机车电缆线下线机控制系统设计

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调车机车的电气系统设计与可靠性分析

调车机车的电气系统设计与可靠性分析调车机车作为铁路货车辆中的重要组成部分，其电气系统设计和可靠性分析，对于确保车辆正常运行、提高安全性和经济性具有重要意义。

本文将从电气系统设计的关键要素入手，分析其可靠性，并提出相应的改进措施。

首先，调车机车的电气系统设计应考虑以下几个关键要素：电源系统、控制系统、保护系统和通信系统。

一、电源系统：调车机车电源系统需要保证为各个电气设备提供稳定、可靠的电能。

可采用双电源供电系统，即主电源和备用电源同时供电，以防止单点故障导致系统停电。

此外，可以引入电池组作为备用电源，以应对突发情况，保障车辆正常运行。

二、控制系统：调车机车的控制系统设计应保证对车辆的控制能力和灵活性。

首先，应考虑采用先进的数控技术，提高调车机车的控制精度和响应速度。

其次，应设计同步控制系统，确保车辆在行驶和刹车时的协调性，提高行车平稳性。

三、保护系统：调车机车的保护系统设计应确保车辆在故障发生时能够及时停车，并保护关键设备的安全。

可采用故障自诊断系统，通过实时监测车辆各个电气设备的工作状态，提前预警并隔离故障设备。

同时，可使用保险丝、断路器等装置，以限制电流过载，确保车辆电气设备的安全工作。

四、通信系统：调车机车的通信系统设计应确保车辆与监控中心、其他车辆之间的正常通信。

可以采用无线通信技术，建立车辆与车载设备之间的实时数据传输系统，以提供操作员对车辆状态的实时监控和控制，提高调车作业的效率。

对于调车机车的电气系统设计，其可靠性分析应从以下几个方面进行考虑：一、故障概率分析：通过收集调车机车电气系统的故障记录和历史数据，分析各个关键设备的故障发生概率，并确定影响系统可靠性的主要故障因素。

二、故障模式分析：针对电气系统的各个部件和连接件，进行故障模式分析，确定各种故障模式，并评估其对整个系统可靠性的影响。

例如，电线接头的松动、电缆破损等故障模式可能导致电气系统失效。

三、故障诊断与恢复分析：在电气系统设计中，应设置故障自诊断功能，通过实时监测和检测故障信号，能够及时识别故障位置并给出相应的故障处理建议。

简析电力机车网络化电气控制系统设计

简析电力机车网络化电气控制系统设计摘要：现在是信息技术的时代，信息技术的发展也是连续的，电气控制系统的自动化和智能化的实现是时代的需要，电气控制系统的自动化设计必须基于设计原则和专业电气控制系统的要求，并逐步发展，才能更好的实现电气控制系统的自动化，并得到广泛的应用。

实现电力企业的现代化和科学发展具有重要意义，因此，了解电气控制系统自动化设计的重要性对电力生产起着重要作用。

关键词：电力机车；网络化；电气控制；系统设计一、电力机车网络化电气控制系统总体设计方案以电力机车目前普遍的电气控制系统结构为基础，设计以PROFIBUS为基础的电力机车网络化电气控制系统总体方案，其核心为S7-200和S7-300可编程控制器，以先进专业技术和自动控制理论为指导，被控对象为某列电力机车，手段为上位监控和检测，对电力机车模型的软件系统、硬件系统以及上位监控系统进行科学的设计，从而达到改进和完善控制系统功能的最终目的。

以某一列车为模型，每个车厢的核心都是可编程控制器，和其他电气设备相互协作，从而实现每个车厢的单独控制。

列车的主站和机头车厢从站选择S7-300（组态模块如图l所示），其他的车厢从站选择S7-200（组态模块如图2所示），主站和从站之间借助于PROFIBUS现场总线实现通讯。

机头车厢主要通过变频的方式，来对牵引电机进行减速，加速、停止以及启动等操作。

列车车厢选择闭环PID控制来对温度进行适当的调节，通过变频调速方式来进行制冷，此外，该系统还可以对照片、供电、供水等措施进行控制。

二、电力机车网络化电气控制系统的硬件设计电力机车网络控制系统的硬件设计主要包括西门子S7-300，电机速度开环控制系统的频率控制，电机速度闭环控制的频率控制，汽车空调系统的设计等。

2.1车厢空调系统设计空调设备列车空调系统包括空气净化器，加湿器，冷却器，加热器等，以满足能源需求，因此空调系统还需要设置回风口。

您可以根据实际需要选择一种新的回风方式，通过新风和回风的局部混合，这是15%的新风和室内空气循环的85%，采暖，加湿处理措施，空调系统组成压力差传感器，风量传感器，湿度传感器和温度传感器，可用于供应空气，回风，保护风机风量等。

电力机车、内燃机车电线路质量评定标准(4.3)

