CN113085554A - 一种直流架线式有轨电机车供电自动控制技术 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种直流架线式有轨电车供电自动控制技术，涉及直流架线式有轨电机车控制技术领域。该直流架线式有轨电车供电自动控制技术，利用自动控制技术对架线式有轨电车运行状态实时检测，当成功检测到架线式有轨电车人为发出的启动运行信号时，高压真空开关单元会接入有轨电机车所需的高压直流电源，当电流检测单元检测到负载电流在显示屏设置单元设置的时间范围内低于设置值，高压真空开关单元会立即断开高压直流电源；所述高压真空开关单元由一个直流450V高压真空开关组成；所述电流检测单元由一个霍尔直流电流传感器组成；所述显示屏设置单元由一个可组态的、带ModbusRTU协议的工控设置屏组成；所述自动控制技术基于控制板。本发明，控制板实时检测有轨电机车的运行信号，当成功检测到该运行信号时，控制板控制高压真空开关闭合，将高压直流电源接入架空线以供有轨电机车运行使用，当控制板在设置时间内未检测到电机车的运行电流时，控制板立即断开高压真空开关。

Description

一种直流架线式有轨电机车供电自动控制技术
技术领域
本发明涉及直流架线式有轨电机车供电控制技术领域，具体为一种直流架线式有轨电机车供电自动控制技术。
背景技术
直流架线式有轨电机车在矿山企业应用较广，该类型有轨电机车需要提供不低于250V的直流高压电源，直流电源负极与轨道连接，直流电源正极与架空线连接，电机车供电过程通过一种专用导电棒与架空线接触二实现。目前，绝大多数架空线在电机车不运行的状况下持续带电，无法自动断电。或者在电机车不运行的情况下，需要人工手动操作高压开关，从而断开架空线上的直流高压电源。架空线持续带电存在严重的安全隐患，比如人员带着易导电工具，不小心触碰到架空线，容易造成触电危险；人工断开高压开关不仅降低工作效率，而且当人员忘记断电，架空线持续带电，依旧存在上述安全隐患。
针对此类问题，需要发明一种自动控制技术用于在电机车不运行状况下，自动断开架空线所带的直流高压电源，故一种直流架线式有轨电机车供电自动控制技术的发明非常有必要。
发明内容
（一）解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种直流架线式有轨电机车供电自动控制技术，解决了现有技术中存在的缺陷与不足。
（二）技术方案
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种直流架线式有轨电车供电自动控制技术，所述技术利用自动控制技术对直流架线式有轨电机车运行状态实时监测，当成功检测到运行信号时，高压真空开关单元立即闭合，将高压直流电源接入架空线；当电流检测单元检测的电流在显示屏设置单元所设置的时间范围内，持续小于显示屏设置单元所设置的运行电流值时，高压真空开关单元立即断开，完成高压直流电源的供电管理。
所述自动控制技术基于控制板。
优选的，所述高压真空开关是用于450V以内的高压直流真空开关，通过控制板控制高压真空开关内部的线圈得电与失电实现高压真空开关常开触点的导通与断开，进而实现架空线供电过程。
优选的，所述显示屏设置单元由一个工控显示屏组成，显示屏具备Modbus RTU通讯口，可以通过电脑专用组态软件对显示屏进行编程，实现与所述控制板所带的ModbusRTU接口相互通讯，从而实现电流值、时间值等参数的用户设置。
优选的，所述电流检测单元由一个霍尔电流传感器组成，高压供电电线从霍尔传感器检测孔中穿过，实现高压直流电流的实时检测。
优选的，所述控制板以微处理器为控制核心，控制板的控制方法如下：
1）通过内部管理程序实时监测有轨电机车运行信号，当控制板监测到信号后，自动判断该信号是否属于正常运行信号；当控制板确认该信号为正常运行信号以后，控制板控制高压真空开关闭合，将高压电源接入架空线。
2）高压真空开关闭合后，控制板实时监测所处架空线下电机车的运行电流；当电流处于显示屏设置单元所设定的运行电流范围时，控制板持续控制高压真空开关处于闭合状态；当电流在显示屏设置单元所设定的时间范围内，持续小于显示屏设置单元所设定的运行电流值，控制板则会判断为电机车停止运行，控制板会立即断开高压真空开关，切断架空线上的高压直流电源。
