國明輝　汪佳慧

摘要：本文基于繼電器與LCU的對比分析，并結(jié)合實際其他新建地鐵線路車輛LCU的應(yīng)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(guān)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(shù)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(yīng)用的繼電器數(shù)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(fù)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(yīng)用而設(shè)計的數(shù)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(yīng)的邏輯控制功能。LCU裝置采用熱備冗余模塊化設(shè)計，主要由IO、主控制和網(wǎng)絡(luò)模塊構(gòu)成。它采集司機控制器、按鍵開關(guān)組、隔離開關(guān)、接觸器輔助觸點等電氣信號，經(jīng)邏輯計算后驅(qū)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?jīng)]有繼電器卡滯、抖動、觸點接觸不良等先天缺陷。

2.數(shù)字控制技術(shù)的應(yīng)用取消了中間繼電器，解決了繼電器的分層驅(qū)動問題。

3.熱備冗余技術(shù)應(yīng)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(nèi)普遍的取代原則

根據(jù)各地鐵公司LCU應(yīng)用經(jīng)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(guān)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(jié)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(jié)論

綜上所述，無論是在功能，應(yīng)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(shù)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：

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