铁路架桥机的电气控制系统及其控制方法

摘要

本发明公开了一种铁路架桥机的电气控制系统及其控制方法，该电气控制系统包括若干个控制器和CAN总线；所述若干个控制器通过CAN总线以分布式相连；所述电气控制系统还包括显示器，用以通过虚拟仪表的形式显示若干个控制器的工作状态指标；所述显示器与CAN总线相连；所述电气控制系统还包括与所述若干个控制器无线通信相连的遥控器，用以控制若干个控制器的工作。本发明所述控制系统采用CAN总线分布式控制，节约了很多控制电缆和动力电缆，便于系统维护；此外，控制系统的显示部分采用虚拟仪表显示，省却了机械仪表，节约了控制面板的空间和资源。

权利要求

1.一种铁路架桥机的电气控制系统，其特征在于：包括若干个控制器和CAN总线；所述若干个控制器通过CAN总线以分布式相连；所述电气控制系统还包括与所述若干个控制器无线通信相连的遥控器，用以控制若干个控制器的工作；所述若干个控制器包括与CAN总线相连的行走控制器、与CAN总线相连的操作室控制器、与CAN总线相连的主电气柜控制器、与CAN总线相连的前吊梁控制器、与CAN总线相连的后吊梁控制器、与CAN总线相连的轨排与0号柱控制器；所述电气控制系统还包括与CAN总线相连用以防止走行过载使行走电机熄火的恒扭矩控制器；所述恒扭矩控制器通过检测行走时外部负载压力变化，检测行走泵的反馈电流判断是否超过行走电机输出的扭矩，从而防止走行过载使行走电机熄火。

2.根据权利要求1所述的铁路架桥机的电气控制系统，其特征在于：所述电气控制系统还包括显示器，用以通过虚拟仪表的形式显示若干个控制器的工作状态指标；所述显示器与CAN总线相连。

3.一种铁路架桥机的电气控制方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

步骤一，若干个控制器实时将控制命令信息发送到CAN总线上；

步骤二，每个控制器从CAN总线上接收发送给自己的控制命令信息；与每个控制器对应的执行器从CAN总线上接收并执行发送给自己的控制命令；

所述若干个控制器包括与CAN总线相连的行走控制器、与CAN总线相连的操作室控制器、与CAN总线相连的主电气柜控制器、与CAN总线相连的前吊梁控制器、与CAN总线相连的后吊梁控制器、与CAN总线相连的轨排与0号柱控制器、与CAN总线相连用以防止走行过载使行走电机熄火的恒扭矩控制器；所述行走控制器控制铁路架桥机的走与停；所述操作室控制器控制吊梁小车、吊轨电机、0号柱电机所需要的操作指令信号；所述主电气柜控制器控制大车走行油泵、起重油泵、上下拖拉电机；所述前吊梁控制器控制前吊梁的动作；所述后吊梁控制器控制后吊梁动作；所述轨排与0号柱控制器控制轨排选择和0号柱摘挂动作；所述恒扭矩控制器通过检测行走时外部负载压力变化，检测行走泵的反馈电流判断是否超过行走电机输出的扭矩，从而防止走行过载使行走电机熄火；

所述电气控制方法还包括遥控步骤：与若干个控制器无线通信相连的遥控器遥控若干个控制器的工作。

说明书

铁路架桥机的电气控制系统及其控制方法

技术领域

[0001] 本发明属于电气控制技术领域，涉及一种铁路架桥机的电气控制系统及其控制方法。

背景技术

[0002] 铁路架桥机是用于架设高架铁路桥梁设备的一种大型机械设备。传统的铁路架桥机主要有步履式架桥机、架造一体机和双导梁式架桥机。步履式架桥机的主结构部分由主梁、可以前后移动的前脚、可以向上翻折的中腿和可以向两侧打开的后腿组成。两跨简支，两天车吊梁前行就位架设桥梁。架造一体机是在下导梁式架桥机和节段拼装式造桥机的基础上发展出的一种新机型，该机集架设整孔箱梁和造桥工于一身。架造一体机主要由主机、下导梁、模板托架和模板等部分构成。架桥施工时无需配置模板托架和模板，与下导梁式架桥机作业相同；造桥施工时需在下导梁上安装模板托架，并配置模板，可以进行节段拼装和整孔现浇施工。双导梁式架桥机是结合了一跨式架桥机和下导梁式架桥机的优点而形成的一种较优方案的架桥机。双导梁式架桥机主要由主机和下导梁两大部分组成。

