CN106515777B - 导轮导向控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种导轮导向控制方法，其特点是，包括如下控制模式：方向开关非中位控制模式：当方向开关打向非中位时，推出继电器通电，其常开触点闭合控制导向机构的电动推杆的驱动机构向一个方向运行，电动推杆推出，其中推出继电器的常闭触点与收回继电器连接，当PLC控制器接收到电动推杆完全推出的信号时，控制导轮运行；方向开关中位控制模式：当方向开关打向中位时，收回继电器通电，其常开触点闭合控制导向机构的电动推杆的驱动机构向另一个方向运行，电动推杆收回，其中收回继电器的常闭触点与推出继电器连接，当PLC控制器接收到电动推杆完全收回的信号时，控制导轮停止或换向。该控制方法增强导轨电车的防脱轨性能，提高导轨电车整体安全性。

Description

导轮导向控制方法

技术领域

本发明涉及导轨车技术领域，具体涉及一种导轮导向控制方法。

背景技术

目前，国内外城市快速交通采用的胶轮导轨电车通常设置有导轮与导轨配合进行导向，而两个导轮之间设置有导向机构进行控制，现有导轨电车的导轮导向控制装置包括前轮座、后轮座和导向机构，前轮座中设置有前轮，后轮座中设置有后轮，其中导向机构包括铰接中心平台和对称设置在铰接中心平台两侧的两组连杆滑块组件，连杆滑块组件中的驱动机构（油缸或直线电机等）驱动滑块在与滑块连接的导轨上往复移动，使得滑块抵靠在连杆滑块组件的两个连杆，实现导向机构的锁紧，或滑块与连杆之间形成间隔，实现导向机构的随动。该导轮导向控制装置通过纯机械结构驱动滑块实现导向机构的锁紧或随动以实现导轮导向，实时性和可靠性不高，并且在对驱动机构误操作时，容易造成安全事故，降低了整车安全性，导致常有脱轨事故发生，并且需要对导向机构长期维护，增加工作量。

发明内容

本发明提供一种导轮导向控制方法，其用于解决现有导轨电车中导向机构不能实时且可靠地控制导轮导向的问题，增强导轨电车的防脱轨性能，提高导轨电车整体安全性；降低导向机构维护工作量。

为了解决上述技术问题，本发明所提出如下技术方案予以解决：

一种导轮导向控制方法，其特征在于，包括如下控制模式：方向开关非中位控制模式和方向开关中位控制模式；方向开关非中位控制模式：当方向开关打向非中位时，推出继电器通电，其常开触点闭合控制导向机构的电动推杆的驱动机构向一个方向运行，电动推杆推出，其中推出继电器的常闭触点与收回继电器连接，当PLC控制器接收到电动推杆完全推出的信号时，控制导轮运行；方向开关中位控制模式：当方向开关打向中位时，收回继电器通电，其常开触点闭合控制导向机构的电动推杆的驱动机构向另一个方向运行，电动推杆收回，其中收回继电器的常闭触点与推出继电器连接，当PLC控制器接收到电动推杆完全收回的信号时，控制导轮停止或换向。

所述驱动机构为24V直流电机。

进一步地，为了确保导轨电车的导向机构在锁紧或随动时的安全，在电动推杆完全推出的位置处设置有第一行程开关，其用于检测电动推杆完全推出的信号，并反馈至PLC控制器中的微机和牵引单元；在电动推杆完全收回的位置处设置有第二行程开关，其用于检测电动推杆完全收回的信号，并反馈至PLC控制器中的微机和牵引单元。确保在导向机构锁紧可靠后方可进行牵引，提高了导轮导向的可靠性，提高整车安全性。

进一步地，所述导轮导向控制方法还包括方向开关连续操作控制模式，方向开关连续操作控制模式：当在方向开关进行中位-非中位-中位的连续操作控制时，包括如下步骤：PLC控制器输出电动推杆推出信号，当PLC控制器接收到完全推出的信号时，PLC控制器停止输出电动推杆推出信号并输出电动推杆收回信号，当PLC控制器接收到完全收回的信号时，控制导轮停止或换向。

