磁悬浮列车技术代表着一个国家工业水平的重要参考,本文介绍了一种基于IPC610工控机的磁悬浮列车控制系统方案设计方案。它主要利用高性能自动化工控机、数控、数据采集等技术,对常导中低速磁悬浮列车的机械制动系统进行了设计,实现了计算机控制的机械制动,通过现代化的信息技术手段,大大提升了控制系统的整体性能。整个制动系统由机械制动装置、工控机、高速数据采集卡、开关量输入板、开关量输出板等组成,实现对常导中低速磁悬浮列车机械制动的自动控制和监测。
磁悬浮列车的机械制动系统主要由传感器(加速度、气压)、A/D转换卡、开关量输入卡、D/A转换卡、工控机(包括控制程序)等组成。如图6所示,被控对象是列车的减速度,当制动时,由加速度传感器测量制动减速度的值,经过A/D转换,送入工控机。工控机对测量的减速度信号进行数字滤波,并和制动手柄给定的减速度信号进行比较,通过减速度控制器W1(s)(由软件实现)计算出减速度控制信号,与气压传感器采集的气压反馈信号比较,获得误差信号,再通过气压控制器W2(s)(由软件实现)得到气压控制信号,经过D/A转换,驱动比例阀控制气压从而改变制动力的大小,终达到所希望的减速度。另外,机械制动器的安装位置比较紧凑,对刹车片的磨耗的观察和检查比较困难,采用了摩擦片内埋线的方式,在磨耗达到限并处于夹持状态时,可以用埋线被短路的条件获得电信号。因此,可以对刹车片的状况进行在线检测。本系统中,工控机采用研华工控机的IPC610H,而开关量输入卡、A/D转换卡、D/A转换卡分别采用康拓公司的系列板卡。
磁悬浮列车的机械制动采用了气一液制动方式,为了减小制动器的体积,制动的工作介质采用液压油。制动器的制动油压相应在0~10MPa之间变化,每台制动器的制动臂产生0~9000N的夹持力。如果摩擦片的磨擦系数在0.3左右时,单台制动器的制动力可以大于2500N。由于每辆车有16台制动器,共可产生大于40000N的制动力。
本系统解决方案通过现代化的信息技术手段,大大提升了控制系统的整体性能,改善了以往手动机械制动的不足,是磁悬浮机械制动的新突破。
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