四合一柜

1铁路客车电气综合控制柜（G型）使用说明书1.概述TKDG型铁路客车电气综合控制柜(以下简称综合控制柜)用于DC600V供电的客车，是集电源转换控制、空调机组控制、蓄电池欠压保护、照明控制等功能单元于一体的智能型综合控制柜。综合控制柜的控制核心采用可编程控制器（以下简称PLC），PLC通过微型可编程序终端（以下简称显示触摸屏）接受各种指令并自动执行相应的操作步骤，对电气系统运行中出现的各种故障及时进行诊断、指示并保护。综合控制柜具有检测、控制、诊断保护、信息提示、联网通讯功能，实现供电及控制系统的综合控制，可进行车对车通信，并逐步实现车对地、地对车的计算机联网通讯。2.主要特点2.1.综合控制柜实现了客车电气控制系统的小型化、智能化、集成化和系统化。2.2.综合控制柜根据预设参数实现自动控制，减轻了操作人员的工作强度，避免由于人为误操作引起的事故，便于操作和维护。2.3.综合控制柜对整车电气系统参数进行实时监测，出现故障时及时进行保护动作，避免了由于保护不及时而引起的严重后果。2.4.综合控制柜可对轴温状态进行监视和显示。2.5.综合控制柜充分考虑了整车各个电气功能部件的协调工作，整个电气系统工作更加安全可靠。22.6.根据电气系统布线的有关规范和实际存在的问题，不同系统、不同电压等级、不同电流类别的导线尽量相互隔离，结构设计上尽量减少相互间的电磁干扰。2.7.综合控制柜的控制方案以自动为主，同时考虑控制系统故障的应急措施，包括极端情况下的手动应急措施。2.8.综合控制柜主要具备六大部分功能：1．电源转换控制功能；2．空调机组控制功能；3．蓄电池欠压保护功能；4．照明供电功能；5．轴温、车下电源箱状态监视功能；6．联网通讯功能。3.产品型号：TKDG-1T1-40、TKDG-1T1-35、TKDG-1T2-294.技术规格4.1.结构参数控制柜外形尺寸：2000mm×1300mm×350mm（高×宽×厚）上柜外形尺寸：850mm×1300mm×350mm（高×宽×厚）下柜外形尺寸：1150mm×1300mm×350mm（高×宽×厚）。4.2.主要技术参数及功能4.2.1综合控制柜控制单元由PLC主机单元（CPM2A-CPU61）、12/8点的I/O扩展模块（CPM1A-20EDR1）、信息显示触摸屏（NT31-ST121-EV2）组成。4.2.1.1.PLC功能PLC是可编程逻辑控制器的缩写，对整个电气系统进行自动控制，实时监测电气系统运行过程中的参数并进行分析，对出现故障自动处理，通过显示触摸屏实现人机对话，响应显示触摸屏输入的命令、参数，将故障3信息、运行记录通过显示触摸屏显示等。模拟量输入点：17点（0～10V）温度输入点：1点（PT100）开关量输入点：24点(直流24V，8mA)，开关量输出点：24点(继电器输出)输出端最大开关能力：2A，250VAC（cosφ=1）；2A，24V输出端最小开关能力：10mA，5VDC4.2.1.2.显示触摸屏功能显示触摸屏是一种微型可编程终端，采用全中文液晶显示触摸屏（带背光），具有字符类型和图象类型显示，由通讯接口和PLC的外设接口进行通讯。主要功能是现场参数设定，电源转换、空调机组等功能单元运行工况的人为控制，运行工况参数的显示，实时显示各功能单元的运行状态及实时报告故障现象。字符、图象类型显示：20×15个汉字液晶显示器规格：320×240点有效显示面积：122×92mm24.2.2.交、直流电源规格：4.2.2.1主电路电源主电路由两路电源母线中的其中一路提供电源，向逆变器、充电器供电，并由逆变器Ⅰ、逆变器Ⅱ变换成AC380V/50Hz，向车内空调、温水箱等交流负载供电直流主电源DC600V4额定工作电压：DC600V电压波动范围：DC500V～DC660V交流主电源：AC380V额定工作电压：三相交流380V电压波动范围：三相交流323V～437V额定工作频率：50Hz±1Hz4.2.2.2.