[0003] 铁路架桥机的电气控制系统一直沿用以前的工控PLC集中式控制，电气元件都集中在一个电气柜中。由于铁路架桥机大臂上的电机控制较多，外接电缆也需要很多，即一台电机就需要3根动力电缆，一台移动小车就有4台电机，则需要12根动力电缆。而且控制线缆很长，必须进入到电气柜中。另外液压系统和发电机监控都是用机械式仪表显示，占用了控制面板空间和资源。

发明内容

[0004] 本发明所要解决的技术问题是：提供一种铁路架桥机的电气控制系统，该系统能够节约很多控制电缆和动力电缆；

[0005] 此外，本发明还提供一种铁路架桥机的电气控制系统的控制方法。

[0006] 为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案。

[0007] 一种铁路架桥机的电气控制系统，包括若干个控制器和CAN总线；所述若干个控制器通过CAN总线以分布式相连。

[0008] 作为本发明的一种优选方案，所述电气控制系统还包括显示器，用以通过虚拟仪表的形式显示若干个控制器的工作状态指标；所述显示器与CAN总线相连。

[0009] 作为本发明的另一种优选方案，所述若干个控制器包括与CAN总线相连的行走控制器、与CAN总线相连的操作室控制器、与CAN总线相连的主电气柜控制器、与CAN总线相连的前吊梁控制器、与CAN总线相连的后吊梁控制器、与CAN总线相连的轨排与0号柱控制器。

[0010] 作为本发明的再一种优选方案，所述电气控制系统还包括与CAN总线相连用以防止走行过载使发电机熄火的恒扭矩控制器。

[0011] 作为本发明的再一种优选方案，所述电气控制系统还包括与所述若干个控制器无线通信相连的遥控器，用以控制若干个控制器的工作。

[0012] 一种铁路架桥机的电气控制方法，包括以下步骤：

[0013] 步骤一，若干个控制器实时将控制命令信息发送到CAN总线上；

[0014] 步骤二，每个控制器从CAN总线上接收发送给自己的控制命令信息；与每个控制器对应的执行器从CAN总线上接收并执行发送给自己的控制命令。

[0015] 作为本发明的一种优选方案，所述若干个控制器包括与CAN总线相连的行走控制器、与CAN总线相连的操作室控制器、与CAN总线相连的主电气柜控制器、与CAN总线相连的前吊梁控制器、与CAN总线相连的后吊梁控制器、与CAN总线相连的轨排与0号柱控制器；所述行走控制器控制铁路架桥机的走与停，恒扭矩控制防止发电机熄火；所述操作室控制器控制吊梁小车、吊轨所需要的操作指令信号；所述主电气柜控制器控制走行油泵、起重油泵，上下拖拉电机；所述前吊梁控制器控制前吊梁的动作；所述后吊梁控制器控制后吊梁动作；所述轨排与0号柱控制器控制轨排选择和0号柱摘挂动作。

[0016] 作为本发明的另一种优选方案，所述电气控制方法还包括遥控步骤：与若干个控制器无线通信相连的遥控器遥控若干个控制器的工作。

[0017] 本发明的有益效果在于：本发明所述控制系统采用CAN总线分布式控制，节约了很多控制电缆和动力电缆，便于系统维护；此外，控制系统的显示部分采用虚拟仪表显示，省却了机械仪表，节约了控制面板的空间和资源。

附图说明

[0018] 图1为本发明所述的铁路架桥机的电气控制系统的结构示意图；

[0019] 图2为显示器显示的铁路架桥机的I/O监控页面示意图。

具体实施方式

[0020] 下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细说明。

[0021] 实施例一

[0022] 本实施例提供一种铁路架桥机的电气控制系统，如图1和2所示，包括若干个控制器和CAN总线；所述若干个控制器通过CAN总线以分布式相连。所述电气控制系统还包括显示器，用以通过虚拟仪表的形式显示若干个控制器的工作状态指标；所述显示器与CAN总线相连。所述若干个控制器包括与CAN总线相连的行走控制器、与CAN总线相连的操作室控制器、与CAN总线相连的主电气柜控制器、与CAN总线相连的前吊梁控制器、与CAN总线相连的后吊梁控制器、与CAN总线相连的轨排与0号柱控制器。所述电气控制系统还包括与CAN总线相连用以防止走行过载使发电机熄火的恒扭矩控制器。所述电气控制系统还包括与所述若干个控制器无线通信相连的遥控器，用以控制若干个控制器的工作。

