城市軌道交通車輛司機控制器選型方案的分析

2013-09-25 07:23:34王重陽歐陽月光

城市軌道交通研究 2013年1期

王重陽歐陽月光強飛

（西安沙爾特寶電氣有限公司，710048，西安∥第一作者，工程師）

城市軌道交通車輛司機控制器是司機用來操縱機車運行的主令控制器，是利用控制電路的低壓電器間接控制主電路的電氣設備，用來控制機車的運用工況和行車速度，其外形和功能特點決定了司機室整體安裝、操作舒適性及特殊功能性。因此，城市軌道交通車輛司機控制器的選型方案也相對重要。

目前，在國內城市軌道交通車輛中配備的司機控制器種類較多，其外觀、操作模式及功能存在較大差異，但應用范圍最廣、配備數量最多的為S355型、S353型及S354A型司機控制器。本文對以上三種司機控制器進行簡要介紹，并對其選型方案進行對比分析。

1 各型司機控制器介紹

1.1 S355型司機控制器

圖1為S355型司機控制器外形結構示意圖。該型司機控制器目前廣泛應用于廣州地鐵1、2、4、5號線，上海軌道交通7、9、11、12、13號線，深圳地鐵1、5號線，蘇州地鐵1號線，杭州地鐵1號線，以及在建的武漢地鐵2號線等。S355型司機控制器為手柄式（無檔無級），結構緊湊、新穎、體積小、質量輕、操作靈活，安裝板下高度僅76mm，尤其適用于安裝在對高度方向有嚴格要求的狹小空間。觸點采用德國沙爾特寶公司先進的觸點模塊，具有速動、自凈、密封的特點，閉合表可根據用戶要求任意設計組合。其較小的體積及功能的靈活組合性得到了廣大用戶的青睞。

圖1 S355型司機控制器外形結構示意圖

S355型司機控制器上有控制手柄、換向手柄、機械鎖、警惕裝置等四種可操作機構。控制手柄有牽引、0、制動、快制位；換向手柄有向前、0、向后位；機械鎖可開啟和鎖閉換向手柄。換向手柄在每個檔位均有定位。控制手柄可在牽引、0、制動、快制的每個檔位定位，或可穩定停留在牽引、0、制動檔位中的任意位置。控制手柄的警惕裝置可在任意檔位操作。

使用時，先打開機械鎖，由換向手柄選定機車的行車方向和工況，再操作控制手柄來控制機車的速度。在行車過程中，如需要改變機車的工況，必須將控制手柄放回0位，才可進行換向手柄的操作。如司機需要到異端進行操作，必須將本端司機控制器的控制手柄置0位，換向手柄置0位，且鎖定本端的機械鎖，拔下鑰匙，方可到異端去操作行車。

1.2 S353型司機控制器

圖2為S353型司機控制器外形結構示意圖。該型司機控制器目前廣泛應用于廣佛線地鐵，北京房山線，西安地鐵1、2號線，重慶軌道交通6號線，新加坡地鐵，以及在建的大連202輕軌延伸線等。S353型司機控制器為手柄式（有檔無級），結構緊湊、新穎、體積小、質量輕、操作靈活。觸點采用德國沙爾特寶公司先進的觸點模塊，具有速動、自凈、密封的特點，閉合表可根據用戶要求任意設計組合。其一體的設計也是該型司機控制器備受用戶垂青的重要因素。

圖2 S353型司機控制器外形結構示意圖

S353型司機控制器的面板上有控制手柄、換向手柄、面板鎖、警惕裝置等四種可操作機構。控制手柄有P1～P4、N、B1～B7、FB等13位；換向手柄有F、0、R等3位；面板鎖有開和關兩種狀態符號，分別表示司機控制器面板鎖的開啟和鎖閉。控制手柄和換向手柄在每個檔位均定位，各手柄穩定在相應的檔位中。

在使用時，先打開面板鎖，由換向手柄選定機車的行車方向和工況，再操作控制手柄來控制機車的速度。在行車過程中，如需要改變機車的工況，必須將控制手柄放回N位后，才可進行換向手柄的操作。如司機需要到異端進行操作，必須將本端司機控制器的控制手柄置N位，換向手柄置0位，且鎖定本端的面板鎖，拔下鑰匙，方可到異端去操作行車。

