鐵路客車電氣綜合控制柜空調(diào)機(jī)組的保護(hù)探討

梁志榮

（廣州局集團(tuán)有限公司，廣東 廣州 510800）

隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，鐵路客車的乘車環(huán)境也更加舒適。尤其是通過PLC能夠加強(qiáng)對(duì)于鐵路客車電氣綜合控制柜空調(diào)機(jī)組的管理，一旦客車的電氣系統(tǒng)或者空調(diào)機(jī)組出現(xiàn)了故障問題，能夠及時(shí)針對(duì)故障信息進(jìn)行判斷，并且做出迅速的保護(hù)反應(yīng)。更好地維護(hù)鐵路客車電氣控制系統(tǒng)的整體運(yùn)行質(zhì)量保障行車安全，提高鐵路客車空氣質(zhì)量。

1 鐵路客車空調(diào)機(jī)組

根據(jù)我國(guó)目前的鐵路客車空調(diào)機(jī)組的類型進(jìn)行劃分，主要包括通風(fēng)系統(tǒng)、制冷系統(tǒng)和加熱系統(tǒng)且空調(diào)機(jī)組的主要部件包括了壓縮機(jī)、通風(fēng)機(jī)、換熱器和電氣控制柜等部件。空調(diào)機(jī)組中電氣控制柜通常安裝在配電室的內(nèi)部，所以能夠直接通過電氣控制柜對(duì)車頂空調(diào)器進(jìn)行控制［1］。進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)換開關(guān)繼電保護(hù)等操作，通過運(yùn)用PLC保證車廂內(nèi)的空氣進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)，提高空氣濕度和溫度。一般情況下鐵路客車空調(diào)機(jī)組包括三種類型，包括車頂單元機(jī)組、車上單元機(jī)組以及分體式機(jī)組。

2 PLC技術(shù)的電氣綜合控制柜

運(yùn)用PLC將模擬輸入點(diǎn)接入到電氣綜合控制柜中的空調(diào)機(jī)組，能有效控制供電主回路的三相電壓以及總電流通過在PLC控制之下，保證客車的空調(diào)機(jī)組通風(fēng)機(jī)和冷凝風(fēng)機(jī)的運(yùn)載效率降低。對(duì)于整個(gè)空調(diào)機(jī)組具有多層次的保護(hù)功能，同時(shí)，壓縮機(jī)不僅需要承載電子保護(hù)，而且還必須針對(duì)過流繼電器和熔斷器進(jìn)行保護(hù)。

通過選擇Beckhoff嵌入式PC控制器作為主控器，能夠幫助電氣控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)PLC運(yùn)動(dòng)控制和可視化任務(wù)。通過對(duì)于PLC技術(shù)在電氣控制保護(hù)單元中的運(yùn)行效果進(jìn)行分析，能夠明確PLC技術(shù)最主要的功能就是對(duì)于電氣控制保護(hù)單元運(yùn)行的狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)。首先是為PLC技術(shù)控制器，另一部分就是現(xiàn)場(chǎng)裝置［2］。由于PLC技術(shù)的可編程特點(diǎn)，所以能夠?qū)崿F(xiàn)電氣控制保護(hù)單元電氣自動(dòng)化控制的工作環(huán)境的適應(yīng)性，最主要的特性就是可靠性與安全性。針對(duì)電氣綜合控制柜空調(diào)機(jī)組設(shè)計(jì)的過程中，通過采用PLC技術(shù)，必須要針對(duì)PLC技術(shù)的工作環(huán)境進(jìn)行分析，由于電氣控制保護(hù)單元的PLC技術(shù)新硬件需要針對(duì)環(huán)境進(jìn)行檢測(cè)。PLC安裝完成之后，能夠有效發(fā)揮出PLC技術(shù)的自動(dòng)檢測(cè)功能［3］。可以對(duì)電氣系統(tǒng)的設(shè)備進(jìn)行自動(dòng)控制。此外還可以針對(duì)電氣控制保護(hù)單元的各個(gè)部件進(jìn)行自動(dòng)化的感應(yīng)，當(dāng)PLC技術(shù)接入到電氣控制保護(hù)單元之中，能夠針對(duì)自動(dòng)化遙感信號(hào)進(jìn)行收集與整理，并且及時(shí)的加以反饋。通過PLC技術(shù)能夠進(jìn)一步滿足普通計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，也能夠明顯的提高裝置的運(yùn)行效率，減少運(yùn)行成本。此外PLC技術(shù)的協(xié)議具有開放式的通信特點(diǎn)，所以能夠保證，信號(hào)之間的接線方式更加的簡(jiǎn)單，尤其是在智能化系統(tǒng)之中，工作人員還可以直接對(duì)皮爾西進(jìn)行編程改造，并且排查出電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)中存在的故障。不僅功能強(qiáng)大，而且具有豐富的通訊保障。進(jìn)一步縮減了電氣控制保護(hù)系統(tǒng)的體積，實(shí)現(xiàn)拆裝便利、無(wú)限擴(kuò)展、簡(jiǎn)單操作的功能。

