[发明专利]高速动车组牵引电机调试操作技能实训系统及控制方法

说明书

技术领域

本发明属于铁路高速动车组操作技能培训技术领域，尤其是涉及一种满足动车组调试员工调试操作技能培训与考核的牵引电机调速调试操作实训系统及控制方法。

背景技术

随着中国高速铁路的快速发展，高速动车组的装备水平、技术含量已经达到了世界领先水平。在高速动车组生产制造环节中，动车组调试是其中关键一环，它关系到动车组的各项功能能否正常实现以及动车组的安全可靠运行。因此，对动车组调试岗位员工的技能水平要求很高。

对于动车组调试岗位的员工技能培训，一直是困扰培训工作的难题。一般来讲，对于该岗位的传统培训仅限于图纸原理的培训，基本没有实做培训。因为一组动车组造价近上亿元，利用原车培训风险大、成本高，生产周期不允许，不可控因素多，而且由于工艺制度的限制不能更深入了解动车组控制原理。上述情况严重制约了调试员工操作技能水平的提高，导致成为动车组生产的制约因素。

发明内容

本发明的目的是供一种具有较高仿真程度，对场地和环境要求不高，较少的能源和材料消耗，方便调试员工在脱离动车组现车的情况下，实现对动车组调试技能培训的牵引电机调速调试操作模拟系统及控制方法。

为实现上述目的，本发明提供一种高速动车组牵引电机调试操作技能实训系统，其特征在于包括：

一个控制模块，其上装有HMI、KLIP站、CCU、TCU，用于建立网络通信，接收外挂司控器模块、外挂牵引电机模块的信号，将信号进行分析计算后通过网络传送给TCU，由TCU通过电缆驱动外挂牵引电机模块实现实际控制效果；

一个外挂司控器模块，用于将速度控制手柄的角度变化变换为数字信号并将信号通过信号电缆传送到控制模块；

一个外挂牵引电机模块，用于接收控制模块驱动，利用电动机的运行具体体现控制效果，同时将转速信号反馈回控制模块。

本发明系统控制方法包括下列步骤：

首先，判断列车主断路器是否闭合，司机钥匙是否闭合、方向手柄是否选择了方向，上述全部为“是”方可进行对TCU的控制；

其次，司控器的角度数据通过KLIP站读取，在通过网络输入到行车计算机CCU进行运行参数的计算，同时将计算的运行各种数据通过HMI显示；

之后，将计算完毕的运行参数通过网络传送到TCU进行牵引电机控制，同时将实际运行速度值进行反馈，实现闭环控制；

最后，出现停车信号后进行减速停车。

本发明通过采用可编程控制器进行编程，模拟动车组CCU逻辑控制与网络控制。在CCU的控制下协调有序地工作，使后台支持与前台功能模块有机地融合在一起。体现了CRH3型动车组VVVF牵引电机调速主要功能，体现动车组牵引电机调试技能独特特点。上述结构具有与仿真程度高，培训效率高，与现车比较成本低的特点。

附图说明

图1是本发明的结构框图；

图2、图3是控制模块的电气原理图；

图4是控制模块的结构框图；

图5本发明控制方法流程图；

图6是故障开关位置设置示意图；

图7本发明实训流程图。

具体实施方式

参照图1，本发明包括一个控制模块，其上装有HMI、KLIP站、CCU、TCU，用于建立网络通信，接收外挂司控器模块、外挂牵引电机模块的信号，将信号进行分析计算后通过网络传送给TCU，由TCU通过电缆驱动外挂牵引电机模块实现实际控制效果；

一个外挂司控器模块，用于将速度控制手柄的角度变化变换为数字信号并将信号通过信号电缆传送到控制模块；

一个外挂牵引电机模块，用于接收控制模块驱动，利用电动机的运行具体体现控制效果，同时将转速信号反馈回控制模块。

利用三个模块分别模拟动车组牵引电机控制电路，三个模块互相连接后达到与动车组相同的状态。上述三个模块共同安装在标准作业平台上，方便电源、信号等的连接；利用一个外挂牵引电机模块用来实现动车组牵引电机的具体动作。

参照图2、3，其原理如下：

1、系统

本模拟系统以西门子440变频器模拟动车组VVVF调速系统，采用西门子S7-300可编程控制器作为主站(模拟动车CCU)，西门子S7-200可编程控制器作为智能从站(模拟动车KLIP站)采集司机台各种控制信号，与主站进行通讯，利用西门子触摸屏TP-270(模拟司机台HMI)显示运行参数。设置了HMI控制首页、HMI主控界面、HMI数据显示画面。

2、信号传送过程