3.1.3 布线应尽量远离发热器件。发热温度在 100℃以内的发热器件，电线与之距离需保持在 20mm 以上；发热在 100~300℃者，需保持在 30mm 以上；发热在 300℃以上者，需保持在 80mm 以上；如有隔热防火措施，以隔热部分的实际最高温度考虑。安全距离达不到此距离时，允许穿瓷套解决。否则，每处扣 3 分。
1.2.2 导线采用不低于 125℃低烟、无卤、高阻燃、耐油性高、耐磨性好的绝缘材料，否则扣 2-5 分。
1.2.3 电线路中不采用木才、青壳纸、白布带、一般橡胶、一般塑料及其制品，否则扣 2-5 分。
1.2.4 接线端子应封闭、防尘、接线排（柱）金属导电部分不外露，否则扣 2 分。
2.1.1 外观平直，薄厚均匀，无锤痕，无毛刺及其它缺陷，否则每处扣 1 分。 2.1.2 接头处应电镀或搪锡。镀层应均匀、平整，否则每处扣 1 分。 2.1.3 固定螺孔位置正确，螺孔良好，应导角，无毛刺，否则每处扣 1 分。
0.75
0.15
16
2
150
7
1
0.20
25
2
185
7.8
1.5
0.28
50
3
240
8.5
2.5
0.320 70
4
4
0.525 95
5
6
0.700 120
6
2.3.９每个压线钳和压接设备定期（3-6 个月）进行压接接头接触
电阻及拉力试验，如检测结果不合格，应停止使用该工具和设
备。
备注
3 / 13
标准分值
2.2.4 接头处无断股，否则每处扣 1 分。
2.3 导线与接头的压 2.3.1 导线与接头的压接采用冷压压接。使用专用的压接工具

机车车辆的配线

I.车下主线采用两路并联的方法，同时每路中的三相导线各用三根DCYH-1-750V的电线并联组成，并将它们敷设在钢管内，增加强度。
1.车下配线包括输送三相交流电的主线、电力连接器线及车下各负载支线等。车下主线用来沟通发电车与各车辆间的电力系统，同时供给本车用电。
2.车下有J1-J2四个干线接线箱，J5-J7三个电空制动线接线箱，J-J11轴温报警器导线引入，车轴速度传感器引线接至J12-J15，制动电子防滑器的引线接至J16-J19.
I.车上配线由车下主线输入的三相交流电，由一位端接线板JXH1引至控制柜，经电源控制柜引向空调机组控制柜、照明控制箱等向电气设备提供电源。
1.车上配线包括动力配线、照明配线、播音配线、电话配线及遥测控制配线等。各种配线均敷设在顶棚或侧墙内。
2.车内的负载按电压可分：三相380V交流对称负载、单相220V交流负载、DC48V直流负载。
5.播音配线
沿着车体长度方向在客室顶部均布四个扬声器1YQ-4YQ。播音干线布置在客室二位侧直流线槽内。两端分别引至接线板，然后与车端播音连接器的插头和插座相连，扬声器的支线上不设开关，均由广播室控制。
（四）客车车辆的连接器
1.电力连接器 i、KC20型和SL21型，KC20型电力连接器用于铁路空
内容概括：
1.车辆电气装置的位置称呼法 2.车辆配线规则 3.YZ25k型空调车车下（上）配线 4.客车车辆的连接器 5.高压绝压电缆绝缘电阻的测量及要求
（一）车辆电气装置的位置称呼法
1.车辆的方位是以制动缸活塞杆伸出的方向来决定的，其伸出方向为一位端，另一端为二位端或二位端。
3.动力配线
空调控制柜KTG→配电室→一位端走廊顶引至一位侧，分布在一位侧交流线槽内，沿着一位侧至二位端后，在二位端引至二位侧分别与二位空调机组插头2KTCT及排风扇电机PFS接线。

