空调控制系统故障的诊断

项目6　城市轨道交通车辆空调控制系统

【项目描述】

空调控制系统是城市轨道车辆空调系统的核心部分，控制着空调系统在各种工况下有条不紊地运作，是整个空调系统正常运行的重要保障。本项目介绍了空调自动控制系统基本组成、原理，重点介绍了城市轨道车辆空调控制系统的组成、作用、接口以及日常的保养工作。

【学习目标】

1．掌握空调控制系统的作用和基本组成；

2．掌握城市轨道车辆空调控制系统的组成和作用；

3．了解城市轨道交通车辆空调控制系统与列车控制及监控系统的接口；

4．了解PLC控制的空调控制系统；

5．了解空调控制器控制的空调控制系统。

【技能目标】

1．能操作空调控制各运作模式的转换；

2．能操作城轨车辆空调的集控和本车控制；

3．能进行空调控制装置的保养和显示故障的诊断。

任务6．1　空调自动控制系统的认知

【任务场景】

城轨车辆空调控制包括司机集中控制和本车控制。

【任务要求】

掌握空调自动控制系统的基本组成。

【知识准备】

6．1．1　自动控制系统概述

自动控制是指在无人直接参与的情况下，利用控制装置操纵受控对象，使受控对象的被控量等于给定值或按照预定规律进行变化。

自动控制系统的分类方法较多，常见的有以下几种。

（1）按给定值变化的规律分类

1）定值控制系统

被控参数的给定值在控制过程中恒定不变的系统称为定值控制系统，它在制冷空调中应用最为普遍。例如空调系统中的恒温、恒湿控制属于定值调节。

2）程序控制系统

被控参数的给定值按照某一事先确定好的规律变化的系统称为程序控制系统，即给定值为时间t的函数。

3）随动控制系统

它又称为跟踪控制系统，即被控参数的给定值事先不能确定，取决于本系统以外的某一进行着的过程，要求系统的输出量随着给定值变化。

（2）按系统的结构分类

1）开环控制系统

开环控制系统是最简单的一种控制系统，其特点是在控制器与被控对象之间只有正向控制作用，没有反馈控制作用。开环控制系统的结构简单，控制也及时，但控制精度低，抗干扰能力差。

2）闭环控制系统

在控制系统中，如果把系统的输出信号反馈到输入端，由输入信号和输出信号的偏差信号对系统进行控制，则这种控制系统称为闭环控制系统，也称反馈控制系统。反馈控制系统具有较强的抗干扰能力，且精度高，适用面广，是基本的控制系统。

3）复合控制系统

复合控制系统的反馈控制是在外部的作用下，系统的被控制量发生变化后才作出相应调节和控制的，在受控对象具有较大时滞的情况下，其控制作用难以及时影响被控量，进而形成快速有效的反馈控制。前馈补偿控制则在测量出外部作用的基础上，形成与外部作用相反的控制量，该控制量与相应的外部作用共同作用的结果，被控量基本不受影响，即在偏差产生前进行了防止偏差产生的控制。在这种控制方式中，由于被控量对控制过程不产生任何影响，故它也属于开环控制。前馈补偿控制与反馈控制相结合，就构成了复合控制。它有两种基本形式：按输入前馈补偿的复合控制和按扰动前馈补偿的复合控制。

6．1．2　空调自动控制系统的组成

空调自动控制系统是由控制设备和受控对象组成，一般包含控制器、执行器、控制对象、传感器、变速器。为了更清楚描述空调自动控制系统各组成环节间信号的联系和相互关系，采用方框图表示系统的组成，如图6．1所示。

图6．1　空调自动控制系统的组成

空调自动控制系统中的每一个组成环节用一个方框来表示，每个方框都有一个输入信号，一个输出信号；方框间的连线和箭头表示环节间的信号联系与信号传递方向，信号可以分叉与交汇。在空调自动控制系统中，除给定值变化外，凡是引起被控参数发生变化而偏离给定值的外因均称为干扰。干扰作用通过干扰通道影响被控参数，而控制作用通过控制通道影响被控参数。

（1）控制器

控制器又称调节器，其主要作用是将变速器传送来的信号与设定值比较后得到偏差进行综合放大并按一定的规律发出控制信号（如电动、液压动、气压动及机械动的信号）去操作执行器。

（2）执行器

执行器的作用是接收控制器的信号后，自动控制阀门的开或关以及开启大小等，如电磁阀、电动阀、蒸汽阀等都属于执行器。

（3）控制对象

控制对象包括被控制的设备和被控制的参数，如风量、阀门、电热器以及湿度、温度等。在实际使用中，自动控制一般采用双位控制，即在控制机构中有2个固定位置（开启或关闭）的控制。如图6．2和图6．3所示为对温度的双位调节，其特点是室温在给定值上下波动呈等幅震荡过程。一般情况下，若波幅不超过空调内允许波动值，其调节是合理的。

（4）传感器

传感器又称测量元件或敏感元件。它的作用是将温度、湿度、压力、风速等物理量转化为电信号。传感器包括温度传感器、湿度传感器、压力传感器等。

（5）变速器

变速器的作用是接收传感器传来的电信号，并将其转化为输出的机械信号或电动信号输送给控制器。例如，传压毛线管就属于变速器。

6．1．3　制冷控制元件

（1）节流装置

1）热力膨胀阀

热力膨胀阀也称自动膨胀阀，是利用蒸发器出口处制冷剂蒸汽的过热度来自动调节制冷剂节流降压的结构。

图6．2　温度双位控制原理

图6．3　温度双位调节过程

2）电子膨胀阀

电子膨胀阀是一种按照电脑预先设定的程序而进行流量调节的装置。由于其直接检测蒸发器出口真实过热度，故信号传递速度快，调节反应迅速。

3）毛细管

当流体沿毛细管内流动时，由于管道有摩擦阻力而产生压降，管径越小，流动阻力就越大，产生的压降就越大。

（2）电磁阀

电磁阀是一种开关式的常闭自控阀门。电磁阀的打开是依靠线圈在通电以后所产生的电磁力，而电磁阀关闭是依靠复位弹簧及阀芯的重力。电磁阀的结构形式很多，一般分为直接开启式和间接开启式两类。电磁阀通常串联在制冷系统的管路中，用以控制系统管路中流体的接通或断开。

（3）温度控制器

温度控制器也称温度传感器，主要用电接点水银温度计、热敏电阻、感温包等作为感温元件，一般用来检测新风温度和回风温度，通过相应的温度采集模块选择空调运行模式，为乘客提供最舒适的环境。

（4）压力保护器件

制冷系统中一般都设置高压压力保护、低压压力保护、油压控制器等。

高压压力保护用来监视和控制排气压力，防止高压系统压力超限。如当室外热交换器脏、制冷剂充注过多、冷凝风机反转、排气管段堵塞、室外通风机不转、空气或不凝性气体混入系统时，都会引起高压系统超高。一旦高压过高，压缩机的排气压力也过高，会导致压缩机电机过载运行而受损害。因此系统中设置高压压力保护，当系统高压压力过高时会使压缩机停机。