3）所述控制板识别的电机车运行信号为打点模式或安全模式，模式选择可以在显示屏设置单元进行选择设置；所谓打点信号，则是电机车操作人员在显示屏设置单元设置的时间内连续通断电机车开关达到设置屏设置单元设置的打点次数，次数设置越多，电机车运行信号越准确，更好的保证信号安全；所谓安全模式，则是在打点模式基础上，加入打点电流检测，电流值不在显示屏设置单元设置的电流值范围内，视作信号失败。该模式安全程度最高。
优选的，所述控制板包括控制芯片、印刷电路板、电子元器件、状态指示灯等，所述控制板一是将显示屏设置单元、电流检测单元、高压真空开关单元连接起来，完成信号检测、高压真空开关动作等功能；二是将***的状态指示灯通过控制板传递至***箱体上的4个LED灯，分别表示***的检测信号、电源、高压真空开关动作、***故障。三是将***手动、自动切换功能通过控制板传递至箱体上的1个旋钮开关，将***故障复位功能通过控制板传递至箱体上的1个自复位按钮。
优选的，所述控制板具备手动功能和自动功能，该功能通过箱体上的手动、自动旋钮开关实现，当旋钮开关处于手动模式时，高压真空开关直接无条件闭合，持续将高压直流电源接入架空线，不再自动断开；当旋钮开关处于自动模式时，控制板参与整套***运行。
优选的，所述控制板对人身具有较高的安全保护性；架线式电机车在不运行的时候，架空线未接入高压直流电源，发生有人触碰时，所述控制板也不会视为电机车运行信号，故不具有危险性，极大提高了生产安全水平。
（三）有益效果
本发明提供了一种直流架线式有轨电车供电自动控制技术；具备以下有益效果。
1、本发明，控制板可以判断是否有人即将开动直流电机车，并将直流高压电源接入架空线。当直流电机车超过预设的时间不运行时，***可以判断为电机车停止工作，将直流高压电源断开。该过程可以有效保证直流电机车不运行时，架空线上未接入直流高压电源，避免有人触电，保证安全运行。
2、本发明，安装本控制板后，人员可以不用通过手动操作高压开关进行断电操作，***自身可以通过实时监测电机车运行状态，实现自动供电过程，提高了工作效率。
（四）附图说明
附图1为本发明控制方法流程图。
（五）具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例：
本发明实施例提供一种直流架线式有轨电车供电自动控制技术，该技术利用单片机微控制板对直流架线式有轨电机车运行状态实时监测，当成功检测到运行信号时，高压真空开关单元立即闭合，将高压直流电源接入架空线；当电流检测单元检测的电流在显示屏设置单元所设置的时间范围内，持续小于显示屏设置单元所设置的运行电流值时，高压真空开关单元立即断开，完成高压直流电源的供电管理。
自动控制技术基于控制板。
高压真空开关是用于450V以内的高压直流真空开关，通过控制板控制高压真空开关内部的线圈得电与失电实现高压真空开关常开触点的导通与断开，进而实现架空线供电过程。
显示屏设置单元由一个可组态的工控显示屏组成，显示屏具备Modbus RTU通讯口，可以通过电脑专用组态软件对显示屏进行编程，实现与所述控制板所带的Modbus RTU接口相互通讯，从而实现电流值、时间值等参数的用户设置。
电流检测单元由一个霍尔电流传感器组成，高压供电电线从霍尔传感器检测孔中穿过，实现高压直流电流的实时检测。
本发明中，所述控制板以微处理器为控制核心，控制板的控制方法如下。
1）通过内部管理程序实时监测有轨电机车运行信号，当控制板监测到信号后，自动判断该信号是否属于正常运行信号；当控制板确认该信号为正常运行信号以后，控制板控制高压真空开关闭合，将高压电源接入架空线。
2）高压真空开关闭合后，控制板实时监测所处架空线下电机车的运行电流；当电流处于显示屏设置单元所设定的运行电流范围时，控制板持续控制高压真空开关处于闭合状态；当电流在显示屏设置单元所设定的时间范围内，持续小于显示屏设置单元所设定的运行电流值，控制板则会判断为电机车停止运行，控制板会立即断开高压真空开关，切断架空线上的高压直流电源。
3）所述控制板识别的电机车运行信号为打点模式或安全模式，模式选择可以在显示屏设置单元进行选择设置；所谓打点信号，则是电机车操作人员在显示屏设置单元设置的时间内连续通断电机车开关达到设置屏设置单元设置的打点次数，次数设置越多，电机车运行信号越准确，更好的保证信号安全；所谓安全模式，则是在打点模式基础上，加入打点电流检测，电流值不在显示屏设置单元设置的电流值范围内，视作信号失败。该模式安全程度最高。