电力机车整备作业下位机控制系统软硬件设计与实现

结构，实现了机车停车住置检测、ＩＤ卡身￣ｉｑ通过与单片机交互式通信，／－，ｍ获取机车号并按照操作流程进行语音提示；同时接牧Ｅ住机指令，控制电动操纵机构动作。该系统经过单机试和联调后，调能够按照预先设计的控制流程进行整备作业。系统可靠性高，可以运用于实际整备作业现场。
科技论坛ｌｌＩ
刘战尚丽琴冯作全
科
电力机车整备作业下位机控制系统软硬件设计与实现
（兰州交通大学机电工程学院，甘肃兰州７０７）３００
摘要：对电力机车整备作业安全监控下位机控制系统软硬件进行设计，用ｓ — ０ＰＣ为主站，７２０Ｌ主要采７３０Ｌｓ — ０ＰＣ为从站的ＰＲＯＦＢ — ＩＵＳＤＰ网络
关键词：备作业；ＬＰＬＩＵＳＤＰ通信整ＰＣ；１ＯＦＢ－；
１述概
电力机车承担若干牵引任务后，必须返回机务段或整备场进行整备。传统的作业模式采用人工方式对接地杆、隔离开关进行操作，如果作业过程中联系不周，操作不当，就会严重威胁到登顶作业人员的生命安全和供电设备安全。由，此我们开发了基于ＰＣ的电力机擎罄乍ＩＬ监控系统，本系统采用ＰＯＩＵ — Ｐ总线网络结构，６从ＲＦＢＳＤ下岱Ｌ『站选用ｓ — ０ＰＣ，７２０Ｌ主站选用ｓ — ０ＰＣ，７３０Ｌ上位机八来自，＿一
２３—
一
和输出指示灯、液晶显示屏、薄膜键盘。下面对控制箱各主要部件进行简要的说明。Ｓ — ＯＰＣ选用Ｓ— ２ＮＣＵ＋Ｅ７７２ＯＬ：７２６ＣＰＭ２７喉口模块，通过Ｉ／Ｏ口实现停车位置信息采集，控制电动执行机构动作，ＰＲＯＯＴ分别通过ＯＴ．Ｒ１３Ｐ１连接Ｉ读卡器和单片机交互式系统，Ｉ卡号Ｄ获取Ｄ和机车号，并按照整备作业操作步骤进行语音提示，能够依照预先系统设计的逻辑互锁关系控制车顶门电子锁。控制按钮和输出指示灯：主要用于现场操作和输出显示，人其输操作按钮包括启动、紧急停止、作业申同意分闸、请、同意合闸；输出指示灯能够显示系统启动与停止、机车停车位置是否正确、隔离开关分闸和合闸限位指示。 ’ 单片机控制单元：０３０由８ｃ２单片机作为主控芯片开发，要对整备作业主过程中作业步骤进行语音提示并按照逻辑关系遥控车顶门电子锁，同时扩展键盘输入和液晶显示功能。４Ｌ统软件设计Ｃ系Ｐ４．１主站ｓ— ＯＰＣ翟睛殳７３０Ｌ ≈ 计从机车整备作业控制过程中ｓ — ０ＰＣ主站７３０Ｌ要实现的功能考虑，软件程序设计采用模块化编程方式。其中主婚陧．括１畸咆个组织块Ｏ１个共享Ｂ，１数据块ＤＩ个功能Ｆ。组织块ＯＩＢ，５ＣＢ（主程序）用于循环处理，是用户程序中的主程序其主程序各功能描述如下：

工程车辆电气系统方案

工程车辆电气系统方案一、引言随着现代社会对工程车辆的需求逐渐增加，工程车辆的电气系统也得到了越来越多的关注。

在工程车辆的运行过程中，电气系统的稳定性和可靠性直接影响到车辆的使用效率和安全性。

因此，设计一套优秀的工程车辆电气系统方案显得尤为重要。

本文将探讨工程车辆电气系统的设计原则、主要部件和系统功能，以及一套优秀的工程车辆电气系统方案。

二、设计原则1.安全性：工程车辆电气系统的设计必须以安全为首要原则，保证车辆在各种工作环境中的安全运行。

2.可靠性：电气系统应具有较高的可靠性，确保在各种恶劣环境下依然可以正常工作。

3.稳定性：电气系统应具有较高的稳定性，确保在各种工况下电气系统不易受到干扰。

三、主要部件1.电池组：用于提供工程车辆电气系统的电源，通常采用铅酸蓄电池或锂电池。

2.发电机：用于为车辆提供电源的发电装置，通常安装在发动机上。

3.电动机：用于驱动车辆的电动装置，通常为交流电动机或直流电动机。

4.控制器：用于控制电动机的启停、速度和方向等参数。

5.传感器：用于感知车辆周围环境和车辆本身状态的传感装置。

6.电路保护装置：用于保护电气系统免受外部干扰和过载。

四、系统功能1.动力传输：工程车辆电气系统的主要功能之一是提供动力传输，即通过电动机将电能转换为机械能，驱动车辆运行。

2.能源管理：电气系统需要对电池组、发电机和电动机进行监测和管理，以保证电能的合理利用。

3.车载设备供电：工程车辆通常还配备各种车载设备，例如灯具、空调、音响等，电气系统需要为车载设备提供电源。

4.驾驶辅助：电气系统可以通过传感器获取车辆周围环境信息，辅助驾驶员进行驾驶操作。

5.故障诊断：电气系统需要具备故障自诊断功能，一旦出现故障，能够迅速发现并采取相应措施。

五、电气系统方案基于以上设计原则、主要部件和系统功能，我们提出一套工程车辆电气系统方案如下：1.电池组：选用锂电池，具有较高的能量密度和循环寿命，同时重量轻，可大大减轻车辆的整体重量。

