基于冗余PLC的游览车双向驾驶系统技术方案

本发明专利技术涉及一种性能先进、成本较低、安全可靠，并且适用性强的控制系统，实现基于冗余PLC配置的游览车双向驾驶切换功能，提升游览车控制系统实用性、可靠性、安全性及市场竞争力的基于冗余PLC的游览车双向驾驶系统，包括大型游览车车辆，所述大型游览车车辆两端MC1和MC2的制柜中，各配置一台PLC，在各车厢的控制箱或控制柜内配置一台通讯单元模块，通过设置的环形通讯网络将PLC中的各驱动单元、控制单元串接起来，形成一套基于环形通讯网络结构的冗余控制系统，两台PLC相互冗余，并行处理相同的项目数据和相同的用户程序，并通过环形通讯网络的连接进行同步，当任意一台PLC故障时，另一台PLC会接替它对过程进行控制。另一台PLC会接替它对过程进行控制。另一台PLC会接替它对过程进行控制。

【技术实现步骤摘要】
基于冗余PLC的游览车双向驾驶系统


[0001]本专利技术涉及一种性能先进、成本较低、安全可靠，并且适用性强的控制系统，实现基于冗余PLC配置的游览车双向驾驶切换功能，提升游览车控制系统实用性、可靠性、安全性及市场竞争力的基于冗余PLC的游览车双向驾驶系统。

技术介绍

[0002]目前，大型游览车的控制系统大致划分为基于城轨车辆的控制系统、基于工业控制器的控制系统以及基于发动机纯硬线的控制系统三类。
[0003]基于城轨车辆的控制系统，其控制电压多为车载辅助蓄电池提供的110V直流电源，通过驾驶室的开关按钮，接通蓄电池，使控制系统得电启动，进而通过钥匙开关激活操作端驾驶室，而另一端驾驶室将暂时处于无法激活状态。该类控制系统中的设备多为城轨交通领域的特种设备，系统成本高、电路复杂，不太适用于大型游览车的驱动控制。
[0004]基于工业控制器的控制系统，其控制电压多为开关电源提供的直流24V电源，通过驾驶室的开关按钮，使控制系统得电启动，进而接通驱动电源。该类控制系统基本以单向驾驶为主，没有双向驾驶控制权切换功能，电源也没有冗余配置，系统成本较低，是大型游览车的主流控制方式。
[0005]基于发动机的纯硬线控制系统，其控制电压多为直流24V电源，通过启动发动机，使其自带的小发电机持续输出电源，使控制电路得电，进而通过驾驶室的开关按钮，实现车辆的基本操控。该类控制电路较多应用于工程救援车，没有双向驾驶控制权切换功能。

