随着驼峰自动化控制技术的不断普及,驼峰自动化功能也在不断增加与完善。控制系统的调试与评占,以往部是采用人工模拟与现场实际控车相结合的方式进行。这种方式风险高、成本大、周期长,也不利于系统的后期改进与完善。因此,在开发TXJK驼峰控制系统过程中,同时研制开发了驼峰作业过程智能模拟仿真系统。设计思路是"软硬件结合,模拟钩车在各级道岔和减速器上的溜放过程,在股道上的走行过程,提供近似于现场的环境,系统具有可操作性和可重复性"。该模拟仿真系统具有三大作用:一是配合控制系统完成室内调试与测试;二是为现场维护及使用人员进行技术培训提供便利条件;三是利用现场数据在实验室内模拟复现现场作业与控制过程,为进一步改进、完善控制系统提供便利条件。
1 进路控制模拟
进路控制部分的输入输出对象都是安全型继电器,其硬件比较容易测试考核,为了降低成本和简化仿真系统,这部分采用软件模拟方式实现仿真,模拟仿真软件包直接嵌在应用程序的后面,与应用程序同期运行,并以直接读写内存方式交换数据。为实现可操作性、可重复忭,仿真软件的人机界面上行各种模拟选项,可以选择正常溜放过程模拟;也可以选择对象进行异常溜放过程(如钓鱼、迫钩、途停、堵门、轨道电路异常、摘错钩)模拟。
进路控制模拟以考核控制系统的逻辑关系为主,还要兼顾调速控制模拟的需求,为此进路模拟中在车组进入第一分路道岔时,随机产生每钩车的重量,根据作业计划产生计轴信息和车组初速度,通过这些信息就可以计算出车组经过道岔的时间和进入下一级道岔的时间。
2 速度控制模拟
2.1 速度模拟
根据气动重力式减速器的工作原理,减速器产生的制动力与钩车的重量、车轮的被制动轴数、减速器型号,车轮特性有关。在速度模拟中要做到精确模拟,必须能够精确地计算出车组和减速器的相对位置,即车组中哪一些车轴在减速器的制动范围内。
通过雷达积分方式,计算出车组在减速器区段上的累计走行距离和车组走行过程中第j轴距减速器区段入口的距离。若第j轴落在减速器的有效区段之内,这时如果减速器制动。
车组的减速度为:
a减=∑B轴/M车式中,月轴为减速器作用在一根车轴上的制动力(kN);
M午为车组的总质量(kg)。
已知减速度,考虑坡度和车组走行阻力,可以算出t时刻车组的即时速度和走行距离,通过硬件模拟雷达测速频率信号,直接送入控制系统的采样接口。通过反复模拟凋试,可以找出各种组合情况下的最佳控制提前量和控制模式。
2.2 车轮传感器模拟
车组的每一个轮对通过车轮传感器时都会产生一个脉动信号,一般车辆都有4个轮对,通过采集车轮传感器的脉动信号,可以知道通过的车轮对数,既而得知通过的车组辆数;这些都是为提高解体效率进行放头拦尾的重要依据。另外,利用两个车轮传感器的脉动信号还可以粗略计算出车组的即时速度,结合其他条件可以判断是否出现追钩,以便采取相应的应急措施。
模拟软件根据进路模拟提供的车组辆数,计算出车轮传感器脉动信号数量,根据速度模拟结果,计算出每一个脉动信号产生时机,通过硬件模拟车轮传感器信号,直接送入控制系统的采样接口。通过反复模拟调试,可以找出各种组合情况下的最佳放头拦尾控制参数、追钩判断时机及处理方式。
2.3 测长模拟
测长的基本原理是钢轨的阻抗与其长度成正比,恒流频率信号在钢轨上产生的电压值与其长度成正比。通过换算可得知车辆的当前位置,可预计溜放车辆的停车位置,并以此为参数之一调整车辆在减速器上的出口速度;通过测长计算出车辆在调车线内的走行速度,与前钩车的连挂速度,是否出现"天窗",并以此作为控制系统进行自学习、自校正的重要依据。
&