城轨地铁车辆及动车组车辆下线工艺介绍

城轨地铁车辆及动车组车辆下线工艺介绍概要：介绍了城轨地铁车辆及动车组的电缆下线工艺，并介绍了大线、小线下线的两种新型下线工装。

关键词：城轨地铁车辆及动车组；电缆；下线1.引言城轨地铁车辆及动车组是一个高度集成及复杂的电气系统，车辆上一般主要有制动系统、牵引与辅助系统、空气调节系统、照明系统、旅客信息系统、车门系统、驾驶控制系统等，各个系统之间都不是孤立存在的，共同构成一个整体，任何系统都不可或缺，其中的牵引系统为列车提供牵引功能，制动系统为列车提供制动功能，空气调节系统为列车提供新风、制冷及制热等功能，照明系统为列车提供照明供电功能，旅客信息系统为列车提供广播、影视、通信等功能等等，其中的列车控制系统最为复杂，电缆线的数量也最多。

一般来说，城轨地铁车辆上的电缆，根据功能的不同，一般主要分为4个等级，1等级为音频线，主要走广播系统；2等级为视频信号线，主要走视频信号线（主要为网线）；4等级为低压电源线，主要走24V、110V直流低压电源及控制线；5等级为高压电源线，主要走AC380V交流及直流1500V以上的高压线。

其中1、2、4等级的线基本上为小线及信号线，5等级主要为导线横截面积不小于10平以上的大线。

高铁动车组车辆上的电缆，也根据功能的不同，主要分为传感线、旅客信号线、网络信号线、低压电源线及高压电源线，其中的传感线，主要走的是空气调节系统中的温度传感器、天线等；旅客信号线主要走的是旅客信息系统的视频、音频线等；网络信号线主要走的是列车通信网络类的线（包含列车贯穿线）；低压电源线主要走的是24V、110V低压直流电源类线；高压电源线，主要走380V交流及直流1500V以上的高压线。

其中传感、旅客信号、网络信号、低压电源的线基本上为小线及信号线，高压电源线主要为10平以上的大线。

为满足用户日益增长的乘车体验，城轨地铁车辆及动车组，在满足列车安全性能的同时，整车功能越来越多、越来越完善，相对应的，车辆上的系统越来越复杂，线越来越多，以全自动无人驾驶的地铁车辆为例，带司机室的拖车，全车大约有六千多根线，其中百分之九十以上的线均为5等级以下（不包含5等级）的小线，5等级以上的大线只有一两百根，带电机的动车会多一些，数量大概在两三百根左右，但占比也不会超过百分之二十，也主要以小线为主。

电线电缆生产线控制系统分析与设计

电线电缆生产线控制系统分析与设计现如今，电线电缆已经是我们国家经济发展建设中的重要行业之一.它与各行各业的发展有着密切联系。

然而，电线电缆的工业有着复杂、规模比较大以及高效的特点，对生产的自动化提出了更高的要求。

因此，通过其相关电缆设备技术的研究和技术上的开发来看，对提高我们国家的电线电缆行业的竞争能力起着至关重要的作用。

标签：现场总线；电缆；控制系统随着各项技术的发展，计算机在电缆的工业控制上不断的应用.提升了传统控制系统的准确性，同时，不同地方的控制设备成为网络的重点，从而可以构成相互交换的分布式控制系统。

1、对控制系统的研究背景和意义在改革开放的二十几年来.中国经济的发展一直很稳定，给我国电缆工业带来了蓬勃向上的机遇，特别是自1985年以来的迅速发展之后.己经使中国电线电缆行业的产值占国民经济总产值当中达到最高的比例。

