城市轨道交通车辆司机控制器选型方案的分析

2013-09-25王重阳欧阳月光

城市轨道交通研究 2013年1期

王重阳欧阳月光强飞

（西安沙尔特宝电气有限公司，710048，西安∥第一作者，工程师）

城市轨道交通车辆司机控制器是司机用来操纵机车运行的主令控制器，是利用控制电路的低压电器间接控制主电路的电气设备，用来控制机车的运用工况和行车速度，其外形和功能特点决定了司机室整体安装、操作舒适性及特殊功能性。因此，城市轨道交通车辆司机控制器的选型方案也相对重要。

目前，在国内城市轨道交通车辆中配备的司机控制器种类较多，其外观、操作模式及功能存在较大差异，但应用范围最广、配备数量最多的为S355型、S353型及S354A型司机控制器。本文对以上三种司机控制器进行简要介绍，并对其选型方案进行对比分析。

1 各型司机控制器介绍

1.1 S355型司机控制器

图1为S355型司机控制器外形结构示意图。该型司机控制器目前广泛应用于广州地铁1、2、4、5号线，上海轨道交通7、9、11、12、13号线，深圳地铁1、5号线，苏州地铁1号线，杭州地铁1号线，以及在建的武汉地铁2号线等。S355型司机控制器为手柄式（无档无级），结构紧凑、新颖、体积小、质量轻、操作灵活，安装板下高度仅76mm，尤其适用于安装在对高度方向有严格要求的狭小空间。触点采用德国沙尔特宝公司先进的触点模块，具有速动、自净、密封的特点，闭合表可根据用户要求任意设计组合。其较小的体积及功能的灵活组合性得到了广大用户的青睐。

图1 S355型司机控制器外形结构示意图

S355型司机控制器上有控制手柄、换向手柄、机械锁、警惕装置等四种可操作机构。控制手柄有牵引、0、制动、快制位；换向手柄有向前、0、向后位；机械锁可开启和锁闭换向手柄。换向手柄在每个档位均有定位。控制手柄可在牵引、0、制动、快制的每个档位定位，或可稳定停留在牵引、0、制动档位中的任意位置。控制手柄的警惕装置可在任意档位操作。

使用时，先打开机械锁，由换向手柄选定机车的行车方向和工况，再操作控制手柄来控制机车的速度。在行车过程中，如需要改变机车的工况，必须将控制手柄放回0位，才可进行换向手柄的操作。如司机需要到异端进行操作，必须将本端司机控制器的控制手柄置0位，换向手柄置0位，且锁定本端的机械锁，拔下钥匙，方可到异端去操作行车。

1.2 S353型司机控制器

图2为S353型司机控制器外形结构示意图。该型司机控制器目前广泛应用于广佛线地铁，北京房山线，西安地铁1、2号线，重庆轨道交通6号线，新加坡地铁，以及在建的大连202轻轨延伸线等。S353型司机控制器为手柄式（有档无级），结构紧凑、新颖、体积小、质量轻、操作灵活。触点采用德国沙尔特宝公司先进的触点模块，具有速动、自净、密封的特点，闭合表可根据用户要求任意设计组合。其一体的设计也是该型司机控制器备受用户垂青的重要因素。

图2 S353型司机控制器外形结构示意图

S353型司机控制器的面板上有控制手柄、换向手柄、面板锁、警惕装置等四种可操作机构。控制手柄有P1～P4、N、B1～B7、FB等13位；换向手柄有F、0、R等3位；面板锁有开和关两种状态符号，分别表示司机控制器面板锁的开启和锁闭。控制手柄和换向手柄在每个档位均定位，各手柄稳定在相应的档位中。

在使用时，先打开面板锁，由换向手柄选定机车的行车方向和工况，再操作控制手柄来控制机车的速度。在行车过程中，如需要改变机车的工况，必须将控制手柄放回N位后，才可进行换向手柄的操作。如司机需要到异端进行操作，必须将本端司机控制器的控制手柄置N位，换向手柄置0位，且锁定本端的面板锁，拔下钥匙，方可到异端去操作行车。