低压压力保护用来监视和控制吸气压力，防止压缩机吸气压力过低时，如制冷剂泄露、吸入空气温度太低、风量不足、低压管路堵塞、蒸发器散热片堵塞等引起低压压力保护器动作。当系统压力过低时，不仅会影响机组的正常工作，而且压缩机近于空载运行也会损害电机。因此，系统中设置低压压力保护，当系统高压压力过低时会使压缩机停机。

在制冷压缩机运转过程中，它的运动部件会摩擦发热。为了减少运动部件的磨损和防止部件发热变形而发生事故，必须不断供给一定压力的润滑油，使运行部件得到润滑和冷却。若供油压力因某种原因而降低时，则会使压缩机得不到足够的润滑油，压缩机就会发生故障。为了保证压缩机的安全运转，故在系统中设置油压控制器，当油压降低到某一调定值时，就切断压缩机的电源，以保护压缩机。

【任务实施】

空调自动控制系统的作用是控制各系统按设定的方案协调地工作，使车内空气参数满足设计的要求，同时对各系统进行自动保护和故障显示。

（1）运行控制原则

①电机连锁。制冷工况各电机均应顺序连锁，前级设备未启动，后级设备不允许启动。空调机组内通风机不运行，则两台冷凝风机、两台压缩机均不允许启动；机组内有一台冷凝风机不运行，则两台压缩机均不允许启动。

②室外温度低于某一数值或室内温度低于某一数值时，禁止开启压缩机。

③为防止压缩机频繁启动及多台压缩机同时启动，每台压缩机的控制电路中均设有时间继电器，控制每台压缩机在冷凝风机启动后延时启动，并使多台压缩机顺序启动。

④为了使同一机组中的两台压缩机运行时间尽量一致，在控制电路中设有转换继电器，使两台压缩机在单机工作时轮流工作。

⑤不同的车型应安装不同数量、不同制冷量的空调机组，同样也应配有不同形式的电气控制系统。

（2）常见保护功能

①主电路设置欠压、过压、三相电压不平衡保护，可防止主电路的电压波动对机组造成损坏。

②电机过载保护。任何一台通风机过载保护，则断开机组冷凝风机和压缩机，另一台通风机继续运行；任何一台冷凝风机过载保护，则断开机组所有冷凝风机和压缩机，机组仅通风机运转。

③压缩机低温、低吸气压、高排气压、过流保护。压缩机控制电路中串联有压缩机低温运行保护继电器，以防止压缩机在蒸发器前进风温度低于19℃时运转，产生液击现象；采用低压继电器以防止制冷系统泄露、吸气压力低于190 kPa时压缩机运转产生过热现象；采用高压继电器以防止排气压力高于2．65 MPa时压缩机运行，产生阀片损坏、高压部分管路破裂等现象；采用过流继电器以防止压缩机工作电流超过额定电流时烧坏压缩机的现象出现。

④电加热器过热保护。为了防止通风机停转或转速达不到规定值，风道有堵塞现象，机组内电加热器上部温度过高而引起火灾事故，电加热器控制电路中设有温度继电器及熔丝式温度保护熔断器。当风道温度超过70℃时，温度继电器动作，切断电加热器接触器的控制电源。若温度继电器损坏，电加热器的温度超过139℃，串联在电加热器主电路中的温度熔断器将会断开，直接切断电加热器的主电路来保护电加热器。

【效果评价】

评价表

任务6．2　城轨车辆空调控制系统的组成和维护

【任务场景】

空调控制柜，又称控制盘，是空调自动控制系统中进行本车控制和本车显示的装置。每辆车配有一台空调控制柜，一般在车端布置。

【任务要求】

掌握空调自动控制系统的基本组成及作用。

【知识准备】

6．2．1　城市轨道交通车辆空调控制系统简介

城市轨道交通车辆空调机组采用微机控制方式，既可根据外界环境温度进行客室内温度控制，也可根据每车各自的温控器进行客室内温度控制，具有自诊断功能和故障记录功能。为了实现城轨车辆空调电气控制系统的小型化、智能化和系统化，城轨车辆客室内设置了空调控制柜。此控制柜内包含了空调控制相关的接触器、继电器、断路器以及PLC或空调控制器以及和不同空调元件进行通信所必要的连接器等，它根据预设参数，实现自动控制，对空调机组运行参数进行实时检测，出现故障时及时进行保护动作，避免了由于保护不及时引起的严重后果。

6．2．2　城轨车辆空调控制系统基本组成及作用

城市轨道交通车辆空调控制系统一般由控制盘、紧急逆变器、监控通信系统等组成。

（1）控制盘

控制盘由PLC或空调控制器、DC110 V直流供电系统（控制电路）、AC380 V交流供电系统（空调机组主电路）、外围控制元件（包括接触器、继电器、保护电路等）和监控通信模块电路组成。

控制盘中的DC110 V直流控制电压是接触网上的DC1 500 V直流电经过列车辅助供电系统的整流装置变换成DC110 V后供给控制电路；AC380 V交流供电电压是从接触网下来的DC1 500 V直流电经过列车辅助供电系统逆变成AC380 V、50 Hz三相交流电后，供给空调机组的压缩机、冷凝风机等交流负载。DC110 V电压供PLC或空调控制器及外围控制系统使用（在PLC或空调控制器内部，会将DC110 V电压降到24 V供PLC或空调控制器本身使用）。AC380 V供电电压通过断路器、接触器、热保护继电器等分别与两组空调机组的工作电机相连接（每一个空调机组包括2台通风机、2台冷凝风机、2台压缩机）。这里的断路器和热保护器是电路保护元件，不受PLC或空调控制器控制，但热保护器状态会被PLC读取，以便进行故障诊断。而接触器受PLC或空调控制器控制，PLC或空调控制器根据内部程序、外部温度及列车网络控制命令对接触器进行通断控制，从而控制任何一个工作电机的启停。另外，在一个机组的2台通风机、2冷凝风机、2台压缩机之间，还有一个正连锁的逻辑关系，可以用下面的式子来表示：

（通风机1启动）且（通风机2启动）=（冷凝风机1或冷凝风机2启动）

（冷凝风机1启动）或（冷凝风机2启动）=（压缩机启动）

式中，等号前面的事件是等号后面事件发生的条件。

在控制盘向机组的输出中，还有其他一些控制信号，如：

①压缩机启动和运行控制信号（压缩机有单独的启动回路）；

②压缩机半载全载运行控制信号；

③压缩机欠压过压保护信号；

④压缩机转向及绕组温度保护信号；

⑤新风口、回风口的开启及闭合控制信号。

控制盘外挂有温度传感器，用于采集环境温度供PLC或空调控制器内部控制程序使用。

（2）紧急逆变器

紧急逆变器是在列车辅助供电系统全部失电（机组主电路失电）或出现PLC故障、列车总线网络故障等（不同的车型，设置条件有所不同）条件下，以致所有通风机不能工作时启用并用于紧急通风的一种应急设备。它的输入电源是列车蓄电池直流DC110 V电压，工作时将蓄电池的DC110 V逆变成三相交流电，供通风机使用45min。由于列车蓄电池的储量有限，在紧急通风模式下，通风机通常采用降频降压工作模式。紧急逆变器通常安装在车内的箱体中，如图6．4所示。

