四合一综合控制柜(600V)

TKDT型铁路客车电气综合控制柜使用说明书四方车辆研究所青岛四研铁路电气研究开发有限公司2004年1月一概述TKDT型铁路客车电气综合控制柜(以下简称综合控制柜)用于DC600V供电的客车，是集电源转换控制、空调机组控制、蓄电池欠压保护、照明控制等功能单元于一体的智能型综合控制柜。

综合控制柜的控制核心采用可编程控制器（以下简称PLC），PLC通过微型可编程序终端（以下简称显示触摸屏）接受各种指令并自动执行相应的操作步骤，对电气系统运行中出现的各种故障及时进行诊断、指示并保护。

综合控制柜具有检测、控制、诊断保护、信息提示、联网通讯功能，实现供电及控制系统的综合控制，可进行车对车通信，并逐步实现车对地、地对车的计算机联网通讯。

二主要特点1．综合控制柜实现了客车电气控制系统的小型化、智能化、集成化和系统化。

2．综合控制柜根据预设参数实现自动控制，减轻了操作人员的工作强度，避免由于人为误操作引起的事故，便于操作和维护。

3．综合控制柜对整车电气系统参数进行实时监测，出现故障时及时进行保护动作，避免了由于保护不及时而引起的严重后果。

4．综合控制柜可对轴温、防滑器、烟火报警器、车门的状态进行监视和显示。

5．综合控制柜充分考虑了整车各个电气功能部件的协调工作，整个电气系统工作更加安全可靠。

6．根据电气系统布线的有关规范和实际存在的问题，不同系统、不同电压等级、不同电流类别的导线尽量相互隔离，结构设计上尽量减少相互间的电磁干扰。

7．综合控制柜的控制方案以自动为主，同时考虑控制系统故障的应急措施，包括极端情况下的手动应急措施。

8．综合控制柜主要具备六大部分功能：1．电源转换控制功能；2．空调机组控制功能；3．蓄电池欠压保护功能；4．照明供电功能；5．轴温、防滑器、烟火报警器、车门及车下电源箱状态监视功能；6．联网通讯功能。

三产品型号：TKDT-1T1-40、TKDT-1T1-35四技术规格（一）结构参数控制柜外形尺寸：2000mm×1300mm×350mm（高×宽×厚）上柜外形尺寸：850mm×1300mm×350mm（高×宽×厚）下柜外形尺寸：1150mm×1300mm×350mm（高×宽×厚）。

（二）主要技术参数及功能1．综合控制柜控制单元由PLC主机单元（CPM2A-CPU61）、12/8点的I/O扩展模块（CPM1A-20EDR1）、信息显示触摸屏（NT31-ST121-EV2）组成。

PLC功能PLC是可编程逻辑控制器的缩写，对整个电气系统进行自动控制，实时监测电气系统运行过程中的参数并进行分析，对出现故障自动处理，通过显示触摸屏实现人机对话，响应显示触摸屏输入的命令、参数，将故障信息、运行记录通过显示触摸屏显示等。

模拟量输入点：17点（0～10V）温度输入点：1点（PT100）开关量输入点：24点(直流24V，8mA)，开关量输出点：24点(继电器输出)输出端最大开关能力：2A，250V AC（cosφ=1）；2A，24V输出端最小开关能力：10mA，5VDC显示触摸屏功能显示触摸屏是一种微型可编程终端，采用全中文液晶显示触摸屏（带背光），具有字符类型和图象类型显示，由通讯接口和PLC的外设接口进行通讯。

主要功能是现场参数设定，电源转换、空调机组等功能单元运行工况的人为控制，运行工况参数的显示，实时显示各功能单元的运行状态及实时报告故障现象。

字符、图象类型显示：20×15个汉字液晶显示器规格：320×240点有效显示面积：122×92mm22．交、直流电源规格：主电路电源主电路由两路电源母线中的其中一路提供电源，向温水箱、逆变器、充电器供电，并由逆变器Ⅰ、逆变器Ⅱ变换成AC380V/50Hz，向车内空调、伴热等交流负载供电直流主电源DC600V额定工作电压： DC600V电压波动范围： DC500V～DC660V交流主电源：AC380V额定工作电压：三相交流380V电压波动范围：三相交流323V～437V额定工作频率： 50Hz ±1 Hz蓄电池DC110V电源全列贯通，各车厢蓄电池及充电器通过逆流二极管与DC110V干线并联。

蓄电池在充电机停止或故障时，向本车照明、水位显示、塞拉门、车下电源箱控制、温水箱开水炉控制等负载供电。

电池欠压保护动作值：91V±1V 恢复值：97±1V直流控制电源应急灯、轴温报警器、防滑器、PLC等重要负载由列车直流110V母线供电；照明、车下电源箱、温水箱、开水炉、水位显示等负载的控制电源由本车直流110V电源提供；控制柜内的DC-DC电源模块将DC110V电源转换成直流24V电源向PLC、显示触摸屏、网关、安全用电记录仪供电；转换成直流12V向传感器供电；DC110V/DC48V电源将DC110V转换成直流48V电源向尾灯、电话插供电。

直流电器控制电路额定工作电压： DC110V电压波动范围： DC77V～135VPLC、触摸屏电路额定工作电压：直流 24V电压波动范围：直流 20.4V～26.4V信号采集电路（传感器）额定工作电压：直流 12V电压波动范围：直流 11.4V～12.6V输出电压范围：直流0～10V；0～5VPLC、触摸屏及传感器供电电源额定输入电压：直流 110V输入电压波动范围：直流 77～135V额定输出电压：直流 24V（±5%）；直流 12V（±5%）额定输出电流： DC24V不小于3A；DC12V不小于1A电压调整率：不大于1%电流调整率：不大于1%输出电压纹波峰-谷值（VP-P）：不大于1.0V变换效率：大于 80%尾灯、电话插座供电电源额定输入电压：直流 110V输入电压波动范围：直流 77～135V额定输出电压：直流 48V（±5%）；额定输出电流：不小于1A电压调整率：不大于1%电流调整率：不大于1%输出电压纹波峰-谷值（VP-P）：不大于1.0V变换效率：大于 80%3．WG型网关规格WG型网关用于铁路客车TKDT-1T1型配电柜。