我国电线电缆产品的进出口也比以前有所提高.但是国际电线电缆市场的竞争，同时也是在不断的加剧。

世界各国的经济迅速的发展，会给我们国家的电线电缆专业设备制造的行业中，带来经济发展的更加机遇，同样，也对这个行业的经济发展提出了更为主要的要求。

而且我们国家仅仅有那么一部分线缆的品种达到能参与国际市场竞争能力的水平。

在我国的最高端电缆的技术和国际技术水平，存在着很大的距离，这都将会成为制约我国电线电缆产品发展的最不好的开始。

因此.只有在技术上不断的创新和勇于的创新.这样才能在未来的全球性最激烈的竞争之中占有宝贵的一席之地。

2、电线电缆的应用电线电缆应用及其广泛。

大多数应用于各行各业.最主要的应用包括电力系统和信息传输系统以及机械设备。

这些最主要的应用可以让电线电缆的应用在其中起到决定性的作用。

2.1电力系统电力系统采用的电线电缆产品主要是由电力电缆、母线和电磁线以及电力设备用电的装备等构成的。

2.2信息传输系统多数用于信息传输系统的电线电缆，主要是由电子线缆、电磁线、电力通讯等这些电缆所传输的。

电线生产线自动化控制系统设计

电线生产线自动化控制系统设计
一.生产工艺及技术参数
• 生产品种：6mm2以下单芯或多芯各类聚乙烯塑料电线及电缆 • 挤塑机选型：Ø45单螺杆挤塑机，挤塑功率7.5Kw • 生产线最高线速度：Vmax=180m/min • 挤出塑料温度范围：180℃~220℃分四段控制 • 收线最大张力Fmax=10kg • 进线直径 0.5mm~2.73mm;出线直径1.1mm~6mm • 牵引轮盘直径630mm • 放线盘直径D0=200mm,Dm=500mm;放线盘最大重量80kg • 收线盘直径D0=400mm,Dm=630mm;收线盘最大重量100kg • 冷却水温≤40℃;冷却长度6m • 收线计米误差≤0.5m;线径误差≤1％ • 生产线场地：7m 宽，25m长，高3m以上
张
排线
力计
F1
丝
杠
F1
排
V
线
步
进
电
N1
机
卷取机
卷
取测机速电机机
线速度光
码
盘
计米器
计米光 N2 码盘
牵引机电机
V
水
耐
线
冷
压
径
却
检测
检测
打
系统
字
机
工艺流程图
F2
F2
开卷机
挤
制动转矩M
塑
挤
机
磁
塑
温
粉
机
度
制
电机
控制
动器
系
统
二、系统控制结构图
牵引机速度给定 Nref (系统速度联合给定）
分盘机技术参数
技术参数卷取线速度：V=180m/min=3m/s；最大张力：Fmax=10kg；最大卷径Dmax=0.5m, 最小内径Dmin=D。=0.113m；卷盘厚H=59.6mm