图6．4　紧急逆变器

1）控制盘给紧急逆变器提供的信号

①辅助供电检测信号（Voltage detection）；

②紧急通风信号（Emergency signa）；

③启动允许信号（Start permission）；

④风机工作信号（Fan operating）。

2）紧急逆变器的具体启动条件

①辅助逆变器失电。空调启动后，紧急逆变器开始检测允许启动信号，若正常，则PLC或空调控制器正常投入工作，紧急逆变器待命。在待命过程中，紧急逆变器一直在监视主电路中辅助逆变器的供电情况，若检测出失电情况，紧急逆变器立即输出紧急通风信号给PLC或空调控制器。PLC或空调控制器收到信号就断开所有通风机的接触器，然后紧急逆变器再去检测所有的通风机接触器，确保全部断开后，就开始同时向客室输出三相交流电供通风机用。在运行过程中（45 min内），紧急逆变器还是一直在监视辅助逆变器的供电，若供电恢复正常，则紧急逆变器停止工作，然后撤销紧急通风信号，通知PLC或空调控制器启动主回路接触器。

②PLC故障。空调系统在运行过程中，如出现PLC故障，紧急逆变器会检测通风机接触器的接通情况，若没有全部断开，则紧急逆变器不投入工作。只有在检测到所有的通风机接触器全部断开，它才向PLC发送紧急通风信号并保持此信号（供PLC在恢复正常的时候能发现此信号，PLC才不会误操作启动通风机接触器造成短路事故），并启动紧急通风。

③列车总线网络故障。当出现列车总线网络故障时，系统进入紧急通风状态。空调机组持续执行紧急通风模式直至列车总线网络发出停止紧急通风命令。系统收到取消“紧急通风”命令后，紧急通风模式停止。

（3）监控通信系统

1）通信

PLC或空调控制器自带RS485口、RS232口，通过PC／PPI通信电缆，一端接PLC或空调控制器的通信口，另一端接便携式电脑，即可通过标准RS232口直接进行信息传递。

2）监控

通过外接计算机，可以查询的内容有：

①传感器检测的实时温度；

②车厢温度（两机组传感器检测的实时温度的平均值）；

③设定温度；

④当前空调机组的运行状态；

⑤机组各电机的运行情况；

⑥压缩机的累计工作时间；

⑦故障信息，包括当前故障和历史故障及相关维修记录。

6．2．3 空调控制运作模式

城市轨道交通车辆空调机组的控制运作模式主要有以下几种模式：

（1）通风状态

两个机组的通风机全部运行，而且新风阀、回风阀全部打开。

（2）紧急通风状态

两个机组的通风机全部运行，且新风阀全部打开，回风阀全部关闭。

（3）半冷（弱冷）状态

两个机组的送风机全部运行，冷凝风机也全部运行，每个机组的压缩机只有累计运行时间少的压缩机运行，即只有一半的压缩机启动。

（4）全冷（强冷）状态

两个机组的送风机全部运行，冷凝风机全部运行，每个机组压缩机全部运行，即所有的压缩机启动。

（5）自动冷状态

空调机组根据规定的目标温度来控制空调机组处于通风模式、半冷模式及全冷模式。

1）按照UIC曲线计算的目标温度

根据UIC 553，当环境温度高于19℃时，客室温度将按以下公式计算：

Tic= 22℃+ 0．25（Te- 19℃）

当环境温度低于19℃时，客室温度将维持22℃，即

Tic= 22℃

在实际控制过程中，室内温度与目标温度将保持在±1℃的偏差范围内，即：

当T e＞19℃时，T i= 22℃+ 0．25（T e-19℃）±1℃

当T e≤19℃时，T i=（22±1）℃

式中　Te———环境温度；

　　　Ti———室内温度；

　　　Tic———室内目标温度。

室内目标温度与环境温度的变化关系如图6．5所示。

图6．5　UIC目标温度曲线计算

2）设定的目标温度

目标温度也可以根据实际需要人为地将温度值设定在19℃、21℃、23℃、25℃、27℃等。

（6）停机状态

所有的通风机、冷凝风机、压缩机均停止运行。

【任务实施】

（1）电气系统的维护

空调控制装置属于电气设备，其应按电气系统进行定期的维护保养。日常的检修过程中应该注意检查各种连接导线是否断线、脱落、虚接、绝缘老化，以及接触是否良好，必须经常清理电器元件上的污垢和灰尘，雨季要防止绝缘受潮漏电。电气设备的接地线必须安全可靠，维护时还必须注意作业安全。

1）控制盘的维护

控制盘的灰尘、潮湿和污垢易造成电气绝缘电阻下降、触头接触不良、散热条件恶化，甚至造成接地与短路故障，因此应注意检查各电气元件有无污垢和绝缘破损的现象，要经常清扫灰尘和污垢。在列车运行中，电气控制柜内电气连接紧固处易松动，可能引起发热、短路、打火等故障，因此必须经常检查柜内各电器和接线端子的安装紧固情况，对接触器、接线端子、引线有烧焦变色痕迹的地方要进行检查和更换处理。对温度控制器和各保护器整定值的调节要合理适当，不要随意调整。

2）电气线路的维护

对于电气线路，主要进行各分线盒内接点的紧固情况与绝缘检查，一般每年进行1次。各接点必须紧固，绝缘板不得有变色、焦痕，必要时更换新绝缘板。

（2）电气系统的检查

空调机组在长期的运行中可能会出现各种各样的问题，必须进行电气设备的各种检查。

1）绝缘电阻的检查

空调机组长期使用，加上水汽和灰尘的长期积累，使电气零部件的绝缘性能下降。因此必须对电气设备进行必要的绝缘检查。如出现绝缘水平下降的情况，可采取断开有关线路分段测量的方法找到漏电部位，然后更换零部件或加强其绝缘性。

2）电器开关元件的检查

对于这类元件，主要检查选择开关、温度控制器、保护继电器触点是否完好，动作机构是否灵活。平时应掌握各种电器线圈的阻值数据，这是判断电器好坏的重要标志之一。因为在继电器吸引线圈烧毁的故障中，单从外表观察是不容易发现问题的，这时只有用万用表实际测量吸引线圈的阻值来判断故障点。通常，各种电气开关元件集中装在控制盘内，具体如图6．6所示。

