地铁列车空气制动控制系统功能及应用分析

２０１６年第１０期　（总第３６１期）　妻ｌ终　（ＣｕｍｕｌａｔｉｖＮＯ．ｅｔｙＮＯ１０．２０１６　．３６１）　地铁列车空气制动控制系统功能及应用分析　历　宁　（深圳市地铁集团有限公司运营总部线网管控中心，广东深圳５１８０００）　摘要：深圳地铁二期列车采用了ＫＮＯＲＲ（克诺尔）公司推出的最新一代产ｇ￣，ＥＰ２００２空气制动控制系统。文　章对深圳一、二期地铁列车空气制动控制ＥＳＲＡ、ＥＰ２００２系统的特点进行了描述，介绍了ＥＰ２ＯＯ２Ｎ的结构原　理和内部气路，并结合结构和控制原理对ＥＰ２００２系统、ＥＳＰ，Ｊ￣系统的应用进行了对比分析。　关键词：深圳地铁；空气制动控制系统；结构原理；内部气路；架控模式　文献标识码：Ａ　中图分类号：Ｕ２６０　文章编号：１００９－２３７４（２０１６）１Ｏ一００５５—０３　１３０１：１０．１３５３５￣．ｃｎｋｉ．１１—４４０６／ｎ．２０１６．１０．０２７　１概述　递以及通信故障的备份，单元车制动控制单元设置两个　深圳地铁二期列车采用了ＫＮＯＲＲ（克诺尔）公司推出　网关阀、四个智能阀，每节车按照“智能阀＋智能阀”　的最新一代产品ＥＰ２００２空气制动控制系统。该系统的主要　或“智能阀＋网关阀”的组合配置（如图２所示），其　特点是将空气制动控制由车控转变为架控模式，较一期２２　分别安装在其所控制转向架附近的车体底架上。所有的　列车项目传统的ＥＳＲＡ系统在结构及应用上均有所改进。　ＥＰ２００２阀上均带有多个压力测试口，可以方便地测量储　１．１　ＥＰ２００２系统的特点　风缸压力、常用制动缸压力、车辆载荷压力以及停放制　二期列车的制动控制系统采用了分布式结构的架控　动缸压力等。　形式，即一个ＥＰ２００２阀只控制一个转向架。如果某一　ＥＰ２００２阀出现故障，只需切除相应转向架上空气制动的　控制电源，即可使故障对列车运行的影响减至最小。　ＥＰ２００２系统将制动控制和制动管理电子设备以及常　用制动（ＳＢ）气动阀、紧急制动（ＥＢ）气动阀和车轮防　滑保护装置（ＷＳＰ）气动阀都集成到装在各转向架上的机　电包中。气动系统可以通过一个中心点向各个ＥＰ２００２阀　＾军　Ｂ事　ｃ车　门供风或从各处向阀门供风。整个ＥＰ２００２￣０动系统采用　图２　ＥＰ２００２系统配置　模块化设计，结构紧凑，可适用多种配置、安装方式，　２．１　智能阀（Ｓｍａｒｔ　Ｖａｌｖｅ）　使用和维修更为便利。　智能阀的内部结构图如图３所示。它是一个机电一体　１．２制动系统的位置及组成　化的组合产品，包括电子控制板（ＲＢｘ）、电源板（ＰＳＵ）　制动系统在整个列车控制中接收到列车控制系统发　和气动阀单元（ＰＶＵ）组合件。安装在气动阀单元上的电　出的指令，由压缩机提供风源，通过系统内部对指令　子控制板能接收电控制信号并直接控制气动伺服阀，对　的识别施加或缓解制动（图１ＥＰ２００２系统指令递）。制　相应转向架上制动器内制动缸的压力做出调整，可对每　动系统主要由ＥＰ２００２阀、制动控制模块以及其他辅助部　个转向架进行常用制动和独立的紧急制动控制。　