基于二维拖链电缆的数控车床控制系统设计

基于二维拖链电缆的数控车床控制系统设计在现代工业中，数控车床已经成为制造业中不可或缺的关键设备之一。

数控车床的高精度和高效率生产能力使其成为各行业中的首选。

然而，为了实现数控车床的自动化控制和更好地满足生产需求，一个稳定和可靠的控制系统是必不可少的。

在控制系统中，电缆的传输是一个非常重要的环节。

而对于数控车床这样高动态性的设备来说，传输电缆的质量和可靠性尤为关键。

基于此，本文将介绍一种基于二维拖链电缆的数控车床控制系统设计方案。

首先，我们需要了解二维拖链电缆的特点和优势。

二维拖链电缆是一种专为高速移动设备设计的电缆，广泛应用于数控机床、机器人、自动化装备等领域。

其主要特点包括：1. 强度耐用：二维拖链电缆采用高强度材料制成，能够承受长时间的挤压和拉力，保证电缆的稳定传输。

2. 防护性能：该电缆的外壳结构能够有效防护电缆内部的线路免受尘土、湿气和化学物质的侵蚀，确保传输的可靠性。

3. 灵活性：二维拖链电缆具有良好的柔性，适应多方向运动和弯曲，适用于不同应用场景下的高动态性工作。

基于以上特点，我们可以合理选择和布置二维拖链电缆，设计稳定可靠的数控车床控制系统。

下面我们将详细介绍该系统的设计。

首先，我们需要确定控制系统的整体架构。

数控车床的控制系统通常包括硬件和软件两个部分。

硬件部分主要包括数控装置、电机、传感器等；软件部分则负责编写数控程序和实时控制系统。

在该架构中，二维拖链电缆作为硬件的重要组成部分，起到了连接各种设备和传输信号的作用。

其次，我们需要考虑电缆槽的设计。

为了确保电缆在高速移动过程中的稳定性，应选择合适的电缆槽材料和结构。

电缆槽应具有良好的耐磨性和防护性能，并能够适应各种运动状态下的电缆移动。

此外，电缆槽内部应具备充足的空间，以确保各个线路之间的隔离和保护。

接下来，我们需要确保电缆的选型和布线。

在选择电缆时，应考虑电缆的传输带宽、可靠性和耐用性等因素。

同时，应根据电缆的特性和机床的实际需求进行合理的布线，以避免电缆之间的交叉干扰和电磁干扰。

基于二维拖链电缆的工业机器人控制系统设计

基于二维拖链电缆的工业机器人控制系统设计工业机器人是一种能够自主执行各种任务的机械设备，广泛应用于制造业中的生产线自动化。

工业机器人的控制系统是实现机器人运动和执行任务的核心部件。

本文将针对基于二维拖链电缆的工业机器人控制系统设计进行详细介绍。

一、背景介绍二维拖链电缆是一种能够有效传输电力、信号和数据的电气装置。

在工业机器人中，它被用作机械臂和控制系统之间的连接线路。

拖链电缆具有承载能力强、耐磨损、耐腐蚀等特点，能够满足工业机器人系统的高要求。

二、设计要求1.稳定性要求：控制系统设计需要保证机器人在运动过程中保持稳定性，即准确控制速度和位置，避免过冲或欠冲现象。

2.精度要求：控制系统设计需要具备高精度的控制能力，以确保机器人能够准确执行指令，达到预期的位置和角度。

3.安全性要求：控制系统设计需要考虑到人员和设备的安全性，在机器人运动时及时检测异常情况，并能够停止机器人的运动。

4.灵活性要求：控制系统设计需要具备良好的灵活性，能够适应不同工作场景和任务需求的变化，提供灵活的控制方式和调整参数的能力。

三、控制系统设计1.电缆选择：在设计基于二维拖链电缆的工业机器人控制系统时，首先需要选择适合的电缆。

电缆应具备高强度、耐磨损、耐腐蚀等特点，能够满足机器人控制系统的传输需求。

2.传感器选择：为了实现精确的控制，控制系统需要搭配合适的传感器。

传感器能够精确地测量机器人的位置和速度，提供准确的反馈信号，以便控制系统做出及时的调整。

3.控制算法设计：控制系统的核心是控制算法的设计。

控制算法需要根据机器人的运动规划和任务要求，结合传感器反馈信号，实现位置和速度的控制。

常见的控制算法包括PID控制算法、模糊控制算法等。

4.安全保护设计：为了确保人员和设备的安全，控制系统设计中需要考虑安全保护装置。

例如，紧急停止按钮能够及时中断机器人的运动，避免意外事故的发生。

此外，还可以配置机器人姿态检测装置，一旦机器人姿态异常，及时报警并停机。

机械电气安全控制系统的设计与实现

机械电气安全控制系统的设计与实现摘要：机械电气安全控制系统设计作为一项系统性的工程，PLC 技术的应用可以取代传统机械电气控制方式，提高机械电气设备的生产效率。

因此，设计安全控制时，需要相关设计人员通过宏观的角度全面连接机械电气安全控制系统的实际需求，注重机械设计和电气安全控制系统两者之间的相互协调，以最大化程度利用设计与生产资源，为机械电气设备的稳定运行和系统的安全控制提供支持。

关键词：机械电气；安全控制系统；设计；实现1机械电气安全控制系统的设计1.1机械电气系统总体设计机械电气系统主要由电源系统、仪表、照明系统和显示器（指示器）4 个部分组成。

其中，从电源系统方面来看，在机械工程中的电源系统方面，常使用的电源系统为单线直流电气系统，若根据电压的大小对其分类，能将其分成12 V 和 24 V 两种类型，且分别由起动机、总开关以及发动机和蓄电池 4 个部分构成。

从仪表方面来看，在机械工程中主要包括电压表、变矩器油温表等不同类型仪表，且每个仪表在应用过程中具有不同作用。

从照明系统方面来看，该系统的设计主要起到了照明作用和警报作用。

例如，机械电气设备在夜间作业时需要应用照明系统，同时，当机械电气设备在工作时发生故障问题，照明系统还会起到警示作用，所以该系统在机械电气安全控制系统中具有无法替代的作用。

最后，从指示器方面来看，该设备起到了警示的作用。

1.2系统硬件设计PLC 技术应用过程中，可进一步保障机械电气设备的稳定运行，有效避免机械电气设备在运行过程中发生故障问题。

将 PLC 技术引入电气控制系统中，可实现安全控制机械电气设备。

具体机械电气安全控制系统设计如图 1 所示。

图 1 机械电气安全控制系统的硬件结构设计示意图由图 1 可知，安全控制系统的设计主要分为通信控制层、间隔层以及站控制层。

首先，从站控制层来看，此层的设计实现了连接机械电气设备的各控制站，以完成对不同机械设备的系统性控制与数据的集中采集，从而为每个不同的站点提供相应的数据和设备控制。

机械电气安全控制系统的设计与实现

机械电气安全控制系统的设计与实现摘要：随着科学技术的不断进步，现今工业生产与制造行业的发展越发成熟，所使用的机械设备十分智能、先进，只需利用简单的按钮、控制器，相关工作人员便可控制整体机械设备的正常运行，这便是电气控制系统的重要作用。

电气控制系统，又称“电气设备二次控制回路”，是指利用多个电气元件组合实现设备控制的系统，其能够对机械设备的电气线路运行状况进行监测、控制和保护。

很多机械设备的控制回路都不相同，针对不同的高低压电气设备，人们可采用电气控制系统来确保其电气回路运行安全、可靠，以免因电流负荷不稳定而影响设机械设备的正常生产。

关键词：机械电气安全；控制系统；设计；实现引言现代化机械设备的精密程度越来越高，要想进一步保障机械生产的安全与效率，需利用机械电气安全控制系统实现控制设备的整个电气系统，以及优化配置、管理生产资源。

目前，部分行业使用的机械电气安全控制系统仍处于初级阶段，存在线路繁琐、故障频发率高等安全隐患，无法满足现代化工业生产的需求。

因此，利用可编程逻辑控制器（简称，PLC）技术优化传统机械电气安全控制系统，提升其自动化控制水平，成为目前需要着重研究的问题。

本文详细介绍了机械电气安全控制系统和PLC技术之间的融合，这对促进机械电气控制向智能化、自动化发展有重要的促进作用1PLC技术概述及其特点1.1 PLC技术概述PLC技术是随着我国自动化生产技术与机械化生产技术迅猛发展而诞生的新型计算机控制技术，PLC技术可以对当前设备运行过程中相关的状态信息进行获取并开展快速分析对比，而后基于软件系统中的编辑功能对当前设备下达相应操作指令，以此有效提高设备应用过程中的效率。

