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】本實用新型的一種用于四輪驅(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)。本實用新型的有益效果是：本實用新型采用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(hù)。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(jī)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(jī)構(gòu)，逐漸向環(huán)保靈活的電動機(jī)構(gòu)發(fā)展，驅(qū)動電機(jī)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(jī)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(hù)。
[0005]本發(fā)明是通過以下措施實現(xiàn)的:
[0006]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)。
[0007]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(jī)增量編碼器的牽引電機(jī)，電機(jī)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。
[0008]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(jī)，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。
[0009]上述PLC控制器通過CAN總線信號連接有人機(jī)交互界面。
[0010]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(hù)。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(jī)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】
[0011]圖1本發(fā)明的電氣控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。
[0012]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(jī)交互界面；7CAN總線；3-1左前牽引電機(jī)驅(qū)動控制器；3-1-1左前牽引電機(jī)；3-1-2左前電機(jī)增量編碼器；3-2左后牽引電機(jī)驅(qū)動控制器；3-2-1左后牽引電機(jī)；3_2_2左后電機(jī)增量編碼器；3_3右前牽引電機(jī)驅(qū)動控制器；3-3-1右前牽引電機(jī)；3-3-2右前電機(jī)增量編碼器；3_4右后牽引電機(jī)驅(qū)動控制器；3-4-1右后牽引電機(jī)；3-4-2右后電機(jī)增量編碼器；4-1左前轉(zhuǎn)向電機(jī)驅(qū)動控制器；4-1-1左前轉(zhuǎn)向電機(jī)；4-1-2左前轉(zhuǎn)向角度編碼器；
4-2右前轉(zhuǎn)向電機(jī)驅(qū)動控制器；4-2-1右前轉(zhuǎn)向電機(jī)；4-2-2右前轉(zhuǎn)向角度編碼器；4_3右后轉(zhuǎn)向電機(jī)驅(qū)動控制器；4-3-1右后轉(zhuǎn)向電機(jī)；4-3-2右后轉(zhuǎn)向角度編碼器；4-4左后轉(zhuǎn)向電機(jī)驅(qū)動控制器；4-4-1左后轉(zhuǎn)向電機(jī)；4-4-2左后轉(zhuǎn)向角度編碼器。

【具體實施方式】
[0013]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)的描述:
[0014]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(jī)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。
[0015]PLC控制器I是上層控制器，負(fù)責(zé)接收遙控操作系統(tǒng)2的信息，以及牽引電機(jī)驅(qū)動控制器、轉(zhuǎn)向電機(jī)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(jī)驅(qū)動控制器、轉(zhuǎn)向電機(jī)驅(qū)動控制器是底層控制器，負(fù)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(jī)、轉(zhuǎn)向電機(jī)以給定轉(zhuǎn)速運動；同時采集牽引電機(jī)、轉(zhuǎn)向電機(jī)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(jī)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。
[0016]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(jìn)、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。
[0017]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(jī)增量編碼器的牽引電機(jī)，電機(jī)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。
[0018]具體地，左前牽引電機(jī)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(jī)3-1-1，左前牽引電機(jī)3-1-1內(nèi)置左前電機(jī)增量編碼器
3-1-2，反饋速度信號給左前牽引電機(jī)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(jī)驅(qū)動控制器3-1，通過CAN總線7發(fā)送左前牽引電機(jī)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(jī)3-1-1實時數(shù)據(jù)運算控制。
[0019]左后牽引電機(jī)驅(qū)動控制器3-2、左后牽引電機(jī)3-2-1、左后電機(jī)增量編碼器3_2_2、右前牽引電機(jī)驅(qū)動控制器3-3、右前牽引電機(jī)3-3-1、右前電機(jī)增量編碼器3-3-2、右后牽引電機(jī)驅(qū)動控制器3-4、右后牽引電機(jī)3-4-1和右后電機(jī)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。
[0020]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(jī)，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。
[0021]具體地，左轉(zhuǎn)向電機(jī)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(jī)4-1-1，左前轉(zhuǎn)向電機(jī)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(jī)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(jī)4-1-1方向速度的全閉環(huán)控。
[0022]右前轉(zhuǎn)向電機(jī)驅(qū)動控制器4-2、右前轉(zhuǎn)向電機(jī)4-2-1、右前轉(zhuǎn)向角度編碼器4_2_2、右后轉(zhuǎn)向電機(jī)驅(qū)動控制器4-3、右后轉(zhuǎn)向電機(jī)4-3-1、右后轉(zhuǎn)向角度編碼器4-3-2、左后轉(zhuǎn)向電機(jī)驅(qū)動控制器4-4、左后轉(zhuǎn)向電機(jī)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。
[0023]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(hù)結(jié)構(gòu)。人機(jī)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(jī)驅(qū)動器之間的紐帶，負(fù)責(zé)轉(zhuǎn)速、方向、遙控指令等信息的傳輸。
[0024]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(jìn)和替換，這些改進(jìn)和替換也應(yīng)視為本專利的保護(hù)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(jī)增量編碼器的牽引電機(jī)，電機(jī)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(jī)，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(jī)交互界面。
【文檔編號】B61C11/00GK204196903SQ201420685489
【公開日】2015年3月11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(jì)南軌道交通裝備有限責(zé)任公司