摘　要：通过对南京地铁１号线车辆原有空调控制方式的分析，提出了空调网络集中控制的方案。

关键词：南京地铁；空调；网络；集中控制

 

      南京地铁１号线使用法国ＡＬＳＴＯＭ电客车，每列车６辆编组，编组方式为：Ａ－Ｂ－Ｃ－Ｃ－Ｂ－Ａ（Ａ车为带司机室的拖车；Ｂ车为带受电弓的动车；Ｃ车为不带受电弓的动车），其空调系统为石家庄国祥制冷设备有限公司生产。整列车有１２台单冷型客室空调机组，其每节车厢的２台客室空调机组分别由每节车厢的ＫＧＣ４４—１Ｔ２型控制盘控制。

      控制盘是客室空调系统的控制中心，它按设定的程序控制空调系统正常工作，完成通风及制冷的手动或自动运行。控制盘安装在每节车厢的２位端，温度控制只能在列车出库前由列检员对每节车厢进行设定，列检员仅凭经验来设定温度。由于受天气、乘客数量等因素的影响，经常发生车厢内冷热不均的情况。

      为了提高旅客乘车的舒适度，使司机能根据天气情况或乘客数量实时控制客室温度，在架修过程中，提出了在司机室对整列车的空调机组进行网络集中控制的改进方案。

 

      空调机组网络集中控制系统是建立在以ＲＳ４８５串口通讯为基础的网络上，网络主干总线贯穿整列车。司机室主控计算机系统和客室执行装置作为节点，串接于主干网络总线上。一旦客室执行装置接入网络，司机室主控计算机系统便根据本列车各节车厢的执行装置预先设定的ＩＤ号，以时间片轮询模式和各节车厢进行通讯对话，发送控制指令。客室执行装置在收到主控计算机系统的控制指令后，执行相应动作。考虑到温度变化的缓慢性，司机室主控计算机系统每隔６０ｓ完成一次本列车６节车厢的信息搜集工作。主动控制信息采用实时定向发送，客室执行装置正确收到控制信号后，回答响应。如果超过１０ｓ未收到回答响应或响应不正确，则重发。当空调机组出现故障时，客室执行装置立即发送信息给司机室主控计算机系统，主控计算机系统收到故障信息后，报警、保存。

      南京地铁１号线车辆空调机组网络集中控制原理框图见图１。

      主控计算机系统位于Ａ车司机室的操作台上，便于操作监控，由总线相连；客室执行装置设置于各车辆空调控制盘内，分别与总线相连。图２与图３分别为主控计算机系统启动流程及客室执行装置工作流程。

      主控计算机系统由硬件（ＴＰＣ６６０Ｅ嵌入式触摸平板电脑）与其核心控制软件组成。ＴＰＣ６６０Ｅ嵌入式触摸平板电脑通过ＲＳ４８５数据流量控制接口直接接入主干总线，其电源由司机室的１１０Ｖ直流电源经电源模块降压成ＤＣ２４Ｖ后提供。核心控制软件采用Ｃ语言编写，负责指令发布，每一条指令的发送、执行都必须经过完整的校验确认。

      客室执行装置结构框图见图４，接口示意图见图５。客室执行装置通过光电隔离的ＲＳ２３２接口采集对应空调控制盘ＰＬＣ的相关信息。每个执行单元通过ＲＳ４８５总线与驾驶室的工控机相连接，接收工控机的查询和操作命令。当执行单元处于集控状态时，工控机可向执行单元的“工作模式ＳＡ１输出”继电器与“温度控制ＳＡ２输出”继电器发送控制命令，等同执行原控制盘中选择开关ＳＡ１和ＳＡ２的动作，改变空调的控制模式和控制温度，从而实现车厢空调的集中控制。工控机也可下发命令使执行单元工作于手动控制状态 ，即由原控制盘中的ＳＡ１和ＳＡ２选择开关确定空架和转向架等进行的静强度、刚度试验中，分别进行了重车正位和左右侧移５００ｍｍ的应力测试，并且在动力学试验的同时进行了动强度测试。试验结果如下：

      凹底架最大合成应力发生在端部上盖板与中部圆弧底交接处，最大值为－４２１．８８ ＭＰａ；大底架最大合成应力发生在中部上盖板处，最大值为３５０．２９ ＭＰａ；小底架最大合成应力发生在侧梁上盖板中部，最大值为２０６．９８ＭＰａ；转向架最大合成应力发生在侧梁上盖板中部，最大值为１９９．５３ ＭＰａ，均小于材料的许用应力。在自重和载重的作用下，凹底架中部挠度为２２８．８ｍｍ，挠跨比为０．９２／１５０（＜１／１５０）；大底架中部挠度为３９．５ ｍｍ，挠跨比为０．９０／３００（＜１／３００）；小底架中部挠度为２．７ ｍｍ，挠 跨 比 为０．１７／３００（＜１／３００）。因 此，该车的强度、刚度均满足ＴＢ／Ｔ１３３５—１９９６《铁道车辆强度设计及试验鉴定规范》和该车设计技术要求。调的控制模式和控制温度。为了防止系统故障导致控制逻辑混乱，在每个执行单元中设置了强制手控开关。当按下强制手控开关后，原ＳＡ１和ＳＡ２选择开关有效，执行单元无法自行切换到集中控制模式，同时该执行单元向工控机上报进入强制手控状态。

      主控计算机系统与客室执行系统之间的信息传输是通过４芯６类带屏蔽层的多股铜芯双绞线（Ｂ车、Ｃ车布置于现有的通讯线缆布线旁，Ａ车固定于车顶控制线旁）以及车厢之间的航空联结器进行连通，保证线路的可靠性。

      系统采用移位补码校验方式，对通讯信息进行编码传输，消除信息传输错误。

 

      目前，通过在南京地铁１号线１５１６列车上改造以及调试运行，证明其控制性能完全满足要求，其后的１９列车也将按此方案进行改造。

 

［１］　石家庄国祥制冷设备有限公司．ＫＧＣ４４—１Ｔ２空调控制盘使用说明书［Ｚ］．２００３．

［２］　石家庄国祥制冷设备有限公司．ＫＧ４４型空调机组使用说明书［Ｚ］．２００３．

［３］　王　利，张玉祥，杨良怀．计算机网络实用教程［Ｍ］．北京：清华大学出版社，１９９９．

［４］　张云生，王　静．网络控制系统［Ｍ］．重庆：重庆大学出版社，２００３．