严寒地区铁路新型智能客车上水栓的设计 Ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ａ Ｎｅｗ Ｔｙｐｅ ｏｆ Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ Ｗａｔｅｒ Ｓｕｐｐｌｙ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ ｆｏｒ Ｐａｓｓｅｎｇｅｒ Ｔｒａｉｎｓ ｉｎ ｔｈｅ Ｃｏｌｄ Ｒｅｇｉｏｎ 丁道祥 （中国铁路沈阳局集团有限公司科学技术研究所，沈阳１１００１３） ＤＩＮＧ Ｄａｏ·ｘｉａｎｇ （ＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＳｈｅｎｙａｎｇＲａｉｌｗａｙＢｕｒｅａｕ，Ｓｈｅｎｙａｎｇ １１００１３，Ｃｈｉｎａ） 【摘要】旅客列车上水作业是保证铁路正常运营的重要环节，为解决严寒地区冬季作业的实际困难，进一步提高严寒地区客车上 水作业的自动化程度，研制了一种具有自动电加热、自动收管、远程及遥控控制功能的新型智能铁路客车上水栓。论文对其结构及 功能设计进行介绍，以期为相关工程提供参考。 【Ａｂｓｔｒａｃｔ］Ｗａｔｅｒ ｓｕｐｐｌｙ ｗｏｒｋ ｏｆｐａｓｓｅｎｇｅｒ ｔｒａｉｎ ｉｓ ｎ ａｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｐａｒｔ ｏｆｔｈｅ ｎｏｒｍａｌ ｏｐｅｒａｉｔｏｎ ｏｆ ｒａｉｌｗａｙ．Ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｓｏｌｖｅ ｈｔｅ ｐｒａｃｔｉｃａｌ ｄｉｉｃｕｌｔｆｉｅｓ ｏｆｔｈｅ ｗｏｒｋ ａｎｄ ｆｕｒｔｈｅｒ ｉｍｐｒｏｖｅ ｔｈｅ ｄｅｇｒｅｅ ｏｆａｕｔｏｍａｔｉｏｎ，ｗｅ ｄｅｖｅｌｏｐｅｄ ａ ｋｉｎｄ ｏｆａ ｎｅｗ ｔｙｐｅ ｏｆｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ ｗａｔｅｒ ｓｕｐｐｌｙ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ ｗｈｉｃｈ ｍａｋｅｓ ａｕｔｏｍａｔｉｃ ｅｌｅｃｔｒｉｃ ｈｅａｔｉｎｇ，ａｕｔｏｍａｔｉｃ ｃｏｉｌ ｔｕｂｅ，ｒｅｍｏｔｅ ｃｏｎｔｒｏｌ ａｎｄ ＳＯ ｏｎ．Ｔｈｉｓ ａｒｔｉｃｌｅ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ ｉｔｓ ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ａｎｄ ｉｆｍｃｔｉｏｎ，ｔｏｐｒｏｖｉｄｅｒｅｆｅｒｅｎｃｅｆｏｒｒｅｌａｔｅｄｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ． 【关键词】智能客车上水栓；Ｐ【ｃ；自动电加热；定位检测；遥控控制 【Ｋｅｙｗｏｒｄｓ］ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔｗａｔｅｒｓｕｐｐｌｙｅｑｕｉｐｍｅｎｔｆｏｒｐａｓｓｅｎｇｅｒｔｒａｉｎｓ；ＰＬＣ；ａｕｔｏｍａｔｉｃｅｌｅｃｔｒｉｃｈｅａｉｔｎｇ；ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇｄｅｔｅｃｔｉｏｎ；ｒｅｍｏｔｅｃｏｎｔｒｏｌ 【中图分类号］Ｕ２９１．１ 【文献标志码】Ａ 【文章编号】１００７－９４６７（２０１８）０５．０１２１—０２ ［ＤＯＩ］１０．１３６１６￣．ｃｎｋｉ．ｇｃｊｓｙｓｊ．２０１８．０５．２５７ １严寒铁路智能客车上水栓整体设计 为满足严寒地区铁路客车上水栓防寒及电气自动化要 求，新型智能铁路客车上，水栓自动化控制设计方案采用ＰＬＣ （可编程控制器）对其三通上水电动阀、回管电机、功能指示 灯、电加热器、温度传感器、定位传感器等设备进行控制。