铁路客车电气综合控制柜Word下载.docx

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4.2.主要技术参数及功能

4.2.1综合控制柜控制单元由PLC主机单元（CPM2A-CPU61）、12/8点的I/O扩展模块（CPM1A-20EDR1）、信息显示触摸屏（NT31-ST121-EV2）组成。

4.2.1.1.　PLC功能

PLC是可编程逻辑控制器的缩写，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进行分析，对出现故障自动处理，通过显示触摸屏实现人机对话，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。

模拟量输入点：

17点（0～10V）

温度输入点：

1点（PT100）

开关量输入点：

24点（直流24V，8mA），

开关量输出点：

24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

4.2.1.2.显示触摸屏功能

显示触摸屏是一种微型可编程终端，采用全中文液晶显示触摸屏（带背光），具有字符类型和图象类型显示，由通讯接口和PLC的外设接口进行通讯。

主要功能是现场参数设定，电源转换、空调机组等功能单元运行工况的人为控制，运行工况参数的显示，实时显示各功能单元的运行状态及实时报告故障现象。

字符、图象类型显示：

20×

15个汉字

液晶显示器规格：

320×

240点

有效显示面积：

122×

92mm2

4.2.2.交、直流电源规格：

4.2.2.1主电路电源

主电路由两路电源母线中的其中一路提供电源，向逆变器、充电器供电，并由逆变器变换成AC380V/50Hz，向车内空调、伴热等交流负载供电

直流主电源DC600V

额定工作电压：

DC600V

电压波动范围：

DC500V～DC660V

交流主电源：

AC380V

三相交流380V

三相交流323V～437V

额定工作频率：

50Hz±

1Hz

4.2.2.2.蓄电池

DC110V电源全列贯通，各车厢蓄电池及充电器通过逆流二极管与DC110V干线并联。

蓄电池在充电机停止或故障时，向本车应急照明、水位显示、车下电源箱控制、开水炉控制等负载供电。

电池欠压保护动作值：

91V±

1V恢复值：

97±

1V

4.2.2.3.直流控制电源

应急灯、轴温报警器、PLC等重要负载由列车直流110V母线供电；

照明、车下电源箱、开水炉等负载的控制电源由本车直流110V电源提供；

控制柜内的DC-DC电源模块将DC110V电源转换成直流24V电源向PLC、显示触摸屏、网关供电；

转换成直流12V向传感器供电；

DC110V/DC48V电源将DC110V转换成直流48V电源向尾灯、电话插供电。

直流电器控制电路

定工作电压：

DC110V

DC77V～137.5V

PLC、触摸屏电路

直流24V

直流20.4V～26.4V

信号采集电路（传感器）

直流12V

直流11.4V～12.6V

输出电压范围：

直流0～10V；

0～5V

PLC、触摸屏及传感器供电电源

额定输入电压：

直流110V

输入电压波动范围：

直流77～137.5V

额定输出电压：

直流24V（±

5%）；

直流12V（±

5%）

额定输出电流：

DC24V不小于3A；

DC12V不小于1A

电压调整率：

不大于1%

电流调整率：

输出电压纹波峰-谷值（VP-P）：

不大于1.0V

变换效率：

大于80%

尾灯、电话插座供电电源

直流48V（±

不小于1A

另外，为保证机车DC600V供电的正常进行，在客车的首尾车和工程师车设置“供电请求”信号，通过39芯连接器完成机车和客车的信息交换。

具体控制过程是：

整列客车准备就绪后，通过首尾车或工程师车其中之一进行供电请求操作：