接触器检查步骤：

①断开控制盘连接的电源。

②断开与接触器连接的接线。

③松开卡扣式外壳，拆下接触器。

④检查接触器有没有灰尘或接触不良，并用软毛刷或真空吸尘器清理接触器的灰尘。

⑤晃动接触器，如果有咔哒的声音，表明接触器内部已经烧坏，应更换烧坏的接触器。

⑥检查触点有没有严重的毛刺，用200目的细锉刀将损坏部位锉平，然后用浸染了四氯化碳的布清洗接触器的触点。如果触点熔化而牢固的连接在一起，应立即更换接触器。

图6．6　空调控制柜内实物图

⑦扣上外壳，将线缆连接到接触器。

空气断路器和继电器检查步骤：

①确定与控制盘连接的电源已经断开。

②断开与空气断路器和继电器连接的线路。

③松开卡扣式外壳，拆下空气断路器或继电器。

④检查空气断路器或继电器有没有接触不良或灰尘。

⑤需要时，用软毛刷或真空吸尘器清理接触器的灰尘。

⑥更换接触不良或烧坏的空气断路器或继电器。

⑦扣上外壳，将线路重新连接到断路器上。

【效果评价】

评价表

任务6．3　空调控制系统故障的诊断

【任务场景】

列车控制及监控系统是用全工传输金属线接续配备在各车上的中央局与终端局间，与其他机器进行数据收发信，对机器进行控制、监视和检查的综合性信息系统。其具备显示司机操纵列车的运行状态（运行控制功能），显示设备的动作状态（监控机能），显示并记录、指导处理异常发生的故障状态（异常检知机能），控制车内・车外显示器以及自动广播、空调的动作状态（辅助机器控制机能），以及支持主要机器的自检测试和试运转的各种数据测量的功能（检查机能）等。

【任务要求】

了解城市轨道交通车辆空调控制系统与列车控制及监控系统的接口。

【知识准备】

城市轨道交通车辆空调的启停可以通过单节车的显示操作屏或模式开关操作，也可以通过司机室的触摸显示屏或开关来控制整列车空调的动作，其指令通过列车的中央控制单元、终端控制端元、空调网关或者MVB总线传送给每节车空调控制柜内的PLC或空调控制器，从而实现对整列车的空调机组进行集中控制。

6．3．1　空调控制器／PLC与列车控制及监控系统接口

空调控制器／PLC与列车控制及监控系统接口示意图如图6．7所示。

图6．7　空调控制器／PLC与列车控制及监控系统接口示意图

6．3．2　空调控制器／PLC与列车控制及监控系统之间的传送信息

（1）传送数据的种类

空调控制器／PLC与列车控制及监控系统之间的数据类型主要有两类：一类是空调控制器／PLC传送给列车控制及监控系统的数据即传送数据（SD）；另一类是列车控制及监控系统发送给空调控制器／PLC的数据即（SDR）。

（2）传送的信息

1）列车控制及监控系统发送给空调控制器／PLC的信息

①日历信息；

②列车号、车辆号；

③设置温度；

④空调运作模式信息。

2）空调控制器／PLC传递给列车控制及监控系统的信息

①空调信息：软件的版本号；新风温度；回风温度；目标温度；减载信号；紧急逆变器。

②空调运作模式信息：关机；通风；紧急通风；自动；半冷；全冷；强制通风。

③机组状态信息；

④故障信息。

【任务实施】

控制盘具有完备的空调机组保护系统，当机组发生故障时，PLC或空调控制器将向列车控制及监控系统发送相关的故障信号及故障代码。

（1）风机过载故障

空调机组的通风机和冷凝风机都设置了过载保护，如果风机过载保护后，相对应的热继电器常闭触头会断开，该风机停止运行，该机组冷凝风机、压缩机禁止启动，而另一个风机正常运行。排除故障后，手动复位，风机可再运行。

①1号机组通风机1过载保护，断开1号机组除通风机2外的其他输出。

②1号机组通风机2过载保护，断开1号机组除通风机1外的其他输出。

③2号机组通风机1过载保护，断开2号机组除通风机2外的其他输出。

④2号机组通风机2过载保护，断开2号机组除通风机1外的其他输出。

⑤1号机组通风机1和通风机2都过载保护，断开1号机组的所有输出。

⑥2号机组通风机1和通风机2都过载保护，断开2号机组的所有输出。

⑦1号机组冷凝风机1或2过载保护，断开1号机组的冷凝风机1、2和压缩机1、2。

⑧2号机组冷凝风机1或2过载保护，断开2号机组的冷凝风机1、2和压缩机1、2。

（2）压缩机高压压力故障

空调机组的每个压缩机设有高压压力开关，当压缩机高压压力异常时，断开相应压缩机的输出，相应的压缩机停机。若高压压力开关动作1分钟内压力已经恢复，压缩机重新启动。若高压压力开关动作1分钟后，压力没有恢复，则锁死故障并输出。若高压压力开关15分钟内第二次动作，则压缩机停机，PLC或控制器第二次记录高压压力故障，但不输出故障。若高压压力开关在记录第二次后15分钟内再次动作，则系统锁死故障并输出，相应故障指示灯亮。若某次记录后15分钟以内没有动作，则清除故障记录，重新记录。

（3）压缩机低压压力故障

空调机组的每个压缩机设有低压压力开关，当压缩机的低压压力异常时，断开相应压缩机的输出，相应压缩机停机且锁死并输出故障，相应的指示灯亮。只有断开控制回路的空气开关重新上电或处于停机状态，才能清除故障，可再次启动压缩机。

（4）压缩机过载故障

每个压缩机均设有过载保护，当压缩机过载故障时，断开相应压缩机的输出，相应的压缩机停机且锁死并输出故障，相应的指示灯亮。断开控制回路空气开关重新上电或处于停机状态，可清除故障，再次启动压缩机。

（5）接触器故障

控制盘上的每个接触器均设有反馈信号，当接触器动作后，0．5 s以内该接触器的触点信号将反馈到空调控制装置。

如果接触器吸合后0．5 s内空调控制装置没有收到该接触器的反馈信号（第一次），那么接触器断开；延时6 s，该接触器再次闭合，0．5 s内仍然没有反馈输入（第二次）时则接触器断开，锁死故障，相应的指示灯亮。只有断开控制回路空气开关重新上电或处于停机状态可清除故障、再次启动。

如果在接触器断开0．5 s后，仍有该接触器的反馈信号，则锁死故障。只有断开控制回路空气开关重新上电或处于停机状态可清除故障、再次启动。

（6）温度传感器故障

①温度传感器开路、短路、温度范围高于60℃或低于-50℃时，均视为传感器故障。

②单个新风温度传感器故障，取无故障新风传感器的值为外气温度。

③单个回风温度传感器故障，取无故障回风传感器的值为车内温度。

④两个回风温度传感器故障，强制通风。

⑤两个新风温度传感器故障，若转换开关置于自动位，会取系统内设定的温度。

（7）紧急通风逆变器故障

控制系统断开紧急通风接触器，再断开紧急通风电源允许启动信号，空调紧急通风模式停止。

（8）空调控制器与MVB（车辆总线）通信异常

当MVB网络异常时，系统将会执行紧急通风工况。

*【知识扩展】

（1）PLC控制的空调控制系统

城市轨道交通车辆每节车的客室内设有一个空调控制柜。此空调控制柜控制单元采用西门子S7-200PLC控制，中央控制单元为CPU224，带有两个扩展模块：数字量扩展模块EM223和模拟量扩展模块EM231。EM231热电阻模块可采集车内温度信号，通过与PLC内部设定温度比较后，实现通风、制冷、制热各工况。

