一种地铁长轨作业工程车组供电及控制系统的制作方法

1.本实用新型涉及轨道技术领域，具体涉及一种地铁长轨作业工程车组供电及控制系统。


背景技术：

2.随着我国各大城市经济的快速发展，城市也变得越来越拥堵，城市轨道交通尤其是地铁的建设可以极大地缓解城市交通运输压力，这时适用于地铁线路的铺设及更换的地铁长轨作业工程车组就起到了至关重要的角色。
3.但现有的地铁长轨作业工程车组上不具有整列车的供电系统，同时车上的设备均采用人工人力操作，不仅影响施工效率，而且隧道作业也给操作人员带来一定的安全隐患。


技术实现要素：

4.本实用新型旨在解决现有技术中存在的技术问题，特别创新地提出了一种地铁长轨作业工程车组供电及控制系统，能够遥控各车执行相应的机械动作。
5.为了实现本实用新型的上述目的，本实用新型提供了一种地铁长轨作业工程车组供电及控制系统，包括无线遥控器和若干个分别固定在工程车组各车厢上的plc控制柜，每个所述plc控制柜所在车辆上均设有蓄电池组、控制柜内有充放电模块和plc等电器配件，plc充电信号输出端连接充放电模块充放电信号输入端，所述充电放模块充放电信号输出端连接蓄电池组充放电端，相邻的两个车厢上的蓄电池组均通过电气连接器连接在一起，最末端或最始端的车厢的蓄电池与外部电源也通过电气连接器连接在一起；
6.整列车组尾车的plc为总控plc，其余车厢的plc为分控plc，所述无线遥控器用于远距离遥控各车辆的机械动作，遥控器上设有用于与工程车组进行无线信号传输的无线信号发射器，总plc与工程车组上过渡车厢的plc均设有无线信号接收器，所述无线信号接收器信号输出端连接对应的plc的无线信号输入端，通过无线信号发射器和无线信号接收器进行无线遥控器与总plc、过渡车厢的plc之间的无线传输，其余车厢的plc与总plc之间通过有线连接实现信号传输。
7.上述方案中：每节车厢的所述蓄电池组包括至少两个蓄电池串联而成，所述充放电模块包括电源适配电路、第一电池电压检测电路、第二电池电压检测电路、充电及测量电路和放电及测量电路，所述电源适配电路用于将其中一个蓄电池组电压降低为5v和3.3v，所述第一电池电压检测电路用于对其中一个蓄电池进行电压检测，所述第二电池电压检测电路用于对蓄电池组的总电压进行检测，充电及测量电路用于对蓄电池组进行充电以及充电时的电流检测，放电及测量电路用于对蓄电池组进行放电以及放电时的电流检测。
8.上述方案中：所述电源适配电路包括稳压芯片u1电压输入端连接蓄电池组低压供电端和电容c2一端，所述蓄电池组低压供电端的电压为该其中一个蓄电池的电压，所述稳压芯片u1接地端和电容c2另一端连接电源地，所述稳压芯片u1电压输出端输出5v电压，并连接电容c3一端、电容c1一端、电阻r1一端和降压芯片vr1电压输入端，电阻r1另一端连接
发光二极管d1正极，发光二极管d1负极、电容c3另一端和电容c1另一端连接电源地，降压芯片vr1接地端连接电源地，降压芯片vr1电压输出端输出3.3v电压，并连接电容c6一端、电容c4一端和电阻r3一端，电阻r3另一端连接发光二极管d2正极，发光二极管d2负极、电容c6另一端和电容c4另一端连接电源地。
9.上述方案中：放电及测量电路包括电阻r16一端连接plc放电信号输出端和电阻r18一端，电阻r16另一端连接三极管q6基极，三极管q6发射极和电阻r18另一端连接电源地，三极管q6集电极连接电阻r11一端和电阻r14一端，电阻r11另一端连接蓄电池组低压供电端，电阻r14另一端连接场效应管q4栅极，场效应管q4源极连接电阻r11另一端，场效应管q4漏极连接电流传感器u5采样电流正极端，电流传感器u5采样电流负极端连接蓄电池组低压供电端，电流传感器u5电源电压端连接稳压芯片u1电压输出端，电流传感器u5采样信号输出端连接plc放电电流采样信号输入端，电流传感器u5接地端连接电源地。
10.上述方案中：充电及测量电路包括电阻r15一端连接plc充电信号输出端和电阻r17一端，电阻r15另一端连接三极管q5基极，三极管q5发射极和电阻r17另一端连接电源地，三极管q5集电极连接电阻r10一端和电阻r13一端，电阻r10另一端连接蓄电池组充电端，电阻r13另一端连接场效应管q3栅极，场效应管q3源极连接电阻r10另一端，场效应管q3漏极连接电流传感器u4采样电流正极端，电流传感器u4采样电流负极端连接蓄电池组低压供电端，电流传感器u4电源电压端连接稳压芯片u1电压输出端，电流传感器u4采样信号输出端连接plc充电电流采样信号输入端，电流传感器u4接地端连接电源地。