为了确保导轨电车的运行安全，在导向机构出现故障的情况下，PLC控制器控制导轨电车切除牵引以执行紧急制动操作，所述导轮导向控制方法还包括故障判定模式和故障处理模式，其中故障判定模式包括故障判定模式一和故障判定模式二；故障判定模式一：当电车速度小于或等于阈值速度时，包括如下步骤：PLC控制器检测方向开关的状态，当方向开关打向非中位时，PLC控制器输出电动推杆推出信号，当PLC控制器接收到完全推出的信号时，PLC控制器停止输出电动推杆推出信号且控制导轮运行；在大于电动推杆的行程时间时PLC控制器未接收到完全推出的信号，方向开关打向中位，PLC控制器停止输出电动推杆推出信号并在阈值时间内输出电动推杆收回信号，此后，方向开关打向非中位，PLC控制器重新输出电动推杆推出信号，在大于电动推杆的行程时间时PLC控制器仍未接收到完全推出的信号，PLC控制器输出导向机构故障的信号；当方向开关打向中位时，PLC控制器输出电动推杆收回信号，当PLC控制器接收到完全收回的信号时，PLC控制器停止输出电动推杆收回信号且控制导轮停止或换向；在大于电动推杆的行程时间时PLC控制器未接收到完全收回的信号，PLC控制器输出导向机构故障的信号；故障判定模式二：当电车速度大于阈值速度时，包括如下步骤：在大于电动推杆的行程时间时PLC控制器未接收到完全收回的信号或完全推出的信号，PLC控制器输出导向机构故障的信号；故障处理模式：当PLC控制器输出导向机构故障的信号时，将导向机构故障的信息显示在与PLC控制器相连的显示屏上。该显示屏为触摸屏。

进一步地，为了能够及时提醒司机导向机构出现故障并采取制动措施，PLC控制器与报警装置相连，故障处理模式还包括如下步骤：在PLC控制器输出导向机构故障的信号的同时输出报警信号，并将所述报警信号发送至报警装置，控制报警装置发出报警提示音。

与现有技术相比，本发明的优点和有益效果是：在方向开关位于非中位（前向或后向）时，推出继电器的线圈得电，其常开触点闭合控制驱动机构在一个方向运行，使得电动推杆推出，导向机构锁紧，同时推出继电器的常闭触点断开，使得收回继电器的线圈不得电，在方向开关位于中位时，收回继电器的线圈得电，其常开触点闭合控制驱动机构在另一个方向运行，使得电动推杆收回，导向机构随动，同时收回继电器的常闭触点断开，使得推出继电器的线圈不得电，实现推出继电器和收回继电器的互锁功能，防止误操作电源短路造成导向机构导向失败的危害，提高导轮导向的防脱轨性能；当PLC控制器接收到电动推杆完全推出到位或完全收回到位的信号时，才对导向机构进行操作，提高了导向机构的实时性和可靠性，提升整车的安全性能；利用电控方法对导向机构控制，可靠性高，减少了对导向机构维护的工作量，降低成本投入。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对本发明实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简要介绍，显而易见地，下面描述的附图是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。

图1为本发明导轮导向控制方法中导向机构的电动推杆驱动控制的电路原理图；

图2为本发明导轮导向控制方法中故障判定模式一的流程图；

图3为图2中流程图中的续图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对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作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。

导轨电车共有两个动力行走部和多个非动力行走部，动力行走部安装于司机室下方，而非动力行走部安装于邻接两车箱体的贯通道下方，其中每个行走部安装有一个导向机构，用于驱动导轮导向。在本实施例中，采用电控方法驱动导向机构中的电动推杆将滑块在导轨上往复式移动，从而实现导向机构的锁紧或随动，本实施例中电动推杆对称设置在铰接中心平台的两侧，用于导轨电车的双向运行。方向开关打向前向时，设置在前轮座和铰接中心平台之间的电动推杆推出，推出到位时导轨电车向前运行；方向开关打向中位时，设置在前轮座和铰接中心平台之间的电动推杆和设置在后轮座和铰接中心平台之间的电动推杆均收回，收回到位时导轨电车停止或换向；方向开关打向后向时，设置在后轮座和铰接中心平台之间的电动推杆推出，推出到位时导轨电车向后运行。电动推杆推出时将滑块抵靠在连杆滑块组件的两个连杆之间，使导向机构锁紧；电动推杆收回时，滑块和两个连杆之间存在间隙，使导向机构随动。