图6．8　PLC实物图

1）PLC功能

PLC是可编程逻辑控制器的缩写，可对整个空调机组进行自动控制，实时检测运行过程中的参数，对出现的故障自动处理，通过显示操作屏实现人机对话，响应显示操作屏输入的命令、参数，将故障信息、运行状态通过显示操作屏显示等。

2）显示操作屏

显示操作屏是一种微型可编程终端，采用全中文液晶显示操作屏（带背光），具有字符类型和图像类型显示，由通信接口和PLC的外设接口进行通信。主要功能是控制空调机组运行工况、显示运行工况参数、实时显示各功能的运行状态及故障现象。

3）交、直流电源规格

①主电路电源。主电路是向空调机组的压缩机等交流负载供电。额定工作电压：三相交流380 V；电压波动范围：三相交流380 V±15%；额定工作频率：50 Hz±1%。

②交流控制电源。交流控制电源取主回路的U相作为制冷工况控制电源，向交流接触器等交流控制元件供电。额定工作电压：单相交流220 V；电压波动范围：单相交流220 V± 15%；额定工作频率：50 Hz±1%。

③直流控制电源。外部提供直流110 V经电源模块转化成24 V直流，向PLC、显示操作屏、新风阀供电。输入电压范围：直流100～127 V；额定输出电压：直流24 V；输出电压波动范围：20．4～26．4 V。

4）运作模式

①以网络通信模式控制机组通风、制冷、制暖。

②如果网络未接入，可用触摸屏设定通风、弱冷、强冷、自动冷、半暖、全暖、自动暖。如果网络未接入，可用触摸屏设定通风、自动制冷、自动制暖温度T值及手动制暖、制冷不受温度控制等模式。

③通风状态：两个机组的通风机全部运行，而且新风阀、回风阀全部打开。

④紧急通风状态：KM11、KM21吸合，2个机组通风机全部运行，制冷、制暖停机。

⑤手动通风：PLC不工作（将PLC的功能按钮打到OFF挡位），闭合Q8，延时3 s后通风机自动启动。

⑥弱冷状态：2个机组通风机全部运行，冷凝风机全部运行，每个机组压缩机累计运行时间少的压缩机运行。

⑦强冷状态：2个机组通风机全部运行，冷凝风机全部运行，每个机组压缩机全部运行。

⑧自动状态：可以按照UIC曲线进行自动温度控制，亦可根据设定目标温度值进行温度控制。

⑨停机状态：通风机、冷凝风机、压缩机均停止运行。

⑩减载运行：减载继电器吸合，HL1（指示灯）亮红灯，仅有一台压缩机运行，每5分钟自动转到另一台压缩机工作。制暖时工况为单机制暖。

压缩机故障停机，自动转换另一台压缩机运行，电热故障停机，不转换。

5）新风阀、回风阀运作模式

①新风阀、回风阀工作电压：DC24 V。

②新风阀、回风阀开阀或关阀时间由限位装置调定，如果不能调定，则开阀、关阀时间暂定为120 s。开阀或关阀结束后自动断电，即新风阀、回风阀不准长期带电。

③通风：新风阀开，回风阀开。

④应急通风：新风阀开，回风阀关；风机电源AC266 V，频率35 Hz，应急通风运作，制冷或制暖自动停机。

⑤预冷、预热：新风阀关，回风阀开。

⑥制冷、制暖：新风阀开，回风阀开。

6）制冷运作模式

①外温t≥19℃时，允许制冷。

②转换：每次开机累计运作时间少的压缩机先开机、后停机。运行的压缩机发生故障时，自动转换至另一台压缩机运行。

③压缩机不能同时开机，间隔大于10 s，压缩机运行时间应大于3分钟，停机大于3分钟后才允许再开机。

④预冷：首次开机自动冷且室温t0大于32℃。当室温小于半冷制冷条件或预冷时间超过30分钟，预冷结束。

⑤自动冷开机、停机：列控（网络）给定自动冷温度T值，当室温t0≥T+ 3．5℃时，双机制冷过程为：风机运行→延时10 s→冷凝风机运行→延时10 s→累计运行时间少的压缩机运行→延时10 s→另一台压缩机运行→降温室温t0≤T+ 2℃→运作时间多的压缩机先停机→当室温t0≤T℃时→延时3 s→另一台压缩机停机→延时5 s→冷凝风机停机→通风机继续运行→如果需要停通风机延时15 s→可以停通风机。

⑥自动冷室内升温：当温度t0≥T+ 1．5℃时，累计运行时间短的一侧制冷系统先开机运行；如果继续升温t0≥T+ 3．5℃时，另一侧制冷系统开机运行，双机制冷。

⑦如果制冷执行UIC曲线目标温度值即T u值：T u=（外温- 19℃）÷4+22℃。

a．降温：

双机制冷温度≥T u+ 3．5℃

单机制冷温度≤T u+ 2℃

停机（不制冷）温度≤T u℃

b．升温：

单机制冷温度≥T u+ 1．5℃

双机制冷温度≥T u+ 3．5℃

⑧手动制冷不受温度控制，但当室温大于设定温度时，手动制冷停机。

7）制暖运作模式

①外温t≤14℃，允许制暖。

②每次开机累计运行时间少的电热先开机后停机。

③预热：首次开机自动暖且室温t0≤10℃。当室温t0大于等于半暖制暖条件时或预热时间超过30分钟，预热结束，新风阀开，回风阀开。制暖发生故障时，停机不运转。

④自动暖开机、停机：风机运行→当室温t0≤T- 3．5℃时双机制暖→当室温t0≥T- 2℃时单机制暖→当室温t0≥T℃不制暖→延时3分钟后→停风机。（T值为设定的自动暖温度）

