成都地铁运营有限公司 610000
摘要：文章介绍了司控器基本原理，结合实际产品阐述两种控制方式，讨论其优劣势。
关键词：司控器；电位计；PWM；比率
1 司控器
司控器安装在车辆司机室，用于列车的牵引/制动/方向的控制。其结构主要由主手柄、方向手柄、钥匙装置、电位计以及附属配件组成，主手柄机械转动，控制电位计旋转，可实现无级控制；方向手柄与钥匙装置配合控制列车前进/后退方向；电位计控制输出电压值，发出牵引/制动级位指令。
2 PWM指令器控制方式
2.1 控制方案
成都地铁1号线地铁车辆司控器电位计根据主手柄级位对应输出0～12V电压值，经过PWM指令器转化为2000HZ的PWM占空比信号，最终输入至TCMS（列车网络控制系统），向牵引/制动系统发送控制指令。为确保电位计输出电压稳定可靠，司控器内置两组电位计，PWM指令器内置两块PWM信号电路板分别处理两组电位计的信号，TCMS系统两组RIOM模块分别接收的两组PWM占空比信号，并进行对比，两组电位计偏差在7.5%范围内时，TCMS系统可以校准识别，超出范围后，TCMS系统无法判断有效控制指令，列车牵引/制动系统无法接收控制指令。电位计输出电压如下表1所示：
表1 电位计输出表
2.2 故障处置方案
成都地铁1号线车辆发生司控器PWM指令偏差过大故障时，TCMS报出DF-PWM故障，人工将主手柄回置零位，TCMS系统将对用两系（两组）PWM占空比输出信号与参考信号进行对比判断，若确认结果如下表2所示：
表2 结果确认表
发生序号3、4情况时，列车可采用备用模式（屏蔽网络信号，使用硬线传输）控制列车动车。
3 比率控制方式
3.1 控制方案
成都地铁5号线地铁车辆司控器电位计根据主手柄级位对应输出0～10V电压值，TCMS系统通过头尾车冗余RIOM模块采集司控器两组电位计的输出电压和参考电压，根据电压比率（Rate=UO/Uref（输出电压/最大输出电压），有效范围0.01~0.99）换算控制级位，牵引状态：0.575~0.970对应0~100%，制动状态：0.425~0.096对应0~-100%，如图1所示：
图1 电位计输出比率
当两组电位计输出比率均在有效范围时，牵引工况下取牵引力较小值，制动工况下取制动力较大值。
3.2 故障处置方案
司控器两组电位计分别构成两路输出回路传送给TCMS系统RIOM模块，故障时级位选择逻辑如下表3所示：
表3 故障处置表
4 结论
成都地铁1号线采用电位计与PWM指令器组合（以下简称方式一），PWM指令器对采集的电位计输出电压进行处理并发送PWM占空比信号给TCMS系统，5号线采用电位计比率算法（以下简称方式二），对电位计输出电压和最大输出电压进行处理，输出比率信号给TCMS系统。
根据成都地铁多年实际运用经验和理论分析，方式一结构简单，长期使用后电位计阻值偏差超限问题引起的故障占比较高；方式二增加了信号比率处理过程，输出结果更加精确，可靠，能够有效降低电位计阻值偏移带来的影响，但结构的复杂化，也带来了更多的故障点。
希望本文能对城市轨道车辆设备选型、设计、运用有一定启发和帮助。
参考文献：
[1]成都5号线TCMS牵引制动控制方案.中车青岛四方车辆研究所有限公司.2017.
[2]车辆用司机控制器使用说明书.东洋电机株式会社.2010.
[3]设施设备故障调查分析及整改情况报告-10124列报DF-PWM故障.成都地铁运营有限公司.2017
作者简介：高鑫（1991年），男，本科，工程师，车辆电气技术专业。
论文作者:高鑫,贺皓东
论文发表刊物:《基层建设》2018年第24期
论文发表时间:2018/9/18
标签：电位论文; 电压论文; 指令论文; 成都论文; 两组论文; 比率论文; 故障论文; 《基层建设》2018年第24期论文;