一種用于四輪驅(qū)動軌道牽引車的電氣控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明的一種用于四輪驅(qū)動軌道牽引車的電氣控制系統(tǒng)，包括PLC控制器，所述PLC控制器通過CAN總線信號連接有遙控操作系統(tǒng)、牽引行走系統(tǒng)、車體轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和導(dǎo)向驅(qū)動系統(tǒng)。本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明采用PLC控制器實時運算，實現(xiàn)軌道牽引車的牽引行走和轉(zhuǎn)向，實現(xiàn)軌道行走的導(dǎo)向安全保護。應(yīng)用CAN總線網(wǎng)絡(luò)克服了傳統(tǒng)硬接線的繁瑣，可靠性差不足之處。采用人機交互界面實時數(shù)據(jù)通訊，方便操作者觀察及故障處理，自動化程度高，功能完善。
【專利說明】—種用于四輪驅(qū)動軌道牽引車的電氣控制系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種電氣控制系統(tǒng)，尤其涉及一種用于四輪驅(qū)動軌道牽引車的電氣控制系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著科技的發(fā)展，軌道牽引車行業(yè)，從傳統(tǒng)的內(nèi)燃動力機構(gòu)，逐漸向環(huán)保靈活的電動機構(gòu)發(fā)展，驅(qū)動電機及電控由直流向交流方向發(fā)展，整車通訊向網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展，尤其四輪獨立驅(qū)動的電動軌道牽弓丨車，更成為行業(yè)內(nèi)的研究熱點。
[0003]目前，電動公鐵兩用四輪驅(qū)動牽引車作為一種特定時期、特定技術(shù)要求的產(chǎn)品，較好的滿足了以上條件。但是，正因為其功用的特殊性，限定了該車的工作范圍，再加上該電氣控制系統(tǒng)，是車輛工程、電子信息、能源技術(shù)、自動控制、計算機等多種高新技術(shù)的集成，研究成本高等，電動牽引車并沒有得到商業(yè)化、產(chǎn)業(yè)化的大發(fā)展。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為解決以上技術(shù)上的不足，本發(fā)明提供了一種全新的四輪獨立驅(qū)動軌道牽引車的電氣系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)車體的行走、轉(zhuǎn)向及軌道運行的導(dǎo)向保護。
[0005]本發(fā)明是通過以下措施實現(xiàn)的:
本發(fā)明的一種用于四輪驅(qū)動軌道牽引車的電氣控制系統(tǒng)，包括PLC控制器，所述PLC控制器通過CAN總線信號連接有遙控操作系統(tǒng)、牽引行走系統(tǒng)、車體轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和導(dǎo)向驅(qū)動系統(tǒng)。
[0006]上述牽引行走系統(tǒng)包括均通過CAN總線與PLC控制器信號連接的
四個牽引驅(qū)動控制器，四個牽引驅(qū)動控制器的控制信號輸出端各自信號連接有一個帶電機增量編碼器的牽引電機，電機增量編碼器與各自對應(yīng)的牽引驅(qū)動控制器的反饋信號輸入端信號連接。
[0007]上述車體轉(zhuǎn)向系統(tǒng)包括通過CAN總線與PLC控制器信號連接的四個轉(zhuǎn)向驅(qū)動控制器，四個轉(zhuǎn)向驅(qū)動控制器的控制信號輸出端各自信號連接有一個帶轉(zhuǎn)向角度編碼器的轉(zhuǎn)向電機，轉(zhuǎn)向角度編碼器與各自對應(yīng)的轉(zhuǎn)向驅(qū)動控制器的反饋信號輸入端信號連接。
[0008]上述PLC控制器通過CAN總線信號連接有人機交互界面。
[0009]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明采用PLC控制器實時運算，實現(xiàn)軌道牽引車的牽引行走和轉(zhuǎn)向，實現(xiàn)軌道行走的導(dǎo)向安全保護。應(yīng)用CAN總線網(wǎng)絡(luò)克服了傳統(tǒng)硬接線的繁瑣，可靠性差不足之處。采用人機交互界面實時數(shù)據(jù)通訊，方便操作者觀察及故障處理，自動化程度高，功能完善。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1本發(fā)明的電氣控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。
