基于力控監(jiān)控組態(tài)軟件的動車段安全聯(lián)鎖系統(tǒng)

1、基于力控監(jiān)控組態(tài)軟件的動車段安全聯(lián)鎖系統(tǒng)摘要：安全聯(lián)鎖系統(tǒng)通過聯(lián)鎖控制來保證檢修庫內(nèi)人員的人身安全和維修設備的正常工作。本文主要介紹了國內(nèi)動車段安全連鎖系統(tǒng)的性能特點，以及力控監(jiān)控組態(tài)軟件在該系統(tǒng)中的應用。關(guān)鍵詞：車輛段動車段安全連鎖系統(tǒng)力控監(jiān)控組態(tài)軟件SafetyInterlockingSystemWhichisBasedonForcecontrolConfigurationSoftwareAbstract:Safetyinterlockingsystemisusedforassuringthepersonalsafetyinmaintenanceshedandproperfunctioni

2、ngofservicingdevicebyinterlockingcontrol.ThispaperdescribestheperformancecharacteristicsofsafetyinterlockingsystemformultipleunittraininChinaandtheapplicationofForcecontrolconfigurationsoftwareinsystem.Keywords:cardepot;multipleunittraindepot;safetyinterlockingsystem;Forcecontrol;configurationsoftwa

3、re概述隨著高速列車和城市輕軌線路的飛速發(fā)展，車輛段的檢修工作顯得日益復雜、繁忙。由于庫內(nèi)安裝有上千伏的高壓接觸網(wǎng)以及不同設備交叉作業(yè)之間存在安全隱患，即使是瞬息間的失神或輕微的判斷錯誤都有可能造成嚴重的后果。采用了鐵路行業(yè)聯(lián)鎖控制的概念，為防止工傷事件或設備嚴重損失的安全聯(lián)鎖系統(tǒng)應運而生。通常情況下，安全聯(lián)鎖系統(tǒng)由保證平臺登頂作業(yè)人員人身安全的門禁子系統(tǒng)，車輛出入庫信號和警示子系統(tǒng)，保護設備安全的電氣聯(lián)鎖控制子系統(tǒng)，PLC網(wǎng)絡控制子系統(tǒng)，計算機控制子系統(tǒng)、視頻監(jiān)控子系統(tǒng)組成。由于作業(yè)庫內(nèi)的作業(yè)需求不同以及檢修作業(yè)的防護等級存在差異，安全聯(lián)鎖系統(tǒng)在設計時從安全可靠性、經(jīng)濟性、適應性來綜合考慮設

4、備的布局和相關(guān)設備的聯(lián)鎖控制關(guān)系。安全聯(lián)鎖系統(tǒng)在動車段的設備布局2.1動車段安全聯(lián)鎖系統(tǒng)布局1）動車段檢查庫適用于動車車輛運行3萬公里以內(nèi)，對動車車頂、車底進行檢查、維護和保養(yǎng)工作。檢查庫內(nèi)檢修作業(yè)非常頻繁，檢修人員數(shù)量大、檢修種類繁多。尤其是車頂檢修作業(yè)，涉及檢修人員的人身安全，工作前必須使接觸網(wǎng)斷電。庫外25米處設有入庫信號燈，庫大門處設有出庫信號燈。3層檢修平臺入口設有電磁門禁鎖和門禁指示燈，檢修人員使用經(jīng)過授權(quán)的門禁卡才能上下三層檢修平臺。庫前端設有電控箱，可對庫外隔離開關(guān)進行遠程控制。視頻監(jiān)控系統(tǒng)通過庫內(nèi)和庫前的攝像頭對隔離開關(guān)和庫內(nèi)人員作業(yè)進行監(jiān)視控制。其布局如下圖1所示：圖1檢查

5、庫一列位安全聯(lián)鎖設備布置圖2）動車段中修庫適用于動車車輛每運行30萬公里，主要對動車走行部進行更換、維修工作。庫內(nèi)除檢查庫的檢修平臺外，還設有固定式架車機、移動式架車機、天車、側(cè)移式接觸網(wǎng)等設備。除檢查庫的安全聯(lián)鎖設備以外，將這些設備納入到聯(lián)鎖控制系統(tǒng)中。例如：天車和側(cè)移式接觸網(wǎng)之間互鎖，不允許同時動作；移動式架車機和固定式架車機的復位信號作為允許車輛動作的必要條件。3）動車段臨修庫適用于動車臨時更換單個轉(zhuǎn)向架或輪對以及對車輪進行鏇輪操作時。庫內(nèi)除側(cè)移式接觸網(wǎng)外，還設有鏇輪機、換轉(zhuǎn)向架機等設備。其中，鏇輪機、換轉(zhuǎn)向架機的軌道復位信號作為允許車輛動作的條件納入到了安全聯(lián)鎖控制中。系統(tǒng)體系架構(gòu)隨著

