鐵路客車電氣綜合控制柜空調(diào)機組的保護探討

梁志榮

（廣州局集團有限公司，廣東 廣州 510800）

隨著我國社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，鐵路客車的乘車環(huán)境也更加舒適。尤其是通過PLC能夠加強對于鐵路客車電氣綜合控制柜空調(diào)機組的管理，一旦客車的電氣系統(tǒng)或者空調(diào)機組出現(xiàn)了故障問題，能夠及時針對故障信息進行判斷，并且做出迅速的保護反應(yīng)。更好地維護鐵路客車電氣控制系統(tǒng)的整體運行質(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)機組

根據(jù)我國目前的鐵路客車空調(diào)機組的類型進行劃分，主要包括通風系統(tǒng)、制冷系統(tǒng)和加熱系統(tǒng)且空調(diào)機組的主要部件包括了壓縮機、通風機、換熱器和電氣控制柜等部件?？照{(diào)機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車頂空調(diào)器進行控制［1］。進一步實現(xiàn)轉(zhuǎn)換開關(guān)繼電保護等操作，通過運用PLC保證車廂內(nèi)的空氣進行自動調(diào)節(jié)，提高空氣濕度和溫度。一般情況下鐵路客車空調(diào)機組包括三種類型，包括車頂單元機組、車上單元機組以及分體式機組。

2 PLC技術(shù)的電氣綜合控制柜

運用PLC將模擬輸入點接入到電氣綜合控制柜中的空調(diào)機組，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)機組通風機和冷凝風機的運載效率降低。對于整個空調(diào)機組具有多層次的保護功能，同時，壓縮機不僅需要承載電子保護，而且還必須針對過流繼電器和熔斷器進行保護。

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)實現(xiàn)PLC運動控制和可視化任務(wù)。通過對于PLC技術(shù)在電氣控制保護單元中的運行效果進行分析，能夠明確PLC技術(shù)最主要的功能就是對于電氣控制保護單元運行的狀態(tài)進行檢測。首先是為PLC技術(shù)控制器，另一部分就是現(xiàn)場裝置［2］。由于PLC技術(shù)的可編程特點，所以能夠?qū)崿F(xiàn)電氣控制保護單元電氣自動化控制的工作環(huán)境的適應(yīng)性，最主要的特性就是可靠性與安全性。針對電氣綜合控制柜空調(diào)機組設(shè)計的過程中，通過采用PLC技術(shù)，必須要針對PLC技術(shù)的工作環(huán)境進行分析，由于電氣控制保護單元的PLC技術(shù)新硬件需要針對環(huán)境進行檢測。PLC安裝完成之后，能夠有效發(fā)揮出PLC技術(shù)的自動檢測功能［3］。可以對電氣系統(tǒng)的設(shè)備進行自動控制。此外還可以針對電氣控制保護單元的各個部件進行自動化的感應(yīng)，當PLC技術(shù)接入到電氣控制保護單元之中，能夠針對自動化遙感信號進行收集與整理，并且及時的加以反饋。通過PLC技術(shù)能夠進一步滿足普通計算機控制系統(tǒng)，也能夠明顯的提高裝置的運行效率，減少運行成本。此外PLC技術(shù)的協(xié)議具有開放式的通信特點，所以能夠保證，信號之間的接線方式更加的簡單，尤其是在智能化系統(tǒng)之中，工作人員還可以直接對皮爾西進行編程改造，并且排查出電氣自動化控制系統(tǒng)中存在的故障。不僅功能強大，而且具有豐富的通訊保障。進一步縮減了電氣控制保護系統(tǒng)的體積，實現(xiàn)拆裝便利、無限擴展、簡單操作的功能。

圖1 鐵路客車電氣綜合控制柜空調(diào)機組

3 鐵路客車電氣綜合控制柜空調(diào)機組的保護措施

（1）鐵路客車綜合控制柜，空調(diào)機組保護工作的基本原理。首先在鐵路客車電氣綜合控制柜，空調(diào)機組運行的過程中，最主要的就是針對空調(diào)壓縮機進行保護［4］。如果壓縮機三項工作電流超過了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，則會觸發(fā)過載保護裝置。通過切斷負載部分電源的方式來保護壓縮機，在顯示屏上顯示過載數(shù)據(jù)。通過PLC的檢測如果空調(diào)機組壓縮機的三相電流出現(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，則會自動觸發(fā)空調(diào)壓縮機三相電流不平衡保護。因為如果電流過大或者電流過小都很容易導(dǎo)致壓縮機工作異常，影響壓縮機的使用壽命。

此外在PLC檢測之下，如果空調(diào)機組的壓縮機，三相電流的極值與平均值之間的差額超過20%則會自動發(fā)出警報，及時的提醒相關(guān)的工作人員針對存在的問題進行判斷與分析，如果差值超過30%，則PLCP會立即切斷電源，并且自動顯示故障數(shù)據(jù)通過這樣的工作原理進行判斷，PLC電氣綜合控制系統(tǒng)能夠有效的針對客車壓縮機進行保護，保障空調(diào)機組的穩(wěn)定運行。電氣系統(tǒng)設(shè)計的主要核心是電氣控制保護單元的標準化設(shè)計，標準化電氣控制保護單元，在空調(diào)機組控箱的內(nèi)部能夠具有信號采集、信號整理、信號保護、參數(shù)設(shè)置、通訊等功能?，F(xiàn)階段電氣控制保護單元包括I/O模塊、通訊模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、信號采集模塊、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)的基本保護功能。也能夠有效的針對電磁閥控制箱、數(shù)據(jù)采集器、狀態(tài)監(jiān)測顯示器等設(shè)備進行有效連接，提高空調(diào)機組的整體操作水平。

電氣控制保護單元必須要通過外部信號采集模塊來監(jiān)測、采集電氣的漏電情況。如果一旦發(fā)生電機或者電纜的絕緣水平下降到標準值以下，必須要立即采取漏電保護動作。通過所有的熱敏電阻值增大來加強過熱保護單元動作，控制檢測常閉節(jié)點的斷開，切斷過熱回路，保證電氣系統(tǒng)停止運轉(zhuǎn)［5］。電氣控制保護單元的繼電器能夠幫助外圍設(shè)備輸出起屏信號，有效控制電氣照明燈報警裝置等控制繼電器。

（2）空調(diào)制冷裝置故障及保護。盡管機組人員對針對空調(diào)機組進行日常維護，但是有很多的安全隱患無法通過人工的方式進行排查，所以空調(diào)制冷裝置依然會產(chǎn)生故障。在這種情況下，必須要及時的針對故障進行精準定位，并且及時采取必要的保護措施。

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

4 結(jié)語

本文通過針對鐵路客車電氣綜合控制柜，空調(diào)機組的保護進行探索，進一步說明，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，能夠自動保證空調(diào)機組在電流出現(xiàn)異常情況自動切斷電源保證空調(diào)機組的使用壽命，進一步促進鐵路客車車內(nèi)環(huán)境保障鐵路客車的穩(wěn)定運行。