蓄电池DC110V电源全列贯通，各车厢蓄电池及充电器通过逆流二极管与DC110V干线并联。蓄电池在充电机停止或故障时，向本车照明、车下电源箱控制、温水箱、开水炉控制等负载供电。电池欠压保护动作值：91V±1V恢复值：97±1V4.2.2.3.直流控制电源应急灯、轴温报警器、PLC等重要负载由列车直流110V母线供电；照明、车下电源箱、温水箱、开水炉等负载的控制电源由本车直流110V电源提供；控制柜内的DC-DC电源模块将DC110V电源转换成直流24V电源向PLC、显示触摸屏、网关、安全用电记录仪供电；转换成直流12V向传感器供电；DC110V/DC48V电源将DC110V转换成直流48V电源向尾灯、电话插供电。直流电器控制电路定工作电压：DC110V电压波动范围：DC77V～135V5PLC、触摸屏电路额定工作电压：直流24V电压波动范围：直流20.4V～26.4V信号采集电路（传感器）额定工作电压：直流12V电压波动范围：直流11.4V～12.6V输出电压范围：直流0～10V；0～5VPLC、触摸屏及传感器供电电源额定输入电压：直流110V输入电压波动范围：直流77～135V额定输出电压：直流24V（±5%）；直流12V（±5%）额定输出电流：DC24V不小于3A；DC12V不小于1A电压调整率：不大于1%电流调整率：不大于1%输出电压纹波峰-谷值（VP-P）：不大于1.0V变换效率：大于80%尾灯、电话插座供电电源额定输入电压：直流110V输入电压波动范围：直流77～135V额定输出电压：直流48V（±5%）；额定输出电流：不小于1A6电压调整率：不大于1%电流调整率：不大于1%输出电压纹波峰-谷值（VP-P）：不大于1.0V变换效率：大于80%4.2.3.WG型网关规格WG型网关用于铁路客车TKDG-1T1型配电柜。其中包括PLC网关、轴温报警器网关。这些网关一方面通过各种通信接口实现PLC到安全记录仪之间、轴温报警器到PLC之间到PLC之间的数据传递，另一方面通过Lonworks接口及列车总线实现车辆间的信息和命令传递。额定输入电压：直流24V输入电压波动范围：20V~27V接线端子：WAGO232-209/026-000，2.5mm2。外形尺寸：160mm×90mm×42mm安装尺寸：145mm×63mm，安装螺丝：M44.2.4.DL-Ⅱ代理节点代理节点是联接列车网和车厢网的桥梁，有2个独立的Lonworks通讯接口。上行Lonworks通讯接口负责列车级网络通信，接收列车主机的信息，并将信息转发给下行Lonworks通讯模块。下行Lonworks通讯接口负责车厢级网络通信，转发集中控制命令，接收车厢级各应用节点传输的参数、工作状态等信息。额定输入电压：直流24V输入电压波动范围：20V~27V7接线端子：WAGO232-209/026-000，2.5mm2。外形尺寸：160mm×90mm×56mm。安装尺寸：145mm×63mm，安装螺丝：M44.3.环境条件4.3.1.工作环境温度：0℃～＋50℃4.3.2.存储温度：－25℃～＋75℃4.3.3..相对湿度：最湿月月平均最大相对湿度不大于90%（该月月平均最低温度为25℃）。4.3.4.海拔高度：≤2500m。4.3.5.振动：相对于客车的垂向、横向和纵向存在着频率f为1～50Hz的正弦振动，其振动加速度在频率f为1～10Hz时等于0.1g（g为重力加速度，可以减化为10m/s2计算），当频率f为10～50Hz时等于1g。因机车连挂时的冲击，沿机车纵向激起的加速度不大于3g。5.系统功能说明5.1.电源供电转换功能综合控制柜的电源有两路供电，通过转换开关SA1分“自动”和“试验Ⅰ路”、“试验Ⅱ路”。5.1.1.正常情况下，转换开关置于“自动”位5.1.1.1Ⅰ路、Ⅱ路均有电，设定车厢号后，PLC按照均衡供电原则，奇数号车厢选择Ⅰ路供电、偶数号车厢选择Ⅱ路供电，Ⅰ路和Ⅱ路互锁，显示屏显示相应信息，电源指示灯亮。5.1.1.2.