如图1所示，本实施例涉及一种导轮导向控制方法，包括如下控制方模式：方向开关非中位控制模式和方向开关中位控制模式；方向开关非中位控制模式：当方向开关打向非中位时，推出继电器KMT1通电，其常开触点闭合控制导向机构的电动推杆的驱动机构向一个方向运行，电动推杆推出，其中推出继电器KMT1的常闭触点与收回继电器KMS1连接，保证在推出继电器KMT1的线圈得电时，收回继电器KMS1的线圈不得电，当PLC控制器接收到电动推杆完全推出的信号时，控制导轮运行；方向开关中位控制模式：当方向开关打向中位时，收回继电器KMS1通电，其常开触点闭合控制导向机构的电动推杆的驱动机构向另一个方向运行，电动推杆收回，其中收回继电器KMS1的常闭触点与推出继电器KMT1连接，保证在收回继电器KMS1的线圈得电时推出继电器KMT1的线圈不得电，当PLC控制器接收到电动推杆完全收回的信号时，控制导轮停止或换向。在本实施例中，本实施例驱动机构可以为24V直流电机M1、12V或36V直流电机，交流电机（220/380V）、步进电机或伺服电机等。

进一步地，为了确保导轨电车的导向机构在锁紧或随动时的安全，确保在电动推杆推出到位或收回到位时能够使得M1停止旋转、推出继电器KMT1的线圈断电、收回继电器KMS1的线圈断电，使得PLC控制器对导轮实施操作。本实施例中，在电动推杆完全推出的位置处设置第一行程开关ST1，用于检测电动推杆完全推出的信号；在电动推杆完全收回的位置处设置第二行程开关SS1，用于检测电动推杆完全收回的信号。

在本实施例中，前向或后向时导向机构的导轮导向控制模式相同，区别在于方向开关的状态不同。出于简洁，如下仅说明方向开关打向前向时的导轮导向控制模式。如图1所示，方向开关打向前向时，推出继电器KMT1通电，其线圈得电，使得常开触点闭合，M1正转，电动推杆推出，同时常闭触点断开，收回继电器KMS1不得电，其常闭触点闭合，实现在收回继电器KMS1不得电的期间推出继电器KMT1的线圈保持得电，M1持续正转，直到电动推杆推出到位时，第一行程开关ST1发送信号至PLC控制器，PLC控制器使得第一行程开关ST1断开，推出继电器KMT1的线圈断电，其常开触点断开，M1停止正转，实现导向机构的锁紧，此时PLC控制器中的微机和牵引单元接收到电动推杆推出到位的信号，开始进行牵引；方向开关打向中位时，收回继电器KMS1通电，其线圈得电，使得常开触点闭合，M1反转，电动推杆收回，同时常闭触点断开，推出继电器KMT1不得电，其常闭触点闭合，实现在推出继电器KMT1不得电的期间收回继电器KMS1的线圈保持得电，M1持续反转，直到电动推杆收回到位时，第二行程开关SS1发送信号至PLC控制器，PLC控制器使得第二行程开关SS1断开，收回继电器KMS1的线圈断电，其常开触点断开，M1停止反转，实现导向机构的随动，此时PLC控制器中的微机和牵引单元接收到电动推杆收回到位的信号，使得导轮停止或换向，当然，也可以在电动推杆推出时M1反转而在电动推杆收回时M1正转。电动推杆的推出或收回通过M1的正反转实现，而控制M1正反转的推出继电器KMT1和收回继电器KMS1进行互锁，防止误操作电源短路造成对导向机构导向失败的危害，提高了导轮导向的可靠性，增强了防脱轨性能，提高了整车安全性。采用推出继电器KMT1和收回继电器KMS1互锁的电控方法控制电动推杆的推出或收回，实时性高且不需要对导向机构长时间维护，降低维护成本。

进一步地，当司机可能误操作，例如方向开关进行中位-非中位-中位的连续操作控制时，PLC控制器按照方向开关信号输入的前后顺序进行排序，首先执行非中位操作，PLC控制器输出电动推杆推出信号，当PLC控制器接收到完全推出的信号时，PLC控制器停止输出电动推杆推出信号并输出电动推杆收回信号，当PLC控制器接收到电动推杆完全收回的信号时，控制导轮停止或换向，避免在方向开关连续操作时，导向机构导向失败产生安全事故。

