專利名稱：磁浮列車牽引供電的控制技術(shù)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種磁浮列車牽引供電系統(tǒng)的控制技術(shù)，屬于通信和自動控制領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
磁浮列車的牽引供電系統(tǒng)是一種分布式、模塊化、遞階結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)。它包括1個控制中心，若干座主變電站、牽引變電站、軌旁變電站(TS站)，還包含動力軌站(PR站)、SS站等，其中各站距離有近有遠，距離最大的達30km左右。該系統(tǒng)的控制通常采用傳統(tǒng)的“主站-遠程終端(RTU)”的通信模式采用主站和遠程終端的通信進行信息交換，這種自動化控制技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用雖然經(jīng)歷了從模擬技術(shù)到數(shù)字技術(shù)的革命性轉(zhuǎn)變，但在通信結(jié)構(gòu)和信息交換方面仍然存在有許多不僅如人意的地方隨著系統(tǒng)的增大，RTU將增多，設(shè)備重復(fù)安裝導(dǎo)致增加投資，而且管理不便、維護困難；同時信息量也將隨著系統(tǒng)的增大而不斷增加，其傳輸速度慢成為制約系統(tǒng)控制響應(yīng)的瓶頸；另外，常用的電力載波通信也存在著電力線網(wǎng)絡(luò)阻抗匹配、電力線信號衰減、噪聲及干擾等問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在提供一種可提高傳輸速率、保障信號傳輸可靠的磁浮列車牽引供電系統(tǒng)控制技術(shù)。
為達到上述目的，本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的一種磁浮列車牽引供電系統(tǒng)的控制技術(shù)，將所述供電系統(tǒng)的調(diào)度中心、兩個變電控制站Substation Controller(SC)、數(shù)個保護和間隔控制單元Bay Unit和若干個操作員工作站，通過總線型網(wǎng)絡(luò)呈星形結(jié)構(gòu)接連起來(如圖1所示)，其中SC處于星形結(jié)構(gòu)的核心位置，分別與Bay Unit、操作員工作站和調(diào)度中心的通信接口總線橋接。長距離信息交換采用以太網(wǎng)雙回線進行通信，并采用GPS全球定位系統(tǒng)進行時間同步；中短距離信息交換采用Profibus總線構(gòu)成環(huán)網(wǎng)通信。以太網(wǎng)通信執(zhí)行IEC60870-5-101協(xié)議或IEC60870-5-103協(xié)議；Profibus總線通信執(zhí)行Profibus協(xié)議。所述的操作員工作站和調(diào)度中心內(nèi)的服務(wù)器均采用WinCC軟件系統(tǒng)。
本發(fā)明控制技術(shù)具有以下特點①采用星形總線型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，有效地簡化了控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，大大提高了信息交換速率，擴展系統(tǒng)只需增加總線下掛設(shè)備，并賦予地址就可以，不但提高了系統(tǒng)可靠性、減少了系統(tǒng)投資，而且使系統(tǒng)擴展調(diào)整更加方便，同時使維護管理也顯得簡單化；②采用環(huán)網(wǎng)和雙回線結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)中任何一個單一的通信網(wǎng)絡(luò)故障，均不會對數(shù)據(jù)通信造成任何影響，確保了系統(tǒng)的可靠性和靈活性；③長距離信息交換采用了以太網(wǎng)通信，同時利用GPS全球定位系統(tǒng)進行時間同步，解決了傳輸速率和時間同步的問題；④由于高速的信息傳輸速率，使得磁浮列車在正常高速運行期間，對牽引供電系統(tǒng)的運行進行實時監(jiān)控，變電站內(nèi)操作員及調(diào)度中心工作人員可以通過該控制系統(tǒng)獲得設(shè)備運行的實時數(shù)據(jù)，及時對設(shè)備的工況及系統(tǒng)狀態(tài)進行調(diào)整和控制。


圖1是本發(fā)明控制技術(shù)的通信網(wǎng)絡(luò)框圖；圖2是本發(fā)明控制技術(shù)的實施例網(wǎng)絡(luò)框圖。
具體實施例方式
根據(jù)磁浮牽引供電系統(tǒng)的特點，本發(fā)明采取了中央控制和現(xiàn)場控制結(jié)合的模式，在Simatic技術(shù)的基礎(chǔ)上形成了磁浮列車牽引供電系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)。從系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上來說，它是由兩個SC(SubstaionController)和數(shù)個Bay Unit通過星型或總線型網(wǎng)絡(luò)接連而構(gòu)成的，Bay Unit主要指數(shù)字式的保護和間隔控制單元。如附圖1所示，SC處于系統(tǒng)的核心位置，負責(zé)Bay Unit與站內(nèi)操作員工作站以及調(diào)度中心通信接口。SC與調(diào)度中心通過IEC60870-5-101協(xié)議通信，與站內(nèi)操作員工作站通過Profibus協(xié)議通信，與Bay Unit通過IEC60870-5-103或Profibus通信。