件组成。其核心部件是机电一体化的电磁阀，Ｒ￣ＥＰ２００２　阀。因通信网络的功能不同，分为网关阀（Ｇａｔｅｗａｙ　ｖａｌｖｅ）、智能阀（Ｓｍａｒｔ　ｖａｌｖｅ）。　图３智能阀内部结构图　阀件受软件和硬件的联合控制和监控，可对该转向　图ｉ　ＥＰ２００２系统指令传递　架的空气制动系统进行故障诊断及显示。通过专用ｃＡＮ制　２　ＥＰ２００２阀介绍　动总线和其他ＥＰ２００２阀进行通信，结合各车轴所产生的　以六节车编组的制动系统为例，三节车自成一个相　车轴速度数据与其他阀件传来的速度数据比较，即可实　对独立的制动控制单元，单元车ＥＰ２００２阀之间采用ＣＡＮ网　施车轮防滑保护功能。智能阀通过硬线与列车安全回路　络通信，考虑到制动控制网络与列车控制网络的数据传　相连。当安全回路失电时，智能阀将使该转向架产生紧　５５—　急制动。　求。同时，网关阀还提供ＥＰ２００２控制系统与列车控制系　统的连接。网关阀的输入和输出接口如图６所示。　２．３　ＥＰ２００２阀内部气路结构　所有的ＥＰ２Ｏ０２阀的气动结构和内部气路都是相同　的，其气路图如图７所示。阀内的气动部分主要是由压力　调整模块、制动缸压力调整模块、连接阀和压力传感器　四部分构成。　曝珥糕畔空气压力信号田田掣砷电信号　罱鬲唏信号　图４智能阀的输入和输出接口示意图　主要有如下八个方面的功能：　（１）常用制动时，对　单个输出制动压力进行调整并输出制动缸压力；　（２）　紧急制动时，对单个输出制动压力进行调整并输出制动　缸压力；　（３）防滑控制（ＷＳＰ控制）；　（４）对制动风缸　压力进行监控；　（５）对两个轴制动缸压力进行监控；　（６）对停放制动压力进行监控；　（７）对负载称重进行　测量；　（８）与其他ＥＰ２００２阀进行通讯，并向网关阀报告　本车故障监视情况。　２．２网关阀（Ｇａｔｅｗａｙ　Ｖａ　Ｉｖｅ）　网关阀的内部结构如图５所示。它比智能阀多了两块　电路板一一网络通信板和制动控制板，网关阀除了具有　智能阀的所有功能外，同时还可以进行制动管理并为列　车监控系统提供通信接口。　图５　网关阀内部结构图　翻　＾　驭可●ａ　亭■＾信号　藏■薯ｃ＾腿斌　２．ｖ．￣ｌｆｌ，　ｌｔ●Ｉ琦　柏砖缸戋匿　近幂控■ｔ觯　－＾　龟弹　加热电■　捌琦■赢雠　力　ｌ４十空气簧值号　ｌ－２十辅聃檀●　呼‘‘孔　樟气孔　ｂ空气　力嵩号＿＿＿呻电信ｅ———啼ｍ啼　图６　网关阀的输入和输出接口　网关阀向本单元车ＣＡＮ总线上所有ＥＰ２００２阀传递制动　参数。在分布式控制网络中，其制动指令的发布功能只　需要通过一个网关阀便可以对列车上以每辆车为单位的　制动系统发送制动力要求，以达到司机或ＡＴＯ对制动力要　一５６一　图７　ＥＰ２００２阀内部气路图　２．３．１压力调整模块（Ａ、Ｂ、Ｃ部分）。压力调整　模块包括初级调整阀（Ａ部分）、负载称重模块（Ｃ部　分）和次级调整阀（Ｂ部分）。　初级调整阀（Ａ部分）是一个中继阀，它可以根据负　载称重阀（Ｃ部分）所提供的控制压力对送风压力进行调　整，最后将送风压力调整到相应的紧急制动压力向制动　缸压力调整模块（Ｄ部分）输出。