1.3 S354A型司機控制器

圖3為S354A型司機控制器外形結構示意圖。該型司機控制器較前兩型為新款機型，其設計外觀性、操作性都較鮮明，目前廣泛應用于上海軌道交通6、8號線及增購車項目上。S354A型司機控制器為平推式（無檔無級），結構緊湊、新穎、體積小、質量輕、操作靈活。觸點采用德國沙爾特寶公司先進的觸點模塊，具有速動、自凈、密封的特點，閉合表可根據用戶要求任意設計組合。該型設計改變了以往手柄前、后拉的操作模式，符合人體工程學，使司機在操作上更加舒適。

圖3 S354A型司機控制器外形結構示意圖

S354A型司機控制器的面板上有控制手柄、換向手柄、面板鎖、警惕裝置等四種可操作機構。控制手柄有牽引、0、制動、快制位。換向手柄開關有ATO、手動、向前限速、洗車、斷開、向后限速等6個檔位。面板鎖有開和關兩種狀態符號，分別表示司機控制器面板鎖的開啟和鎖閉。控制手柄可在牽引、0、制動、快制的每個檔位定位，或可穩定停留在牽引、0、制動檔位中的任意位置。換向手柄在每個檔位均定位，手柄穩定在相應的檔位中。

使用時，先打開面板鎖，然后由換向手柄選擇機車行車方向和工況，再操作控制手柄來控制機車速度。控制手柄和換向手柄有相對聯鎖關系：換向手柄未離開手動位時，控制手柄被鎖在0位；換向手柄轉到ATO位、向前限速位、洗車位、斷開位時，控制手柄可離開0位從0位轉動到牽引和制動區域中任意位置，控制手柄一旦離開0位，換向手柄被鎖住；當換向手柄轉到向后限速位時，控制手柄可轉到制動區域任意位置，控制手柄一旦離開0位，換向手柄被鎖住。如司機需要進行異端（或調車）操作時，必須將本端司機控制器的控制手柄置0位，換向手柄置手動位，面板鎖轉到鎖閉位后拔下面板鎖鑰匙，方可進行異端操作。

2 各型司機控制器選型方案對比分析

S355、S353、S354A型司機控制器各有差異，在選型時需做對比，以進一步選定所需司機控制器。這三種普遍配備的司機控制器在外觀、操作性上有差異，其各自的外形大小對城市軌道交通車輛司機室的安裝布置空間要求各不相同。

S355型司機控制器高度尺寸較小，非常適合操縱臺安裝空間對高度方向嚴格要求的車輛；面板小巧美觀；面板鎖由鋼絲拉線從司機控制器主體部分引出，因此面板鎖的安裝位置可靈活地在司機操縱臺上較大范圍內選擇，更利于車輛中司機操縱臺的布置。S355型司機控制器基本型的控制側和換向側最多可裝入16個速動開關（觸點），可根據用戶要求任意增加速動開關的數量，每增加一個，司機控制器的長度方向尺寸增加約12.5mm。

S353與S354A型司機控制器則將所有操作機構（控制手柄、換向手柄、機械鎖、警惕裝置）集成于一體，使設計更具模塊化。與S355型相比，其易于在操縱臺上裝卸，便于進行檢修及維護等。S353型司機控制器牽引及制動均有檔位且檔位清晰，而S355與S354A在牽引及制動區域為無級操作模式，選型時可考慮車輛整機系統與司機控制器的技術配合及司機的操作習慣。S353型司機控制器基本型的控制側和換向側最多可裝入22個速動開關，在長度方向上每增加約12.5mm，則控制和換向側可各增加2個速動開關。S354A型司機控制器的控制手柄操作模式為平推型，操作更加簡便、人性化，但不易于增加速動開關數量，如增加高度方向尺寸，開關數量可少量增加。

三種司機控制器在與操縱臺的電氣接口方面無較大差別，開關的閉合、接線及連接器等均可按照用戶要求。

司機控制器的輸出信號分為數字信號和模擬信號，數字信號由觸點輸出高、低電平給微機，模擬信號則由控制器的部件電位器線性輸出電壓值。機車在運行時，微機會隨時收到來自司機控制器的數字與模擬信號，以此來控制其他運行部件，從而達到控制機車行車方向和運行速度的目的。S355、S353、S354A型司機控制器的數字信號均由速動開關發出，速動開關外形及電氣原理如圖4所示。其模擬信號則由圖5所示的電位器根據手柄轉角的變化線性輸出電壓值。模擬信號根據具體閉合及機車電氣牽引系統要求，其相應的電壓輸出范圍也不同。