如果Ⅰ路有电、Ⅱ路无电，所有车厢PLC通过检测可自动选择Ⅰ8路供电，负载减半运行，同时在显示屏上提示相应信息。此时如果Ⅱ路重新供电，则偶数车厢PLC通过检测可重新选择Ⅱ路供电。5.1.1.3.如果Ⅱ路有电、Ⅰ路无电，所有车厢PLC通过检测可自动选择Ⅱ路供电，负载减半运行，同时在显示屏上提示相应信息。此时如果Ⅰ路重新供电，则奇数车厢PLC通过检测可重新选择Ⅰ路供电。5.1.1.4.可以通过触摸屏的电源控制菜单和提示选择或转换供电回路。5.1.1.5.在Ⅰ路、Ⅱ路都有电，奇数号车厢Ⅰ路供电、偶数号车厢Ⅱ路供电的情况下，如果Ⅰ路（Ⅱ路）电源出现过压故障，PLC自动转换到另一路电源供电，同时负载减半运行。当电源电压值恢复正常，通过触摸屏操作解除故障保护或电源重新供电，通过PLC检测后，PLC自动转换回原供电回路，负载恢复全载运行。两路供电回路重新供电时，PLC将自动解除保护，转换到原供电回路。5.1.1.6.在一路有电，另一路无电，所有车厢都是同一路供电的情况下，如果供电回路出现故障，则PLC停止供电，不进行转换。5.1.1.7.在一路正常，另一路存在故障未消除，车厢供电已经进行了一次转换的情况下，如果供电回路再出现故障，则PLC停止供电，不进行转换。5.1.1.8.故障排除后，可以通过触摸屏上的“电源控制”菜单，按下“停止供电”或“自动供电”触摸开关解除故障保护。通过PLC检测后，PLC自动转换回原供电回路，负载恢复全载运行。5.1.1.9.故障排除后也可以通过转换开关由“停止”位转换到“自动”位，PLC自动解除保护，转换回原供电回路，通过PLC检测后，负载恢复全载运行。95.1.1.10.出现过压故障，恢复正常后，两路供电回路重新供电时，PLC将自动解除保护转换到原供电回路，恢复全载运行。5.1.2.试验时，可将转换开关置于“试验Ⅰ路”或“试验Ⅱ路”，人为选择Ⅰ路供电或Ⅱ路供电，此时PLC只进行检测报警，不能进行电源回路的转换。5.1.3.主电路中接有电流传感器、电压传感器，并设在线绝缘检测装置（6～150mA可调），显示触摸屏上可显示主电路的电压、电流、DC110V母线电压、本车蓄电池电压、电源状态、逆变器输出电压等信息，当某路电源出现过压、绝缘等故障时，显示触摸屏显示故障提示，相应电源故障灯亮，可以按下“回主画面”触摸开关返回主画面，此时画面上出现“XX故障”文字，且背景变为闪烁提示。5.1.4.正常供电时，DC600V电源给温水箱、车下电源箱、客室电热供电，逆变器为空调机组、开水炉、伴热等负载供电，DC110V电源向照明、车下电源箱控制、轴温报警器等供电。5.2.空调机组控制功能空调机组控制功能通过转换开关SA2分为“自动”、“试验暖”、“试验冷”。5.2.1.正常情况下，转换开关SA2置于“自动”位5.2.1.1电源供电开始后，PLC控制空调机组自动进入“自动”运行，PLC根据当前逆变器状态以及车厢里温度传感器检出值与预先设定的“制冷”、“制暖”温度值进行比较后，进行空调机组的“自动”运转，空调机组有六种工况“弱风”、“强风”、“半冷”、“半暖”、“全冷”、“全暖”。“制冷”10温度设定值为空调机组从“半冷”工况转入“强风”工况时的临界温度；“制暖”温度设定值为空调机组从“弱风”工况转入“半暖”工况时的临界温度。5.2.1.2.可以根据显示触摸屏上的菜单和提示，选择“强风”、“半冷”、“全冷”、“弱风”、“半暖”、“全暖”等运行方式，此时空调机组不受温度控制，按下“全自动”触摸开关可以返回受温度控制“自动”状态，按下“停止”触摸开关，空调停止运行。5.2.1.3.制冷时，强风机发生故障，对应冷凝风机、压缩机停止工作；冷凝风机发生故障时，对应压缩机停止工作；制暖时，弱风机发生故障，对应空气预热器停止工作。5.2.1.4.在“半冷”或“半暖”工况下，压缩机或空气预热器运行时发生故障，有故障的压缩机或空气预热器将停止运行，并自动切换到另一组压缩机或空气预热器启动运行；在“全冷”、