自动化技术打造堪与世界比肩的城轨用车品牌——记长春客车的自主创新之路--控制网



自动化技术打造堪与世界比肩的城轨用车品牌——记长春客车的自主创新之路
企业:控制网 日期:2009-11-21
领域:电源 点击数:767

   长春客车这个堪与世界比肩的国有品牌,已经与城市轨道交通紧密的联系在了一起。随着我国城市轨道交通建设进入全新的蓬勃发展阶段,国内已有8家地铁车辆、3家轻轨车辆整车生产企业,并有多家国际厂商觊觎已久,形成了轨道车辆装备制造业的多极化发展态势。面对如此激烈的市场竞争环境,长春客车只有主动采用先进的控制技术,拟定出标准化的车辆结构,从核心技术上拉开与国内同行的距离,才是脱颖于这一红海的唯一出路。

    正如人们所说的“如影随形”,无论你乘坐哪种交通工具出行,地铁或者轻轨都从你的脚下或者身边驶过。现在,仅仅驰骋在北京地铁2号线、5号线、10号线、13号线和机场快线的千余辆轨道车辆中,就有914辆是由长春客车股份公司制造的,占北京全部奥运用地铁和城市轨道车辆总数的90%。

    长春客车这个众所周知的国有品牌,已经与城市轨道交通、城市的发展和经济建设紧密的联系在了一起。经过50年的不懈努力,全国11个城市在建地铁项目中,长客夺标9个,已经为北京、天津、上海、重庆、武汉、深圳、广州等城市累计研制各类城轨车1,700余辆,占全国城轨车在用总量的80%左右。
    然而对于长春客车而言,在市场竞争新形势下的担忧和压力一直都不曾消失。城轨用车是城市轨道交通系统装备的核心,是确保城市轨道交通安全、准时、高效运行的关键,其投资大、技术复杂,在一定程度上标志着城市轨道交通技术发展的水平。根据统计表明,车辆购置费占地铁设备总投资的45%~50%左右,占总投资的15%~20%左右。面对异常激烈的市场竞争环境,以及城轨交通车辆市场正在面临的订货量上升,而利润却在下降的尴尬矛盾,长客只有主动的向全球领导企业看齐,采用先进的控制技术,拟定出标准化的车辆结构,从核心技术上拉开与国内同行的距离,才是脱颖于这一红海的唯一出路。

    加速城市轨道车辆国产化率

    根据建设部最新统计,我国目前已有北京、上海、广州等10个城市陆续修建地铁及轻轨线路并已投入运营,建成投入运营及试运营的线路共有22条,运营及试运营里程共602.3km。目前,在北京、上海、广州等12个城市中,有36条城市轨道交通线路正在建设。在未来10多年里,15个城市建设轨道交通线路总长约1,700km。按照目前我国城市轨道交通线路的实际情况,每公里平均保有车数约为7.7辆,预测未来的10年~15年,我国将需各类车辆约为1.3万多辆,若再考虑现有车辆的更新和技术改造,则将需要有更多的车辆。总投资将达到6,200亿元。

    由于城市轨道交通车辆是一种集多学科技术的复杂机电产品,其总体设计是根据线路条件、用户需求来确定城市轨道交通车辆合理的技术参数、结构和机电装备的配置以及各系统、设备之间的接口关系。我国的城市轨道车辆一直采用自主创新的研发方式,结合利用技术引进和跟随战术,部分技术已经接近世界先进水平。然而市场是乐观的也是严酷的,作为出产了中国第一辆具有自主知识产权的地铁用车的长春客车,必须肩负起加速我国城市轨道交通车辆国产化率的重担。

表1  北京城市轨道交通线路用车统计

                 

                         


图1  长春客车研制的北京地铁5号线列车正在轨道上行驶
 
    由于大部分生产电气传动控制系统的国外大型公司也生产整车,它们在车辆电气、制动控制原理研究上也具有很高的水平,这样就导致了一些国内城市轨道交通车辆整车生产企业对国外电气传动控制系统、制动系统厂商技术上的依赖。因此,电气传动控制系统和制动系统等是实现车辆国产化的关键。这些先进技术的合理集成能够极大提升国产车辆的档次,使城市轨道交通车辆总体技术接近世界先进水平。

                      

图2  正在长春客车车间内调试的车辆
 
    空调系统营造舒适乘车环境

    列车与大量客流、及设备所产生的热量,使得地铁内温度逐年升高,所以通过空调系统增加地铁的舒适性显得愈发重要。

    从第一列加装空调的国产城市轻轨和地铁用车开始,长春客车在空调通风和采暖系统的控制上一直保持着简单、实用的设计思路,最大程度上为乘客提供一个简洁、舒适的乘车环境。基于地铁车辆多年的成熟运用经验和设计理念,长客在空调通风和采暖系统控制方式的设计上一改传统的“通过操作操纵台上硬线开关控制的方式”,打造一个可以彻底满足北京奥运地铁温控使命的空调系统。长春客车与西门子团队一起精诚合作,充分利用了列车控制网络优势,凭借先进的列车网络操作平台,简化了司机操纵台的部件、列车布线设计和司机的操作程序,促进了系统进一步集成化;兼顾了网络故障情况下仍可以通过简单的操作,使系统按照某一功能方式正常运行,确保了列车的舒适性。为了预防极端状况,该系统还保留了在特殊情况下可启动紧急通风的功能。

    城轨客车空调系统主要由空调机组、送风系统、回风系统、废排系统等部分组成。每辆车的空调控制柜内均设置有集控、本控选择开关。列车正常运行时,选择集控模式,此时整列车所有车辆的空调通风和采暖系统工作状态接受激活司机室指令控制;列车在检修时选择本控模式,车辆将接受本车空调控制柜内功能选择开关的控制。

    空调机组配用独立的电气控制柜,高可靠、易编程、功能强,并且带有灵活通讯功能的PLC控制器,分别控制各个车厢的空调系统。每个西门子S7-200 PLC控制一节车厢的空调系统,整车使用6套PLC,各个车厢的空调系统都通过网络连接到机车的控制室,集中显示到控制屏幕,清晰的监视每个空调的运行情况,可以有效的进行故障诊断。

    在PLC的选型方面,长春客车意识到不但要考虑到控制器的功能性,还需要考核厂家的售后服务和技术支持水平,因为对于系统的正确使用、维修和升级,往往比选用PLC控制器的种类更为重要。由于空调系统的运营环境比较恶劣,温度高、湿度大,因此空调系统的相关技术指标要求是比较严格的:客车的空调系统要有很强的适应环境能力以及非常高的运行可靠性能。PLC还需要承受同时启动多台空调压缩机时,可能产生的过载冲击。任何微小的纰漏,都将降低客车的乘客搭载效率。

    凭借遍及全国,并且制度完善的服务体系,西门子能够有效的帮助用户提高运营指标,消除不必要的维修损失。

    结语

    现今长春依托于长春客车,将建成长春轨道交通装备制造产业园,规划面积6.5平方公里,其中已建成1.5平方公里。努力把长春轨道交通装备制造产业园建设成为长客最完备的产业发展与配套服务平台,全国规模最大、竞争力最强、产品结构合理、具有国际一流水平的铁路客车和城市轨道车辆研发、生产和出口基地。长客还将继续强化与西门子公司合作,提高车辆的舒适性和安全性。



                                                                ————转自《自动化博览》
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