NS1602-4型铁路救援起重机控制系统简析

NS1602-4型铁路救援起重机控制系统简析
摘要：NS1602-4型铁路救援起重机是武桥重工集团股份有限公司研制制造的一种用于铁路机车车辆颠覆和脱轨事故的救援工作，同时兼有驻在地沿线大吨位构件的安装和重型货物装卸的自行式起重机，本文对该设备的电气及控制系统进行了阐述。

关键词：铁路救援起重机；控制系统；安全保护
NS1602-4型铁路救援起重机为伸缩臂式铁路起重机。

该机额定起重量160吨。

具有带载伸缩、带载变幅、带载自行等功能。

它主要用于铁路机车车辆颠覆和脱轨事故的救援工作，同时兼有驻在地沿线大吨位构件的安装和重型货物的装卸用途。

整车外形和电气布置图见图1。

图1NS1602-4型铁路救援起重机整车外形图
NS1602-4型铁路救援起重机电气系统大致可分为：安全保护系统、驾驶室布置与控制、动力系统电气控制。

一、安全保护系统（CAN-Bus)A
由一台上位计算机和一台下位计算机（现场单元）构成该系统，不同的是系统上位计算机是一台标准工业级计算机，管理整车的安全控制。

BML-6C-WP 系统是到目前唯一具有国家命名的带有WP的标志的力矩限制器。

“WP”的含义是微型计算机控制的力矩限制器。

起重机的各种姿态的信号采集通过CAN-Bus的传输，交给一台的工业计算机处理自动完成对起重机的安全状态做出曲线的调用以及评价，全过程无需人为干预，有效避免错误的操作，可能引起的严重后果。

系统采用的是大容量CF卡的存储方式，使得信息的存储能力得到大幅度提升，是原单片计算机的数据记录仪容量的2~3倍。

高可靠性工业计算机，是可靠性的基本保障，结构上的自然冷却系统+PC104 Bus的工业级计算机可正常工作在- 40℃~+75℃, 使得工作可靠性得到进一步提升。

管理系统（二）发动机仪表+车辆状态显示（CAN-Bus)B
它由一台上位单片计算机（虚拟仪表）和一台下位计算机构成该系统，主要功能负责监管二台同功率发动机的各自的运行参数，液压回路的主要指标车辆滤油器的工作状况以及，下车体的平衡情况。

照明全部为高压卤素灯，驾驶室
上部为姿态可调远射强光灯，以及臂杆中灯等。

增设有现场信号系统便于乘务员和现场指挥人员的交流。

二、驾驶室布置与控制
下图为驾驶室平面布置图
图示说明：
①、动力控制板：包含总电源、二台同功率发动机控制、动力部分信号显示以及动力部分的辅助控制。

②、动作控制板：全保护系统的显示和控制，各种动作的控制，照明灯光的控制、现场信号系统的控制。

③、喇叭踏板：制电喇叭，在起重机作业时提醒现场人员注意。

④、动力速度踏板：控制发动机速度踏板。

⑤、左控制手柄：控制起重机左右回转、吊钩升降动作。

⑥、右控制手柄：控制起重机臂杆伸缩、变幅升降动作。

⑦、空调控制器：控制驾驶室内空调之用。

⑧、车辆制动手柄：车辆斜坡停车制动用。

三、动力系统电气控制
3.1动力部原理
3.1.1电源的备用和供给
车辆电源是由一组12V 200A.H（二台）蓄电池组A和一组12V 8A.H(二台）蓄电池B与二台28V 1.5KW 硅整流发电机构成，200A.H蓄电池是为发动机起动时提供能量的，8A.H蓄电池保障在发动机启动时可能引起系统电压大幅度波动，以保护安全保护系统正常工作的电源。

二台硅整流发电机其任务在发动机运行时向蓄电池提供补充电力同时负担起全车电源的使用。

其中蓄电池组A和蓄电池组B之间有D3二极管在电路中串接，从而保证在蓄电池A的电压剧降的短时间内，安全保护系统的电源由蓄电池组B暂时接管，不受电压波动的影响
3.1.2电源的控制、电源极性反接保护与延时断电。

电源的接通和切断均由SA0电锁控制DSK1电磁式直流接触器进行的，电锁上带有电源指示灯指示控制的状态。

因车辆中有大量的电子设备，同时蓄电池的检修工作也是不可避免的，防止因蓄电池极性接反可能引起的灭顶之灾。

电路中D1二极管提供在蓄电池供电极性反接时整车不能接通电源的反接保护功能。

3.2发动机的控制
因二台发动机是同功率的，因此发动机部分的控制也是一样的，这里只是对一台的原理作出必要的说明。

发动机的控制，由对应的发动机电锁控制，SK1是1#发动机的，则SK2是2#发动机，发动机电锁共四个档位从左到右“预热”、“停止”、“工作”、“起动”。

只有对应的电锁在“工作”位时对应的发动机控制电路才获电可以工作（下面对发动机电锁简称为“电锁”）
上图为电锁的控制位和底部接线图。

3.3发电机
发电机为自励磁硅整流直流发电机，本身自带有发电机调节器，将发出的电压自动稳定28~29伏之间，该发电机输出功率为1.5KW 额定电流65A ,为避免因发电机故障导致供电系统崩溃，在每台发电机的输出端安装一台直流空气开关，作为输出保护。

3.4发动机仪表
发动机在运行中主要指示仪表转速、机油压力、冷却液温度，另外设有燃油量、系统电压，采用虚拟仪表方式显示。

3.4.1发动机信号的转换
发动机本体出来的信号，上CAN总线前，必须经过预处理后成为计算机所能识别的标准信号，在每个传感器的输出端，加设信号调理模块“GT1……”，因各信号的不同，模块的功能有所不同，二台发动机的信号调理模块是一一对应的。

3.5动力控制面板
3.6发动机辅助设备
3.6.1燃油泵
为防止发动机长期搁置，燃油回路有渗入气体，造成起动困难，电气辅助设备设有燃油加压泵二台，每台发动机各一台，在车辆闲置时间过长时，起动前，可通过面板上的SK6开关对要发动的机器进行燃油加压，而后在起动发动机.应注意燃油泵电机是短时工作制，长时间使用可能会引起电机的损坏，这也是为什么SK6燃油泵开关是自复位开关的原因所在。

3.6.2雨刷控制
在雨天工作时，为了保证驾驶人员有良好的视线，车辆上安装有两台雨刷，一台位于司机室前玻璃上，另一天位于司机室顶部玻璃上，两台为双速控制方式，控制开关由SD3承担，SD3是3档控制开关，左边档是停止位，向右旋转，分别是“正常”与“快速”。

电气中设有喷水装置的控制按键为“AN4”。

在使用的过程中不要干刮雨刷，这样可能会引起雨刷电机过载而损坏。

3.6.3电气故障指示灯
在动力控制面板上，左上方有一“电气故障指示灯” 该灯如果被点燃，则说明机房内有空气开关未合上或跳闸了，请根据电气原理找出问题所在，排除之。

综上所述，NS1602-4型铁路救援起重机所采用的控制系统对安全监控、安全防护、现场实际施工操作等方面都能够起到实时监控、实时记录的效果，从而保障现场救援工作的顺利开展，为救援工作争分夺秒。