11.上述方案中：第一电池电压检测电路包括电阻r5一端连接plc低电压检测输出端和电阻r6一端，电阻r5另一端连接三极管q2基极，三极管q2发射极和电阻r6另一端连接电源地，三极管q2集电极连接电阻r4一端和电阻r2一端，电阻r4另一端连接场效应管q1栅极，场效应管q1源极连接蓄电池组低压供电端和电阻r2另一端，场效应管q1漏极连接电阻r7一端，电阻r7另一端连接电阻r8一端，电阻r8另一端连接电阻r9一端和放大器u2a同相输入端，电阻r9另一端连接电源地，放大器u2a异相输入端连接放大器u2a输出端，放大器u2a输出端连接plc蓄电池低压检测信号输入端。
12.上述方案中：第二电池电压检测电路包括电阻r21一端连接plc总电压检测输出端和电阻r22一端，电阻r21另一端连接三极管q8基极，三极管q8发射极和电阻r22另一端连接电源地，三极管q8集电极连接电阻r20一端和电阻r19一端，电阻r20另一端连接场效应管q7栅极，场效应管q7源极连接蓄电池组高压供电端和电阻r19另一端，所述蓄电池组高压供电端的电压为蓄电池组的总电压；场效应管q7漏极连接电阻r23一端，电阻r23另一端连接电阻r24一端，电阻r24另一端连接电阻r25一端和放大器u6a同相输入端，电阻r25另一端连接电源地，放大器u6a异相输入端连接放大器u6a输出端，放大器u6a输出端连接plc蓄电池总电压检测信号输入端。
13.上述方案中：还包括通讯模块u3，通讯模块u3信号发送端连接plc通讯信号接收端，通讯模块u3信号接收端连接plc通讯信号发送端，通讯模块u3接收使能端连接plc通讯驱动信号输出端，通讯模块u3同相驱动收发端连接电阻r12一端和第二接线排p2第一端，电阻r12另一端连接第二接线排p2第二端和通讯模块u3电压转换收发端。
14.上述方案中：每个车厢的plc均配备有用于接收无线遥控器无线信号的无线接收器，所述plc无线信号输入端连接无线接收器信号输出端。
15.综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：能够远程控制各车厢的蓄电池组进行充电，并且，各车厢的蓄电池组通过电气连接器连接，形成供电总线，保证隧道施工操作人员的安全，提高设备自动化运行程度，降低劳动强度，提高工作效率。
附图说明
16.本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
17.图1是本实用新型的示意图；
18.图2是本实用新型电源适配电路的电路图；
19.图3是本实用新型充电及测量电路的电路图；
20.图4是本实用新型放电及测量电路的电路图；
21.图5是本实用新型第一电池电压检测电路的电路图；
22.图6是本实用新型第二电池电压检测电路的电路图；
23.图7是本实用新型通讯模块的电路图。
具体实施方式
24.下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
25.如图1-图7所示，一种地铁长轨作业工程车组供电及控制系统，包括无线遥控器和若干个分别固定在工程车组各车厢上的plc控制柜。工程车组包括锁定车厢、若干个运输车厢、一个安全车厢、一个过渡车厢和一个作业车厢组成。每个车厢的plc控制柜所在车辆均设有蓄电池组、控制柜内有充放电模块和plc等电器配件，plc充电信号输出端连接充放电模块充放电信号输入端，充电放模块充放电信号输出端连接蓄电池组充放电端，相邻的两个车厢上的蓄电池组均通过电气连接器连接在一起，最末端或最始端的车厢的蓄电池与外部电源也通过电气连接器连接在一起。