●闭合供电请求电源开关Q12，+117、-117之间输出DC110V电源给机车。

●闭合“供电请求”空开Q18，41输出DC110V“供电请求”信号给机车。

●在机车DC600V电源具备输出条件后（机车侧电压稳定、客车侧无故障），机车输出198“供电允许”信号给客车，允许客车逆变器控制系统进入正常工作。

●延时5s后，机车分Ⅰ、Ⅱ路供电给客车。

客车整列车的过载、短路、漏电流超标是由机车完成的。

如果客车侧“供电请求”信号因故障无法正常运行或漏电流超标供电保护，特殊情况下，在确认客车设备正常后，可要求机车强制供电。

紧急情况下，可断首尾车和工程师车的“供电请求”信号或“供电请求电源”，要求机车停电。

4.2.3.WG型网关规格

WG型网关用于铁路客车TKDG-1T2型配电柜。

PLC网关一方面通过各种通信接口实现PLC到车下电源之间的数据传递，另一方面通过Lonworks接口及列车总线实现车辆间的信息和命令传递。

直流24V

20V~27V

接线端子：

WAGO232-209/026-000，2.5mm2。

外形尺寸：

160mm×

90mm×

42mm

安装尺寸：

145mm×

63mm，安装螺丝：

M4

4.2.4.　DL-Ⅱ代理节点

代理节点是联接列车网和车厢网的桥梁，有2个独立的Lonworks通讯接口。

上行Lonworks通讯接口负责列车级网络通信，接收列车主机的信息，并将信息转发给下行Lonworks通讯模块。

下行Lonworks通讯接口负责车厢级网络通信，转发集中控制命令，接收车厢级各应用节点传输的参数、工作状态等信息。

56mm。

M4

4.3.环境条件

4.3.1.工作环境温度：

0℃～＋50℃

4.3.2.存储温度：

－25℃～＋75℃

4.3.3..相对湿度：

最湿月月平均最大相对湿度不大于90%（该月月平均最低温度为25℃）。

4.3.4.海拔高度：

≤2500m。

4.3.5.振动：

相对于客车的垂向、横向和纵向存在着频率f为1～50Hz的正弦振动，其振动加速度在频率f为1～10Hz时等于0.1g（g为重力加速度，可以减化为10m/s2计算），当频率f为10～50Hz时等于1g。

因机车连挂时的冲击，沿机车纵向激起的加速度不大于3g。

5.系统功能说明

5.1.电源供电转换功能

DC600V电源分两路从车底汇流箱进入综合控制柜，Ⅰ路供电对应本车一位侧供电干线，Ⅱ路供电对应本车二位侧供电干线，两路干线经直流断路器Q1、Q2后，通过电压传感器JK1、JK2测量，将两路供电电压信息传给PLC，作为自动控制依据，供电电压高于500V认为干线有电，否则认为无电。

DC600V正常供电电压范围在500~660V之间。

综合控制柜的电源有两路供电，通过转换开关SA1分“自动”和“试验Ⅰ路”、“试验Ⅱ路”。

直流接触器KM1、KM2是供电选择主接触器。

5.1.1.正常情况下，转换开关置于“自动”位

5.1.1.1　Ⅰ路、Ⅱ路均有电，设定车厢号后，PLC按照均衡供电原则，奇数号车厢选择Ⅰ路供电、偶数号车厢选择Ⅱ路供电，Ⅰ路和Ⅱ路在硬件和软件上均互锁，显示屏显示电源状态、参数、工作菜单，相应的电源指示灯亮。

5.1.1.2.如果Ⅰ路有电、Ⅱ路无电，所有车厢PLC通过检测可自动选择Ⅰ路供电，且空调负载和客室电热减载运行，同时在显示屏上提示相应信息，指示灯亮。

此时如果Ⅱ路重新供电，则偶数车厢PLC通过检测可重新选择Ⅱ路供电。

5.1.1.3.如果Ⅱ路有电、Ⅰ路无电，所有车厢PLC通过检测可自动选择Ⅱ路供电，空调负载和客室电热减载运行，同时在显示屏上提示相应信息。

此时如果Ⅰ路重新供电，则奇数车厢PLC通过检测可重新选择Ⅰ路供电。

5.1.1.4.可以通过触摸屏的电源控制菜单和提示选择或转换供电回路。

5.1.1.5.在Ⅰ路、Ⅱ路都有电，奇数号车厢Ⅰ路供电、偶数号车厢Ⅱ路供电的情况下，自动供电时，当弱风、空调空气预热器或电热运行时，如果Ⅰ路（Ⅱ路）供电电压大于DC660V时间超过10s，PLC自动切断当前回路，转移到另一路无故障回路供电，同时空调负载和客室电热减载运行；

