【正文】 創(chuàng)新基金申報材料 機車邏輯控制單元 (LCU)項目可行性研究報告 長沙瑞緯電氣有限公司 第 1 頁 共 41 頁 機車邏輯控制單元項目 可行性研究報告 創(chuàng)新基金申報材料范本 一、 總論 機車邏輯控制單元（ Logical Control Unit— LCU）是融電力電子技術(shù)和計算機控制技術(shù)于一體的一種專門用于鐵路機車車輛的大功率可編程控制器，其功能是實現(xiàn)機車控制系統(tǒng)的無觸點化。本項目產(chǎn)品順應(yīng)了機車提速對控制系統(tǒng)提出的迫切要求； LCU 可編程控制可以方便地用軟件完成機車各種控制功能，具有靈活性、通用性和可靠性，代表了機車控制系統(tǒng)的發(fā)展方向，它的應(yīng)用開辟了計算機控制機車邏輯電路的時代。本項目產(chǎn)品取代了傳統(tǒng) 的電力機車?yán)^電器控制電路 ,大量減少了機車控制電路的觸點和布線 ,簡化了機車控制電路的設(shè)計、生產(chǎn)和調(diào)試過程，實現(xiàn)了機車控制的實時檢測和故障診斷，大大提高了電力機車在高速運行狀態(tài)下控制系統(tǒng)的可靠性。本項目于 2021年 3月通過鐵道部科技司組織的部級科技成果鑒定 (見附件 14)，鑒定意見為“該成果富有創(chuàng)新性、先進(jìn)性和實用性，在機車電氣控制方面填補了該方向國內(nèi)空白，達(dá)到國際先進(jìn)水平”；于 2021 年 12 月獲得湖南省科學(xué)技術(shù)進(jìn)步一等獎（見附件 10）。 、目前的進(jìn)展情況、申請技術(shù)創(chuàng)新基金的必要性 社會經(jīng)濟意義 隨著國內(nèi)列車的不斷提速和城市地鐵、輕軌的大規(guī)模建設(shè)，許多傳統(tǒng)的機車在性能上已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足需要，傳統(tǒng)的繼電器控制電路就是其中之一。傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)雖然有著簡單、應(yīng)用成熟等特點，但是，其設(shè)計調(diào)試過程復(fù)雜、布線工作量大、修改或變更控制方案比較麻煩。特別是由于機車的運行速度不斷提高，機車振動也隨之加劇，從而導(dǎo)致了繼電器觸頭接觸的創(chuàng)新基金申報材料 機車邏輯控制單元 (LCU)項目可行性研究報告 長沙瑞緯電氣有限公司 第 2 頁 共 41 頁 可靠性大大降低，給機車運行的安全性帶來隱患。多次提速試驗證明，當(dāng)機車的運行速度超過 160km/h 以后，機車振動加劇，致使繼電器觸頭在強烈振動的情況下吸合不可靠、抖動得厲害， 經(jīng)常會造成電路誤動作。本項目產(chǎn)品的成功研制，是機車現(xiàn)代化的重要標(biāo)志之一，也是電力機車發(fā)展的必然趨勢，它從根本上解決了傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)在機車提速過程中出現(xiàn)的種種問題。本項目產(chǎn)品采用模塊化設(shè)計的標(biāo)準(zhǔn)硬件結(jié)構(gòu)，通過軟件編程來實現(xiàn)各種不同的邏輯控制功能，大大簡化了電力機車的有觸點控制電路的設(shè)計、生產(chǎn)和調(diào)試過程，減少了外部連線，提高了機車控制系統(tǒng)的可靠性和控制系統(tǒng)設(shè)計制造的靈活性。傳統(tǒng)繼電器控制電路的故障檢查，一直是一項復(fù)雜而費時的工作，本項目產(chǎn)品一方面本身可靠性高，可以有效減少“機破”，提高機車可靠性和安全性； 另一方面， LCU 利用現(xiàn)代電子技術(shù)和微型計算機技術(shù)構(gòu)成無觸點控制電路，具有故障自動診斷功能，該功能能實時將所有控制對象的工作情況反饋回 LCU，一旦機車出現(xiàn)故障，司機或工程技術(shù)人員便可根據(jù) LCU的信息提示迅速找到故障源并將其排除，從而減少“機破”率，保障列車正點及線路正常運行。因此，本項目產(chǎn)品 在機車上 的廣泛應(yīng)用，不但為生產(chǎn)廠家節(jié)約了生產(chǎn)成本，而且 對提高機車控制性能、保障行車安全、提高機車運行速度和效率都有著十分重要的經(jīng)濟效益和顯著的社會效益。 目前的進(jìn)展情況 本項目目前處于中試階段，此前先后進(jìn)行了如 下研究開發(fā)工作： 1994 年原長沙鐵道學(xué)院項目組開始本項目產(chǎn)品的前期研究； 1995 年 4 月鐵道部科技司對本項目產(chǎn)品立項：“《高速動力車邏輯控制控制單元的研究》，立項編號： 95J13”； 1996 年 6 月高速機車邏輯控制單元（ LCU）研制成功，（在實驗室進(jìn)行了抗干擾、過電流、過電壓、短路、長期連續(xù)在惡劣的條件下工作等方面的試驗）。同年 10 月，在株洲電力機車研究所完成了出廠前的通電高低溫循環(huán)、老化等試驗； 1997 年 8 月，利用 LCU 對 SS8001 型電力機車的繼電器控制電路進(jìn)行了改造，并成功地進(jìn)行了地面試驗； 1998 年 4 月和 5 月分別在西南交通大學(xué)國家牽引動力實驗室和北京環(huán)線鐵路試驗線進(jìn)行了試驗。 1998 年 6 月該創(chuàng)新基金申報材料 機車邏輯控制單元 (LCU)項目可行性研究報告 長沙瑞緯電氣有限公司 第 3 頁 共 41 頁 機車在鄭州 → 武昌正線提速試驗中，克服了環(huán)境溫度高達(dá) 70 度、機車車輛振動劇烈等惡劣條件，于 6 月 24日創(chuàng)造 240km/h 的中國鐵路正線最高時速，該記錄保持至今。 LCU于 1999年開始相繼應(yīng)用于株洲電力機車廠生產(chǎn)的 SS9 型電力機車（見附件 15）、 DDJ1 型高速電動車組的動車、大同機車廠生產(chǎn)的 SS7D 型電力機車（見附件 16）和 SS7E 型電力機車、大連機車廠生產(chǎn)的 SS7E 型電力機車，并完成對進(jìn)口 8K 型電力機車控制系統(tǒng)無 觸點控制的技術(shù)改造。 申請技術(shù)創(chuàng)新基金的必要性 本公司是一家集產(chǎn)、學(xué)、研為一體、主要從事高新技術(shù)開發(fā)的科技型中小企業(yè)。為了盡快完成本項目的中試，實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化 ,搶占市場 ,從產(chǎn)品市場前景和投資計劃分析 ,要在中試完成時達(dá)到預(yù)定的生產(chǎn)規(guī)模、產(chǎn)生較好的 ????（略