⑤自动暖室温降温，t0≤T- 1．5℃，单机制暖。如果继续降温，t0≤T- 3．5℃时，双机制暖。

⑥如果制暖执行UIC曲线目标温度即T u值：T u=（外温-19℃）÷4+ 22℃。

a．升温：

双机制暖温度≤T u- 3．5℃

单机制暖温度≤T u- 2℃

停机不制暖温度≥T u℃

b．降温：

单机制暖温度≤T u- 1．5℃

双机制暖温度≤T u- 3．5℃

⑦手动制暖不受温度控制，但当室温≥设定温度时，手动制暖停机。

8）显示操作屏操作方法

①主画面。开机后首先显示主画面，如图6．9所示。

图6．9　显示操作屏主画面

a．“主画面”文字左侧显示现在PLC系统日期，右侧显示现在PLC系统时间。

b．“车箱号”后显示数字（1～6）为本车箱的车箱号，由网络给定。

c．“软件版本”后显示数字（1．01～2．03），是本系统的软件版本，在下载程序时写入。

d．“控制模式”后显示“本地”或“网络”。显示“本地”代表此时控制系统可由本机触摸屏操作运行，显示“网络”代表此时控制系统由上位机控制。此时本地操作无效，并且网络控制优先，只要网络通信正常就由网络控制。

e．“网络给定”后显示由上位机通过网络给定的“停机”“自动暖”“自动冷”“半暖”“全暖”“弱冷”“强冷”“通风”八种运行指令。

f．“运行模式”后显示“停机”“半暖”“全暖”“弱冷”“强冷”“通风”“应急通风”七种本机当前运行状态。

g．“目标温度”后显示的是自动冷和自动暖指令时的目标温度，并且只在此两种工况时起作用。其值来源详见“温度设定”画面的说明。

h．“室内温度”后显示当前客室内的温度值。

i．“室外温度”后显示当前客室外的温度值。

j．当按下“状态显示”按钮后画面切换到“状态显示”画面。

k．当按下“温度设定”按钮后画面切换到“温度设定”画面。

l．当按下“运行时间”按钮后画面切换到“压缩机运行时间”画面。

m．当按下“报警历史”按钮后画面切换到“报警历史”画面。

n．当按下“空调控制”按钮后画面切换到“空调控制”画面。

②空调控制。空调控制画面如图6．10所示。

图6．10　显示操作屏控制画面

a．在主画面中按“空调控制”按钮，画面切换按钮显示此画面。

b．“运行模式：”后显示“停机”“半暖”“全暖”“弱冷”“强冷”“通风”“应急通风”七种本机当前运行状态。

c．在本地操作模式下可对本画面按钮进行操作来控制空调机组的工作模式。具体说明如下：

当按下“半暖”按钮时，空调机组工作在半暖工作模式。

当按下“全暖”按钮时，空调机组工作在全暖工作模式。

当按下“弱冷”按钮时，空调机组工作在弱冷工作模式。

当按下“强冷”按钮时，空调机组工作在强冷工作模式。

当按下“自动暖”按钮时，空调机组工作在自动暖工作模式。

当按下“自动冷”按钮时，空调机组工作在自动冷工作模式。

当按下“通风”按钮时，空调机组工作在通风工作模式。

当按下“停机”按钮时，空调机组停止所有的工作模式。

d．当按下“返回”按钮后，画面切回到主画面。

③状态显示。状态显示画面如图6．11所示。

a．在主画面中按“状态显示”画面切换按钮显示此画面。

b．本画面显示空调机组“通风机”“冷凝风机”“压缩机”“电热”的运行状态，当对应空调机组的“通风机”“冷凝风机”“压缩机”“电热”运行时，在对应位置显示白底黑字的“运行”，否则没有显示。

图6．11　显示操作屏显示画面

c．当按下“返回”按钮后，画面切回到主画面。

④温度设定。温度设定画面如图6．12所示。

图6．12　显示操作屏温度设定画面

a．在主画面中按“温度设定”画面切换按钮显示此画面。

b．“网络制暖目标温度”后显示的温度值是上位机通过网络给定的自动暖时的目标温度值（14～18℃）。

c．“网络制冷目标温度”后显示的温度值是上位机通过网络给定的自动冷时的目标温度值（18～28℃）。

d．“UIC曲线目标温度”后显示的温度值是依据外温通过UIC曲线计算得出的自动冷和自动暖的目标温度值。

e．“手动给定目标温度”后显示的温度值本地操作时自动冷和自动暖的手动设定目标温度值。由操作者按下数值处会弹出键盘，然后可以进行输入。输入范围：19～28℃，如超出范围将不能进行正确输入。

f．“室内温度”后显示当前客室内的温度值。

g．“室外温度”后显示当前客室外的温度值。

h．“当前控制方式”显示“本地”或“网络”。显示“本地”代表此时控制系统可由本机触摸屏操作运行。显示“网络”代表此时控制系统由上位机控制，此时本地操作无效，并且网络控制优先，只要网络通信正常就由网络控制。与主画面“控制模式”显示一致。

i．“网络给定方式”显示上位机控制时给定“自动冷”和“自动暖”的目标温度值来源选择，分别为“设定目标”或“UIC曲线”。当显示“设定目标”时，“自动冷”时目标温度为“网络制冷目标温度”，“自动暖”时目标温度为“网络制暖目标温度”。当显示“UIC曲线”时，“自动冷”和“自动暖”的目标温度为UIC曲线计算的目标温度值。

j．“本地操作给定方式”后为一个按钮，按下后会在“手动给定”和“UIC曲线”之间切换，通过按此按钮可以选择本地操作时自动冷和自动暖的目标温度值。当按钮显示“手动给定”时，手动给定自动冷和自动暖时的目标温度值为“手动给定目标温度”所输入的温度值。当按钮显示“UIC曲线”时，手动给定自动冷和自动暖时的目标温度值为“UIC曲线目标温度”所显示的温度值。

k．当按下“返回”按钮时，画面切回到主画面。

⑤压缩机运行时间。压缩机运行时间显示如图6．13所示。

图6．13　显示操作屏显示画面

a．在主画面中按“运行时间”画面切换按钮显示此画面。

b．本画面显示两个空调机组四个压缩机的累计运行时间。

c．当按下“电热运行时间”画面切换按钮后，画面切回到“电热运行时间”画面。

d．按下“返回”按钮后，画面切回到“主画面”。

⑥电热运行时间。电热运行时间如图6．14所示。

图6．14　显示操作屏显示画面

a．在压缩机运行时间中按“电热运行时间”画面切换按钮显示此画面。

b．本画面显示两个空调机组四个电热的累计运行时间。

c．当按下“制冷运行时间”画面切换按钮后，画面切回到“压缩机运行时间”画面。

d．当按下“返回”按钮后，画面切回到主画面。

⑦报警历史。报警历史显示画面如图6．15所示。

图6．15　显示操作屏显示画面

a．在主画面中按“报警历史”画面切换按钮显示此画面。

b．此画面显示过去产生的报警历史，显示4条，共存储64条。

c．“序号”显示报警历史的序号，范围为1～64，序号大的是最近发生的。

d．“报警内容”显示报警历史的内容。

e．“年／月／日／时／分／秒”显示报警历史的发生日期和时间。

f．按向上箭头按钮，显示的4条故障历史序号变小。

g．按向下箭头按钮，显示的4条故障历史序号变大。

h．按双向上箭头按钮，显示序号为1～4条故障历史。

i．按双向下箭头按钮，显示序号为61～64条故障历史。

j．按此“报警窗口”按钮弹出当前故障窗口。

k．当按下“返回”按钮后，画面切回到主画面。

⑧当前报警窗口。当前报警窗口如图6．16所示。

图6．16　显示操作屏显示画面

a．在任意画面，当报警产生后就会自动弹出当前报警画面。

b．当前报警窗口显示当前存在报警的产生时间和报警内容。如果超出一页面范围，可以用向上箭头按钮、双向上箭头按钮、向下箭头按钮、双向下按钮进行翻阅。故障消失后，画面自动关闭，故障存在时可按“X”形按钮关闭此窗口。在“报警历史”画面中的“报警窗口”按钮可以弹出此窗口。