当这些制暖设备没有运行时，供电电压大于DC660V时间超过20s，PLC自动切断当前回路，转移到另一路无故障回路供电。

当电源电压值恢复正常，通过触摸屏操作解除故障保护或电源重新供电，通过PLC检测后，PLC自动转换回原供电回路，负载恢复全载运行。

两路供电回路重新供电时，PLC将自动解除保护，转换到原供电回路。

5.1.1.6.在一路有电，另一路无电，所有车厢都是同一路供电的情况下，如果供电回路出现故障，则PLC停止供电，不进行转换。

5.1.1.7.在一路正常，另一路存在故障未消除，车厢供电已经进行了一次转换的情况下，如果供电回路再出现故障，则PLC停止供电，不进行转换。

5.1.1.8.故障排除后，可以通过触摸屏上的“电源控制”菜单，按下“停止供电”或“自动供电”触摸开关解除故障保护。

通过PLC检测后，PLC自动转换回原供电回路，负载恢复全载运行。

5.1.1.9.故障排除后也可以通过转换开关由“停止”位转换到“自动”位，PLC自动解除保护，转换回原供电回路，通过PLC检测后，负载恢复全载运行。

5.1.1.10.出现过压故障，恢复正常后，两路供电回路重新供电时，PLC将自动解除保护转换到原供电回路，恢复全载运行。

5.1.2.试验时，可将转换开关置于“试验Ⅰ路”或“试验Ⅱ路”，人为选择Ⅰ路供电或Ⅱ路供电，此时PLC只进行检测报警，不能进行电源回路的转换。

5.1.3.主电路中接有电流传感器、电压传感器，并设在线绝缘检测装置（6～150mA可调），显示触摸屏上可显示主电路的电压、电流、DC110V母线电压、本车蓄电池电压、电源状态、逆变器输出电压等信息，当某路电源出现过压、绝缘等故障时，显示触摸屏显示故障提示，相应电源故障灯亮，可以按下“回主画面”触摸开关返回主画面，此时画面上出现“XX故障”文字，且背景变为闪烁提示。

5.1.4.正常供电时，DC600V电源给车下电源箱、客室电热供电，逆变器为空调机组、开水炉、伴热等负载供电，DC110V电源向照明、车下电源箱控制、轴温报警器等供电。

5.2.空调机组控制功能

空调机组控制功能通过转换开关SA2分为“自动”、“试验暖”、“试验冷”。

5.2.1.正常情况下，转换开关SA2置于“自动”位

5.2.1.1.电源启动后，合上空调机组控制电路的空气开关Q4，控制电路有电。

PLC根据车厢里温度传感器PT100检出值与预先设定的“制冷”、“制暖”温度值进行比较后，控制空调机组的自动运行，程序根据温度条件，控制PLC的输出点分别置于“ON”或“OFF”，以控制空调机组弱风机接触器KM11（KM21）、强风机接触器KM12（KM22）、冷凝风机接触器KM14（KM24）、压缩机接触器KM16（KM26）、KM17（KM27）、空气预热器接触器KM18（KM28）、KM19（KM29）的线圈是否得电。

只要空调机组的弱风机接触器KM11（KM21）线圈或空调机组的强风机接触器KM12（KM22）线圈得电，其在空调运行指示灯控制电路中的辅助常开触点闭合，空调机组空调运行指示灯HL3绿灯亮。

