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摘要：现在是信息技术的时代，信息技术的发展也是连续的，电气控制系统的自动化和智能化的实现是时代的需要，电气控制系统的自动化设计必须基于设计原则和专业电气控制系统的要求，并逐步发展，才能更好的实现电气控制系统的自动化，并得到广泛的应用。实现电力企业的现代化和科学发展具有重要意义，因此，了解电气控制系统自动化设计的重要性对电力生产起着重要作用。
关键词：电力机车；网络化；电气控制；系统设计
一、电力机车网络化电气控制系统总体设计方案
以电力机车目前普遍的电气控制系统结构为基础，设计以PROFIBUS为基础的电力机车网络化电气控制系统总体方案，其核心为S7-200和S7-300可编程控制器，以先进专业技术和自动控制理论为指导，被控对象为某列电力机车，手段为上位监控和检测，对电力机车模型的软件系统、硬件系统以及上位监控系统进行科学的设计，从而达到改进和完善控制系统功能的最终目的。以某一列车为模型，每个车厢的核心都是可编程控制器，和其他电气设备相互协作，从而实现每个车厢的单独控制。列车的主站和机头车厢从站选择S7-300（组态模块如图l所示），其他的车厢从站选择S7-200（组态模块如图2所示），主站和从站之间借助于PROFIBUS现场总线实现通讯。机头车厢主要通过变频的方式，来对牵引电机进行减速，加速、停止以及启动等操作。列车车厢选择闭环PID控制来对温度进行适当的调节，通过变频调速方式来进行制冷，此外，该系统还可以对照片、供电、供水等措施进行控制。
二、电力机车网络化电气控制系统的硬件设计
电力机车网络控制系统的硬件设计主要包括西门子S7-300，电机速度开环控制系统的频率控制，电机速度闭环控制的频率控制，汽车空调系统的设计等。
2.1车厢空调系统设计
空调设备列车空调系统包括空气净化器，加湿器，冷却器，加热器等，以满足能源需求，因此空调系统还需要设置回风口。您可以根据实际需要选择一种新的回风方式，通过新风和回风的局部混合，这是15%的新风和室内空气循环的85%，采暖，加湿处理措施，空调系统组成压力差传感器，风量传感器，湿度传感器和温度传感器，可用于供应空气，回风，保护风机风量等。温度和湿度。然后通过模拟输入通道将通道送入cpu.CPU，计算输入参数，然后输出模拟量，调整各个执行器，达到清洁空气和恒温恒湿的目的。
2.2变频调速闭环控制的硬件设计
闭环系统形成后，可通过PLC或光电编码器测量速度信息。速度采集的方法如下：采用高速脉冲采集功能S7-300，采集频率高达60MHz，以固定的时间间隔收集差分脉冲。然后可以进行相应的计算来计算当前电力机车的速度。闭环控制是将电力机车的速度信号传递给PID，然后将其与定量输入进行比较，并将其输入到PID控制系统中。闭环控制系统的结构如图3所示。首先，对于给定的输入，变频器由PLC进行有效控制，并且电机的辅助由变频器控制。此外，该操作还可以实现对PC的有效监控，对电力机车速度的合理控制，以及对交流电机调速和正反转的调整。电力机车的速度信息传送给PLC，并将信息传送给变频器实现无级调速。
2.3变频调速系统的设计
本研究主要采用S7-300可编程控制器在电力机车变频调速系统中的控制。三相异步电动机调速是交流传动的电力机车调频键，变频器功能不可忽略，如果没有反馈信息，调速系统中的给定控制信息可以直接控制，即称为开环调速系统。输入是PLC在给定的速度。然后，操作由变频控制的电力机车。
2.4西门子S7-300
西门子S7-300是一个制造工程系统解决方案。它具有以下优点：系统选择MMC存储程序和数据，因此不需要维护。S7-300属于可扩展模块系统，所有扩展模块可以有不同的CPU组合，不同的型号具有不同的功能，所有CPU和输入输出点都集成在一起。但并非所有的中央处理单元都有通信接口。对于0°S7-300，温度范围为60°，温度范围为s7-300-25°60°。
三、电力机车网络化电气控制系统软件设计
3.1汽车电子控制系统软件流程图
首先，需要修改变频器等系统的控制要求和参数，然后处理实际数据。其次，数据由模拟量输入模块读取。最后根据空调系统s7-200pid控制模块选型的有效控制的实际要求。9600kW电力机车网络控制系统根据其功能不同分为MC车型和M车型。一般而言，配备两台MC轿车的12轴机车形成9600千瓦。中间加装的汽车形成了一个用于12轴14400kw机车的电子控制系统。该系统使用对列车控制和通信的分布式dtecs，设计一组铁路机车车辆，管理，控制，故障诊断机车车辆的通信功能，信息显示和事件记录功能等的包括硬件操作系统，控制软件和诊断软件，监控软件和维护工具。调光模块和其他设备TCUACUACUBCUB）和机车状态屏幕显示。系统网络结构控制图。
3.2编程软件
S7-200PLC的基本指令集包括一个是IEC1131-3，另一个是SIMATIC。其中，西门子主要包括三个描述：连续功能图，对话表。梯形图。该系统主要采用闭环控制方式加速电机。由于PID控制的特殊性，主要是实际程序，程序点优先，中间程序和三部分。其中，主程序负责控制中间程序的输入。输出并开始；中间部分负责调用PID命令，执行正确的操作并转换数据类型；该子程序负责设置PID控制参数。
3.3实验调试
PID参数整定方法主要由微分，积分时间和比例系数调节器决定。通过这三个方面，系统的性能可以进一步提高。调试方法主要是衰减曲线法和经验法。其中，经验法也称为现场测试，调试，不需要进行理论计算，调试人员需要根据多年积累的丰富经验不断修改参数。该项目的运行曲线可以满足要求。
结语
总之，在中国的经济发展，电力机车的重要性，有利于脱颖而出，但仍存在电力机车，已经经受了各行各业电网络控制系统的设计中的一些问题社会。因此，加强基于网络的电力机车电气控制系统的设计研究具有重要意义，这不仅是目前该领域的主要任务，也是未来十年发展的主要方向。
参考文献：
[1]任浩.电力机车网络化电气控制系统设计[D].内蒙古科技大学，2012.
[2]郭钰泽.电力机车网络化电气控制系统设计[J].中国科技博览，2015.
[3]卢锦华.SS_3型电力机车双机重联电气控制技术改进[J].铁道运营技术，2015.
作者简介：
鲁侠（1990.04），男，甘肃陇西人，兰州交通大学，本科，单位：中车兰州机车有限公司，研究方向：电力机车