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        新造地鐵列車項目應用邏輯控制單元(LCU)替代繼電器的可研分析

        2020-09-10 20:46:59國明輝汪佳慧
        環(huán)球市場 2020年9期
        關鍵詞:繼電器

        國明輝 汪佳慧

        摘要:本文基于繼電器與LCU的對比分析,并結合實際其他新建地鐵線路車輛LCU的應用情況提出新造地鐵列車項目LCU替代繼電器的合理化建議。

        關鍵詞:繼電器;LCU;替代分析

        一、背景介紹

        (一)地鐵列車繼電器的現(xiàn)狀分析

        目前絕大多數地鐵列車110V控制電路是采用繼電器控制的有節(jié)點電路,應用的繼電器數量普遍達到100個/列以上。繼電器觸點控制布線多、易出錯等缺點,其故障具有突發(fā)性及重復性。一旦出現(xiàn)繼電器故障問題,將對地鐵列車正常運營造成很大影響。

        (二)LCU原理簡介

        LCU(logfo control unit邏輯控制單元)是專門為在軌道交通環(huán)境下應用而設計的數字邏輯控制裝置。用于替代列車控制中的硬接線繼電器回路,并實現(xiàn)其相應的邏輯控制功能。LCU裝置采用熱備冗余模塊化設計,主要由IO、主控制和網絡模塊構成。它采集司機控制器、按鍵開關組、隔離開關、接觸器輔助觸點等電氣信號,經邏輯計算后驅動車輛各類負載,完成指定的時序控制功能。

        二、LCU與繼電器的對比分析

        (一)系統(tǒng)功能對比

        (見表1)

        (二)成本對比

        (見表2)

        (三)綜述

        1.LCU無觸點控制方式沒有繼電器卡滯、抖動、觸點接觸不良等先天缺陷。

        2.數字控制技術的應用取消了中間繼電器,解決了繼電器的分層驅動問題。

        3.熱備冗余技術應用,有效提升了地鐵列車控制電路的整體可靠性。

        4.前期一次性投入及后期維護成本LCU較繼電器均節(jié)約成本。

        三、業(yè)內普遍的取代原則

        根據各地鐵公司LCU應用經驗,評估繼電器是否取代遵循5個原則:

        安全性對等替代:SIL2及以下等級功能回路的繼電器可以被取代。

        電壓匹配:LCU的額定工作電壓為110V,若繼電器觸點回路高于110V,則這個繼電器不能被取代。若繼電器觸點回路低于110V,該觸點可用無源節(jié)點取代。

        永久供電:LCU為非永久供電,在永久供電回路上的繼電器及相關觸點不能被取代。

        額定電流:LCU的額定工作電流為2A,繼電器或接觸器觸點回路的電流超過2A,則該觸點不能被取代。

        是否供地:與LCU不共地的觸點回路須用無源節(jié)點取代。

        四、基于沈陽地鐵九號線的替代分析

        (一)替代原則

        1.安全性對等替代:涉及到ATP信號系統(tǒng)安全輸入輸出SIL4等級的繼電器不替代;緊急制動回路中繼電器不替代。

        2.電壓及額定電流匹配:負載電流大于2A的不能替換;動力供電回路的不能替代。

        3.永久供電:永久得電繼電器回路不能替代;用于列車上電激活的回路上繼電器不能替換。

        (二)替代分析

        以沈陽地鐵九號線為例,整車共有94個繼電器,結合上述LCU替代原則,不建議替代的繼電器在緊急制動安全環(huán)路及牽引指令線上的繼電器30個,車門控制電路8個,共計38個。剩余可替代繼電器56個??商娲蕿?7%與目前新地鐵替代比例50-65%比較貼近。

        五、結論

        綜上所述,無論是在功能,應用還是成本上,LCU都優(yōu)于傳統(tǒng)繼電器,建議沈陽地鐵新造地鐵列車逐步采用LCU替代傳統(tǒng)繼電器,考慮到各主機廠采用的繼電器數量可能有所不同,故建議參照其他新建地鐵線路車輛,LCU替代比例在50-65%之間。

        參考文獻:

        [1]陳林泉.廣州地鐵B8型車LCU替代繼電器設計探討[J].中國科技信息,2019(24):82-83.

        [2]李昌強.地鐵車輛LCU邏輯控制技術的應用研究[J].技術與市場,2017(06):105-106.

        [3]聶暢.LCU在地鐵列車上的應用方案及優(yōu)化建議[J].電力機車與城軌車輛,2017(02):85-86,+92

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