摘要：文章以逻辑控制单元在电力机车控制电路上的运用为研究对象，首先对逻辑控制单元进行了概述，并分析了其运用必要性，随后着重围绕逻辑控制单元在电力机车控制电路上的运用进行了分析研究以供参考。
关键词：逻辑控制单元；电力机车；控制电路；运用
前言：传统的电力机车控制电路主要以应用继电器为主，虽然应用比较成熟，控制原理也较为简单，但在实际应用过程中，以继电器为主的机车控制电路也存在一些问题，例如容易触发误动作、维修困难等，不利于机车运行稳定。因此有必要对逻辑控制单元在电力机车控制电路上的应用进行分析，对于改善上述问题，提高电力机车电路控制性能具有重要的意义。
一、逻辑控制单元概述及运用必要性
早在1995年，我国针对于电力机车逻辑控制单元（LCU）就已经兴起，并于1996年6月份研发出了第一台逻辑控制单元样机，在通过对其进行短路、过电压等试验并通过后，说明逻辑控制单元能够满足实际电力机车控制系统技术要求。从逻辑控制单元功能的角度来看，其与一般可编程程控制器（PLC）具有一定的相似性，但若直接将LPC应用于电力机车控制电路具有一定的难度，因此需要做好专门应用与电力机车控制电路的装置研究，逻辑控制单元也由此而生，其简单说来即是一个用微型计算机机与电力电子器件构成的一个新型无触点装置，能够对电力机车上的电路进行更好的控制。
传统的电力机车在电路控制上一般会采用继电控制器有触点控制，但这种有触点控制在经过长期使用后，会导致触点接触面因电弧灼烧产生毛刺或直接导致接触面凹凸不平，一方面对于机车电路控制敏感性造成不利影响。另一方面，当机车时速超过160km/h以上时，机车产生的过量振动会很容易引发控制电路出现误动作，对于机车行驶安全造成严重的影响。再加上对于传统应用继电器进行电路控制机车来说，一般线路都比较复杂，在实际进行电力机车控制线路维修时，需要重新进行布线，从而为电力机车线路维修带来一定的困难。基于此，有必要利用现代电子技术及计算机技术，通过做好逻辑控制单元的开发与利用，有效弥补传统电力机车继电器在控制电路上的应用缺陷，提高电力机车整体运行性能。在逻辑控制单元的应用下，在电力机车电路控制上，可以直接通过计算机向逻辑控制单元发出指令，直接控制电力机车电路外部负载，可以使得电力机车线路设计得到有效的简化，电力机车外部连线减少，促使机车电力线路更加精简，也更便于后续的电力线路维修，极大提升了电力机车电力控制系统的灵活性。并且由于逻辑控制单元是由微型计算机及电子元件组成，因此可以借助微型计算机强大的逻辑处理能力与数据处理能力，有助于更好的实现机车控制电路故障诊断，并能够将诊断结果通过逻辑控制单元直接显示在电力机车微机控制系统的显示屏上，方便相关技术人员更好的采取措施进行有效应对，极大提升了电力机车控制电路故障检修效率。
二、逻辑控制单元在电力机车控制电路上的运用
对于传统电力机车电路控制系统婆而言，主要由不同功能的继电器（例如时间继电器、电压、电流继电器、中间继电器等）、转换开关、接触器等组成。在电力机车控制电路中运用逻辑控制单元时，主要是替代电力机车电路控制中中间继电器与时间继电器的位置，同时为确保逻辑控制单元能够更好的运用到电力机车控制电路中去，需要利用逻辑控制单元，实现以下原先由继电器实现的电路控制功能：一是整备控制电路功能，即需要运用逻辑控制单元完成机车启动前各种预备性操作功能，例如启动空气压缩机、劈相机等设备，并完成电力机车制动操作，除了这些常规的预备操作功能外，还增加了劈相机延时启动功能。二是电路控制调速功能，即需要逻辑控制单元完成相应接触器（例如牵引接触器、线路接触器、励磁接触器等）的功能控制，并在逻辑控制单元控制下，实现机车启动时需要完成的操作功能。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆文章以励磁接触器与劈相机启动为例，对逻辑控制单元在其中的应用进行了分析：