1.3 S354A型司机控制器

图3为S354A型司机控制器外形结构示意图。该型司机控制器较前两型为新款机型，其设计外观性、操作性都较鲜明，目前广泛应用于上海轨道交通6、8号线及增购车项目上。S354A型司机控制器为平推式（无档无级），结构紧凑、新颖、体积小、质量轻、操作灵活。触点采用德国沙尔特宝公司先进的触点模块，具有速动、自净、密封的特点，闭合表可根据用户要求任意设计组合。该型设计改变了以往手柄前、后拉的操作模式，符合人体工程学，使司机在操作上更加舒适。

图3 S354A型司机控制器外形结构示意图

S354A型司机控制器的面板上有控制手柄、换向手柄、面板锁、警惕装置等四种可操作机构。控制手柄有牵引、0、制动、快制位。换向手柄开关有ATO、手动、向前限速、洗车、断开、向后限速等6个档位。面板锁有开和关两种状态符号，分别表示司机控制器面板锁的开启和锁闭。控制手柄可在牵引、0、制动、快制的每个档位定位，或可稳定停留在牵引、0、制动档位中的任意位置。换向手柄在每个档位均定位，手柄稳定在相应的档位中。

使用时，先打开面板锁，然后由换向手柄选择机车行车方向和工况，再操作控制手柄来控制机车速度。控制手柄和换向手柄有相对联锁关系：换向手柄未离开手动位时，控制手柄被锁在0位；换向手柄转到ATO位、向前限速位、洗车位、断开位时，控制手柄可离开0位从0位转动到牵引和制动区域中任意位置，控制手柄一旦离开0位，换向手柄被锁住；当换向手柄转到向后限速位时，控制手柄可转到制动区域任意位置，控制手柄一旦离开0位，换向手柄被锁住。如司机需要进行异端（或调车）操作时，必须将本端司机控制器的控制手柄置0位，换向手柄置手动位，面板锁转到锁闭位后拔下面板锁钥匙，方可进行异端操作。

2 各型司机控制器选型方案对比分析

S355、S353、S354A型司机控制器各有差异，在选型时需做对比，以进一步选定所需司机控制器。这三种普遍配备的司机控制器在外观、操作性上有差异，其各自的外形大小对城市轨道交通车辆司机室的安装布置空间要求各不相同。

S355型司机控制器高度尺寸较小，非常适合操纵台安装空间对高度方向严格要求的车辆；面板小巧美观；面板锁由钢丝拉线从司机控制器主体部分引出，因此面板锁的安装位置可灵活地在司机操纵台上较大范围内选择，更利于车辆中司机操纵台的布置。S355型司机控制器基本型的控制侧和换向侧最多可装入16个速动开关（触点），可根据用户要求任意增加速动开关的数量，每增加一个，司机控制器的长度方向尺寸增加约12.5mm。

S353与S354A型司机控制器则将所有操作机构（控制手柄、换向手柄、机械锁、警惕装置）集成于一体，使设计更具模块化。与S355型相比，其易于在操纵台上装卸，便于进行检修及维护等。S353型司机控制器牵引及制动均有档位且档位清晰，而S355与S354A在牵引及制动区域为无级操作模式，选型时可考虑车辆整机系统与司机控制器的技术配合及司机的操作习惯。S353型司机控制器基本型的控制侧和换向侧最多可装入22个速动开关，在长度方向上每增加约12.5mm，则控制和换向侧可各增加2个速动开关。S354A型司机控制器的控制手柄操作模式为平推型，操作更加简便、人性化，但不易于增加速动开关数量，如增加高度方向尺寸，开关数量可少量增加。

三种司机控制器在与操纵台的电气接口方面无较大差别，开关的闭合、接线及连接器等均可按照用户要求。

司机控制器的输出信号分为数字信号和模拟信号，数字信号由触点输出高、低电平给微机，模拟信号则由控制器的部件电位器线性输出电压值。机车在运行时，微机会随时收到来自司机控制器的数字与模拟信号，以此来控制其他运行部件，从而达到控制机车行车方向和运行速度的目的。S355、S353、S354A型司机控制器的数字信号均由速动开关发出，速动开关外形及电气原理如图4所示。其模拟信号则由图5所示的电位器根据手柄转角的变化线性输出电压值。模拟信号根据具体闭合及机车电气牵引系统要求，其相应的电压输出范围也不同。