王昊

近年来，煤矿等能源型公司大量引进先进的快速定量装车系统以实现装车自动化作业，这不仅可以很好的解决装车精度问题，同时也可以降低工人的劳动强度。这进一步对货运机车提出了更高的要求，既要能重载牵引，又要能很精确的配合自动化装车系统，因此研发更为精确的低恒速控制系统的大功率货运机车就显得尤为重要。

目前中车二七公司的低恒速装置仅为1、3、5、7等几个区间。相对于大连机车公司的0.5～10Km/h有很大差距。

从2002年4月至今，大连机车公司先后供山西晋城矿物局、粤海铁路、湖南耒阳电厂、大连大窑湾港和神华集团低恒速机车等。比如说山西晋城矿务局原本是二七公司的传统用户，早年其一直运用二七公司所生产的DF7系列，后来因为此单位提出0.5～3Km/h的低恒速装置，二七公司满足不了其技术要求，而大连公司极为重视，直到后来每年1～2台的机车采购均采用大连公司产品，二七公司失去了原本的市场。因为此装置的重要性，很多周边的企业也慕名而来，比如长治的潞安矿务局，此单位此后几年的大批量机车采购都从大连机车公司直采，二七公司因为此低恒速装置损失了大量的机车市场。

应用遥控低恒速机车装煤的优点：

1）提高了装煤速度和装煤质量，降低了工作人员的劳动强度；

应用没有遥控低恒速功能的机车装煤时，由于很难控制机车的速度，有时装一节车厢需要停几次车，控制塔上的操作人员通过对讲机不停的指挥司机控制机车前进、后退、停车，控制塔上的投煤斗只能分两次或三次将一斗60吨重的煤投到车厢里，这样使得装完煤的车厢出现一个个象驼峰一样的突起，需要大量人员花很长时间上车平煤。

应用遥控低恒速机车装煤时，司机不需要做任何操作，一切操作均由控制塔上的操作人员完成，他们可以在0.5～3Km/h范围内任意设定机车的速度，控制机车的前进、制动和后退，车厢以恒速经过控制塔前时，操作人员根据投煤斗与车厢的相对位置控制投煤，当车厢的首部刚经过投煤斗时，操作人员控制投煤斗下降，同时开始投煤，车一边走，投煤斗一边往下漏煤，当投煤斗即将碰到车厢的尾部时，投煤斗自动升起，这样一斗煤刚好装完一节车厢，接着连续装下一节车厢。装完的煤非常平整，不需要人工平煤。

由此可以看出，应用遥控低恒速机车装煤不但节省大量的时间，而且操作人员的劳动强度大大降低，免去了人工平煤的麻烦。

2）应用遥控低恒速机车装煤，有利于生产安全；

控制塔上的操作人员不需要用对讲机指挥司机控制机车，只需通过遥控器控制机车在给定速度下恒速运行，如有紧急情况，可以及时控制机车停车。如果机车不采用恒速控制，机车速度忽快忽慢，投煤斗不能及时升降，车厢很容易撞到投煤斗。

该低恒速装置不仅在煤矿企业装煤中能发挥高效、安全的优势，在矿山、港口、油田等需要自动化装车作业的场合同样具有很好的应用推广前景。现我公司的低恒速装置在0.5～1Km/h区间是个空白，望有关领导重视，使二七公司的机车市场更进一步。

附：低恒速机车的控制系统由微机控制系统和遥控控制系统两部分组成。

（一）.微机控制系统

微机控制系统是一个以Intel 80C196KC为核心的内燃机车多功能实时控制系统，由于该系统的软硬件均为开放式设计，因此在原有的控制功能，包括柴油机转速控制、恒功率控制、辅助发电（110V）控制、过渡控制及实时异步串行通讯等功能基础上，又增加了低恒速控制功能。

1.微机控制系统硬件

微机控制系统硬件包括一个四槽DLC主机箱和一个信号装置。

DLC主机箱由机箱、底板和四块插件板组成。在正常情况下，只有两块插件板处于工作状态（左边两块或右边两块），另两块板处于备用状态，每两块板又分为主板和辅板。

机车低恒速工作模式信号（110V信号）通过KZZH开关传送到辅板的开关量输入通道，同时机车速度给定信号（0～5V对应0～3Km/h）通过操纵台上的速度给定电位器或接收器上的速度给定端口传送到辅板的模拟量输入通道，然后，辅板把这些信号通过串行通讯传递到主板。低恒速工况下的主发电流与常用制动减压量信号传送到主板的模拟量通道，机车速度和柴油机转速反馈信号同时传送到主板和辅板。主板根据所获得的信号通过HSO口控制PWM占空比，从而控制机车主发电机的励磁。

信号装置包括三块电路板，一块是柴油机转速及机车速度隔离变换板，一块是电源电流板，另一块是电压板。信号装置的作用是把传感器采集来的信号经过隔离变换变成微机所能识别的信号，然后再把这些信号传递给微机。

2.低恒速控制系统的控制原理及软件设计

机车的低恒速控制系统是典型的无静差调速系统，采用电流、转速比例积分调节

器，利用电流闭环控制和机车速度闭环控制，实现对机车的低恒速控制。在这里面电流闭环控制的作用是：在不同柴油机转速下限定牵引电机的最大牵引电流，同时限定牵引电机电流加载率，使机车平稳起动。机车速度闭环控制的作用是：實现机车速度的无静差调速控制，保证机车在某一给定速度下低恒速运行。

在低恒速模式下，当柴油机的转速变化时，DLC的限流基准器将给出主发电流基准信号，并送往主发电流加减载率控制器，形成限流净基准信号，它与电流反馈信号相比较，比较误差信号送至主发电流调节器。同时，机车速度给定信号（0～5V对应0～3Km/h）经过机车速度给定加减载率控制器，形成机车速度基准信号，它与机车速度反馈信号相比较，比较误差信号送至机车速度调节器。这两个调节器都是自适应的PI调节器，即调节器的参数随着柴油机转速、主发电流、和机车速度的变化自动进行调整，以保证系统具有优良的动态性能和稳态性能。两个比较器的输出信号通过比较器进行比较，比较后的最小值作为驱动器的有效输入信号，该控制信号经驱动器和励磁机放大后控制主发电机的励磁。由于机车刚起动时，机车速度反馈为零，驱动器的控制信号按一定的加载率逐渐加大，进而控制主发电机励磁逐渐增大，使主发电流逐渐增大，牵引电机开始转动，机车速度逐渐增大，随着机车速度反馈的变化，机车速度调节器的PI调节参数自动进行调整，当机车速度大于给定速度时，控制主发电流逐渐减小，使机车速度减小。如此过程反复调整，使机车速度稳定在机车速度给定值上。

由于机车在大负荷、低速状态下运行，牵引电机的电流一直非常大，因此需要增大柴油机转速来增大牵引电机的通风量，当司机把KZZH开关扳到司机控制低恒速位或遥控低恒速位时，柴油机转速自动升到600转/分钟。柴油机转速为600转/分钟时，牵引电机的限流值为648A，当牵引电机的电流大于645A且持续1秒钟，机车柴油机转速自动升到800转/分，一方面增大牵引电机的散热量，另一方面，牵引电机的限流值增大到864A，增大牵引电机的牵引力。

根据上述原理，编写了低恒速控制系统的控制软件，同时，在控制软件中增加了许多保护功能，如采用了限流、限速等保护，从而保证机车的安全运行。

（作者单位：中车北京二七机车有限公司）