5.2.1.2.PLC控制空调机组自动进入“自动”运行，PLC根据当前逆变器状态以及车厢里温度传感器检出值与预先设定的“制冷”、“制暖”温度值进行比较后，进行空调机组的“自动”运转，空调机组有六种工况“弱风”、“强风”、“半冷”、“半暖”、“全冷”、“全暖”。

“制冷”温度设定值为空调机组从“半冷”工况转入“强风”工况时的临界温度；

“制暖”温度设定值为空调机组从“弱风”工况转入“半暖”工况时的临界温度。

5.2.1.3.可以根据显示触摸屏上的菜单和提示，选择“强风”、“半冷”、“全冷”、“弱风”、“半暖”、“全暖”等运行方式，此时空调机组不受温度控制，按下“全自动”触摸开关可以返回受温度控制“自动”状态，按下“停止”触摸开关，空调停止运行。

合上空气开关Q41、Q42，将SA2置于试验冷位，1-2和9-10线号接通，KA4得电，其常开触点闭合。

PORT中555（565）、556（566）、187（387）、287（487）输出DC110V信号，KM12（KM22）得电，其常开触点闭合，风机1中的M12（M22）工作；

KM14（KM24）得电，其常开触点闭合，冷凝风机14工作；

在空调机组压力和温度正常情况下KM16（KM26）、KM17（KM27）得电，其常开触点闭合，压缩机1-1（1-2）和压缩机2-1（2-2）工作，PLC显示制冷1运行、制冷2运行。

将SA2置于试验暖位，7-8和11-12线号接通，KA3得电，其常开触点闭合。

PORT中554（564）、63（67）、43（45）输出DC110V信号，KM11得电，其常开触点闭合，常闭触电打开，风机1中的M11工作（M12不工作，两者互锁）；

KM18（KM28）、KM19（KM29）得电，其常开触点闭合，预热器1、预热器2工作，PLC显示制暖1运行、制暖2运行。

5.2.1.4.制冷时，强风机发生故障FR12（FR22）得电，其常开触点闭合、常闭触点打开，PLC显示强风机故障；

KM12（KM22）失电，其常闭触电闭合、常开触点打开，风机1中的M12（M22）停止工作；

KM14（KM24）失电，其常闭触电闭合、常开触点打开，冷凝风机14（24）停止工作；

KM16（KM26）、KM17（KM27）失电，其常开触点打开，压缩机1-1（1-2）和压缩机2-1（2-2）停止工作。

冷凝风机发生故障FP11（FP21）、FP12（FP22）得电，其常开触点闭合、常闭触点打开，PLC显示冷凝风机14（24）故障，KM16（KM26）、KM17（KM27）失电，其常开触点打开，压缩机1-1（1-2）和压缩机2-1（2-2）停止工作。

制暖时，弱风机发生故障FR11（FR21）得电，其常开触点闭合、常闭触点打开，PLC显示弱风机故障；

KM11（KM22）失电，其常开触点打开，常闭触电闭合，风机1中的M11（M21）停止工作；

KM18（KM28）、KM19（KM29）失电，其常开触点打开，预热器1-1（2-1）、预热器2-1（2-2）停止工作。

5.2.1.5.在“半冷”或“半暖”工况下，压缩机或空气预热器运行时发生故障，有故障的压缩机或空气预热器将停止运行，并自动切换到另一组压缩机或空气预热器启动运行；

在“全冷”、“全暖”工况下，运行发生故障，有故障的压缩机或空气预热器停止运行，保持无故障压缩机或空气预热器继续运行。

5.2.1.6.空调机组有故障时，通过按下显示触摸屏上的“停空调”停止空调运行，故障排除后，再按下“启空调”空调机组重新运行后，PLC通过检测可以重新启动空调机组。