[0023] 实施例二

[0024] 本实施例提供一种铁路架桥机的电气控制方法，该方法即为实施例一所述的铁路架桥机的电气控制系统的工作方法，包括以下步骤：

[0025] 步骤一，若干个控制器实时将控制命令信息发送到CAN总线上；所述若干个控制器包括与CAN总线相连的行走控制器(横扭矩控制)、与CAN总线相连的操作室控制器、与CAN总线相连的主电气柜控制器、与CAN总线相连的前吊梁控制器、与CAN总线相连的后吊梁控制器、与CAN总线相连的轨排与0号柱控制器；

[0026] 走行操作室控制器(行走控制器)：主要负责控制架桥机的走行，即走行过程中，遇到负载压力(走行阻力)过大时，系统通过程序进行PID自动调节，使控制泵输出比例阀电流减小，以降低流量保证走行油泵电机不因过载而熄火。

[0027] 操作室控制器：主要负责架桥机的操作指令控制信息。如两台吊梁小车、吊轨电机、0号柱摘挂等操作指令信号。

[0028] 主电气柜控制器：控制走行油泵、起重油泵，上下拖拉电机等。

[0029] 前吊梁小车控制器：控制1号吊梁小车的左右横移、上下起吊动作。吊梁小车动作的过程中可选择进行遥控控制，从而实现对架设梁片位置进行有效的确认和安全保护，软件上与其他控制器进行互锁。

[0030] 后吊梁小车控制器：控制2号吊梁小车的左右横移、上下起吊动作。吊梁小车动作的过程中可选择进行遥控控制，从而实现对架设梁片位置进行有效的确认和安全保护，软件上与其他控制器进行互锁。

[0031] 轨排与0号柱控制器：控制吊轨和0号柱电机动作。在架设梁片的过程中，0号柱摘挂电机必须锁定。在架设梁片后，控制吊轨电机铺设铁轨，然后再控制整车前进，进行下一次的梁片架设工作。

[0032] 所述行走控制器控制铁路架桥机的走与停；所述操作室控制器控制吊梁、吊轨所需要的操作指令信号；所述主电气柜控制器控制走行油泵、起重油泵，上下拖拉电机等；所述前吊梁控制器控制前吊梁的动作；所述后吊梁控制器控制后吊梁动作；所述轨排与0号柱控制器控制轨排选择和0号柱摘挂动作；所述恒扭矩控制器控制防止走行过载导致发电机熄火。

[0033] 步骤二，每个控制器从CAN总线上接收发送给自己的控制命令信息，并将执行所述控制命令信息的执行命令发送到CAN总线上；相应的执行器从CAN总线上接收并执行发送给自己的执行命令。

[0034] 遥控步骤：与若干个控制器无线通信相连的遥控器遥控若干个控制器的工作。

[0035] 本发明具备以下优点：

[0036] 1)本发明在原来的工控PLC集中式的控制基础进行了改进，采用CAN总线分布式控制，节约了很多的控制电缆和动力电缆，如采用原来的控制方式仅两台吊梁小车的电机就有8台，就需要24根近200多米的动力电缆以及12根近200米的控制线缆；而采用CAN总线分布式控制后节省了2台吊梁小车的18根近200米的动力电缆和12根200米控制电缆；且便于系统维护，系统安全可靠性得到提高。

[0037] 2)本发明在对控制吊梁小车架设梁片时，采用无线遥控控制代替了以前的操作人员在驾驶室操作，解决了操作人员看不到梁片的移动位置的问题，方便了操作人员掌握梁片的实时动态。

[0038] 3)本发明增加了人机界面功能，采用10.4寸的彩色显示器对整个电气控制系统进行监控，显示部分采用虚拟仪表显示，节约了控制面板机械仪表，发电机参数采用J1939总线监控，省去了一个220转24V的变压器，且方便了操作人员对系统的维护。

[0039] 4)本发明在液压走行系统控制方式上，由之前的开环控制改变成闭环控制，通过检测行走时外部负载压力变化(如上坡时阻力变大)，检测行走泵的反馈电流判断是否超过行走电机输出的扭矩，从而防止走行过载使行走电机熄火，保证走行液压系统在恒定的扭矩下工作。

[0040] 这里本发明的描述和应用是说明性的，并非想将本发明的范围限制在上述实施例中。这里所披露的实施例的变形和改变是可能的，对于那些本领域的普通技术人员来说实施例的替换和等效的各种部件是公知的。本领域技术人员应该清楚的是，在不脱离本发明的精神或本质特征的情况下，本发明可以以其他形式、结构、布置、比例，以及用其他元件、材料和部件来实现。