其中包括PLC网关、轴温报警器网关、防滑器网关、烟火报警器网关。

这些网关一方面通过各种通信接口实现PLC 到安全记录仪之间、轴温报警器到PLC之间、防滑器到PLC之间、烟火报警器到PLC 之间的数据传递，另一方面通过Lonworks接口及列车总线实现车辆间的信息和命令传递。

额定输入电压：直流24V输入电压波动范围：20V~27V接线端子：WAGO232-209/026-000，2.5mm2。

外形尺寸：160mm×90mm×42mm安装尺寸：145mm×63mm，安装螺丝：M44．DL-Ⅱ代理节点代理节点是联接列车网和车厢网的桥梁，有2个独立的Lonworks通讯接口。

上行Lonworks通讯接口负责列车级网络通信，接收列车主机的信息，并将信息转发给下行Lonworks通讯模块。

下行Lonworks通讯接口负责车厢级网络通信，转发集中控制命令，接收车厢级各应用节点传输的参数、工作状态等信息。

额定输入电压：直流24V输入电压波动范围：20V~27V接线端子：WAGO232-209/026-000，2.5mm2。

外形尺寸：160mm×90mm×56mm。

安装尺寸：145mm×63mm，安装螺丝：M4（三）环境条件1．工作环境温度：0℃～＋50℃2．存储温度：－25℃～＋75℃3．相对湿度：最湿月月平均最大相对湿度不大于90%（该月月平均最低温度为25℃）。

4．海拔高度：≤2500m。

5．振动：相对于客车的垂向、横向和纵向存在着频率f为1～50Hz的正弦振动，其振动加速度在频率f为1～10Hz时等于0.1g（g为重力加速度，可以减化为10m/s2计算），当频率f为10～50Hz时等于1g。

因机车连挂时的冲击，沿机车纵向激起的加速度不大于3g。

五系统功能说明（一）电源供电转换功能综合控制柜的电源有两路供电，通过转换开关SA1分“自动”和“试验Ⅰ路”、“试验Ⅱ路”。

1．正常情况下，转换开关置于“自动”位①Ⅰ路、Ⅱ路均有电，设定车厢号后，PLC按照均衡供电原则，奇数号车厢选择Ⅰ路供电、偶数号车厢选择Ⅱ路供电，Ⅰ路和Ⅱ路互锁，显示屏显示相应信息，电源指示灯亮。

②如果Ⅰ路有电、Ⅱ路无电，所有车厢PLC通过检测可自动选择Ⅰ路供电，负载减半运行，同时在显示屏上提示相应信息。

此时如果Ⅱ路重新供电，则偶数车厢PLC 通过检测可重新选择Ⅱ路供电。

③如果Ⅱ路有电、Ⅰ路无电，所有车厢PLC通过检测可自动选择Ⅱ路供电，负载减半运行，同时在显示屏上提示相应信息。

此时如果Ⅰ路重新供电，则奇数车厢PLC 通过检测可重新选择Ⅰ路供电。

④可以通过触摸屏的电源控制菜单和提示选择或转换供电回路。

⑤在Ⅰ路、Ⅱ路都有电，奇数号车厢Ⅰ路供电、偶数号车厢Ⅱ路供电的情况下，如果Ⅰ路（Ⅱ路）电源出现过压故障，PLC自动转换到另一路电源供电，同时负载减半运行。

当电源电压值恢复正常，通过触摸屏操作解除故障保护或电源重新供电，通过PLC检测后，PLC自动转换回原供电回路，负载恢复全载运行。

两路供电回路重新供电时，PLC将自动解除保护，转换到原供电回路。

⑦在一路有电，另一路无电，所有车厢都是同一路供电的情况下，如果供电回路出现故障，则PLC停止供电，不进行转换。

⑧在一路正常，另一路存在故障未消除，车厢供电已经进行了一次转换的情况下，如果供电回路再出现故障，则PLC停止供电，不进行转换。

⑨故障排除后，可以通过触摸屏上的“电源控制”菜单，按下“停止供电”或“自动供电”触摸开关解除故障保护。

通过PLC检测后，PLC自动转换回原供电回路，负载恢复全载运行。

⑩故障排除后也可以通过转换开关由“停止”位转换到“自动”位，PLC自动解除保护，转换回原供电回路，通过PLC检测后，负载恢复全载运行。

○11出现过压故障，恢复正常后，两路供电回路重新供电时，PLC将自动解除保护转换到原供电回路，恢复全载运行。

2．试验时，可将转换开关置于“试验Ⅰ路”或“试验Ⅱ路”，人为选择Ⅰ路供电或Ⅱ路供电，此时PLC只进行检测报警，不能进行电源回路的转换。

3．主电路中接有电流传感器、电压传感器，并设在线绝缘检测装置（6～150mA可调），显示触摸屏上可显示主电路的电压、电流、DC110V母线电压、本车蓄电池电压、电源状态、逆变器输出电压等信息，当某路电源出现过压、绝缘等故障时，显示触摸屏显示故障提示，相应电源故障灯亮，可以按下“回主画面”触摸开关返回主画面，此时画面上出现“X X故障”文字，且背景变为闪烁提示。