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1、附录4铁路客车电气综合控制柜（G型）使用说明书1. 概述TKDG 型铁路客车电气综合控制柜（以下简称综合控制柜） 用 于 DC600V 供电的客车，是集电源转换控制、空调机组控制、蓄电池欠压保 护、照明控制等功能单元于一体的智能型综合控制柜。综合控制柜的控制 核心采用可编程控制器（以下简称 PLC），PLC 通过微型可编程序终端（以 下简称显示触摸屏）接受各种指令并自动执行相应的操作步骤，对电气系 统运行中出现的各种故障及时进行诊断、指示并保护。综合控制柜具有检 测、控制、诊断保护、信息提示、联网通讯功能，实现供电及控制系统的 综合控制，可进行车对车通信，并逐步实现车对地、地对车的计算机联网
2、通讯。2. 主要特点2.1. 综合控制柜实现了客车电气控制系统的小型化、智能化、集成化和系统 化。2.2. 综合控制柜根据预设参数实现自动控制，减轻了操作人员的工作强度， 避免由于人为误操作引起的事故，便于操作和维护。2.3. 综合控制柜对整车电气系统参数进行实时监测，出现故障时及时进行保 护动作，避免了由于保护不及时而引起的严重后果。2.4. 综合控制柜可对轴温进行监视和显示。2.5. 综合控制柜充分考虑了整车各个电气功能部件的协调工作，整个电气系 统工作更加安全可靠。2.6. 根据电气系统布线的有关规范和实际存在的问题，不同系统、不同电压 等级、不同电流类别的导线尽量相互隔离，结构设计上尽
3、量减少相互间的 电磁干扰。2.7. 综合控制柜的控制方案以自动为主，同时考虑控制系统故障的应急措 施，包括极端情况下的手动应急措施。2.8. 综合控制柜主要具备六大部分功能：1电源转换控制功能；2空调机 组控制功能；3蓄电池欠压保护功能； 4照明供电功能；5轴温、车 下电源箱状态监视功能；6联网通讯功能。3. 产品型号：TKDG-1T2-294. 技术规格4.1. 结构参数控制柜外形尺寸：2000mmX1300mmX350mm (高X宽X厚)上柜外形尺寸：850mmX 1300mmX350mm (高X宽X厚)下柜外形尺寸：1150mmX 1300mmX350mm (高X宽X厚)。4.2. 主要
4、技术参数及功能4.2.1综合控制柜控制单元由PLC主机单元(CPM2A-CPU61)、12/8点的I/O 扩展模块(CPM1A-20EDR1)、信息显示触摸屏(NT31-ST121-EV2) 组成。4.2.1.1. PLC 功能PLC 是可编程逻辑控制器的缩写，对整个电气系统进行自动控制，实时监测电气系统运行过程中的参数并进行分析，对出现故障自动处理，通 过显示触摸屏实现人机对话，响应显示触摸屏输入的命令、参数，将故障 信息、运行记录通过显示触摸屏显示等。模拟量输入点：17点（010V）温度输入点：1点（PT100）开关量输入点：24点（直流24V, 8mA）,开关量输出点： 24点（继电器输
5、出）输出端最大开关能力：2A, 250VAC （cos=1）； 2A, 24V 输出端最小开关能力： 10mA, 5VDC4.2.1.2. 显示触摸屏功能显示触摸屏是一种微型可编程终端,采用全中文液晶显示触摸屏（带 背光）,具有字符类型和图象类型显示,由通讯接口和 PLC 的外设接口进 行通讯。主要功能是现场参数设定,电源转换、空调机组等功能单元运行 工况的人为控制,运行工况参数的显示,实时显示各功能单元的运行状态 及实时报告故障现象。字符、图象类型显示：20X15个汉字液晶显示器规格：320X240点有效显示面积：122X92mm24.2.2. 交、直流电源规格：4.2.2.1 主电路电源主