c．右上角为报警指示器，当故障存在时会自动显示，并且显示当前故障存在数量，故障消失后自动关闭。

（2）空调控制器控制的空调控制系统

空调控制器是城市轨道车辆空调系统控制的配套控制器，如图6．17所示。通过控制空调机组内部的电气设备，如通风机、冷凝风机、压缩机、电加热器，可实现对车厢内部的温度控制，使乘客拥有一个舒适的乘车环境。

空调控制器安装在空调控制盘中，是整个空调控制系统的核心单元，按其设定的程序准确控制着空调系统的正常工作，完成通风、预冷、半冷、全冷、停机等各项操作。

每个控制柜上设有一个功能及温度选择开关，指示有9挡：Test1，Test2，Off，Auto，19℃，21℃，23℃，25℃和27℃。机组设有温度传感器，可检测车厢内外的温度。同时，空调控制器采集各个接触器等节点状态、接收车辆MVB控制指令，也可选择地接收上位机PTU软件的指令进行综合逻辑运算。最后控制器将室内温度与设定温度比较之后，决定机组工作在何种工作工况，如通风、半冷、全冷、预冷、测试模式等，在不同工况下控制两个空调机组进行工作，实现调节车厢内部的温度，使乘客有一个舒适的乘车环境。

图6．17　空调控制器

图6．18　空调控制拓扑图

1）运作模式简介及设定

①将功能选择开关放置Auto，19℃，21℃，23℃，25℃和27℃中任意一挡，空调机组将进入自动工作模式。空调机组各工况的运行情况如下：

a．预冷：空调系统首次得电并检测到客室内有制冷需求时，启动预冷程序，空调新风门关闭，回风门打开。

b．通风：两台通风机运行。

c．半冷：两台通风机运行，两台冷凝风机运行，一台压缩机运行。

d．全冷：两台通风机运行，两台冷凝风机运行，两台压缩机运行。

②将功能选择开关放置TEST1或TEST2时，空调机组处于测试工作模式。在此工作位时，分别强制空调机组1或空调机组2处于全冷运行状态15分钟后停机。

③将功能选择开关置于除“Off”外的任意挡位时，通过PTU维护软件，可使系统处于维护模式。维护模式时可对系统单个主要设备或多个设备进行控制和检测，同时可监测系统的相关运行信息，下载历史故障记录。

④自动模式下，系统接到紧急通风指令或MVB故障时，系统进入紧急通风模式，风机降频降压运行，新风阀全部打开，回风阀关闭，给车厢最大限度地提供新鲜空气。

⑤当系统接收到停机指令或转换开关处于OFF位时，系统处于停机模式。

⑥火灾模式主要针对隧道火灾，由司机通过车辆屏发送“火灾模式”信号。新风阀全关，空调机组维持工作状态不变。当司机通过车辆屏取消“火灾模式”信号时，系统停机，需人工重新启动系统。

2）温度设定

可通过MVB总线或控制盘上的功能选择开关设定温度。温度设定分六挡：Auto，19℃，21℃，23℃，25℃，27℃。

①功能选择开关SA1位于Auto位时，温度由温度传感器和司机室的车辆控制单元进行设定。根据UIC553，当环境温度高于19℃时，室内设定温度将按以下公式计算：

T ic= 22℃+ 0．25（T e–19℃）

当环境温度低于19℃时，室内设定温度将维持22℃，即

T ic= 22℃

式中　Te———外界环境温度；

　　　Ti———室内温度；

　　　Tic———室内设定温度。

当接收到MVB网络发送的信号为“UIC”时，室内设定温度等于UIC553计算得出的数值。

当接收到MVB网络发送的信号为UIC- 1，UIC- 2，UIC+1，UIC+2时，室内设定温度分别等于UIC553计算得出的数值减1，减2，加1，加2。

②当功能选择开关SA1位于19℃，21℃，23℃，25℃，27℃中任何一位时，那么该数值为当前的室内设定温度，两空调机组按照该设定温度工作。

3）操作方法及工作过程

先分别闭合主回路中的空气开关，再闭合控制回路DC110 V的空气开关，当接收到MVB网络的“空调允许启动命令=1”时，系统启动。表6．1为控制盘主要部件及功能。

表6．1　控制盘主要部件及功能

①自动工作模式。此模式下由温度传感器检测到车内温度，与控制器内部设定的温度比较后，自动进行通风、半冷、全冷、预冷各工况。

由控制器检测回风温度传感器Pt100的温度值，取其值作为室内温度T i。

空调的工作状态与设定温度关系如图6．19所示（其中T ic为室内设定温度）。

图6．19　制冷工况下温度曲线图

a．通风。由空调控制器检测两个回风温度传感器的温度值，取其平均温度作为室内温度。系统启动检测到室内温度≤T ic时，接触器EFK1，EFK2吸合，相应指示灯亮，通风机运转，系统执行通风工作。

b．半冷。当温度继续升高，室内温度≥T ic时，则空调控制器向MVB网络发送启动信号。同时接触器CFK11、CFK12吸合，接触器CFK21、CFK22吸合，机组1的两台冷凝风机CF11、CF12和机组2的两台冷凝风机CF21、CF22运转。延时10 s，当接收到机组允许启动信号后，接触器CPK11（或CPK12）吸合，机组1的压缩机CP11（或CP12）投入运行。同时旁通电磁阀DM11（或DM12）动作，延时30 s，停止输出。CPK11动作后延时5 s接触器CPK21（或CPK22）吸合，机组2的压缩机CP21（或CP22）投入运行。同时旁通电磁阀DM21（或DM22）动作，延时30 s，停止输出。机组1和机组2均进入半冷状态。

当温度下降到（T ic-1）以下时，冷凝风机及压缩机均停止运行，仅通风机保持运转。如果温度继续回升到超过T ic时，重新执行上述动作，系统进入半冷状态，如此反复。

c．全冷。在半冷状态下，当温度继续升高，室内温度≥（T ic+ 1）℃时，空调控制器向MVB网络发送启动信号。当接收到机组允许启动信号后，接触器CPK12（或CPK11）吸合，机组1的压缩机CP12（或CP11）投入运行。同时旁通电磁阀DM12（或DM11）动作，延时30 s，停止输出。CPK12（或CPK11）吸合后延时5 s，接触器CPK22（或CPK21）吸合，机组2的压缩机CP22（或CP21）投入运行。同时旁通电磁阀DM22（或DM21）动作，延时30 s，停止输出。机组1和机组2进入全冷状态。