圖1 鐵路客車電氣綜合控制柜空調(diào)機(jī)組

3 鐵路客車電氣綜合控制柜空調(diào)機(jī)組的保護(hù)措施

（1）鐵路客車綜合控制柜，空調(diào)機(jī)組保護(hù)工作的基本原理。首先在鐵路客車電氣綜合控制柜，空調(diào)機(jī)組運(yùn)行的過程中，最主要的就是針對(duì)空調(diào)壓縮機(jī)進(jìn)行保護(hù)［4］。如果壓縮機(jī)三項(xiàng)工作電流超過了PLC控制電流值，并且超出了電流值的1.5倍，持續(xù)在1min左右，則會(huì)觸發(fā)過載保護(hù)裝置。通過切斷負(fù)載部分電源的方式來保護(hù)壓縮機(jī)，在顯示屏上顯示過載數(shù)據(jù)。通過PLC的檢測(cè)如果空調(diào)機(jī)組壓縮機(jī)的三相電流出現(xiàn)最大值或最小值與電流平均值超過15%，并且持續(xù)10s左右，則會(huì)自動(dòng)觸發(fā)空調(diào)壓縮機(jī)三相電流不平衡保護(hù)。因?yàn)槿绻娏鬟^大或者電流過小都很容易導(dǎo)致壓縮機(jī)工作異常，影響壓縮機(jī)的使用壽命。

此外在PLC檢測(cè)之下，如果空調(diào)機(jī)組的壓縮機(jī)，三相電流的極值與平均值之間的差額超過20%則會(huì)自動(dòng)發(fā)出警報(bào)，及時(shí)的提醒相關(guān)的工作人員針對(duì)存在的問題進(jìn)行判斷與分析，如果差值超過30%，則PLCP會(huì)立即切斷電源，并且自動(dòng)顯示故障數(shù)據(jù)通過這樣的工作原理進(jìn)行判斷，PLC電氣綜合控制系統(tǒng)能夠有效的針對(duì)客車壓縮機(jī)進(jìn)行保護(hù)，保障空調(diào)機(jī)組的穩(wěn)定運(yùn)行。電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)的主要核心是電氣控制保護(hù)單元的標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)，標(biāo)準(zhǔn)化電氣控制保護(hù)單元，在空調(diào)機(jī)組控箱的內(nèi)部能夠具有信號(hào)采集、信號(hào)整理、信號(hào)保護(hù)、參數(shù)設(shè)置、通訊等功能。現(xiàn)階段電氣控制保護(hù)單元包括I/O模塊、通訊模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、信號(hào)采集模塊、隔離模塊等不同的接口。通過操作箱、電氣照明燈、報(bào)警裝置、瓦斯斷電儀等設(shè)備能夠保證電氣控制系統(tǒng)的基本保護(hù)功能。也能夠有效的針對(duì)電磁閥控制箱、數(shù)據(jù)采集器、狀態(tài)監(jiān)測(cè)顯示器等設(shè)備進(jìn)行有效連接，提高空調(diào)機(jī)組的整體操作水平。

電氣控制保護(hù)單元必須要通過外部信號(hào)采集模塊來監(jiān)測(cè)、采集電氣的漏電情況。如果一旦發(fā)生電機(jī)或者電纜的絕緣水平下降到標(biāo)準(zhǔn)值以下，必須要立即采取漏電保護(hù)動(dòng)作。通過所有的熱敏電阻值增大來加強(qiáng)過熱保護(hù)單元?jiǎng)幼鳎刂茩z測(cè)常閉節(jié)點(diǎn)的斷開，切斷過熱回路，保證電氣系統(tǒng)停止運(yùn)轉(zhuǎn)［5］。電氣控制保護(hù)單元的繼電器能夠幫助外圍設(shè)備輸出起屏信號(hào)，有效控制電氣照明燈報(bào)警裝置等控制繼電器。

（2）空調(diào)制冷裝置故障及保護(hù)。盡管機(jī)組人員對(duì)針對(duì)空調(diào)機(jī)組進(jìn)行日常維護(hù)，但是有很多的安全隱患無(wú)法通過人工的方式進(jìn)行排查，所以空調(diào)制冷裝置依然會(huì)產(chǎn)生故障。在這種情況下，必須要及時(shí)的針對(duì)故障進(jìn)行精準(zhǔn)定位，并且及時(shí)采取必要的保護(hù)措施。

通常情況下，在空調(diào)機(jī)組運(yùn)行過程中，除了壓縮機(jī)受到PLC的保護(hù)之外，在制冷裝置發(fā)生故障時(shí)，機(jī)組人員必須要采取必要的措施進(jìn)行人工調(diào)節(jié)，首先機(jī)組人員應(yīng)該針對(duì)空調(diào)制冷裝置進(jìn)行判斷，在診斷的過程中，應(yīng)該嚴(yán)格按照顯示屏中的數(shù)據(jù)異常情況進(jìn)行分析，從而重點(diǎn)檢查空調(diào)出風(fēng)口、回風(fēng)網(wǎng)是否發(fā)生故障。如果存在電源出現(xiàn)聲響異常的情況，則必須及時(shí)切斷電源，并且制定初步的保護(hù)方案還應(yīng)該向上級(jí)部門進(jìn)行反應(yīng)，從而制定具體的措施，及時(shí)處理［6］。

4 結(jié)語(yǔ)

本文通過針對(duì)鐵路客車電氣綜合控制柜，空調(diào)機(jī)組的保護(hù)進(jìn)行探索，進(jìn)一步說明，電氣綜合控制柜的關(guān)鍵核心在于PLC控制系統(tǒng)，通過利用PLC控制，能夠自動(dòng)保證空調(diào)機(jī)組在電流出現(xiàn)異常情況自動(dòng)切斷電源保證空調(diào)機(jī)組的使用壽命，進(jìn)一步促進(jìn)鐵路客車車內(nèi)環(huán)境保障鐵路客車的穩(wěn)定運(yùn)行。