26.整列车组尾车的plc为总控plc，其余车厢的plc为分控plc，所述无线遥控器用于远距离遥控各车辆的机械动作，遥控器上设有用于与工程车组进行无线信号传输的无线信号发射器，总plc与工程车组上过渡车厢的plc均设有无线信号接收器，所述无线信号接收器信号输出端连接对应的plc的无线信号输入端，通过无线信号发射器和无线信号接收器进行无线遥控器与总plc、过渡车厢的plc之间的无线传输，其余车厢的plc与总plc之间通过有线连接实现信号传输。
27.每节车厢的蓄电池组包括至少两个蓄电池串联而成，充放电模块包括电源适配电路、第一电池电压检测电路、第二电池电压检测电路、充电及测量电路和放电及测量电路，电源适配电路用于将其中一个蓄电池组电压降低为5v和3.3v，第一电池电压检测电路用于对其中一个蓄电池进行电压检测，第二电池电压检测电路用于对蓄电池组的总电压进行检测，充电及测量电路用于对蓄电池组进行充电以及充电时的电流检测，放电及测量电路用于对蓄电池组进行放电以及放电时的电流检测。
28.其中，电源适配电路包括稳压芯片u1电压输入端连接蓄电池组低压供电端和电容c2一端，蓄电池组低压供电端的电压为该其中一个蓄电池的电压，稳压芯片u1接地端和电容c2另一端连接电源地，稳压芯片u1电压输出端输出5v电压，并连接电容c3一端、电容c1一端、电阻r1一端和降压芯片vr1电压输入端，电阻r1另一端连接发光二极管d1正极，发光二极管d1负极、电容c3另一端和电容c1另一端连接电源地，降压芯片vr1接地端连接电源地，降压芯片vr1电压输出端输出3.3v电压，并连接电容c6一端、电容c4一端和电阻r3一端，电阻r3另一端连接发光二极管d2正极，发光二极管d2负极、电容c6另一端和电容c4另一端连接电源地。
29.放电及测量电路包括电阻r16一端连接plc放电信号输出端和电阻r18一端，电阻r16另一端连接三极管q6基极，三极管q6发射极和电阻r18另一端连接电源地，三极管q6集电极连接电阻r11一端和电阻r14一端，电阻r11另一端连接蓄电池组低压供电端，电阻r14另一端连接场效应管q4栅极，场效应管q4源极连接电阻r11另一端，场效应管q4漏极连接电流传感器u5采样电流正极端，电流传感器u5采样电流负极端连接蓄电池组低压供电端，电流传感器u5电源电压端连接稳压芯片u1电压输出端，电流传感器u5采样信号输出端连接plc放电电流采样信号输入端，电流传感器u5接地端连接电源地。
30.充电及测量电路包括电阻r15一端连接plc充电信号输出端和电阻r17一端，电阻r15另一端连接三极管q5基极，三极管q5发射极和电阻r17另一端连接电源地，三极管q5集电极连接电阻r10一端和电阻r13一端，电阻r10另一端连接蓄电池组充电端，电阻r13另一端连接场效应管q3栅极，场效应管q3源极连接电阻r10另一端，场效应管q3漏极连接电流传感器u4采样电流正极端，电流传感器u4采样电流负极端连接蓄电池组低压供电端，电流传感器u4电源电压端连接稳压芯片u1电压输出端，电流传感器u4采样信号输出端连接plc充电电流采样信号输入端，电流传感器u4接地端连接电源地。
31.第一电池电压检测电路包括电阻r5一端连接plc低电压检测输出端和电阻r6一端，电阻r5另一端连接三极管q2基极，三极管q2发射极和电阻r6另一端连接电源地，三极管q2集电极连接电阻r4一端和电阻r2一端，电阻r4另一端连接场效应管q1栅极，场效应管q1源极连接蓄电池组低压供电端和电阻r2另一端，场效应管q1漏极连接电阻r7一端，电阻r7另一端连接电阻r8一端，电阻r8另一端连接电阻r9一端和放大器u2a同相输入端，电阻r9另一端连接电源地，放大器u2a异相输入端连接放大器u2a输出端，放大器u2a输出端连接plc蓄电池低压检测信号输入端。
32.当需要进行蓄电池组低电压检测时，plc输出低压检测信号，三极管q2和场效应管q1被导通，从而场效应管q1能够将蓄电池组低压供电端的电压信号传输至放大器u2a同相输入端，通过放大器u2a将检测信号放大后传送至plc。
33.第二电池电压检测电路包括电阻r21一端连接plc总电压检测输出端和电阻r22一端，电阻r21另一端连接三极管q8基极，三极管q8发射极和电阻r22另一端连接电源地，三极管q8集电极连接电阻r20一端和电阻r19一端，电阻r20另一端连接场效应管q7栅极，场效应管q7源极连接蓄电池组高压供电端和电阻r19另一端，所述蓄电池组高压供电端的电压为蓄电池组的总电压；场效应管q7漏极连接电阻r23一端，电阻r23另一端连接电阻r24一端，电阻r24另一端连接电阻r25一端和放大器u6a同相输入端，电阻r25另一端连接电源地，放大器u6a异相输入端连接放大器u6a输出端，放大器u6a输出端连接plc蓄电池总电压检测信