如果负载称重模块（Ｃ　部分）发生故障时，初级调整阀还可以通过机械方式提　供一个空载（ＡＷＯ）的紧急制动压力。负载称重阀（ｃ部　分）接收来自空气簧的压力信号（ＡＳＰ１／ＡＳＰ２），并根据　接收到的压力信号为初级调整阀（Ａ部分）提供一个控制　压力，该控制压力与空气簧的压力成正比，对初级调整　阀的预置压力进行修改，此控制压力在常用制动和紧急　制动时都有效。　次级调整阀（Ｂ部）是初级调整的上游装置，它的　作用只是限制提供给制动缸的最大压力不超过超员载荷　（ＡＷ３）下紧急制动压力的水平。　２．３．２制动缸压力调整模块（Ｄ部分）。制动缸压　力调整模块（Ｄ部分）负责将压力调整模块所输出紧急制　动压力调节到要求的压力水平，该模块还可以在轮对的　防滑功能被激活时，对制动缸压力进行独立控制，即对　制动缸施行排气控制。　２．３．３连通阀（Ｅ部分）。连通阀可以使同一转向　架两个轴上的制动缸连接到一起或者分开。在常用制动　和紧急制动时，两个轴上的制动缸输出气路相通，以转　向架为单元施加制动力；在轮对防滑功能被激活时，两　个车轴的制动缸被分开，每个车轴的制动缸压力在制动　缸压力调整阶段（Ｄ部分）进行独立控制，对相应打滑轴　上的制动缸进行排气减压控制。　２．３．４压力传感器（Ｆ、Ｇ部分）。压力传感器（Ｆ　和Ｇ部分）用于制动缸，负载称重、制动风缸和停放制动　等压力点的测量，测得的压力信号供内部调节和外部显　示使用。　２．４　ＥＳＲＡ系统控制原理　一期列车制动控制系统采用了集中式车控模式，即　一节车的ＢＣＵ￥０动系统控制该节车的两个转向架。如某　２０１６年第１０期　（总第３６１期）　黧鸯妻《终紊　（ＣｕｍｕｌａｔｉｖＮＯ．ｅｔｙＮ１Ｏ０．２０１６　３６１）　．浅谈ｌＯｋＶ交联聚乙烯电缆终端制作与安装　陶　栋　（国网山东省电力公司茌平县供电公司，山东茌平２５２１００）　摘要：交联聚乙烯电缆的绝缘性能较好，栽流量较大，一直以其结构轻便，安装程序、后期维护比较简便成　为行业所熟知并且广泛运用的电缆。文章通过对ｌＯｋＶ交联聚乙烯电缆的制作过程进行介绍，对于交联聚乙烯　电缆的制作和安装工艺提出了更高的要求，希望对运维施工人员有所帮助和推进。　关键词：ｌＯｋＶ终端制作；交联聚乙烯电缆；电缆终端制作；电缆安装；电力设备　文献标识码：Ａ　中图分类号：ＴＭ７５７　文章编号：１００９－２３７４（２０１６）１０—００５７—０３　ＤＯＩ；１０．１３５３５／ｊ．ｃｎｋｉ．１１－４４０６／ｎ．２０１６．１０．０２８　交联聚乙烯电缆一直以其结构的轻便以及安装程　品。本文将对其终端制作和安装进行分别概述以及安装程　序、后期维护比较简便成为行业所熟知并且广泛运用的　序的介绍，为当下使用者提供一个专业性的指导。　种电缆，其绝缘性能相比其他电缆而言更为优越，同时　１对于交联聚乙烯电缆终端制作准备及要求　一载流量也比较大，更不存在受高差等限制，在各个国家和　地区都广泛使用，成为了行业中一个新兴崛起被认可的产　交联聚乙烯电缆的制作分为户内的热缩型电缆终端　头制作以及户外的热缩型电缆终端头制作，以下将对这　一Ｂｃｕ出现故障，则将丧失整节车的制动力。