楊致琛

摘 要：文章介紹了廣州地鐵車輛司控器在實(shí)際運(yùn)用中出現(xiàn)的模擬值不準(zhǔn)的情況，通過對(duì)改進(jìn)電路分析從而提供更優(yōu)化的解決方案，從根本上調(diào)查司控器在輸入模擬值由于輸入電壓和AX識(shí)別范圍問題導(dǎo)致的牽引制動(dòng)值超差，無法實(shí)行正常牽引的問題，為后續(xù)改進(jìn)提供相應(yīng)的指導(dǎo)意見。文章詳細(xì)分析了司控器的原理和相應(yīng)調(diào)查分析過程。

關(guān)鍵詞：地鐵；司控器；電壓

中圖分類號(hào)：TJ430.3+8 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2095-2945（2017）28-0166-02

前言

地鐵列車的司控器是由車輛控制系統(tǒng)通過AX提供內(nèi)部15V電源經(jīng)司控器內(nèi)部的電阻和滑動(dòng)變阻器的變化，從而使輸出端的電壓在規(guī)定的范圍內(nèi)發(fā)生變化，再由AX對(duì)輸入端的電壓通過相應(yīng)的比例進(jìn)行轉(zhuǎn)化成對(duì)應(yīng)的牽制制動(dòng)模擬值反饋給車輛控制系統(tǒng)，最后通過車輛控制系統(tǒng)經(jīng)車輛控制總線將牽制制動(dòng)信號(hào)輸出給相應(yīng)的系統(tǒng)，達(dá)到對(duì)列車的牽引和制動(dòng)進(jìn)行控制的目的。在廣州地鐵車輛試驗(yàn)的初期因司控器輸入電壓的范圍超差問題導(dǎo)致了車輛控制系統(tǒng)無法識(shí)別輸入牽引制動(dòng)信號(hào)，從而無法實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的控制功能。為了解決該問題，我們對(duì)這個(gè)系統(tǒng)中的司控器進(jìn)行了分析，從而最終解決這個(gè)問題。司控器是地鐵車輛在人工駕駛模式下對(duì)車輛進(jìn)行牽引制動(dòng)的唯一方法，對(duì)車輛的牽制和制動(dòng)指令的輸出信號(hào)就是由司控器輸出給AX的信號(hào)決定的，因此，司控器輸出的信號(hào)質(zhì)量決定了司機(jī)對(duì)車輛的牽引和制動(dòng)的控制功能能否實(shí)現(xiàn)和控制的精度。

1 車輛牽引制動(dòng)指令原理簡(jiǎn)介

在車輛控制系統(tǒng)沒有故障的情況下，車輛控制系統(tǒng)可通過兩種方式接收到牽引和制動(dòng)的模擬信號(hào)，分別為人工駕駛模式下通過司控器的輸入信號(hào)和通過ATO設(shè)備直接輸入的模擬信號(hào)。圖1中的04A06為ATO設(shè)備，通過21701和21706兩根線給04A14（AX）提供模擬信號(hào)，02A01為本文介紹的司控器，通過04A14的X04插的D02提供15V的電源，經(jīng)內(nèi)部電阻分壓輸出到X04插的B06給AX提供模擬號(hào)。

2 司控器原理介紹和分析

為解決司控器輸出信號(hào)在零位和最大位置超差問題，對(duì)司控器內(nèi)部原理的分析，具體分析如下：

如圖所示廣州司控器原來和電源連接的電阻為阻值R1=273.7ohm，和地連接的電阻阻值為R2=27.4 ohm，滑線變阻器阻值為R=1043 ohm，因此可利用公式計(jì)算出司控器手柄在零位和最大位置的輸出電壓值。

司控器在零位（惰行位）：U=（R2/（R1+R/2+R2））*15

司控器在最大位（最大牽引或制動(dòng)位）：U=（（R2+R/2）/（R1+R/2+R2））*15

2.1 R1=273.7 R2=27.4 R=1043

（1）當(dāng)司控器在零位時(shí)

U1=0.5V

（2）司控器在最大位（最大牽引或制動(dòng)位）時(shí)

U2=10.01V

此可以看出當(dāng)牽引或制動(dòng)變化1%時(shí)的對(duì)應(yīng)司控器輸出電壓值變化量：

U=（U2-U1）/100=0.095V

也就是說當(dāng)輸出電壓大于10.095V時(shí)即超出了100%范圍軟件就會(huì)報(bào)錯(cuò)。

2.2 R1=659±1% R2=295±1% R=1043

（1）當(dāng)司控器在零位時(shí)

U1=3V

（2）司控器在最大位（最大牽引或制動(dòng)位）時(shí)

U2=8.3V

由此可以看出當(dāng)牽引或制動(dòng)變化1%時(shí)的對(duì)應(yīng)司控器輸出電壓值變化量：

U=（U2-U1）/100=0.053V

也就是說當(dāng)輸出電壓大于8.353V時(shí)即超出了100%范圍軟件就會(huì)報(bào)錯(cuò)。

而目前我們使用的AX模塊提供給司控器的電源是15V±5%（14.25V-15.75V）

a.在R1=273.7 R2=27.4 R=1043條件下：

司控器在最大位（最大牽引或制動(dòng)位）時(shí)輸出電壓范圍根據(jù)公式U=（（R2+R/2）/（R1+R/2+R2））*14.25=9.51v

U=（（R2+R/2）/（R1+R/2+R2））*15.75 =10.51v

均超出5%。

當(dāng)司控器在零位時(shí)輸出電壓范圍根據(jù)公式

U=（R2/（R1+R/2+R2））*14.25=0.48v

U=（R2/（R1+R/2+R2））*15.75=0.53v

沒有超出1%。

b.在R1=659±1% R2=295±1% R=1043條件下：

司控器在最大位（最大牽引或制動(dòng)位）時(shí)輸出電壓范圍根據(jù)公式

U=（（R2+R/2）/（R1+R/2+R2））*14.25=7.89v

U=（（R2+R/2）/（R1+R/2+R2））*15.75=8.72v

均超出6%。

當(dāng)司控器在零位時(shí)輸出電壓范圍根據(jù)公式

U=（R2/（R1+R/2+R2））*14.25=2.85v

U=（R2/（R1+R/2+R2））*15.75=3.15v

均超出3%。

3 結(jié)束語

經(jīng)過對(duì)司控器原理的分析，我們發(fā)現(xiàn)如果所有參數(shù)都在最大公差范圍，可能導(dǎo)致牽制制動(dòng)指令值超差，通過更改相應(yīng)的參考值，最終解決了這個(gè)問題。

參考文獻(xiàn)：

[1]IEC 61375.廣州地鐵原理圖.

[2]AX模塊說明3EST11148.廣州地鐵試驗(yàn)大綱.endprint