如系统启动时即室内温度≥（T ic+ 1）℃，则空调控制器向MVB网络发送启动请求信号，同时接触器CFK11、CFK12吸合，接触器CFK21、CFK22吸合，机组1的两台冷凝风机CF11和CF12和机组2的两台冷凝风机CF21和CF22运转。延时10 s后，当接收到机组允许启动信号后，接触器CPK11（或CPK12）吸合，机组1的压缩机CP11（或CP12）投入运行。同时旁通电磁阀DM11（或DM12）动作，延时30 s，停止输出。CPK11（或CPK12）启动后延时5 s后，接触器CPK21（或CPK22）吸合，机组2的压缩机CP21（或CP22）投入运行。同时旁通电磁阀DM21（或DM22）动作，延时30 s，停止输出。CPK21（或CPK22）动作后延时5 s，接触器CPK12（或CPK11）吸合，机组1的压缩机CP12（或CP11）投入运行。同时旁通电磁阀DM12（或DM11）动作，延时30 s，停止输出。接触器CPK12（或CPK11）吸合后延时5 s，接触器CPK22（或CPK21）吸合，机组2的压缩机CP22（或CP21）投入运行。同时旁通电磁阀DM22（或DM21）动作，延时30 s，停止输出。机组1和机组2进入全冷状态。

当温度降到（T ic+0．5）℃以下时，机组1压缩机CP12（或CP11）停止运行，机组2压缩机CP22（或CP21）停止运行。系统又进入半冷状态。

当温度重新回升到（T ic+ 1）℃时，重新执行上述动作，系统进入全冷状态。如此反复。

d．预冷。如果系统一开机即检测到温度大于等于T ic，则执行预冷状态，四台通风机均运行。启动预冷后，空调新风阀关闭，回风阀打开，延时75 s后断开。以下动作同开机后第一次进入全冷相同。当车内温度达到设定值或预冷时间达到15 min时，停止预冷进入正常工作状态，新风阀打开，延时75 s后断开。

②紧急通风模式。

当系统处于自动模式，且满足下列任意条件之一时，系统处于紧急通风模式：

a．MVB故障时（仅故障车进入紧急通风模式，而非故障车仍继续运行）；

b．MVB正常，且收到“紧急通风”命令。

紧急通风模式下回风门关闭，新风门完全打开，送风机由紧急逆变器供电工作。其他设备停止运行。

当MVB网络故障或MVB发送“紧急通风”命令时，中间继电器RY1动作，发送给紧急通风逆变器允许启动指令。紧急通风信号输入后，空调控制器断开所有电机的输出。延时10 s，接触器EMFK1、EMFK2吸合，通风机由紧急逆变器供电工作。同时，新风阀全开，回风阀全关。

空调机组持续执行紧急通风模式直至MVB网络发出停止紧急通风命令。系统收到取消“紧急通风”命令后紧急通风模式停止。紧急通风结束时，回风阀打开。

③维护模式。

将模式选择开关置于除“Off”外的任意挡位，将PTU与系统的RE232或USB通信口连接，启动PTU维护软件建立通信，系统即处于维护模式，此时PTU维护软件发送的命令具有最高优先权。

维护模式时可对系统单个主要设备部件进行检测，也可以对多个设备部件同时进行检测。

④测试模式。

若SA1打到“Test1””或“Test2”挡，此两挡位为测试位，不受MVB网络控制，强制机组1或者机组2运行在全冷模式，15分钟后停机。

a．选择“Test1”位，接触器EFK1吸合，控制器面板上相应指示灯亮。延时5 s，接触器CFK11、CFK12吸合，控制器面板上相应指示灯亮。延时10 s，接触器CPK11（或CPK12）吸合，控制器面板上相应指示灯亮。压缩机CPK11的旁通电磁阀DM11动作。电磁阀DM11动作后延时30 s后断开。CPK11动作后延时5 s，接触器CPK12（或CPK11）吸合，控制器面板上相应指示灯亮。同时旁通电磁阀动作。电磁阀动作后延时30 s断开，15分钟后停机。

b．选择“Test2”位，接触器EFK2吸合，控制器面板上相应指示灯亮。延时5 s，接触器CFK21、CFK22吸合，控制器面板上相应指示灯亮。延时10 s，接触器CPK21（或CPK22）吸合，控制器面板上相应指示灯亮。同时相应的旁通电磁阀动作。电磁阀动作后延时30 s后断开。CPK21（或CPK22）动作后延时5 s，接触器CPK22（或CPK21）吸合，控制器面板上相应指示灯亮。同时旁通电磁阀动作。电磁阀动作后延时30 s断开，15分钟后停机。

⑤停机模式。

满足下列任意条件之一时，系统处于停机模式：

a．当模式选择开关处于“Off”挡位，系统忽略来自MVB的命令信号处于停机模式；

b．当模式选择开关处于Auto，19℃，21℃，23℃，25℃，27℃挡位时，系统接受到来自MVB的停机信号。

c．系统处于停机模式时，空调系统停止一切动作但控制器得电。

⑥火灾模式。

功能选择开关处于Auto，19℃，21℃，23℃，25℃，27℃中任一挡位。机组处于正常工作状态，当通过上位机模拟MVB发送“火灾模式”信号，空调机组保持原工作状态不变，新风风阀全部关闭。当通过上位机模拟MVB取消“火灾模式”信号，空调机组停机，需重新启动机组。

⑦风阀状态。

系统首次上电时新风阀和回风阀全部关闭，然后再依据系统所处状态打开至指定位置，以防止控制系统突然断电。

a．通风状态：新风阀全开，回风阀全开。

b．制冷状态：新风阀全开，回风阀全开。

c．紧急通风状态：新风阀全开，回风阀全关。

d．预冷状态：新风阀全关，回风阀全开。

e．火灾模式：新风阀全关，回风阀保持原状态。

【效果评价】

评价表

项目小结

空调自动控制系统是整个空调系统的神经系统，一般由控制器、执行器、控制对象、传感器、变速器组成。

城市轨道交通车辆空调控制系统主要采用PLC控制和空调控制器控制，主要包含控制盘、紧急逆变器、监控通信系统等部分。其中，空调机组的控制运作模式主要有通风、紧急通风、弱冷、全冷、自动冷、半暖、全暖、自动暖、停机等模式。

空调控制装置主要以各种接触器、空气开关、继电器等电器元件组成，因此必须定期对这些电器元件进行保养和维护，如元件检查、清理灰尘、绝缘电阻测量等。

思考练习

1．简述空调自动控制系统基本组成、作用、特点。

2．简述城市轨道车辆空调控制系统基本组成及作用。

3．简述空调控制的运作模式。

4．简述空调控制装置的保养和显示故障的诊断方法。