其控制原理　３．２设备稳定性分析　在实际应用中，系统表现状态良好，其故障率在可　接受范围内，均远远低于列车平均故障率。典型故障均　是通过ＭＶＢ（串接接口总线）从司控器接收制动指令信　号，由ＥＢＣＵ调节并传至电气控制单元（ＢＣＵ；ＢＯ１．０６），　ＢＣＵ上的模拟转换器（Ｂ０１．０６．ａ）将电压转化为相应的制　动缸压力。电信号向控制压力的转化相对于指令信号是　集中在软件配置、数据传输及密封圈破损、压力开关阀　值偏差等方面。ＥＰ２００２在结构及功能设计中控制回路设　计更加合理，系统控制更加精准，在系统稳定性方面优　于ＥＳＲＡ系统，很少发生传感器故障，因此整体故障率也　略低于ＥＳＲＡ系统。　闭环控制。控制回路由施加及缓解电磁阀、压力传感器　（测量实际压力）及控制两个电磁阀相对于指令信号及　实际压力值间差异的调节器组成，根据预控压力传感器　信号选择性地控制施加或缓解电磁阀信号，ＥＢＣＵ使指令　与制动缸压力间保持有恒定的关系，控制回路导致“电　４结语　综上，就系统配置和功能而言，ＥＰ２００２系统较ＥＳＲＡ　系统，其结构紧凑，系统功能更趋稳定，冗余度更高；　压比压力”间的特征有最佳的滞后及精确的线性度。　一个ＥＰ２００２阀相当于ＥＳＲＡ空气制动系统中的微机控　但就成本和可维修性而言，ＥＰ２００２系统较ＥＳＲＡ系统，其　配置和维修成本高，维修周期长，且可维修性差，用户　灵活度小。随着各个城市轨道交通线路增多，形成网络　制单元（ＥＢＣＵ）加上制动控制单元ＢＣＵ的组合，此外它还　具有网络通信、防滑保护等功能。　３　ＥＰ２００２系统、ＥＳＲＡ系统应用情况对比分析　３．１应用成本分析　３．１．１　列车配置成本。６节编组列车应用ＥＳＲＡ系统　需配备２个ＥＢＣＵ和６个ＢＣＵ，应用ＥＰ２００２系统则需配备１２个　ＥＰ２００２阀，因此采用ＥＰ２００２系统较ＥＳＲＡ系统需增加配置　成本约３０％。　化规模效应时，用户对列车制动控制系统的选用将日渐　成熟。　参考文献　［１】匡如华．ＥＰ２００２制动系统及其在城轨车上的应用硼．　机车电传动，２００９，（５）．　［２】周志辉．广州地铁三号线电动车组的制动控制Ｕ］．电　力机车与城轨车辆，２００４，（４）．　３．１．２维修成本。ＥＰ２００２系统阀件为高度集成的　整体部件，硬件故障维修权限仍控制在生产厂家。一旦　发生发硬件故障，须整体更换后发回原生产地进行拆卸　维修，可维修性差，用户灵活度小，维修费用昂贵；而　ＥＳＲＡ系统阀件为单个阀件通过模板阀组合连接而成，硬　［３］陶功安，袁立祥，马喜成．广州地铁３号线地铁车辆　机车电传动，２００６，（４）．　作者简介：历宁（１９８１一），广东深圳人。供职于深圳市　地铁集团有限公司运营总部线网管控中心，研究方向：地铁运　营管理。　件故障后，用户可进行拆卸维修，可维修性强，用户灵　活度大，维修费用相对便宜。ＥＰ２００２系统硬件故障维修　成本较ＥＳＲＡ系统阀件高约５０％～１００％。　（责任编辑：黄银芳）　一５７