PLC技术在实际应用中主要基于串联方式对计算机端口进行连接，利用多样性的软件设计，切实增强机械设备实际运行过程中功能服务多样性。

1.2 PLC技术特点PLC即可编程控制器，其组成部分包括电源、中央处理器、编辑器、存储器以及输出设备，在实际应用过程中各个部分发挥着不同作用。

电力机车网络化电气控制系统设计

电力机车网络化电气控制系统设计摘要：交流传动电力机车对自动控制和人工智能的应用和需求是时代发展的必然，通过引进消化吸收，我国电力机车交流传动技术有了质的飞跃，普遍采用基于网络的控制系统，以模块化、通用化、分布式为特征，便于二次开发、现场调试和维护。

本文对我国目前电力机车网络化电气控制系统进行了阐述，并提出了设计思路。

关键字：电力机车；网络化；电气控制系统1.我国电力机车网络控制现状电传动控制是交流传动技术中的核心，通过引进西门子、庞巴迪、阿尔斯通等公司的技术，我国交流传动电力机车控制已发展成为基于网络（现场总线）的控制系统。

通信协议大多采用TCN 国际标准（IEC61375-1）；大都是主变流控制、辅变流控制和微机网络控制整合在一起的控制平台，广泛用于轨道交通领域。

2.电力机车网络化电气控制系统总体设计方案本文设计的电力机车网络控制系统采用当前轨道交通行业技术先进的TCN总线，其中主控单元具有热备冗余功能，最大程度的确保系统安全。

同时通过使用专用事件记录仪，将车辆运行过程中一些重要的行车数据与故障数据记录下来，便于车辆的维护保养。

系统符合IEC61375-1标准要求，使用二级总线结构，列车级采用WTB重联总线，传输速率为1Mbit/s；车辆总线采用多功能车辆总线MVB，其电气接口为电气中距离（EMD）介质，传输速率为1.5Mbit/s。

连接到多功能车辆总线（MVB）上各个子系统的控制单元包括：电气牵引控制单元、辅助系统单元等。

要求所有的子系统必须提供MVB（EMD）电气接口。

整个列车管理系统包括设备硬件、操作系统、控制软件、诊断软件、监视软件和维护工具等。

列车管理系统为所有子系统设备留有标准的通信接口，并具有成熟可靠的接口通讯规范，使得所有车辆子系统能可靠接入。

设计符合以下标准。

表1 设计标准图1控制系统网络拓扑图如图1所示，其中TCMS系统设备主要包括中央控制单元，实现了车辆的MVB总线管理与列车运行控制功能；事件记录仪ERM，实现了故障数据与运行数据的记录功能；RIOM单元，用于实现TCMS与车辆硬线信号的交互（硬线信号的输入与输出）；HMI智能显示单元，用来显示车辆子系统的状态及提供人机交互的接口；GW列车网关，用于实现车辆的重联功能。

起重机的电气控制系统方案

起重机的电气控制系统一、概述起重机钢结构负责载荷支承；起重机机构负责动作运转；起重机机构动作的起动、运转、换向和停止等均由电气或液压控制系统来完成，为了起重机运转动作能平稳、准确、安全可靠是离不开电气有效的传动、控制与保护。

二、起重机电气传动起重机对电气传动的要求有：调速、平稳或快速起制动、纠偏、同步保持、机构间的动作协调、吊重止摆等。

其中调速常作为重要要求。

一般起重机的调速性能是较差的，当需要准确停车时，司机只能采取“点车”的操纵方法，如果“点车”次数很多，不但增加了司机的劳动强度，而且由于电器接电次数和电动机起动次数增加，而使电器、电动机工作年限大为缩短，事故增多，维修量增大。

有的起重机对准确停车要求较高，必须实行调速才能满足停准要求。

有的起重机要采用程序控制、数控、遥控等，这些技术的应用，往往必须在实现了调速要求后，才有可能。

由于起重机调速绝大多数需在运行过程中进行，而且变化次数较多，故机械变速一般不太合适，大多数需采用电气调速。

电气调速分为两大类：直流调速和交流调速。

直流调速有以下三种方案：固定电压供电的直流串激电动机，改变外串电阻和接法的直流调速；✧可控电压供电的直流发电机——电动机的直流调速；✧可控电压供电的晶闸管供电——直流电动机系统的直流调速。

