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西门子自动化技术打造堪与世界比肩的城轨用车品牌

西门子自动化技术打造堪与世界比肩的城轨用车品牌

     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。

  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。郝先生认为,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,目前都取得了国产化的重大进展。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。

  长客对于地铁节能降耗的努力也充分显示出了其领先的发展意识和战略眼光,郝先生介绍:“地铁的耗电量是很大的,节约电能首先要从提高电机的利用率和能量回收入手。比如有些车辆上配备的电能回馈系统,将车辆刹车时产生的大量能量转化为电能回收。虽然目前没有取得广泛应用,不过作为一种发展趋势,终将随着技术的发展,在轨道交通车辆中普及。”

  从第一台凸轮变阻的碳钢车到今天的变频调速铝合金、不锈钢客车,从大运量的地铁车到高价轻轨客车,从钢轮双轨客车到橡胶轮单轨客车,从直线电机牵引的城轨车到磁悬浮客车。数十年来,长客自主创新研制的城轨客车品种日新月异。因为长客人知道必须大步迈进,必须每年跨越国外制造商历经数年才走完的历程,才能实现突破,在世界上崭露头角。“必须承认,相比庞巴迪、阿尔斯通和西门子而言,我们的车辆在性能和技术方面存在差距,仍需努力。”长客在研发方面投入了大量精力,长春研奥电气有限公司副经理郝明亮先生谈到:“例如北京地铁各条线路的机车型号均不相同,公司1,000多名研发人员加班工作,从优化结构开始,到车辆的外观和内饰设计,一遍遍的进行调整。所以可以完全根据地铁线路的需求设计出定制的车辆,比欧洲厂商更具灵活性。”长客的产品目前已涵盖了城轨用车的全部种类。这种全方位的品牌效应,让世人逐渐把中国和城轨用车研发大国联系起来。

空调系统营造舒适乘车环境

  城市化水平的提高,轨道交通的大规模改造,给北京进入快速公交时代提供了基础保障,越来越多的家庭选择地铁和城轨作为代步工具,人们的出行方式发生了较大变化。2002~2006年,北京市建成轨道交通运营里程60公里,相当于从建国到2001年末建成轨道交通总里程的1.1倍。地铁逐渐变成人流最为密集的公共场所,其单向每小时可运送4万至6万人次。自从奥运申办成功以后,科学发展、以人为本的理念渗透到了社会的方方面面,人们愈发重视生活的舒适度。在地铁运行时,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。”谈到西门子产品的应用,郝先生认为S7-200完全满足长客的需求,“使用西门子PLC可以明显的感觉到编程方面的便利性。它拥有丰富的指令集,以及友好的编程环境,还有很多大家常常熟视无睹的优点,比如可重复使用的代码,独立于处理器的编程环境,更快的掌握速度等等,可以有效的节约额外的工程实施和人员培训产生的费用。”

  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

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