当电动推杆未根据上述控制方法推出到位或收回到位时，PLC控制器会判定电导向机构是否故障，当出现故障时，不能对导轨电车进行牵引操作并且需要对导轨电车紧急制动，避免发生安全事故。

如图2所示，为了确保导轨电车的运行安全，在导向机构出现故障的情况下，PLC控制器控制导轨电车切除牵引以执行紧急制动操作，在本实施例中，故障判定模式包括故障判定模式一和故障判定模式二，本实施例中当电车速度小于或等于3km/h时，进行故障判定模式一；当大于3km/h时，进行故障判定模式二。图2和图3示出故障判定模式一时的故障判定步骤，PLC控制器初始上电后对方向开关的状态进行检测，方向开关打向前向或后向时的故障判定步骤相同，因此出于简洁仅说明方向开关打向前向时的故障判定步骤。

在本实施例中，假设电动推杆的行程时间为10秒，即当电动推杆推出时至完全推出时之间的时间为10S。当方向开关打向前向时，计时器T1开始计时，PLC控制器输出前向信号，即电动推杆推出信号，当PLC控制器接收到前向到位信号时，PLC控制器停止输出前向信号，同时计时器T1清零，返回检测方向开关状态；在T1>10S时PLC控制器未接收到前向到位的信号，则方向开关打向中位，计时器T5开始计时且计数器C1加1，当C1为1时，PLC控制器停止输出前向信号并在T5=阈值时间内输出中位信号，其中阈值时间可以在3秒至10秒之间（本实施例阈值时间选择为3S），此后方向开关打向非中位，PLC控制器重新输出前向信号，在C1大于1（即在T1>10S时PLC控制器仍未接收到完全推出的信号）时，PLC控制器输出导向机构故障的信号，同时计时器T1、T5和计数器C1清零，返回检测方向开关状态；当方向开关打向中位时，计时器T2开始计时，PLC控制器输出中位信号，当PLC控制器接收到中位到位信号时，PLC控制器停止输出中位信号，同时T2清零，返回检测方向开关状态；在T2>10S时PLC控制器未接收到中位到位信号，PLC控制器输出导向机构故障的信号，同时T2清零，返回检测方向开关状态。当电车速度大于3km/h时，如果在大于电动推杆的行程时间时PLC控制器未接收到完全收回的信号或完全推出的信号，PLC控制器输出导向机构故障的信号。

当PLC控制器检测到导向机构故障时，应及时了解故障信息，PLC控制器将导向机构故障的信息显示在与PLC控制器相连的显示屏上。该显示屏可以设置在司机室内或中控室内。为了能够及时提醒司机导向机构出现故障并采取制动措施，PLC控制器与报警装置相连，在PLC控制器输出导向机构故障的信号的同时输出报警信号，并将报警信号发送至报警装置，从而PLC控制器控制报警装置发出报警提示音。该显示屏可以为触摸屏，如果司机确定电动推杆已推出到位但触摸屏上仍然显示导向机构故障信息，司机可以在触摸屏旁路界面操作导向机构故障旁路，待电车限速运行回厂后进行检查。

本发明的导轮导向控制方法，在方向开关位于非中位（前向或后向）时，推出继电器KMT1的线圈得电，其常开触点闭合控制电机M1正转，使得电动推杆推出，导向机构锁紧，同时推出继电器KMT1的常闭触点断开，使得收回继电器KMS1的线圈不得电；在方向开关位于中位时，收回继电器KMS1的线圈得电，其常开触点闭合控制M1反转，使得电动推杆收回，导向机构随动，同时收回继电器KMS1的常闭触点断开，使得推出继电器KMT1的线圈不得电，推出继电器KMT1和收回继电器KMS1形成互锁，防止误操作电源短路造成对导向机构导向失败的危害，提高导轮导向的防脱轨性能；当PLC控制器接收到电动推杆完全推出到位或完全收回到位的信号时，才对导向机构进行牵引操作，提高了导轮导向的可靠性，提升整车的安全性能；利用电控方法对导向机构控制，实时性好，并减少对导向机构维护的工作量，降低成本投入。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (7)