直流调速具有过载能力大、调速比大、起制动性能好、适合频繁的起制动、事故率低等优点。

缺点是系统结构复杂、价格昂贵、需要直流电源等。

交流调速分为三大类：变频、变极、变转差率。

✧变频调速技术目前已大量地应用到起重机的无级调速作业当中，电子变压变频调速系统的主体——变频器已有系列产品供货。

✧变极调速目前主要应用在葫芦式起重机的鼠笼型双绕组变极电动机上，采用改变电机极对数来实现调速。

✧变转差率调速方式较多，如改变绕线异步电动机外串电阻法、转子晶闸管脉冲调速法等。

除了上述调速以外还有双电机调速、液力推动器调速、动力制动调速、转子脉冲调速、蜗流制动器调速、定子调压调速等等。

电厂机车综合安全控制系统

电厂翻车机“重车线”现场区段布局平面图（以老厂1 # 翻车机为例；蓝色粗线为轨道线路）（由上图可见，单台翻车机现场分为并行的两股道，即：重车专线、空车专线；分别以蓝色粗线标记，并以箭头标明行车方向）一、机车日常推进作业过程描述：1、因本控制系统与LKJ 监控系统联控，为避免与国铁车站及电务部门相互冲突，机车上的控制主机系统，单独在司机操纵台，另加设一个控制开关。

当进入厂内推进作业时，开关打到“厂内调车”档。

当在新沟站作业以及在厂内翻车机处进行二次人工对位时，打到“车站调车”档位，互不干扰。

2、通常情况下，电厂作业的机车经由重车线，由A点始发，往翻车机区域推进，常规编组45列。

推进作业前，司机需把装设在驾驶台上的控制开关打到“厂内调车”档，则此时机车控制系统开启。

推进过程中，车列会经过H 控制点（3车提示点）、B控制点（1车起控点，机车此时速度降为低于5KM/h，如果司机操作机车高于7KM/h运行,则强制停车）、C控制点（紧急停车控制点）。

3、当最前端车列到达C点时，车列车辆须强制控制停车。

车列到达C点后停车，此时机车再进行二次人工对位推进，推进长度约为2车距离。

由C点开始对位推进，至D点结束。

此时机车的全部推进作业完成，机车驶离重车轨道。

（注：二次对位作业时，为避免车列经过C点控制位时强制停车，此时司机需把装设在驾驶台上的控制开关打到“车站调车”档，则此时机车控制系统关闭，改由调车员配合司机完成二次对位。

二次对位作业时，司机已知作业推进距离，因此无需机车控制系统。

）4、此时由滑动牵引车（摘钩车）负责把车辆分批、顺序依次牵引，滑动牵引车在DE区间来回，并在E点完成单个摘钩、解除整列、并推进单个车辆进入EF区间。

5、翻车机得到单个车皮（煤车）后，负责完成该节煤车卸煤入斗。

6、单节煤车由翻车机完成卸煤入斗的工作后，即成为单节空列。

此时再由滑动牵引车负责将单节空车车辆由EF区间推送进入FG区间，FG区间为纵向滑动轨床，可将空车车辆由重车专线平行移至空车专线。

机车网络控制系统

1）微机网络控制系统电力机车微机网络控制系统是一个典型的集散控制系统DCS（Distributed?Control?System ）。

DCS是一个由过程控制级和过程监控级组成的以通信网络为纽带的多级计算机系统，综合了计算机、通信、显示和控制等技术，其基本思想是分散控制、集中操作、分级管理、配置灵活以及组态方便。

机车微机网络控制系统就是通过现场总线将不同的功能单元连接起来，在中央控制单元（CCU）的协调下，共同完成机车的控制工作。

根据机车车辆的特点和网络拓扑结构，车载网络的拓扑形式通常构造成两级或三级总线结构。

最高层为列车网，它用于与整个列车的重联控制和逻辑顺序控制相关的一些指令信息发布和状态信息反馈，实现多个车辆网的数据交换。

中间层为车辆网，它用于整个车辆网内部的智能电子设备的互连，实现本车厢内部的数据交换。

第三层为设备网，它直接与系统的检测传感器、执行机构相连。

根据拓扑需要，车载网络有时不需设备网，只使用列车网和车辆网。

工业现场总线种类繁多，用于列车网的现场总线主要有WTB、WorldFIP、工业以太网等，用于车辆网的现场总线主要有MVB、WorldFIP、LonWorks、CAN、工业以太网等，用于设备网的现场总线主要有CAN、MVB或RS485等。

（1）微机网络控制系统结构图5-20是机车微机网络控制系统拓扑图。

图5-20 微机网络控制系统拓扑图网络控制系统由中央控制单元（CCU）、牵引控制单元（TCU）、司机显示单元（HMI）、远程输入输出模块（RIOM）、制动控制单元（BCU）、辅助控制单元（ACU）、网关（GW）等组成。

①网关（GW）：负责列车网络和车辆网络之间的数据传输。

②中央处理单元（CCU）：既可以完成网络的总线管理功能，也可以完成网络控制系统的中央处理功能，即实现车辆控制功能，主要功能包括：设备监视（自诊断功能）、总线管理、机车逻辑控制、机车牵引/制动特性控制、轴重转移补偿控制、自动过分相控制、空电联合制动控制等功能。