5.2.1.7.故障排除后也可以通过转换开关由“停止”位转换到“自动”位，空调机组自动转换到“自动”运行状态，通过PLC检测后，空调机组恢复运行。

5.2.1.8.空调“全自动”运行时，空气预热器与客室电热器连动，按下“停电热”可取消连动。

连动取消后，客室电热的启停靠手动控制。

5.2.2.当空调在“自动”位运行时，PLC根据逆变器输出电压和逆变器自身给出的信号判断其工作状态。

如果根据输出电压判断逆变器Ⅰ发生故障，风机、压缩机或预热器停止工作，相应故障指示灯亮，触摸屏显示相应信息；

如果根据输出电压判断逆变器Ⅱ发生故障，则相应故障指示灯亮，空调控制部分动作不变。

（建议用户将供电和空调转换开关拨到“自动”位运行。

）两台逆变器相互热备，当其中一台逆变器自身检测出有故障时（此时逆变器给PLC一个故障信号），另一台逆变器负责本车供电，这时逆变器给出半载信号，当逆变器给出半载信号时，空调自动减载运行，触摸屏显示相应信息。

当逆变器故障恢复以后空调自动重新启动。

5.2.3.试验时，可将转换开关置于“试验冷”或“试验暖”，人为选择制冷工况，启动强风、冷凝风机或制暖工况启动弱风。

此时PLC只能对空调机组进行监测，不进行保护动作。

5.2.4.机组主回路中接有电流传感器，显示触摸屏上可以显示空调机组的运行工况、压缩机或空气预热器运行状况、累计运行时间及电流值，可以显示“制冷”、“制暖”设定温度值。

当机组出现过载、过流、缺相及三相不平衡故障时，显示触摸屏显示故障提示状态，空调故障灯亮，可以按下“回主画面”触摸开关返回主画面。

5.2.5.空调机组的压缩机及空气预热器按照累计时间运行，半冷或半暖时累计时间少的机组启动运行，运行2小时后自动转换到另一机组交替运行。

累计运行时间多的机组达到9997小时后，同一空调两台机组运行时间同时减去一定时间，保证两台机组累计时间差不变。

5.2.6.DC600V电热控制保护功能

DC600V电热负载的控制在“空调自动”和“空调试验”模式下均可实现半热和全热控制。

DC600V电热负载的配电电路设有短路保护，由DC600V直流熔断器FU1、FU2实现。

警告：

DC600V直流熔断器FU1、FU2严禁带电带载操作！

否则可能造成火灾或人身电击伤害！

DC600V电热配电隔离开关Q15、Q16、Q25、Q26严禁带电带载操作！

隔离开关Q15、Q16、Q25、Q26出厂设置为闭合状态，并加铅封，保证开关在铅封不被破坏的情况下，无法断开。

5.3.蓄电池欠压保护功能

为保护蓄电池，综合控制柜设两级蓄电池欠压保护功能，一级为PLC保护。

当PLC检测到本车蓄电池电压低于欠压保护设定值时（允许用户调整，出厂设置93±

1V），触摸屏应显示相应故障信息，提示用户。

二级保护为车下充电机保护（出厂设定欠压动作电压90~92V，恢复值96~98V，用户不可改变），当蓄电池电压低于90~92V时，欠压保护继电器KM4失电释放，本车二级直流负载如非应急照明、信息显示等断电。