本发明中，所述控制板包括控制芯片、印刷电路板、电子元器件、状态指示灯等，所述控制板一是将显示屏设置单元、电流检测单元、高压真空开关单元连接起来，完成信号检测、高压真空开关动作等功能；二是将***的状态指示灯通过控制板传递至***箱体上的4个LED灯，分别表示***的检测信号、电源、高压真空开关动作、***故障。三是将***手动、自动切换功能通过控制板传递至箱体上的1个旋钮开关，将***故障复位功能通过控制板传递至箱体上的1个自复位按钮。
本发明中，所述控制板具备手动功能和自动功能，该功能通过箱体上的手动、自动旋钮开关实现，当旋钮开关处于手动模式时，高压真空开关直接无条件闭合，持续将高压直流电源接入架空线，不再自动断开；当旋钮开关处于自动模式时，控制板参与整套***运行。
本发明中，所述控制板对人身具有较高的安全保护性；架线式电机车在不运行的时候，架空线未接入高压直流电源，发生有人触碰时，所述控制板也不会视为电机车运行信号，故不具有危险性，极大提高了生产安全水平。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (5)

1.一种直流架线式有轨电车供电自动控制技术，其特征在于：所述技术利用自动控制技术对直流架线式有轨电机车运行状态实时监测，当成功检测到运行信号时，高压真空开关单元立即闭合，将高压直流电源接入架空线；当电流检测单元检测的电流在显示屏设置单元所设置的时间范围内，持续小于显示屏设置单元所设置的运行电流值时，高压真空开关单元立即断开，完成高压直流电源的供电管理；
所述高压真空开关单元由一个直流450V高压真空开关组成，用来将直流电源接入架空线；
所述显示屏设置单元由一个可组态的、带ModbusRTU协议的工控设置屏组成，用来实现控制参数的用户端设定；
所述电流检测单元由一个霍尔直流电流传感器组成，用来检测架空线上的电机车运行电流；
所述自动控制技术基于控制板。
2.根据权利要求1所述的一种直流架线式有轨电车供电自动控制技术，其特征在于：所述控制板以微控制板为控制核心，控制板的控制方法如下：
1）通过内部管理程序实时监测有轨电机车运行信号，当控制板监测到信号后，自动判断该信号是否属于正常运行信号；当控制板确认该信号为正常运行信号以后，控制板控制高压真空开关闭合，将高压电源接入架空线；
2）高压真空开关闭合后，控制板实时监测所处架空线下电机车的运行电流；当电流处于显示屏设置单元所设定的运行电流范围时，控制板持续控制高压真空开关处于闭合状态；当电流在显示屏设置单元所设定的时间范围内，持续小于显示屏设置单元所设定的运行电流值，控制板则会判断为电机车停止运行，控制板会立即断开高压真空开关，切断架空线上的高压直流电源；
3）所述控制板识别的电机车运行信号为打点模式或安全模式，模式选择可以在显示屏设置单元进行选择设置；所谓打点信号，则是电机车操作人员在显示屏设置单元设置的时间内连续通断电机车开关达到设置屏设置单元设置的打点次数，次数设置越多，电机车运行信号越准确，更好的保证信号安全；所谓安全模式，则是在打点模式基础上，加入打点电流检测，电流值不在显示屏设置单元设置的电流值范围内，视作信号失败；该模式安全程度最高。
3.根据权利要求1所述的一种直流架线式有轨电车供电自动控制技术，其特征在于：所述控制板包括控制芯片、印刷电路板、电子元器件、状态指示灯等，所述控制板一是将显示屏设置单元、电流检测单元、高压真空开关单元连接起来，完成信号检测、高压真空开关动作等功能；二是将***的状态指示灯通过控制板传递至***箱体上的4个LED灯，分别表示***的检测信号、电源、高压真空开关动作、***故障；三是将***手动、自动切换功能通过控制板传递至箱体上的1个旋钮开关，将***故障复位功能通过控制板传递至箱体上的1个自复位按钮。
4.根据权利要求1所述的一种直流架线式有轨电车供电自动控制技术，其特征在于：所述控制板具备手动功能和自动功能，该功能通过箱体上的手动、自动旋钮开关实现，当旋钮开关处于手动模式时，高压真空开关直接无条件闭合，持续将高压直流电源接入架空线，不再自动断开；当旋钮开关处于自动模式时，控制板参与整套***运行。
5.根据权利要求1所述的一种直流架线式有轨电车供电自动控制技术，其特征在于：所述控制板对人身具有较高的安全保护性；架线式电机车在不运行的时候，架空线未接入高压直流电源，发生有人触碰时，所述控制板也不会视为电机车运行信号，故不具有危险性，极大提高了生产安全水平。
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