6、工業(yè)控制自動化的不斷提高和計算機在工業(yè)領域的廣泛應用，用戶往往希望能夠從復雜的按鈕操作中解脫出來，利用計算機的人機界面更直觀、更快捷的了解信息和進行操作。動車段內(nèi)的安全聯(lián)鎖系統(tǒng)其底層設備種類繁多、邏輯關(guān)系復雜、系統(tǒng)響應速度要求快，通過計算機控制子系統(tǒng)和PLC網(wǎng)絡控制子系統(tǒng)的運用能夠有效的解決這些難題。力控監(jiān)控組態(tài)軟件整體的開放性，工程師可基于產(chǎn)品進行系統(tǒng)擴展，通過開放式接口，開發(fā)其自己的應用系統(tǒng)，它可方便地與標準程序和用戶程序組合在一起使用，建立人機界面，精確地滿足實際需要。動車段的安全聯(lián)鎖系統(tǒng)利用調(diào)度室的PLC主站和每股道的PLC子站通過CC-LINK線組成的網(wǎng)絡來進行通訊，從而控制系統(tǒng)中的

7、信號燈、顯示屏、閃爍燈等各項設備。并將這些信息通過PLC主站的I/ODriver傳輸?shù)接嬎銠C的力控監(jiān)控組態(tài)軟件上，使操作人員可以直觀的在計算機界面上進行操作，包括車輛出入庫信號與警示畫面顯示，各個信號燈狀態(tài)顯示，各個保護設備的連鎖狀態(tài)和運行參數(shù)，以及從PLC傳輸過來的其他數(shù)據(jù)參數(shù)。門禁子系統(tǒng)設有專門的門磁控制器，安裝在各個檢查庫，數(shù)據(jù)通過專線傳輸?shù)介T磁總控器，所有門禁數(shù)據(jù)可在專設的門禁計算機中顯示。同時PLC主站可調(diào)取門磁總控器的數(shù)據(jù),上傳到力控監(jiān)控組態(tài)軟件實時顯示各個門禁的狀態(tài)。視頻監(jiān)控系統(tǒng)獨立設置，通過硬盤錄像機將攝像頭的實時圖像傳輸?shù)秸{(diào)度室的視頻服務器，實現(xiàn)各個檢修段的實時圖像監(jiān)控。圖2

8、所示為系統(tǒng)架構(gòu)圖。PLC子站力控監(jiān)控組態(tài)軟件門禁視頻PLC主站IF3T3ted信號燈顯示屏攝像頭攝像頭攝像頭攝像頭轟r總LED顯門磁、讀卡器門磁、讀卡器圖2系統(tǒng)架構(gòu)圖3.1車輛出入庫系統(tǒng)應用動車段的調(diào)度控制分為段調(diào)度中心和庫內(nèi)調(diào)度室兩部分。動車入庫前，會先將車輛停靠在入庫信號燈外，并利用通信設備與庫內(nèi)調(diào)度室聯(lián)系。調(diào)度員在收到入庫請求，向段調(diào)度中心請示并確認庫內(nèi)線路安全后，按下入庫指示按鈕。這時入庫信號被開放，司機根據(jù)白色信號燈入庫進行作業(yè)。動車出庫時，庫內(nèi)調(diào)度員與段內(nèi)調(diào)度中心聯(lián)系，確認并獲批準后，出庫信號燈落白燈，動車車輛方可出庫。圖3所示為動車段車輛出入庫子系統(tǒng)控制示意圖。o,annn系統(tǒng)。

9、批準入庫.一_向段調(diào)度請示二一4.一L_圖3：動車段車輛出入庫子系統(tǒng)控制示意圖力控監(jiān)控組態(tài)軟件通過其方便友好的開發(fā)環(huán)境、面向?qū)ο蟮脑O計，使組態(tài)工作量大大降低。畫面中根據(jù)車輛出入庫系統(tǒng)要求，可按不同檢查庫和不同股道分別動態(tài)顯示庫內(nèi)外進、出車位狀態(tài)，隔離開關(guān)狀態(tài)，各個信號燈狀態(tài)，以及各項報警狀態(tài)。畫面色彩生動，動畫效果真實流暢，使得現(xiàn)場工程師直觀的了解車輛出入庫的實時狀態(tài)。3.2門禁系統(tǒng)應用動車段安全監(jiān)控系統(tǒng)中，門禁控制子系統(tǒng)中的電磁鎖由調(diào)度室內(nèi)的門禁計算機控制。當接觸網(wǎng)無電并且接地桿接地良好時，門禁計算機自動將作業(yè)門的電磁鎖打開，同時門禁指示燈綠燈亮。檢修作人員可在調(diào)度室登記領取門禁卡后進入檢修

