一种铁路列车半实物仿真试验台的制作方法

1.本实用新型涉及铁路列车试验台，具体为一种铁路列车半实物仿真试验台。


背景技术：

2.重载铁路运输是国际社会公认的铁路货运发展主导方向，是一种环境友好型和资源节约型的交通运输方式，其具有运输能力强、运输效率高、运输成本相对较低、低碳环保等优势，为世界各国铁路运输承担大宗货物运输的主要力量。发展重载运输，大幅提高列车重量已经成为提高运能的一种有效途径，是我国货物运输的发展方向。
3.列车纵向冲动产生的主要根源是空气制动系统特性的不同步性。纯空气作为制动系统动作的传递信号，由于空气传播速度的限制，列车长度的增加会增大制动系统的不同步性，加剧列车纵向冲动问题。
4.传统的采用制动特性试验方法获得重载列车空气制动特性已不能够满足各种列车编组的纵向冲动分析的需求，因此，采用列车空气制动系统半实物实时联合仿真方法研究2万吨、3万吨重载列车制动性能与纵向力冲动是最适宜、最方便的方法，同时对3万吨无线ecp系统重载列车的开行具有重要意义。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于：提供了一种铁路列车半实物仿真试验台，解决了传统的采用制动特性试验方法获得重载列车空气制动特性已不能够满足各种列车编组的纵向冲动分析需求的问题。
6.本实用新型的目的通过下述技术方案来实现：
7.一种铁路列车半实物仿真试验台，包括仿真计算机，仿真计算机与plc控制器连接，plc控制器分别与试验机车的机车控制器、机车压力采集器连接，机车控制器与试验机车的制动控制机构连接，机车压力采集器与试验机车的制动缸压力机构连接。
8.进一步的，所述的plc控制器与d/a转换器连接，d/a转换器分别与试验机车的机车控制器、机车压力采集器连接。
9.进一步的，所述的仿真计算机通过以太网与plc控制器通讯连接。
10.进一步的，所述的plc控制器通过分布式i/o模块与d/a转换器连接。
11.进一步的，所述的plc控制器通过以太网与d/a转换器通讯连接。
12.进一步的，所述的机车控制器为机车操作台。
13.进一步的，所述的机车压力采集器为机车压力传感器。
14.进一步的，所述的制动控制机构为制动控制大闸。
15.进一步的，所述的制动缸压力机构包括风缸和管路。
16.进一步的，所述的仿真计算机为工控机，包括显示单元、操作单元和处理单元。
17.本实用新型的功能：为主要用于铁路货车制动系统压力分布试验和列车纵向动力学实时仿真的列车试验台。利用列车试验台还原铁路列车运行时的制动系统压力分布，采
集器提取列车各个车辆的制动缸压力，输入仿真计算机进行计算，输出列车运行任意时刻的工况数据。
18.该试验台简单易操作，功能全面，可显著降低列车现场试验的成本，提高列车运行品质的分析效率。该技术在铁路货车领域属于全国首创，具备国内领先、国际一流水平。
19.本实用新型的有益效果：
20.1)半实物仿真先进技术：
21.制动/缓解控制系统与试验机车获得重载列车制动系统压力分布，采集系统采集试验机车制动缸的压力数据，传输给仿真计算机，接着进行列车纵向动力学的仿真计算。
22.2)实时仿真计算：
23.从仿真计算机发出制动、紧急制动和缓解指令控制制动控制器，控制制动器控制试验机车模拟列车制动系统的压力分布，到制动缸的压力数据被采集系统实时采集并实时输送给仿真计算机进行计算。
24.3)仿真精度高、可靠性号，操作简单：
25.采用此试验台易操作，可复现重载列车在运行线路上的制动性能与纵向冲动情况，列车制动系统与纵向动力学联合仿真形成完美结合，仿真精度高、可靠性好，该技术属于国内首创。
26.前述本实用新型主方案及其各进一步选择方案可以自由组合以形成多个方案，均为本实用新型可采用并要求保护的方案；并且本实用新型，(各非冲突选择)选择之间以及和其他选择之间也可以自由组合。本领域技术人员在了解本发明方案后根据现有技术和公知常识可明了有多种组合，均为本实用新型所要保护的技术方案，在此不做穷举。
附图说明
27.图1是本实用新型结构示意图。
28.图2是本实用新型制动/缓解控制示意图。
29.图3是本实用新型压力采集及实时仿真示意图。
30.图中：1-仿真计算机，2-plc控制器，3-d/a转换器，4-试验机车，5-机车操作台，6-机车压力传感器。
具体实施方式
31.下面结合具体实施例和附图对本实用新型作进一步的说明。
32.参考图1所示，一种铁路列车半实物仿真试验台，包括仿真计算机1、plc控制器2、d/a转换器3和试验机车4。
33.仿真计算机1采用工控机，包括显示单元、操作单元和处理单元。操作单元用于人员的操作输入，显示单元用于人员操作的显示辅助以及数据的显示，处理单元用于数据处理计算。
34.仿真计算机1通过以太网与plc控制器2通讯连接，plc控制器2通过分布式i/o模块以太网通讯的方式与d/a转换器3连接。plc控制器用于逻辑运算、指令执行，d/a转换器3用于数模转换。
35.d/a转换器3分别与试验机车4的机车控制器、机车压力采集器连接。
36.机车控制器为机车操作台5，机车控制器与试验机车4的制动控制机构连接，制动控制机构为制动控制大闸。机车控制器控制机车控制机构，控制其动作，从而实现机车的制动、缓解。
37.机车压力采集器为机车压力传感器6，机车控制器与试验机车4的制动缸压力机构连接，制动缸压力机构包括风缸和管路。机车压力采集器采集制动缸压力机构的压力，然后将信号传递给d/a转换器。
38.(1)制动/缓解指令控制系统
39.参考图2所示，制动/缓解指令控制系统由仿真计算机、plc控制器、d/a转换器、dk-2型制动控制器组成。
40.首先仿真计算机发出重载列车制动、紧急制动或缓解的控制指令，plc接受指令后同步发送制动控制指令到d/a转换器换算后，控制试验机车4的dk-2型制动控制器的大闸动作，实现列车运行中的制动/缓解工况。
41.系统选用工控机作为仿真计算机，与可编程逻辑控制器plc通过以太网通讯，向plc控制器发送制动/缓解指令，plc控制器与d/a转换器通过以太网连接在plc的分布式io模块上，d/a模块接收到计算机的控制指令后，输出(0-10)v的电压量，控制dk-2型制动控制器实现相应的制动/缓解动作。
42.(2)制动缸压力采集系统及实时仿真系统
43.参考图3所示，采集系统及实时仿真系统包括压力采集系统、d/a转换器、plc控制器、仿真计算机。
44.在机车操作台向制动控制机构发送相应的制动指令后，试验机车上各风缸、管路传感器对整个制动过程中空气压力变化进行动态采集，并通过以太网将采集系统采集的压力数据依次传送至d/a转换器、plc控制器，最后输入至仿真计算机中计算。
45.仿真计算机根据制动缸压力进行列车运行过程的制动性能和纵向力分析。同时输出车辆间行使工况等参数。
46.前述本实用新型基本例及其各进一步选择例可以自由组合以形成多个实施例，均为本实用新型可采用并要求保护的实施例。本实用新型方案中，各选择例，与其他任何基本例和选择例都可以进行任意组合。
47.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。