5.4.照明控制功能

非应急照明包括终夜灯、半夜灯，采用本车蓄电池DC110V电源，本车蓄电池欠压保护时，非应急照明不能工作。

终夜灯、半夜灯由安装在乘务员室的转换开关SA4控制（餐车置于控制柜面板），照明分为“半灯”、“全灯”、“停止”。

将SA4置于“半灯”，KM6、KM7吸合，使得终夜灯和应急灯工作；

将SA4置于“全灯”，KM5、KM6、KM7吸合，使得终夜灯、半夜灯和应急灯工作。

应急照明采用母线DC110V电源，不受本车蓄电池欠压保护影响，综合控制柜设置应急照明空开Q31，应急照明负载包括：

设置在客室两端的应急灯、软卧车阅读等、地灯、洗脸室灯。

应急照明配合乘务员室的照明转换开关使用，转换开关位于“半灯”、“全灯”时，综合控制柜内KM7吸合，应急照明有电。

5.5.车下电源箱状态监视功能

通过WG型网关能够将车下电源箱的状态信息送给PLC，并在触摸屏上显示。

通过主画面上的“本车网络”触摸开关可以查询本车车下电源箱的详细信息。

5.6.联网通讯功能

代理节点能实现车辆间的通讯。

各个车厢的PLC通过代理节点将本车信息、发送给其它车厢的命令传送到列车总线上，供其它车厢调用。

本车PLC可以通过代理节点读取列车总线上其它任一节车厢的信息；

接收其它车厢发送给本车的命令并执行。

（注：

PLC上的PORT口的拨动开关置于OFF）

6系统操作

6.1.系统参数设定

综合控制柜使用前，必须合理地设定系统参数，否则综合控制柜将无法正常运行，这些参数的设定应该在综合控制柜出厂、装车、车辆编组前进行设定、检验，一经设定不得随意更改。

操作步骤：

按下“管理界面”触摸开关，调出“密码”画面，按“口令”触摸开关调出键盘，密码为“837”，按回车键输入密码再按下“确认”调出“参数设定”画面。

在上用手轻触数字显示处，调出“键盘”，利用键盘设定空调机组制冷（压缩机）、制暖（空气预热器）设定值、直流漏电保护值、电池欠压保护值、欠压恢复值、车厢号、车号、空调制冷、制暖设定温度值。

输入值确认后按下回车键输入设定值，完成后按下“关闭键盘”触摸开关即可关闭键盘。

按下“返回”触摸开关返回密码设定。

总电源绝缘保护值出厂时预设为100mA，蓄电池欠压保护值出厂时预设为92V，空调机组制冷（压缩机）、制暖（空气预热器）设定值按照所配合机组型号出厂前设定。

车厢号必须在车辆编组后，运行前按照实际车厢号在触摸屏上设定，全列车辆车厢号不得重复，加车车厢号应依次顺延。

例如：

正常时最后一节车厢号为17，则加1、加2、加3的车厢号在触摸屏上依次设定为：

18、19、20。

空调制冷、制暖温度值可分别设定，但要保证制冷值高于制暖值，制冷、制暖值相差不小于5℃。

制冷温度值（T1）的设定最低不得小于压缩机的低温保护值（20℃）。

6.2.供电人工转换、操作

按下主画面上的“供电信息”触摸开关进入“供电系统信息”画面。

人工强制选择电源供电回路“Ⅰ路供电”或“Ⅱ路供电”，可以按下“控制”触摸开关，调出“电源控制”，根据触摸开关上的文字提示人工强制选择“Ⅰ路供电”或“Ⅱ路供电”。

此时如果电源停止，且所选择供电回路有电，则选择该路供电；

如果正在此路供电则电源继续供电；

如果是另一路供电则转换到此路供电。

按下触摸开关“自动供电”，则自动返回PLC默认的供电回路，即奇数车厢Ⅰ路供电，偶数车厢Ⅱ路供电。

人工强制选择电源供电回路应有特殊原因时使用，使用后如无特殊原因应转换回“自动供电”状态。

如果电源曾出现故障，确认故障排除后，可以按下“停止供电”或“自动供电”解除故障保护，通过PLC检测后，重新启动供电。

6.3.空调人工转换、操作

在主画面，按下“空调信息”触摸开关，进入“空调系统信息”画面。

人工强制选择空调工况，可以按下“控制”触摸开关，调出“空调控制”。

“空调控制”设有十个触摸键：

强风、弱风、半冷、半暖、全冷、全暖、全自动、电热1、电热2、停空调、停电热。

这些触摸开关的含义如下：

“强风”、“弱风”、“半冷”、“半暖”、“