[0011]其中，IPLC控制器；2遙控操作系統(tǒng)；3牽引行走系統(tǒng)；4車體轉(zhuǎn)向系統(tǒng)；5導(dǎo)向驅(qū)動系統(tǒng)；6人機交互界面；7CAN總線；3-1左前牽引電機驅(qū)動控制器；3-1-1左前牽引電機；
3-1-2左前電機增量編碼器；3-2左后牽引電機驅(qū)動控制器；3-2-1左后牽引電機；3_2_2左后電機增量編碼器；3_3右前牽引電機驅(qū)動控制器；3-3-1右前牽引電機；3-3-2右前電機增量編碼器；3_4右后牽引電機驅(qū)動控制器；3-4-1右后牽引電機；3-4-2右后電機增量編碼器；4-1左前轉(zhuǎn)向電機驅(qū)動控制器；4-1-1左前轉(zhuǎn)向電機；4-1-2左前轉(zhuǎn)向角度編碼器；
4-2右前轉(zhuǎn)向電機驅(qū)動控制器；4-2-1右前轉(zhuǎn)向電機；4-2-2右前轉(zhuǎn)向角度編碼器；4_3右后轉(zhuǎn)向電機驅(qū)動控制器；4-3-1右后轉(zhuǎn)向電機；4-3-2右后轉(zhuǎn)向角度編碼器；4-4左后轉(zhuǎn)向電機驅(qū)動控制器；4-4-1左后轉(zhuǎn)向電機；4-4-2左后轉(zhuǎn)向角度編碼器。

【具體實施方式】
[0012]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進一步詳細的描述:
如圖1所示，本發(fā)明的一種用于四輪驅(qū)動軌道牽引車的電氣控制系統(tǒng)，
包括PLC控制器1，PLC控制器I通過CAN總線7信號連接有遙控操作系統(tǒng)2、牽引行走系統(tǒng)3、車體轉(zhuǎn)向系統(tǒng)4、人機交互界面6和導(dǎo)向驅(qū)動系統(tǒng)5。PLC控制器I通過CAN總線7采集遙控操作系統(tǒng)2、牽引行走系統(tǒng)3、車體轉(zhuǎn)向系統(tǒng)4、導(dǎo)向驅(qū)動系統(tǒng)5的信號，經(jīng)過計算分析，從而發(fā)送信號給牽引行走系統(tǒng)3、車體轉(zhuǎn)向系統(tǒng)4及導(dǎo)向驅(qū)動系統(tǒng)5，合理控制車輛各個系統(tǒng)的工作運行情況，實現(xiàn)車輛的穩(wěn)定運行。
[0013]PLC控制器I是上層控制器，負責(zé)接收遙控操作系統(tǒng)2的信息，以及牽引電機驅(qū)動控制器、轉(zhuǎn)向電機驅(qū)動控制器、轉(zhuǎn)向角度編碼器、導(dǎo)向系統(tǒng)的信號，給定速度控制策略的運算實施，并且向CAN總線7網(wǎng)絡(luò)發(fā)送牽引行走、車體轉(zhuǎn)向信號。牽引電機驅(qū)動控制器、轉(zhuǎn)向電機驅(qū)動控制器是底層控制器，負責(zé)接收CAN總線7網(wǎng)絡(luò)上的方向轉(zhuǎn)速指令，驅(qū)動牽引電機、轉(zhuǎn)向電機以給定轉(zhuǎn)速運動；同時采集牽引電機、轉(zhuǎn)向電機的實際轉(zhuǎn)速及運行信息，通過CAN總線7傳遞給PLC控制器I ;轉(zhuǎn)向角度編碼器與導(dǎo)向操作系統(tǒng)的信號也通過CAN總線7網(wǎng)絡(luò)，發(fā)送給PLC控制器I ;人機交互界面6顯示車體速度、方向、CAN信號等，方便操作者觀察與故障判斷處理。最關(guān)鍵的是，應(yīng)用CAN總線7的數(shù)據(jù)傳輸，省略了硬接線的繁瑣，減少了故障的發(fā)生，使其具有傳動效率高、空間布置靈活、易于實現(xiàn)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的電子化和主動化等優(yōu)點。
[0014]遙控操作系統(tǒng)2，是軌道牽引車的命令源。通過CAN總線7發(fā)送導(dǎo)向結(jié)構(gòu)上升、下降命令，車體前進、后退命令，車體左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)命令，以及緊急停車命令給PLC控制器I。
[0015]牽引行走系統(tǒng)3包括均通過CAN總線7與PLC控制器I信號連接的四個牽引驅(qū)動控制器，四個牽引驅(qū)動控制器的控制信號輸出端各自信號連接有一個帶電機增量編碼器的牽引電機，電機增量編碼器與各自對應(yīng)的牽引驅(qū)動控制器的反饋信號輸入端信號連接。
[0016]具體地，左前牽引電機驅(qū)動控制器3-1，通過CAN總線7，接收PLC控制器I發(fā)送的方向、轉(zhuǎn)速命令，驅(qū)動左前牽引電機3-1-1，左前牽引電機3-1-1內(nèi)置左前電機增量編碼器
3-1-2，反饋速度信號給左前牽引電機驅(qū)動控制器3-1，實現(xiàn)半閉環(huán)控制，同時左前牽引電機驅(qū)動控制器3-1，通過CAN總線7發(fā)送左前牽引電機3-1-1的速度方向信號給PLC控制器1，實現(xiàn)左前牽引電機3-1-1實時數(shù)據(jù)運算控制。