号输入端。
34.当需要进行蓄电池组总电压检测时，plc输出总电压检测信号，三极管q8和场效应管q7被导通，从而场效应管q7能够将蓄电池组高压供电端的电压信号传输至放大器u6a同相输入端，通过放大器u6a将检测信号放大后传送至plc。
35.其中，还包括通讯模块u3，通讯模块u3信号发送端连接plc通讯信号接收端，通讯模块u3信号接收端连接plc通讯信号发送端，通讯模块u3接收使能端连接plc通讯驱动信号输出端，通讯模块u3同相驱动收发端连接电阻r12一端和第二接线排p2第一端，电阻r12另一端连接第二接线排p2第二端和通讯模块u3电压转换收发端。
36.最好是，每个车厢的plc均配备有用于接收无线遥控器无线信号的无线接收器，plc无线信号输入端连接无线接收器信号输出端。
37.尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。

技术特征：
1.一种地铁长轨作业工程车组供电及控制系统，其特征在于：包括无线遥控器和若干个分别固定在工程车组各车厢上的plc控制柜，每个所述plc控制柜所在车辆均设有蓄电池组、plc控制柜内设有充放电模块和plc等电器配件，plc充电信号输出端连接充放电模块充放电信号输入端，所述充放电模块充放电信号输出端连接蓄电池组充放电端，相邻的两个车厢上的蓄电池组均通过电气连接器连接在一起，最末端或最始端的车厢的蓄电池与外部电源也通过电气连接器连接在一起；整列车组尾车的plc为总控plc，其余车厢的plc为分控plc，所述无线遥控器用于远距离遥控各车辆的机械动作，遥控器上设有用于与工程车组进行无线信号传输的无线信号发射器，总plc与工程车组上过渡车厢的plc均设有无线信号接收器，所述无线信号接收器信号输出端连接对应的plc的无线信号输入端，通过无线信号发射器和无线信号接收器进行无线遥控器与总plc、过渡车厢的plc之间的无线传输，其余车厢的plc与总plc之间通过有线连接实现信号传输。2.根据权利要求1所述的一种地铁长轨作业工程车组供电及控制系统，其特征在于：每节车厢的所述蓄电池组包括至少两个蓄电池串联而成，所述充放电模块包括电源适配电路、第一电池电压检测电路、第二电池电压检测电路、充电及测量电路和放电及测量电路，所述电源适配电路用于将其中一个蓄电池组电压降低为5v和3.3v，所述第一电池电压检测电路用于对其中一个蓄电池进行电压检测，所述第二电池电压检测电路用于对蓄电池组的总电压进行检测，充电及测量电路用于对蓄电池组进行充电以及充电时的电流检测，放电及测量电路用于对蓄电池组进行放电以及放电时的电流检测。3.根据权利要求2所述的一种地铁长轨作业工程车组供电及控制系统，其特征在于：所述电源适配电路包括稳压芯片u1电压输入端连接蓄电池组低压供电端和电容c2一端，所述蓄电池组低压供电端的电压为该其中一个蓄电池的电压，所述稳压芯片u1接地端和电容c2另一端连接电源地，所述稳压芯片u1电压输出端输出5v电压，并连接电容c3一端、电容c1一端、电阻r1一端和降压芯片vr1电压输入端，电阻r1另一端连接发光二极管d1正极，发光二极管d1负极、电容c3另一端和电容c1另一端连接电源地，降压芯片vr1接地端连接电源地，降压芯片vr1电压输出端输出3.3v电压，并连接电容c6一端、电容c4一端和电阻r3一端，电阻r3另一端连接发光二极管d2正极，发光二极管d2负极、电容c6另一端和电容c4另一端连接电源地。4.根据权利要求2所述的一种地铁长轨作业工程车组供电及控制系统，其特征在于：放电及测量电路包括电阻r16一端连接plc放电信号输出端和电阻r18一端，电阻r16另一端连接三极管q6基极，三极管q6发射极和电阻r18另一端连接电源地，三极管q6集电极连接电阻r11一端和电阻r14一端，电阻r11另一端连接蓄电池组低压供电端，电阻r14另一端连接场效应管q4栅极，场效应管q4源极连接电阻r11另一端，场效应管q4漏极连接电流传感器u5采样电流正极端，电流传感器u5采样电流负极端连接蓄电池组低压供电端，电流传感器u5电源电压端连接稳压芯片u1电压输出端，电流传感器u5采样信号输出端连接plc放电电流采样信号输入端，电流传感器u5接地端连接电源地。5.根据权利要求2所述的一种地铁长轨作业工程车组供电及控制系统，其特征在于：充电及测量电路包括电阻r15一端连接plc充电信号输出端和电阻r17一端，电阻r15另一端连接三极管q5基极，三极管q5发射极和电阻r17另一端连接电源地，三极管q5集电极连接电阻