技术实现思路

[0006]设计目的：避免
技术介绍
中的不足之处，针对储能式供电的大型游览车控制需求，设计一套性能先进、成本较低、安全可靠，并且适用性强的控制系统，实现基于冗余PLC配置的游览车双向驾驶切换功能，提升游览车控制系统实用性、可靠性、安全性及市场竞争力的基于冗余PLC的游览车双向驾驶系统。
[0007]即前、后端驾驶室控制权切换电路，实现在任意一端驾驶室均可启动控制系统（唤醒功能），在操控端的驾驶室操作钥匙开关，通过控制器的逻辑程序运算后，该端驾驶室的控制权限将被激活（激活功能），另一端的驾驶室将暂时无法进行相关操作；同时，系统还设置有紧急牵引模式和救援模式，并可在任意一端驾驶室启动紧急牵引模式和救援模式，提升游览车控制系统的安全性、可操控性。
[0008]设计方案：为了实现上述设计目的。本专利技术是在基于工业控制器控制系统的基础上，优化改进其不足，消化吸收基于城轨车辆控制系统的控制策略和电路优势，形成的一套高度适用于蓄电池作为动力源的大型游览车控制需求，并具有可靠性高、成本低、实用性强的冗余PLC的游览车双向驾驶控制系统。即针对基于工业控制器的控制系统未配置冗余PLC的情况，在车辆两端MC1和MC2的制柜中，各配置一台PLC，在各车厢的控制箱（柜）内配置一台通讯单元模块，通过设置的环形通讯网络将各驱动单元、控制单元串接起来，形成一套基
于环形通讯网络结构的冗余控制系统，提升游览车控制系统的可靠性。
[0009]1、在车辆两端的控制柜内，各配置一台PLC，各车厢内配置一台通讯单元模块，整车设置一条用于控制系统通讯的环形通讯网络，通过环形通讯网络将各驱动单元、控制单元串接起来，形成一套基于环形通讯网络的冗余控制系统。两台PLC相互冗余，并行处理相同的项目数据和相同的用户程序，并通过环形通讯网络的连接进行同步，当任意一台PLC故障时，另一台PLC会接替它对过程进行控制，提升控制系统的可靠性。
[0010]2、针对大型游览车双向驾驶的控制需求，设置唤醒、激活两步操作控制流程，在任意一端驾驶室均可进行唤醒操作，随即车辆控制系统启动运行；在操控端的驾驶室操作激活钥匙开关，将信号输入至控制器并通过程序逻辑运算后，该端驾驶室控制权限将被激活，另一端的驾驶室将暂时无法进行任何操作；同时，系统还设置有紧急牵引模式和救援模式，满足任意一端驾驶室均可启动紧急牵引模式和救援模式，提升游览车控制系统的安全性和可控性。
[0011]3、为了保障车辆的运行安全，不管车辆哪一端被激活，只要拍下任何一端驾驶室的蘑菇头急停开关，主电源接触器都会失电断开，恢复时，需重新激活驾驶室控制权。
[0012]4、为了提升系统可靠性，还设置有紧急牵引模式和救援模式。紧急牵引模式是在车辆控制系统通信网络故障的情况下，通过硬线电路将车辆运行指令直接发送到驱动器，实现车辆的紧急牵引；救援模式是在车辆供电电路完全故障，并且紧急牵引模式也失效的情况下，救援车辆向故障车辆提供控制电源，以实现车辆的基本控制和制动缓解，便于救援车辆牵引。
[0013]技术方案：一种基于冗余PLC的游览车双向驾驶系统，包括大型游览车车辆，所述大型游览车车辆两端MC1和MC2的制柜中，各配置一台PLC，在各车厢的控制箱或控制柜内配置一台通讯单元模块，通过设置的环形通讯网络将PLC中的各驱动单元、控制单元串接起来，形成一套基于环形通讯网络结构的冗余控制系统，两台PLC相互冗余，并行处理相同的项目数据和相同的用户程序，并通过环形通讯网络的连接进行同步，当任意一台PLC故障时，另一台PLC会接替它对过程进行控制。
[0014]本专利技术与
技术介绍
相比，一是采用双PLC的冗余设计思路，提高控制系统的可靠性；二是采用一套环形通讯网络，将控制、驱动等设备连接起来，提高系统稳定性；三是系统设置唤醒操作方式，实现在任意一端驾驶室均可启动控制系统；四是针对游览车双向驾驶控制需求，设计了一套基于PLC控制的控制权切换电路；五是设置了一套基于硬线控制的驱动控制方式，实现车辆网络故障后的紧急牵引。
附图说明
[0015]图1是整车控制系统网络拓扑图。
[0016]图2是系统配电电路图。
[0017]图3是系统唤醒及救援模式切换电路图。
[0018]图4是双向驾驶控制权切换电路图。
[0019]图5是MC1端紧急牵引电路图。
具体实施方式
[0020]实施例1：参照附图1
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5。一种基于冗余PLC的游览车双向驾驶系统，包括大型游览车车辆，所述大型游览车车辆两端MC1和MC2的制柜中，各配置一台PLC，在各车厢的控制箱或控制柜内配置一台通讯单元模块，通过设置的环形通讯网络将PLC中的各驱动单元、控制单元串接起来，形成一套基于环形通讯网络结构的冗余控制系统，两台PLC相互冗余，并行处理相同的项目数据和相同的用户程序，并通过环形通讯网络的连接进行同步，当任意一台PLC故障时，另一台PLC会接替它对过程进行控制。
[0021]即：针对冗余PLC的功能实现，在车辆两端MC1、MC2司控室的配电柜内，各配置一台西门子S7
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1500R/H系列PLC，在各车厢控制箱（柜）内均配置一台通讯单元模块及若干台输入输出模块，整车控制系统网络拓扑见图1所示。整车设置一条用于控制系统通讯的环形通讯网络，通过环形通讯网络将各车厢的驱动单元、控制单元及触摸屏等设备串接起来，形成一套基于环形通讯网络的冗余控制系统。输入模块采集各车厢的状态信号，并将采集到的信号经通讯单本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于冗余PLC的游览车双向驾驶系统，包括大型游览车车辆，其特征是：所述大型游览车车辆两端MC1和MC2的制柜中，各配置一台PLC，在各车厢的控制箱或控制柜内配置一台通讯单元模块，通过设置的环形通讯网络将PLC中的各驱动单元、控制单元串接起来，形成一套基于环形通讯网络结构的冗余控制系统，两台PLC相互冗余，并行处理相同的项目数据和相同的用户程序，并通过环形通讯网络的连接进行同步，当任意一台PLC故障时，另一台PLC会接替它对过程进行控制。2.根据权利要求1所述的基于冗余PLC的游览车双向驾驶系统，其特征是：所述大型游览车车辆两端MC1和MC2的制柜中设置唤醒、激活两步操作控制流程，在任意一端驾驶室均可进行唤醒操作，随即车辆控制系统启动运行；在操控端的驾驶室操作激活钥匙开关，将信号输入至控制器并通过程序逻辑运算后，该端驾驶室控制权限将被激活，另一端的驾驶室将暂时无法进行任何操作；同时，系统还设置有紧...

【专利技术属性】
技术研发人员：马鹏，张永亮，蒲菊，
申请(专利权)人：中铁宝桥集团有限公司，
类型：发明
国别省市：