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LCU逻辑控制装置
第六节 LCU逻辑控制单元
机车采用逻辑控制单元(Logical Control Unit—简称LCU),实现无触点控制以提高机车电气控制线路的可靠性。LCU利用现代电力电子技术和微计算机技术构成无触点控制电路 配属段 LCU型号 0001~0043、0046~0072、0082~0091、0112~0119 沈阳段 SS9LCU 0044~0045 沈阳段 TYLCU 0073、0077、0078、0102~0111 北京段 SS9LCU 0074~0076 北京段 TYLCU 0079~0081 北京西 SS9LCU 0092~0101 广州段 SS9LCU 0120~0124 北京段 TYLCU 0125~0129、0136~0140 武南段 TYLCU 0130~0135、0141~0154 武南段 SS9LCU 由于两种逻辑控制单元硬件、软件均不相同,下面分别介绍:
一、SS9LCU逻辑控制单元
㈠、概述
SS9LCU逻辑控制单元相当于可编程控制器(PLC)。它在电力机车上的作用主要就是取代传统的继电器有触点控制电路。
1.SS9LCU逻辑控制单元与PLC比较
逻辑控制单元与PLC的作用相同,但一般工业用PLC直接用于电力机车主要存在以下几个问题:
(1)机车电子装置必须符合TB/T 1394 《机车动车电子装置》的要求。而一般的PLC很难满足这一标准的要求。简单地说,一般PLC无法适应机车的工作环境。也无法满足机车控制系统的技术要求。
(2)根据IEC标准,一般PLC工作电压为DC 24V或AC 220V,直流输出点的负载能力较低。而电力机车控制电压为DC 110V且负载电流比较大 SS9LCU电力机车逻辑控制单元符合TB/T 1394 《机车动车电子装置》的要求。结构组成符合高速列车硬件规范。其内部核心是单片机。主要由主机板、电源、输入板、输出板等所组成。
2.SS9LCU的输入电路
输入信号主要有三类:
(1)电力机车微机控制系统来的信号。这些信号可以直接输入SS9LCU;
(2)从司机控制器、按键开关组等来的110V指令信号;
(3)从主断路器、隔离开关、两位置转换开关和接触器等的辅助触点或者其它用SS9LCU无法取代的特殊继电器来的110V信号。
后面两种110V的信号是不能直接输入到SS9LCU里面去的,必须经过输入电路进行降压、隔离。电力机车逻辑控制单元的输入电路,是对110V信号电压电路而言的。电力机车逻辑控制单元的输入单元电路将外部进来的110V信号电压经电阻网络降压、用稳压管限幅,电容滤波,再经光耦隔离后输入SS9LCU主机。这种电路有着应用成熟的优点,其可靠性很高,抗干扰能力强,能适应电力机车的工作环境。
3.电力机车逻辑控制单元的负载特点
国产电力机车上的辅助电机都是采用三相交流异步电动机,而这些三相交流异步电动机是通过三相交流接触器进行控制的。由于三相交流接触器型号的不同,其控制电流变化很大。电空阀与电空接触器的线圈控制电流虽然只有0.12A,但由于线圈有13000匝,所以在线圈开断时感应出的干扰电压可高达1.3KV,对机车微机控制系统和电子线路形成极大的危害。,逻辑控制单元的负载,要求SS9LCU不仅能够适应机车恶劣的工作环境,并且应该具有抗干扰性能好等特点。
.电力机车逻辑控制单元的输出电路
SS9LCU内部工作电压为几伏水平,负载能力较小,为了使其具有足够的驱动能力,SS9LCU输出单元电路采用MOSFET作功率开关元件,负载能力大,开关速度高。用高频调制信号通过脉冲变压器耦合去控制MOSFET的通断。并且当110V直流电源电压大范围变化时,逻辑功能保持正常。电力机车逻辑控制单元的输入输出电路是SS9LCU与电力机车控制系统的接口电路,其性能直接影响机车的行车安全。
主要技术参数
输入电压………………………………………………77 ~ 137.5V(额定110V)
瞬间最大负载电流……………………………………持续电流………………………………………………驱动方式………………………………………………输入点数………………………………………………输出点数………………………………………………
、SS9LCU逻辑控制单元的硬件系统
根据系统所需完成的功能及电力机车特殊的工作环境,SS9LCU 在硬件结构上采用模块化设计,可根据不同型号的机车的需要扩展输入输出点,利用软件进行不同的逻辑组合来满足要求,软件编写时采用软件容错和冗余设计。SS9LCU 的硬件结构主要包括机箱、电源、主机板、输入板、输出板等。结构示意如图(一)所示。每套SS9LCU包含功能相同的A、B两组,并能进行手
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