r10一端和电阻r13一端，电阻r10另一端连接蓄电池组充电端，电阻r13另一端连接场效应管q3栅极，场效应管q3源极连接电阻r10另一端，场效应管q3漏极连接电流传感器u4采样电流正极端，电流传感器u4采样电流负极端连接蓄电池组低压供电端，电流传感器u4电源电压端连接稳压芯片u1电压输出端，电流传感器u4采样信号输出端连接plc充电电流采样信号输入端，电流传感器u4接地端连接电源地。6.根据权利要求2所述的一种地铁长轨作业工程车组供电及控制系统，其特征在于：第一电池电压检测电路包括电阻r5一端连接plc低电压检测输出端和电阻r6一端，电阻r5另一端连接三极管q2基极，三极管q2发射极和电阻r6另一端连接电源地，三极管q2集电极连接电阻r4一端和电阻r2一端，电阻r4另一端连接场效应管q1栅极，场效应管q1源极连接蓄电池组低压供电端和电阻r2另一端，场效应管q1漏极连接电阻r7一端，电阻r7另一端连接电阻r8一端，电阻r8另一端连接电阻r9一端和放大器u2a同相输入端，电阻r9另一端连接电源地，放大器u2a异相输入端连接放大器u2a输出端，放大器u2a输出端连接plc蓄电池低压检测信号输入端。7.根据权利要求2所述的一种地铁长轨作业工程车组供电及控制系统，其特征在于：第二电池电压检测电路包括电阻r21一端连接plc总电压检测输出端和电阻r22一端，电阻r21另一端连接三极管q8基极，三极管q8发射极和电阻r22另一端连接电源地，三极管q8集电极连接电阻r20一端和电阻r19一端，电阻r20另一端连接场效应管q7栅极，场效应管q7源极连接蓄电池组高压供电端和电阻r19另一端，所述蓄电池组高压供电端的电压为蓄电池组的总电压；场效应管q7漏极连接电阻r23一端，电阻r23另一端连接电阻r24一端，电阻r24另一端连接电阻r25一端和放大器u6a同相输入端，电阻r25另一端连接电源地，放大器u6a异相输入端连接放大器u6a输出端，放大器u6a输出端连接plc蓄电池总电压检测信号输入端。8.根据权利要求2所述的一种地铁长轨作业工程车组供电及控制系统，其特征在于：还包括通讯模块u3，通讯模块u3信号发送端连接plc通讯信号接收端，通讯模块u3信号接收端连接plc通讯信号发送端，通讯模块u3接收使能端连接plc通讯驱动信号输出端，通讯模块u3同相驱动收发端连接电阻r12一端和第二接线排p2第一端，电阻r12另一端连接第二接线排p2第二端和通讯模块u3电压转换收发端。9.根据权利要求1所述的一种地铁长轨作业工程车组供电及控制系统，其特征在于：每个车厢的plc均配备有用于接收无线遥控器无线信号的无线接收器，所述plc无线信号输入端连接无线接收器信号输出端。

技术总结
本实用新型公开了一种地铁长轨作业工程车组供电及控制系统，包括无线遥控器和若干个分别固定在工程车组各车厢上的PLC控制柜，每个PLC控制柜均设有蓄电池组、充放电模块和PLC，PLC充电信号输出端连接充放电模块充放电信号输入端，充电放模块充放电信号输出端连接蓄电池组充放电端，若干车厢中任意一个车厢上的PLC为总PLC，其余车厢的PLC为分控PLC，无线遥控器用于远距离遥控车组机械动作，无线遥控器上设有用于与工程车组进行无线信号传输的无线信号发射器，总PLC与工程车组上过渡车厢的PLC均设有无线信号接收器，无线信号接收器信号输出端连接对应的PLC的无线信号输入端。能够远程控制各车厢的机械动作，提高工作效率。率。率。


技术研发人员：蒋晨 赵春峰 杨洋
受保护的技术使用者：中车沈阳机车车辆有限公司设备分公司
技术研发日：2022.09.28
技术公布日：2023/5/16