6、电路由两路电源母线中的其中一路提供电源,向逆变器、充电器供电，并由逆变器变换成AC380V/50HZ，向车内空调、伴热等交流负载供电 直流主电源 DC600V额定工作电压： DC600V电压波动范围：DC500VDC660V交流主电源： AC380V额定工作电压：三相交流380V电压波动范围：三相交流323V437V额定工作频率： 50Hz1 Hz4.2.2.2. 蓄电池DC110V 电源全列贯通，各车厢蓄电池及充电器通过逆流二极管与DC110V干线并联。蓄电池在充电机停止或故障时，向本车应急照明、水位显示、车下电 源箱控制、开水炉控制等负载供电。电池欠压保护动作值： 91V1V 恢复值： 9
7、71V4.2.2.3. 直流控制电源应急灯、轴温报警器、PLC等重要负载由列车直流110V母线供电；照明、车下电源箱、开水炉等负载的控制电源由本车直流110V电源提供; 控制柜内的DC-DC电源模块将DC110V电源转换成直流24V电源向PLC、 显示触摸屏、网关供电；转换成直流 12V 向传感器供电； DC110V/DC48V 电源将DC110V转换成直流48V电源向尾灯、电话插供电。直流电器控制电路定工作电压： DC110V电压波动范围： DC77V137.5VPLC、触摸屏电路额定工作电压： 直流 24V电压波动范围： 直流20.4V26.4V信号采集电路（传感器）额定工作电压： 直流
8、12V电压波动范围： 直流 11.4V12.6V输出电压范围：直流 010V；05VPLC、触摸屏及传感器供电电源额定输入电压： 直流 110V 输入电压波动范围：直流 77137.5V额定输出电压：直流 24V（5%）；直流 12V（5%）额定输出电流：DC24V不小于3A； DC12V不小于1A电压调整率：不大于1%电流调整率：不大于1%输出电压纹波峰-谷值（VP-P）：不大于1.0V变换效率：大于80%尾灯、电话插座供电电源额定输入电压：直流 110V输入电压波动范围：直流 77137.5V额定输出电压：直流 48V（5%）；额定输出电流：不小于 1A电压调整率：不大于 1%电流调整率：
9、不大于 1%输出电压纹波峰-谷值（VP-P）：不大于1.0V变换效率：大于 80%另外，为保证机车 DC600V 供电的正常进行，在客车的首尾车和工程 师车设置“供电请求”信号，通过39 芯连接器完成机车和客车的信息交换。 具体控制过程是：整列客车准备就绪后，通过首尾车或工程师车其中之一 进行供电请求操作：闭合供电请求电源开关Q12, +117、-117之间输出DC110V电源给 机车。闭合“供电请求”空开Q18, 41输出DC110V “供电请求”信号给机车。在机车 DC600V 电源具备输出条件后（机车侧电压稳定、客车侧无 故障）,机车输出 198“供电允许”信号给客车,允许客车逆变器控制
10、系统 进入正常工作。延时5s后，机车分I、II路供电给客车。客车整列车的过载、短路、漏电流超标是由机车完成的。 如果客车侧“供电请求”信号因故障无法正常运行或漏电流超标供电 保护，特殊情况下，在确认客车设备正常后，可要求机车强制供电。紧急情况下，可断首尾车和工程师车的“供电请求”信号或“供电请 求电源”，要求机车停电。4.2.3.WG 型网关规格WG型网关用于铁路客车TKDG-1T2型配电柜。PLC网关一方面通过各种通信接口实现 PLC 到车下电源之间的数据传递，另一方面通过Lonworks 接口及列车总线实现车辆间的信息和命令传递。额定输入电压：直流 24V输入电压波动范围：20V27V接线
