[发明专利]基于铁道路网分相区特性的列车PSA制氧系统自启动供电方法

说明书

技术领域

本发明属于车载制氧系统领域，具体涉及基于铁道路网分相区特性的列车PSA制氧系统自启动供电方法。

背景技术

目前，我国电气化路网采用三相分相分段对电力机车供电模式，每隔20km～30km就设置有约30m的断电分相区，在此断电区间列车依靠惯性惰行通过分相区，每隔15min左右就会出现此种断电状况，这种路网分相区断电现象严重影响车载制氧系统的全程正常使用。

现有的制氧系统通常采用PSA制氧技术和PLC控制技术，该制氧系统由空压机、空气储罐、过滤器、制氧主机、加压泵、氧气储罐等组成，系统总用电功率约7Kw，其原理是，以分子筛为吸附剂，以自然空气为原料，在低压、常温条件下，将空气中的氧、氮气体分离，能现场快速制备医用氧气。制氧系统在制氧主机PLC程序控制下实现全自动运行，PLC发出空压机启动指令后，空压机启动并将空气压入空气储罐中；当氧气储罐压力小于设定下限压力P_下限时，空压机启动；当氧气储罐压力达到设定下限压力P_下限时，制氧主机启动并开始制氧；当氧浓度N_浓度达到93％时，产氧阀打开，随后加压泵启动，将氧气压入储氧罐中。当储氧罐压力P_储氧达到设定上限压力P_上限时，加压泵、制氧主机、空压机等系统自动停机，整个系统进入待机状态。当P_储氧小于设定下限压力P_下限时，重新执行上述工作流程，整个系统又进入制氧状态。

现行供电方式的制氧系统不适于铁道路网分相区断电状况，其主要存在如下问题：制氧系统用电功率较大，一般为7Kw，现有列车过路网分相区时无法提供制氧系统所需的大功率电源；当列车进入路网分相区时，因路网无电供应，制氧系统停机不能制氧；当列车驶离分相区时，路网提供动力电源，但制氧系统需人工再次启动才能恢复正常工作。

而目前，现有制氧系统无适于铁路路网分相区断电状况的供电及自启动设计。

发明内容

本发明是针对上述现有技术中存在的铁道路网分相区无供电状态下制氧系统停机、且无法完成自启动的缺陷，而提出的基于铁道路网分相区特性的列车PSA制氧系统自启动供电方法。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

基于铁道路网分相区特性的列车PSA制氧系统自启动供电方法，其在制氧系统制氧主机控制电路模块电源适配器与主电源开关和冷干机的连接线路上接有UPS电源；在空压机控制电路模块微控制器与主电源开关连接线路上增设有路网分相区检测时间继电器，该时间继电器的触点接入冷干机的熔断器与制氧主机控制电路模块的电源开关之间；制氧主机控制电路模块PLC逻辑程序中设计访问空压机是否启动及延时程序；实现列车PSA制氧系统自启动供电模式：

列车进入分相区前，列车PSA制氧系统各组成部分均由铁道路网电源供电，同时路网电源对UPS电池充电；

列车进入分相区时，列车PSA制氧系统中仅制氧主机由UPS提供不间断供电电源，其余组成部分均暂停供电；

列车驶离分相区后，列车PSA制氧系统各组成部分均在制氧主机PLC指令控制下自启动，再由铁道路网干线供电，同时路网电源对UPS电池充电。

所述空压机控制电路模块微控制器采用EC550微控制器；所述的制氧主机控制电路模块PLC逻辑程序中设计访问空压机是否启动的次数为5次，延时为1min；所述的时间继电器延迟时间设为10s。

本发明的有益效果：本发明通过利用UPS不间断电源和制氧主机PLC可编程逻辑控制器，并修改控制程序，实现了列车过铁道路网分相区时的部分不间断供电及自动二次启动的功能：制氧系统在分相区时制氧主机由UPS提供不间断工作电源，空压机、风机、冷干机、加压泵暂停用电，此时由于空气储罐中尚存有足够压力的空气，不影响制氧流程，且氧气储罐中尚存有足够压力和浓度的氧气，也不影响用氧作业；经过路网分相区后，此时在制氧主机PLC指令控制下自启动，路网电源重新对空压机、风机、冷干机、加压泵、制氧主机供电，并对UPS电池充电。本发明解决了列车制氧系统人工二次启动的时间不确定性问题，降低了人工劳动强度，增大了制氧系统的自动控制功能，克服了铁道路网分相区断电使制氧机完全停机的缺陷，可在列车运行途中完成氧气制备的全流程工作，具有较大的推广应用前景。

附图说明

图1是原列车PSA制氧系统控制电路示意图；

图2是本发明实施例列车PSA制氧系统控制电路图；