上水 作业人员可以通过箱体上的上水、停水及回管按钮对客车上 避免了电控部分受上水部分的水汽侵蚀。设计中提高客车上 水栓箱体封闭性的同时又在箱体夹层增加了保温材料，这大 幅度提升了其保温效果。 ２严寒铁路智能客车上水栓电动控制方式 新型智能客车上水栓整体电气控制系统由ＰＬＣ控制，如 图１所示。控制方式为上位机集中数据采集及ＳＰＣ管理控制， 下位机ＰＬＣ用于客车上水栓启动控制、阀门开关控制、温度控 制及上水管回管系统控制。 水栓一键式操作，亦可以在上位机或者手持红外遥控器对其 进行遥控控制。 箱体内采用电气控制部分和上水设备分离的设计方案， 【作者简介】丁道祥（１９６８ ），男，辽宁抚顺人，高级工程师，从事自 动化技术研究。 ２．１自动电加热 新型智能客车上水栓自动电加热温控系统主要由ＰＩＤ调 节器、温度传感器、继电器和电加热器构成。其箱体和地下井 】２】 ｌ工程建设与设计 ｌＣｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ＆ＤｅｓｉｇｎＦｏｒＰｒｏｊｅｃｔ 图１整体电气控制系统 室内架设电加热器及温度传感器，由ＰＩＤ调节器根据温度传 感器的反馈信号控制电加热器工作从而将温度保持在其正常 工作因司。当温度传感器监测到温度降至设定的低温限值时， 电加热器会自动启动加温；温度达到设定的高温限值时，电加 热器会自动停止加温。自动电加热温控系统即保证了严寒地 区铁路客车上水作业的正常进行，又解决了因持续加热而造 成的能源浪费问题。 ２．２回管定位检测 新型智能客车上水栓采用非接触式定位器实现定位检 测。在水管出口处及滑块上方安装定位传感器，如图２所示， 水管管头附近设置定位块。定位传感器检测的对象是安装在 水管管头附近的定位块，当待检测对象运动到指定位置进入 检测区域时，ＰＬＣ根据传感器信号判断水管是否全部收回，随 即发出指令控制回管电机开关，从而完成上水栓的自动收管 动作。设计中定位块尺寸的精确程度、定位块距离定位器高度 以及回管过程中的振动情况都是影响误判的因素，也是决定 收管自动化的关键。 ＼ 、＼加热电缆／ ／ 昙 ＼ ＼ ／ 贯 学 、 ／ 学瞥 ＼ ＼ ＼ ／ 霹 ＼ ／ ＼ Ｉ－ Ｉｌ定位器 ’ ＼／／ 一 Ｊ 、 ／ 一 图２电加热器和定位器位置 ２．３遥控控制 新型智能客车上水栓的设计可以通过远程Ｐｃ机和现场 无线红外遥控器２种方式向ＰＬＣ发送指令，ＰＬＣ接收指令后 发送动作方式信号给电动阀门或收管器。电动阀门可执行开 １２２ 阀和停阀等操作；收管器可执行自动收管操作，如图３所示。 图３新型智能客车上水栓自动化上水流程图 ２．３．１远程控制系统设计 上位机可以与客车上水栓通过数据电台无线通信，数据采 集系统由ＰＬＣ、开关量接口、ＲＳ－－４８５通讯模块组成。将上位机 端电台与客车上水栓端电台调成相同频道，设置好传输波特 率，ＰＬＣ通过开关量接口与电动阀门、收管器、传感器、电加热 器、控制按钮和指示灯等设备连接，可在上位机远程控制电动 阀门和收管器动作方式，实时监测箱体内及井室温度，水管位 置和阀门开关行程等信息，并把数据信息传送到主控计算机。 ２．３．２无线红外遥控器控制设计 现场上水作业人员可以使用无线红外遥控器在有效范围 内点对点控制客车上水栓进行上水作业。由于红外接收头内 部放大器的增益很大，很容易引起干扰，为避免影响行车作业 及铁路运输安全，在接收头供电引脚上加上滤波电容，在供电 引脚和电源之间串联一定阻值的电阻，降低干扰。 ３结语 新型智能客车上水栓采用功能分区式设计，采用可编程 控制器实现其自动化控制。新型智能客车上水栓具有自动电 加热、自动回管、远程控制等功能。新型智能客车上水栓的结 构设计延长了其使用寿命，新增自动化控制技术解决了严寒 地区冬季上水的作业难题，实现了客车上水栓的智能化管理， 降低了劳动强度，提高了上水作业人员的工作效率及安全系 数，满足了严寒地区铁路客车上水的实际需求。 【收稿日期］２ｏｌ ７－１２—０８