11、端子： WAGO232-209/026-000，2.5mm2。外形尺寸：160mm X 90mm X 42mm安装尺寸：145mmX63mm,安装螺丝：M44.2.4. DL-II代理节点代理节点是联接列车网和车厢网的桥梁,有 2 个独立的 Lonworks 通讯 接口。上行 Lonworks 通讯接口负责列车级网络通信,接收列车主机的信息, 并将信息转发给下行 Lonworks 通讯模块。下行 Lonworks 通讯接口负责车 厢级网络通信,转发集中控制命令,接收车厢级各应用节点传输的参数、 工作状态等信息。额定输入电压：直流 24V输入电压波动范围： 20V27V接线端子： WAGO232
12、-209/026-000, 2.5mm2。外形尺寸： 160mmX 90mmX 56mm。安装尺寸：145mmX63mm,安装螺丝：M44.3. 环境条件4.3.1. 工作环境温度：0C+50C4.3.2. 存储温度：一25C+75C4.3.3. 相对湿度：最湿月月平均最大相对湿度不大于 90%（该月月平均最低 温度为 25C）。4.3.4. 海拔咼度：W2500m。4.3.5. 振动：相对于客车的垂向、横向和纵向存在着频率f为50Hz的正 弦振动，其振动加速度在频率f为110Hz时等于0.1g （g为重力加速度， 可以减化为10m/s2计算），当频率f为1050Hz时等于1g。因机车连挂时的
13、冲击，沿机车纵向激起的加速度不大于3go5.系统功能说明5.1. 电源供电转换功能DC600V电源分两路从车底汇流箱进入综合控制柜，1路供电对应本 车一位侧供电干线，11路供电对应本车二位侧供电干线，两路干线经直流 断路器Q1、Q2后，通过电压传感器JK1、JK2测量，将两路供电电压信息 传给PLC，作为自动控制依据，供电电压高于500V认为干线有电，否则 认为无电。DC600V正常供电电压范围在500660V之间。综合控制柜的电源有两路供电，通过转换开关SA1分“自动”和“试 验I路”、“试验II路”直流接触器KM1、KM2是供电选择主接触器。5.1.1. 正常情况下，转换开关置于“自动”位
14、5.1.1.1 I路、II路均有电，设定车厢号后，PLC按照均衡供电原则，奇 数号车厢选择I路供电、偶数号车厢选择II路供电，1路和II路在硬件和 软件上均互锁，显示屏显示电源状态、参数、工作菜单，相应的电源指示 灯亮。5.1.1.2.如果I路有电、II路无电，所有车厢PLC通过检测可自动选择I 路供电，且空调负载和客室电热减载运行，同时在显示屏上提示相应信息， 指示灯亮。此时如果II路重新供电，则偶数车厢PLC通过检测可重新选择II路供电。5.1.13如果II路有电、I路无电，所有车厢PLC通过检测可自动选择II 路供电，空调负载和客室电热减载运行，同时在显示屏上提示相应信息。 此时如果I路
15、重新供电，则奇数车厢PLC通过检测可重新选择I路供电。5.1.1.4. 可以通过触摸屏的电源控制菜单和提示选择或转换供电回路。5.1.1.5. 在I路、II路都有电，奇数号车厢I路供电、偶数号车厢II路供电 的情况下，自动供电时，当弱风、空调空气预热器或电热运行时，如果I 路（II路）供电电压大于DC660V时间超过10s，PLC自动切断当前回路， 转移到另一路无故障回路供电，同时空调负载和客室电热减载运行；当这 些制暖设备没有运行时，供电电压大于 DC660V 时间超过 20s， PLC 自动 切断当前回路，转移到另一路无故障回路供电。当电源电压值恢复正常， 通过触摸屏操作解除故障保护或电源重新供电，通过PLC检测后，PLC自 动转换回原供电回路，负载恢复全载运行。两路供电回路重新供电时， PLC 将自动解除保护，转换到原供电回路。5.1.1.6. 在一路有电，另一路无电，所有车厢都是同一路供电的情况下，如 果供电回路出现故障，则PLC停止供电，不进行转换。5.1.1.7. 在一路正常，另一路存在故障未消除，车厢供电已经进行了一次转 换的情况下，如果供电回路再出
