[发明专利]一种PGM‑48型钢轨打磨车电气控制系统

说明书

所属技术领域

本发明涉及一种PGM-48型钢轨打磨车电气控制系统，适用于机械领域。

背景技术

随着铁路提速和重载的实施，对线路维护的要求越来越高，钢轨打磨成为铁路特别是高速铁路日常维护的重要手段。目前国内所使用的钢轨打磨车都来自进口或国内工厂与外方的合作生产，造价高昂，其中电气控制系统是钢轨打磨车的核心部分，国外厂商一直没有转让。要真正实现钢轨打磨车的国产化，必须突破电气控制系统这一瓶颈问题。我国早期引进的16台PGM-48型钢轨打磨车主要是由美国潘杰罗·杰克逊公司生产的，使用年限大都超过15年，其电气系统已进入老化期，存在技术陈旧、可靠性变差、配件采购困难等问题，严重制约了打磨车的使用，造成设备的闲置和浪费。

发明内容

本发明提出了一种PGM-48型钢轨打磨车电气控制系统，包括液压走行控制和打磨作业控制，突破了低恒速液压走行控制技术和恒功率打磨控制技术，可以等功能替换早期进口打磨车的控制系统。

本发明所采用的技术方案是。

所述电气控制系统包括整车液压牵引走行的控制和整车打磨作业的控制两大部分。

所述整车液压牵引走行的控制主要包括变量马达与变量泵的驱动、空气制动、走行调速与低恒速控制、齿轮箱换挡控制、发动机与走行液压系统的控制与保护等。

所述整车打磨作业的控制主要包括打磨电机驱动控制、磨头偏转角度控制、恒功率打磨控制、打磨小车控制及人机界面等。

所述液压走行部分的网络组成由DO模块输出高低电平到EDA板的使能端，控制液压马达是否正常投入工作，液压马达的转速信号由DI模块进行检测。

本发明的有益效果是：该电气控制系统解决了早期引进打磨车电气系统无法修理和配套的问题，并为国产打磨车电气系统配套提供了可能。

附图说明

图1是本发明的钢轨打磨车网络电气系统结构图。

图2是本发明的液压走行部分的网络组成图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

如图1，打磨车电气控制系统在株洲南车时代电气股份有限公司的大型养路机械网络控制平台的基础上开发而成。整车的控制系统由3节车的子系统通过局域以太网连接而成，各节车的网络控制系统由基于多个CAN总线模块扩展而成分布式电气系统组成，完成对所有电气信号的控制与反馈采集，实现对机、电、液控制的目的。每台车的控制子系统在功能上分为打磨作业控制系统与液压走行控制系统。

如图2，PGM-48钢轨打磨车的I号车和3号车各有4台通过发动机轴端直接驱动的液压泵，作为本车4根驱动轴的液压动力来源。每根驱动轴上安装有2个液压马达，将液压动力转换为车辆的动能。

走行控制系统以车为单位，车辆内部子系统由若干数字量输入模块、数字量输出模块、模拟量输入模块、显示模块等组成。模块挂在作业控制系统的同一个CAN总线网络上，1、3车之间的走行控制通过显示模块上的以太局域网连接。在1号车和3号车上有操作台承担人机交互的功能，即输入各种指令和参数，显示各作业状态。

液压走行部分的网络组成由DO模块输出高低电平到EDA板的使能端，控制液压马达是否正常投入工作，液压马达的转速信号由DI模块进行检测。正常情况下，司控台调速手柄的信号通过AI模块转换成数字信号后下发给各轴的闭环控制单元，作为走行速度控制的目标值。闭环控制单元经控制计算后将控制量转换成DO模块的PWM信号输出，经电压转换模块转换成模拟电压后，输出到MDSD的输入端，控制液压泵的流量大小和方向，实现速度的调节功能；在网络系统故障的情况下，将应急走行转换开关切换到手动位置，故障继电器闭合，各EDA板的使能信号直接接到24V高电平，手柄信号也将直接接入各MDSD板的输入端，直接控制液压泵的排量，实现应急走行。

液压驱动走行分2种模式：高速走行与作业低恒速走行。

高速走行时，采用速度手柄控制，手柄的推进量信号经AI模块采集进人网络控制系统，并发送到8根驱动轴上控制排量输出的DO模块，DO模块进行计算并给出MDSD控制信号，用于控制车辆的走行速度。走行速度在0~80 km/h之间可调。

作业走行时，由显示模块中直接设定速度值，并发送到控制8根驱动轴排量输出的DO模块上，作为速度目标值。走行控制的相关模块此时对车辆走行在2~16km/h的速度范围内进行低恒速控制，这是打磨车液压走行控制技术最复杂、最核心的部分，其控制精度直接影响到打磨作业的质量、精度和稳定性。