下面結(jié)合附圖2實施例網(wǎng)絡(luò)框圖對本發(fā)明作進一步說明。本發(fā)明控制技術(shù)在磁浮列車動力軌系統(tǒng)中得到了充分的應(yīng)用。動力軌在整個磁浮牽引供電系統(tǒng)中具有舉足輕重的作用，它是磁浮列車能夠懸浮和高速運動的動力源泉。附圖2所示磁浮動力軌系統(tǒng)總共可以分成四個區(qū)域起點區(qū)域、ASA(輔助停車)區(qū)域、終點區(qū)域和維修基地區(qū)域。其中每個區(qū)有三個動力軌站。起點變電站和維修變電站分處在磁浮線路的起點和終點兩端，兩個變電站中各有一個主PLC充當(dāng)SubstationController，兩個SC之間通過以太網(wǎng)Earthnet進行連接；沿線的ASA區(qū)的三個動力軌站PR2、PR3、PR5也是通過以太網(wǎng)連接到牽引供電以太網(wǎng)中。由于上述以太網(wǎng)均采用了雙回線的冗余設(shè)計，增加了系統(tǒng)的可靠性。另外，起點區(qū)主PLC與1號動力軌、PR1、2號動力軌通過Profibus協(xié)議構(gòu)成環(huán)網(wǎng)；維修主PLC與PR9A、PR9B、維修動力軌和PR6、PR7分別通過Profibus協(xié)議構(gòu)成了兩個環(huán)網(wǎng)；由于PR8與PR7距離較近，通過Profibus協(xié)議構(gòu)成了雙回線網(wǎng)絡(luò)。這樣，對于環(huán)網(wǎng)和雙回線結(jié)構(gòu)而言，任何一個單一的通信網(wǎng)絡(luò)故障，均不會對數(shù)據(jù)通信造成任何影響，確保了系統(tǒng)的可靠性和靈活性。
動力軌系統(tǒng)中長距離信息交換采用了以太網(wǎng)進行通信，同時利用GPS全球定位系統(tǒng)進行時間同步，解決了傳輸速率和時間同步的問題；采用Profibus現(xiàn)場總線結(jié)構(gòu)，擴展系統(tǒng)只需增加總線下掛設(shè)備，并賦予地址就可以，不但使系統(tǒng)擴展更加方便，同時維護管理也顯得簡單化。
此系統(tǒng)的操作員工作站和調(diào)度中心內(nèi)的服務(wù)器均采用WinCC軟件系統(tǒng)，具有以下優(yōu)點1)在正常運行期間，對牽引供電系統(tǒng)的運行進行實時監(jiān)控變電站內(nèi)操作員及調(diào)度中心工作人員可以通過該系統(tǒng)獲得設(shè)備運行的實時數(shù)據(jù)，對設(shè)備的工況及系統(tǒng)狀態(tài)進行實時監(jiān)控。
2)在調(diào)試和維護維修期間，對牽引供電系統(tǒng)進行人工控制磁浮列車正常運行期間或者調(diào)試維護期間，可以由操作員通過該通信系統(tǒng)對牽引供電系統(tǒng)的大部分設(shè)備進行人工遙控操作。
3)對牽引供電區(qū)間內(nèi)的故障進行檢測通過其他一些硬件設(shè)備，操作員可以對動力軌的絕緣故障進行檢測。
4)故障定位對動力軌的絕緣故障進行檢測時，還可以精確地確定故障軌道的位置。
5)故障說明對檢測出來的故障會有相關(guān)的報警信息，并有一些簡要的說明。
權(quán)利要求
1.一種磁浮列車牽引供電系統(tǒng)的控制技術(shù)，其特征在于將所述供電系統(tǒng)的調(diào)度中心、兩個變電控制站Substation Controller(SC)、數(shù)個保護和間隔控制單元Bay Unit和若干個操作員工作站，通過總線型網(wǎng)絡(luò)呈星形結(jié)構(gòu)接連起來，其中SC處于星形結(jié)構(gòu)的核心位置，分別與Bay Unit、操作員工作站和調(diào)度中心的通信接口總線橋接。
2.如權(quán)利要求1所述的控制技術(shù)，其特征在于長距離信息交換采用以太網(wǎng)雙回線進行通信，并采用GPS全球定位系統(tǒng)進行時間同步；中短距離信息交換采用Profibus總線構(gòu)成環(huán)網(wǎng)通信。
3.如權(quán)利要求2所述的控制技術(shù)，其特征在于以太網(wǎng)通信執(zhí)行IEC60870-5-101協(xié)議或IEC60870-5-103協(xié)議；Profibus總線通信執(zhí)行Profibus協(xié)議。
4.如權(quán)利要求3所述的控制技術(shù)，其特征在于所述的操作員工作站和調(diào)度中心內(nèi)的服務(wù)器均采用WinCC軟件系統(tǒng)。
全文摘要
一種磁浮列車牽引供電系統(tǒng)的控制技術(shù)，將磁浮供電系統(tǒng)的調(diào)度中心、兩個變電控制站Substation Controller(SC)、數(shù)個保護和間隔控制單元Bay Unit和若干個操作員工作站，通過總線型網(wǎng)絡(luò)呈星形結(jié)構(gòu)接連起來，其中長距離信息交換采用以太網(wǎng)雙回線進行通信，并采用GPS全球定位系統(tǒng)進行時間同步；中短距離信息交換采用Profibus總線構(gòu)成環(huán)網(wǎng)通信。有效地簡化了控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，大大提高了信息交換速率，不但提高了系統(tǒng)可靠性和靈活性、減少了系統(tǒng)投資，而且使系統(tǒng)擴展調(diào)整更加方便，同時使維護管理也顯得簡單化。
文檔編號B60M7/00GK101090354SQ20071004379
公開日2007年12月19日 申請日期2007年7月13日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月13日
發(fā)明者江繼波, 曹雯, 馬健, 盧德明, 徐學(xué)淵, 王棟, 馬連萍, 毛靜方, 華建平 申請人:上海閔行電力實業(yè)有限公司