励磁启动器、控制圈工作过程。在逻辑控制单元输入点中，与励磁启动器、吸合需要满足如下条件：当司机控制器处于制动位置时，406输入点便会得电；当制动凤缸压力在15kPA以上时，544输入点得电；当牵引制动转换鼓处于“制动”状态时，YVB输入点得电；若在当前状况下，输入点处于失电状态，励磁过电流信号无效，那么逻辑控制单元便会自动输出110V电压，这种电压会被励磁接触器接收，从而使得 与 自动吸合。若在上述条件中，有一个条件没有符合，与 便不会吸合，那么对于电力机车主线路而言，也就不会实现由牵引状态向制动状态方向的转换。其中需要注意的是，对于传统机车电力控制系统来说，上述触点信号均是通过导线进行连接，如果涉及到其他逻辑关系，需要重新再提供一对触点，而逻辑控制单元则不同，其信号点均是独立输入运行，并且信号点之间的逻辑关系都是依靠软件来实现，因此一个输入点可以在多个逻辑关系中使用，从而使得机车电路控制系统配线得到了有效的简化。
劈相机MG启动工作过程。逻辑控制单元在劈相机 中应用也发挥着重要作用。通过按下劈相机开关，如果主断路器处于闭合状态时，那么在逻辑控制单元的内部，其中间变量便是 高电平，这种变量只在逻辑控制单元内部运行，不会向外输入，在该形势下，相应劈相机有入下几个支路开始动作，首先对于支路1而言，如果劈相机隔离开关在闭合状态，那么中间断路器便会处于失电状态，此时对于启动电阻接触器 来说，可以使自身处于得电状态。其次对于支路2来说，代表定时器处于得电状态，并在延时0.1s后，其状态信号便会变成高电平状态。这种定时器功能实现主要由逻辑控制单元内部的单片机（PLC）来实现。因此逻辑控制单元这一功能可以完全替代传统机车电路控制系统的时间断路器这一装置，并且在具体功能实现上，逻辑控制单元延时精度更高，更能够满足实际机车电路控制需求。最后，对于支路3来说，电阻接触器 已经处于得电状态，当定时器也处于高电平时，劈相机 变化得电，并且在定时器作用影响下，能够确保 在 得电后才得电。通俗来说即是劈相机在启动时，相应电阻一定处于劈相机绕组之上对其进行保护，从而可以有效降低劈相机故障发生的概率。此外，对于支路4而言，如果劈相机正常启动，当启动继电器发现其发电相电压与比较电压很接近时，变化出发保护动作，此时启动电阻接触器变化自动断开，促使劈相机也进入到一个比较正常的工作状态，其中对于该劈相机中间继电器来说，也在逻辑控制单元的内部的一个功能，因此也不再需要传统机车电路控制系统的中间继电器装置。
从上述分析中我们可以看出，通过在机车电路中运用逻辑控制单元，不断可以直接替代传统机车电路控制系统的中间继电器、时间继电器装置，完成电力机车控制任务，还可以实现传统机车电路控制系统继电器装置一些无法实现的功能，使得电力机车电路控制性能得到了显著的提升。
总结：综上所述，逻辑控制单元作为一项集现代电子技术与单片机控制技术为一体的机车控制设备，其有效弥补了传荣电力机车电路控制系统继电器应用造成的缺陷，促使电力机车电路整体控制性能得到了显著的提升。因此需要相关人员提高对逻辑控制单元应用的重视程度，从而有效推动我国铁路事业实现更好更平稳的发展。
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作者简介：
赵强（1994.4）男，甘肃临洮，甘肃临洮县职业中等专业学校，中专，单位：中车兰州机车有限公司，研究方向：电力机车
论文作者:赵强
论文发表刊物:《电力设备》2018年第30期
论文发表时间:2019/3/29
标签：电力机车论文; 逻辑论文; 单元论文; 机车论文; 接触器论文; 电路论文; 继电器论文; 《电力设备》2018年第30期论文;