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一、 項目概述

      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(fù)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(shè)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(shè)備嚴重損失的安全聯(lián)鎖系統(tǒng)應(yīng)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(shè)備安全的電氣聯(lián)鎖控制子系統(tǒng)，PLC網(wǎng)絡(luò)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(shè)計時從安全可靠性、經(jīng)濟性、適應(yīng)性來綜合考慮設(shè)備的布局和相關(guān)設(shè)備的聯(lián)鎖控制關(guān)系。

二、 系統(tǒng)設(shè)計

      動車段內(nèi)的安全聯(lián)鎖系統(tǒng)其底層設(shè)備種類繁多、邏輯關(guān)系復(fù)雜、系統(tǒng)響應(yīng)速度要求快，通過計算機控制子系統(tǒng)和PLC網(wǎng)絡(luò)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(yīng)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(luò)來進行通訊，從而控制系統(tǒng)中的信號燈、顯示屏、閃爍燈等各項設(shè)備。并將這些信息通過PLC主站的I/O Driver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(shè)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(shè)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(shè)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(shè)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(wù)器，實現(xiàn)各個檢修段的實時圖像監(jiān)控。

三、 系統(tǒng)架構(gòu)

圖1 系統(tǒng)架構(gòu)圖

四、 系統(tǒng)功能

4.1 車輛出入庫系統(tǒng)應(yīng)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?？吭谌霂煨盘枱敉?，并利用通信設(shè)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。

    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(shè)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)。

4.2 門禁系統(tǒng)應(yīng)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(dāng)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(lǐng)取門禁卡后進入檢修平臺作業(yè)。當(dāng)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2所示為動車段保護人身安全的安全聯(lián)鎖子系統(tǒng)。

圖2：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。

4.3 計算機和PLC網(wǎng)絡(luò)控制子系統(tǒng)的應(yīng)用

利用PLC網(wǎng)絡(luò)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)絡(luò)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(yù)設(shè)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，大大的提高了集成效率。

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3所示為安全連鎖系統(tǒng)控制界面。

圖3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。

3）可擴充性：當(dāng)現(xiàn)場（包括硬件設(shè)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(shè)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(yīng)用，可以同步構(gòu)建歷史站、事件服務(wù)器、報警服務(wù)器等多種應(yīng)用模式。專門配備了遠程部署—服務(wù)器以及遠程部署—客戶端工具。

4）易維護性：整套系統(tǒng)易于維護便于升級，力控監(jiān)控組態(tài)軟件預(yù)留數(shù)據(jù)交互接口，可以為更高一級調(diào)度中心的數(shù)據(jù)平臺提供實時數(shù)據(jù)，從而輕松搭建全省乃至全國的動車段安全系統(tǒng)數(shù)據(jù)中心。

五、 項目總結(jié)

     動車段的安全聯(lián)鎖系統(tǒng)將各種信號傳輸?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，提高了運營的安全性。