[0017]左后牽引電機驅(qū)動控制器3-2、左后牽引電機3-2-1、左后電機增量編碼器3_2_2、右前牽引電機驅(qū)動控制器3-3、右前牽引電機3-3-1、右前電機增量編碼器3-3-2、右后牽引電機驅(qū)動控制器3-4、右后牽引電機3-4-1和右后電機增量編碼器3-4-2，經(jīng)過上述同樣的原理和信號傳遞，實現(xiàn)PLC控制器I對牽引行走系統(tǒng)3的控制。
[0018]車體轉(zhuǎn)向系統(tǒng)4包括通過CAN總線7與PLC控制器I信號連接的四個轉(zhuǎn)向驅(qū)動控制器，四個轉(zhuǎn)向驅(qū)動控制器的控制信號輸出端各自信號連接有一個帶轉(zhuǎn)向角度編碼器的轉(zhuǎn)向電機，轉(zhuǎn)向角度編碼器與各自對應(yīng)的轉(zhuǎn)向驅(qū)動控制器的反饋信號輸入端信號連接。
[0019]具體地，左轉(zhuǎn)向電機驅(qū)動控制器，通過CAN總線7，接收PLC控制器I發(fā)送的方向、轉(zhuǎn)速命令，驅(qū)動左前轉(zhuǎn)向電機4-1-1，左前轉(zhuǎn)向電機4-1-1同軸安裝左前轉(zhuǎn)向角度編碼器
4-1-2，左前轉(zhuǎn)向角度編碼器4-1-2和左前轉(zhuǎn)向電機驅(qū)動控制器4-1的信號，通過CAN總線7網(wǎng)絡(luò)反饋給PLC控制器I，實現(xiàn)左前轉(zhuǎn)向電機4-1-1方向速度的全閉環(huán)控。
[0020]右前轉(zhuǎn)向電機驅(qū)動控制器4-2、右前轉(zhuǎn)向電機4-2-1、右前轉(zhuǎn)向角度編碼器4_2_2、右后轉(zhuǎn)向電機驅(qū)動控制器4-3、右后轉(zhuǎn)向電機4-3-1、右后轉(zhuǎn)向角度編碼器4-3-2、左后轉(zhuǎn)向電機驅(qū)動控制器4-4、左后轉(zhuǎn)向電機4-4-1和左后轉(zhuǎn)向角度編碼器4-4-2，經(jīng)過上述同樣的原理和信號傳遞，實現(xiàn)PLC控制器I對車體轉(zhuǎn)向系統(tǒng)4的控制。
[0021]導(dǎo)向驅(qū)動系統(tǒng)5驅(qū)動牽引車軌道運行的導(dǎo)向保護結(jié)構(gòu)。人機交互界面6實時顯示車體速度、方向、CAN信號等。CAN總線7網(wǎng)絡(luò)是連接PLC控制器I與各電機驅(qū)動器之間的紐帶，負責(zé)轉(zhuǎn)速、方向、遙控指令等信息的傳輸。
[0022]以上所述僅是本專利的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本專利技術(shù)原理的前提下，還可以做出若干改進和替換，這些改進和替換也應(yīng)視為本專利的保護范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種用于四輪驅(qū)動軌道牽引車的電氣控制系統(tǒng)，其特征在于:包括PLC 控制器，所述PLC控制器通過CAN總線信號連接有遙控操作系統(tǒng)、牽引行走系統(tǒng)、車體轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和導(dǎo)向驅(qū)動系統(tǒng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述用于四輪驅(qū)動軌道牽引車的電氣控制系統(tǒng)，其特征 在于:所述牽引行走系統(tǒng)包括均通過CAN總線與PLC控制器信號連接的 四個牽引驅(qū)動控制器，四個牽引驅(qū)動控制器的控制信號輸出端各自信號連接有一個帶電機增量編碼器的牽引電機，電機增量編碼器與各自對應(yīng)的牽引驅(qū)動控制器的反饋信號輸入端信號連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述用于四輪驅(qū)動軌道牽引車的電氣控制系統(tǒng)，其特征 在于:所述車體轉(zhuǎn)向系統(tǒng)包括通過CAN總線與PLC控制器信號連接的 四個轉(zhuǎn)向驅(qū)動控制器，四個轉(zhuǎn)向驅(qū)動控制器的控制信號輸出端各自信號連接有一個帶轉(zhuǎn)向角度編碼器的轉(zhuǎn)向電機，轉(zhuǎn)向角度編碼器與各自對應(yīng)的轉(zhuǎn)向驅(qū)動控制器的反饋信號輸入端信號連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述用于四輪驅(qū)動軌道牽引車的電氣控制系統(tǒng)，其特征 在于:所述PLC控制器通過CAN總線信號連接有人機交互界面。
【文檔編號】B61C17/00GK104325983SQ201410651795
【公開日】2015年2月4日 申請日期:2014年11月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月17日
【發(fā)明者】楊小凡, 葉洪偉, 郭明果 申請人:濟南軌道交通裝備有限責(zé)任公司