10、平臺作業(yè)。當接觸網(wǎng)有電時,門禁計算機將所有作業(yè)門的電磁鎖鎖閉，同時作業(yè)門指示燈紅燈亮，此時即使有門禁卡也無法打開作業(yè)門，保證了檢修人員的人身安全。圖4所示為動車段保護人身安全的安全聯(lián)鎖子段內(nèi)調(diào)度中心請求入庫入庫車輛二二s信號燈亮白燈通知司機入庫輔助作用圖4：動車段保護人身安全的安全聯(lián)鎖子系統(tǒng)門禁控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)可同時通過PLC總站匯總到力控監(jiān)控組態(tài)軟件平臺，可實時顯示出入庫車輛人員的門禁卡號，生成各類工作日志報表，為日后的數(shù)據(jù)匯總分析提供了強大的數(shù)據(jù)支持。3.3計算機和PLC網(wǎng)絡控制子系統(tǒng)的應用利用PLC網(wǎng)絡控制系統(tǒng)和力控組態(tài)軟件相結(jié)合的這種控制模式具有以下幾種特點：1）便捷性：由PLC組成的網(wǎng)

11、絡控制系統(tǒng)對工業(yè)現(xiàn)場數(shù)據(jù)進行采集、邏輯運算和輸出，以靈活多樣的“組態(tài)方式”來進行系統(tǒng)集成，將其預設置的各種軟件模塊進行簡單的“組態(tài)”，便可以非常容易地實現(xiàn)和完成監(jiān)控層的各項功能，縮短了自動化工程師的系統(tǒng)集成的時間，大大的提咼了集成效率。2）直觀性：安全聯(lián)鎖系統(tǒng)的列車進入庫狀態(tài)、信號燈、接觸網(wǎng)有無電、大門信號和爆閃燈等功能都以圖片或動畫的形式綜合體現(xiàn)在力控組態(tài)軟件的控制界面上。同時，各種工位的狀態(tài)顯示欄和操作按鈕都有序的排列在控制界面的下方。系統(tǒng)的狀態(tài)提示和控制操作可以在同一界面進行操作。圖5所示為安全連鎖系統(tǒng)控制界面。EiB-OBID-Dl3CRH動車組安全聯(lián)鎖監(jiān)控系統(tǒng)D6股道年內(nèi)dj庫桔號燈

12、2016SD2)門玄楹磴桿率出13201&自功就:ft聊職出對(片外T號初(iTitni)02034CtrHShLft+BCrrl-FShlFrM械博舍應(1趙惓合包(2)1111rn11口rI1111逍車驚出庫躍動車f巾BB圖5安全連鎖系統(tǒng)控制界面可生成各個數(shù)據(jù)的日報表，月報表及年報表，且可生成分時等特殊報表的功能。任意組合用戶測量趨勢、測量參數(shù)累計、故障時段等趨勢記錄通過打印機打印輸出。圖6所示為詳盡的數(shù)據(jù)報表。bftwvHT.IL!HISIBLU31.41LtJrl1蠹啊E.科1LU1怙口I.MviriiWiliNZftNhMZZIlls吋D.Hl.LmHDDB.Ma.1.1a.oaHH

13、)D.Mawi0-0ftDOi.nOLM*1I.HZ&國&.H畑z2I.HtwlaSJLWT27ZEiZfliBId.n1.Ma-mdljh0.MagHhKi.nCLMUMiSrtwif4.441.M直啊a慎i0M曲*44I.KOlMLSni2l!b1IXEK1.MLinCLMsD*.DCl.dgd.4iiHiVI4.441.Kaw飢M4-M!4u韓啊44i.n0l竹14wwl口a?i?iit.n1.M0_n(L町一ElDOi.n0.KIItniOMHI肝曲II.KQJAamLKil.0.M31JaiiUOtraiHI2CIBI&U1.HO-DDLBBBlItLonHDDLMLaatLNlAW

14、it幃瀚山1WI.H也為ZkN4.M価22HIjlgLHD.1.-M0世ELBBt.MtuOLOOI&.&Dfl.M0-00莎IIIM1I&1lnLMda匕DOb.M4.UCuUb.WclooMl2i3fliSI4.HiQ-ioaaDDk*0-DLEffl眞陽.aCLCMki汕Jh*4.M札出JhW二iSl二L琴專1111&1LHhH4h.I.HBrBIH!irtHrill可擴充性：當現(xiàn)場(包括硬件設備或系統(tǒng)結(jié)構(gòu))或用戶需求發(fā)生改變時，不需作很多修改而方便地完成軟件的更新和升級。例如:在動車段現(xiàn)場，用戶可能需要將一些其他設備納入聯(lián)鎖控制關(guān)系，這時對PLC內(nèi)部程序進行修改，同時力控監(jiān)控組態(tài)軟件支持遠程部署，可以在線修改參數(shù)，適合多人協(xié)作開發(fā)，構(gòu)建典型的分布式應用，可以同步構(gòu)建歷史站、事件服務器、報警服務器等多種應用模式。專門配備了遠程部署一服