铁道机车专业教学资源库
武汉铁路职业技术学院主讲：黄秀川
《高速动车组技术》课程
武汉铁路职业技术学院黄秀川
制动指令的传输
目录
CONTENTS
数字式制动指令的传输
在动车组上，司机制动控制器发出的制动指令，正常的传输一般由列车信息控制网络来完成，列车网络对于来自司机控制器(或列车自动控制系统车载设备、司机安全装置等)的牵引、制动指令是优先传送的。
在设备故障情况下，如图6-2-所示，可以通过备用传输线(电缆线，简称硬线)向全列车传送。
作为实际产品中的网络结构，制动控制单元(BCU)与网络的关系如图3.9、图3.10所示
数字式制动指令的传输
在图3.9所示的列车网络中，制动系统有一个专门的总线(制动总线)，列车上每个制动控制单元(BCU)都与其接口。制动总线可在整列编组上扩展，如两组连挂成16辆长编组时。带司机室的控制车上的BCU起到制动主控制的作用(MBCU),且与TCMS
MVB总线接口，获得来自司机制动控制手柄和列控系统车载设备的制动请求(电制动和空气制动请求)。在编组中的主BCU通过司机控制台钥匙的插人进行定义。每个BCU控制本车的空气制动阀。在每个动车上的牵引控制单元(TCU)都与TCMS
MVB总线接口，每个TCU执行本车电制动功能并且通过硬线连接驱动空电互锁阀。
MBCU直接读取制动手柄位置和列控系统车载设备的制动请求并处理这些信息、设定制动所需要的电制动力和电空制动力。电空制动指令通过制动总线发送给列车编组的所有BCU,相应地执行本车空气制动阀的控制；电制动指令通过TCMS
MVB总线传送给牵引主控制的MPU进行处理并通过列车控制网络(MVB和WTB)传送给所有的TCU。
数字式制动指令的传输
在图3.10所示的列车网络中，司机制动控制器或列控系统车载设备发出的制动请求信号经中央装置转换成数字信号后传送至各车辆的终端装置，再经车辆内部的局部总线传送至制动控制单元，动车的制动控制单元向牵引控制单元发出电制动请求信号，并根据返回信号控制本车的空气制动阀实施所需的空气制动力，同时还要向相关拖车的制动控制单元发送空气制动补足参考信号。
数字式制动指令的传输
模拟式制动指令由司机制动控制器的位置信息经调制或直接编码形成。
例如，某制动系统的制动指令信号为475～525Hz的24V单极性PWM信号，由制动编码器发出。司机主控制器在不同位置时的制动指令PWM信号占空比如表3.5所示。
PWM是Pulse-Width
Modulation的英文缩写。作为制动信号发生装置中最重要的部件之一，PWM脉宽调制器也是整个制动系统中非常重要的一个单元。它接收来自司机制动控制器产生的电气指令式制动信号以及ATP发出的电气指令式制动信号，经逻辑判别及量值比较后，根据协议约定，选择量值较大者作为当前有效电气指令式制动信号，然后进行信号形式的变换，再经继电器箱后送至贯通全列车的电空制动指令直通传输线进行传播。经过判别比较后，确定某一输入为当前应该执行的制动指令，然后将此制动指令在信号变换单元中变换，从而产生脉宽按照协议设定规律变化的PWM信号，最后送至输出级抬升电压，在强干扰环境下进行较长距离的传输。
模拟式制动指令的传输
级位
运转
B1
B2
B3
B4
B5
B6
B7
FB
占空比
15.0%
23.8%
32.5%
41.3%
50.0%
58.8%
67.5%
76.3%
90.0%
表3.5PWM制动指令信号的占空比
PWM信号的抗干扰能力较强。在动车组上，主要干扰源来自制动系统外部，如主变压器、变流器及其他强电设备；制动系统内部主要是系统供电电源的波动。因此要采取抗干扰措施，如：
①PWM系统各部分(指令电位器，PWM发生器，传送驱动电路，编码及解码电路)的直流工作源，均经一级或多级DC/DC模块供电，可有效抑制110V直流供电电源中的干扰及110V直流电源的波动所造成的不利影响。
②PWM系统各部分电路中均在关键部分设置了尖峰干扰吸收滤除电路,以进一步抑制此类干扰。
③加强隔离措施，以切断有害的地电流回路。
模拟式制动指令的传输
对主要通过“交变电磁场”方式引人的干扰，通过以下措施加以抑制：
①屏蔽PWM系统各部分电路，采用接地及隔离措施，以有效抑制各类交变电磁场及静电场的干扰。
②对最容易受交变电磁场及静电场干扰的布线距离很长的PWM信号传输部分，采用以下方法：
a.采用较高的60V电压传送PWM信号；
b.传输线采用对称性良好的双绞线，屏蔽层，整套信号传输线外部再以铝管加以屏蔽；
c.尽量提高整个PWM信号的“驱动→传送→接收”环节电路的对称性，从而可增强此长距离传输系统对共模干扰的交变电磁场干扰的抑制