1.一种导轮导向控制方法，其特征在于，包括如下控制模式：方向开关非中位控制模式和方向开关中位控制模式；

方向开关非中位控制模式：当方向开关打向非中位时，推出继电器通电，其常开触点闭合控制导向机构的电动推杆的驱动机构向一个方向运行，电动推杆推出，其中推出继电器的常闭触点与收回继电器连接，当PLC控制器接收到电动推杆完全推出的信号时，控制导轮运行；

方向开关中位控制模式：当方向开关打向中位时，收回继电器通电，其常开触点闭合控制导向机构的电动推杆的驱动机构向另一个方向运行，电动推杆收回，其中收回继电器的常闭触点与推出继电器连接，当PLC控制器接收到电动推杆完全收回的信号时，控制导轮停止或换向。

2.根据权利要求1所述的导轮导向控制方法，其特征在于，在电动推杆完全推出的位置处设置有第一行程开关，其用于检测电动推杆完全推出的信号，并反馈至PLC控制器中的微机和牵引单元；在电动推杆完全收回的位置处设置有第二行程开关，其用于检测电动推杆完全收回的信号，并反馈至PLC控制器中的微机和牵引单元。

3.根据权利要求1或2所述的导轮导向控制方法，其特征在于，所述驱动机构为24V直流电机。

4.根据权利要求1或2所述的导轮导向控制方法，其特征在于，还包括方向开关连续操作控制模式，

方向开关连续操作控制模式：当方向开关进行中位-非中位-中位的连续操作时，包括如下步骤：首先，PLC控制器输出电动推杆推出信号，当PLC控制器接收到完全推出的信号时，PLC控制器停止输出电动推杆推出信号且输出电动推杆收回信号，当PLC控制器接收到完全收回的信号时，控制导轮停止或换向。

5.根据权利要求1或2所述的导轮导向控制方法，其特征在于，还包括故障判定模式和故障处理模式，其中故障判定模式包括故障判定模式一和故障判定模式二；

故障判定模式一：当电车速度小于或等于阈值速度时，包括如下步骤：PLC控制器检测方向开关的状态，当方向开关打向非中位时，从零开始第一次计时的同时PLC控制器输出电动推杆推出信号，当PLC控制器接收到完全推出的信号时，PLC控制器停止输出电动推杆推出信号且控制导轮运行；在第一次计时的时间大于电动推杆从开始推出至完全推出所用的时间时PLC控制器未接收到完全推出的信号，方向开关打向中位，PLC控制器停止输出电动推杆推出信号并在阈值时间内输出电动推杆收回信号，此后，方向开关打向非中位，从零开始第二次计时的同时PLC控制器重新输出电动推杆推出信号，在第二次计时的时间大于电动推杆从开始推出至完全推出所用的时间时PLC控制器仍未接收到完全推出的信号，PLC控制器输出导向机构故障的信号；当方向开关打向中位时，从零开始第三次计时的同时PLC控制器输出电动推杆收回信号，当PLC控制器接收到完全收回的信号时，PLC控制器停止输出电动推杆收回信号且控制导轮停止或换向；在第三次计时的时间大于电动推杆从完全推出至完全收回所用的时间时PLC控制器未接收到完全收回的信号，PLC控制器输出导向机构故障的信号；

故障判定模式二：当电车速度大于阈值速度时，包括如下步骤：在第一次计时的时间大于电动推杆从开始推出至完全推出所用的时间时PLC控制器未接收到完全推出的信号或在第三次计时的时间大于电动推杆从完全推出至完全收回所用的时间时PLC控制器未接收到完全收回的信号，PLC控制器输出导向机构故障的信号；

故障处理模式：当PLC控制器输出导向机构故障的信号时，将导向机构故障的信息显示在与PLC控制器相连的显示屏上。

6.根据权利要求5所述的导轮导向控制方法，其特征在于，PLC控制器与报警装置相连，故障处理模式还包括如下步骤：在PLC控制器输出导向机构故障的信号的同时输出报警信号，并将所述报警信号发送至报警装置，控制报警装置发出报警提示音。

7.根据权利要求5所述的导轮导向控制方法，其特征在于，所述显示屏为触摸屏。