-CUP61主机对整个电气系统进行自动控制,实时监测电气系统运行过程中的参数并对其进行分析,对出现故障自动处理,通过显示触摸屏NT31实现人机对话,响应显示触摸屏输入的命令、参数,将故障信息、运行记录通过显示触摸屏显示等。其硬件配置情况如下:

  • 模拟量输入点: 17点(0~10V);

  • 温度输入点: 1点(PT100);

  • 开关量输入点: 12点(直流24V,8mA);

  • 开关量输出点: 16点(继电器输出);

  • 输出端最大开关能力:2A,250VAC(cosφ=1),2A,24V;

  • 输出端最小开关能力:10mA,5VDC。

  

 

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