燃料運輸鐵路信號微機聯鎖系統技術改造

王海燕

（華電能源牡丹江第二發電廠，黑龍江 牡丹江 157015）

1 項目實施背景及項目改造主要依據

華電能源牡丹江第二發電廠鐵道線路6502電氣集中聯鎖控制系統于2000年7月1日—8月20日進行過1次中修，修復了熔絲報警系統修復，對部分緩放繼電器聯鎖關系檢測和電源屏調壓系統進行維修調試，暫時提高調壓精度和靈敏度，緩解了系統運行的不穩定性。

針對以往系統中修和多年現場檢修、維護積累的實際經驗發現，6502電氣集中電路從設計到施工及實際應用中還有許多不足之處，龐大的聯鎖網絡線十分繁瑣，不宜迅速查找故障恢復生產。系統電纜絕緣值已達到最低臨界點，有明顯的安全隱患。目前，計算機聯鎖系統已作為國家鐵路運輸信號的基礎安全設備，在國家鐵路及擁有自備車站的廠礦單位廣泛使用。

6502電氣集中系統繼電器參數變化大，繼電器組合內RC電路大部分電解電容有漏液現象，且部分FDGJ繼電器的緩放時間不夠，達不到規定的時間參數3～4 s。因此，必須立即對6502電氣集中系統進行完全的技術改造，升級為MCIS模塊化計算機聯鎖系統，以滿足安全生產，提高調車效率。

通過安裝計算機聯鎖系統不僅能夠及時、準確地判斷故障點，而且便于維護、提高設備的穩定運行，達到“故障導向安全的原則”，提高調車安全作業效率。

2 技改方案及實施過程

2.1 實現聯鎖的基本功能

實現進路上道岔、信號機和軌道電路的正確聯鎖，確保進路正確和機車運行安全，滿足6502全部的聯鎖功能。

2.2 實現站場需要的特殊聯鎖功能

根據站場的特殊要求，實現特殊聯鎖關系，支持單鉤溜放功能（翻車機重空牛牽、推車需要此項功能）。

2.3 實時再現

實時反映站場信號、道岔、軌道等設備的現場狀態，為各級運用管理維護部門提供設備和機車調車作業等信息，可對全調車場進行視頻監控，隨時發現和調整不合理作業及違章現象。

2.4 完善的自診斷功能

系統通過動態輸入、輸出、回讀、軟件雙編碼等技術實現自診斷故障到板極的功能，并通過網絡通信使維護人員在控制中心和維護中心實現故障的診斷和查詢。

2.5 維護和遠程診斷功能

系統能夠記錄所有的操作和信號設備的狀態；監測和報告系統故障；方便查詢內存中存儲的各種信息；存儲和打印記錄；通過網絡遠程診斷功能可以把系統的故障情況通知到相應的維護部門，使維修部門可以根據需要派遣相應技術人員來維修；遠距離傳送記錄的文件。

2.6 實現與其他信息系統的結合功能

系統具備與微機監測、調度集中等系統的通信，實現站場間的信息共享。車間、分廠及廠部領導通過網絡隨時可以了解到現場調車作業情況。

2.7 具備故障弱化功能

系統的上位機、聯鎖機分別雙機熱備，IO模塊內部均采用“二取二”來保障“故障倒向安全”的原則進行采集與控制，即每個模塊均具有二套電路。一旦聯鎖系統出現局部故障，在不影響設備運行安全的情況下，系統具備故障弱化功能。

3 工程設備系統的布置、設備銘牌、參數及必要圖紙

3.1 電源屏

MCIS模塊化計算機聯鎖系統所需的電源屏為整套系統提供電源，其需要的電源相比現有的6502電源屏及計算機聯鎖電源屏有所簡化，電源屏只需提供：①道岔所需的二類電源：DZ220、DF220、DJZ220、DJF220；②信號及聯系電路所需的一類電源：XJZ220、XJF220；③計算機聯鎖系統所需的一類電源：JJZ220、JJF220。

3.2 控制臺

MCIS模塊化計算機聯鎖系統控制臺包括：顯示器、鼠標、上位機及音響等設備。

（1）顯示器：25"CRT顯示器（或等離子大屏幕顯示器），用于顯示站場狀態、提示信息及報警信息。

（2）鼠標：供操作人員辦理進路及響應系統要求等。

（3）音響：播放語音及聲音提示。

（4）上位機：識別操作命令、顯示更新站場狀態及初選進路。

3.3 主機柜

主機柜正面自上而下依次為：兩套冗余UPS電源、維修機液晶顯示屏、鍵盤/鼠標及3個組合。主機柜背面自上而下依次為：兩套24 V冗余電源、兩個冗余HUB、聯鎖主機籠、系統電源引入端子及防雷裝置。

3.4 擴展機柜

主機柜最多可控制15組道岔的車站，若控制車站更大，則必須增加擴展機柜，以放置更多的組合。每個擴展機柜最多可放置10個組合，約增加30組道岔的控制能力。

3.5 系統電源

系統所需的JJZ220、JJF220在聯鎖主機柜中經系統電源引入端子與防雷后，直接接入兩套UPS輸入。兩套UPS輸出分別接入相應的24 V電源模塊，在電源模塊的輸入端并接有1個為維修機液晶顯示屏及兩路HUB提供電源的220 V電源插座。維修機液晶顯示屏電源可接在任何1個220 V電源插座上，兩路HUB電源在正常情況下分別接在兩路220 V電源插座上，以保證在1套電源關機或故障時，至少還有1個HUB電源。兩套電源模塊產生的24 V電源直接并接入Z24、F24電源匯流端子，然后分別接至聯鎖主機籠，各組合、控制臺上位機機籠。保證兩套電源模塊在其中1套關機或故障時，不影響整套系統的供電。

3.6 聯鎖主機籠

聯鎖機籠位于聯鎖主機柜的背部，其前方為維修機液晶顯示屏，上方為兩路冗余HUB。聯鎖機籠正面從左至右分別為：維修機模塊、聯鎖A機模塊、聯鎖B機模塊、4對IOC模塊。

其背部為配線端子，0排為其電源端子，其他為IOC與組合間的IO通信線接線端子，其配線定義見附頁“聯鎖主機籠配線表”，在每個模塊對應的背部都設有熔絲，以提供電源保護。

3.7 組合

根據控制對象的不同特征，將所需電路單元集中放置在一起，形成不同類型的組合電路，是本系統在電路結構上的一種創新。采用組合為新的結構單元，使整個系統內部機柜之間配線最少，由于組合可以工廠預制，故能最大化地縮短施工周期。組合共有5種類型：道岔組合、信號組合、軌道組合、零散組合及電源組合，見圖1。

（1）道岔組合：道岔組合由兩個道岔模塊、16個熔斷器、4個表示變壓器及側面配線端子等組成。1個道岔組合可以控制4組道岔。

（2）信號組合：信號組合由3個信號模塊、24個熔斷器及側面配線端子等組成。1個信號組合可以控制12架調車信號機。

（3）軌道組合：軌道組合由4個軌道模塊及側面配線端子等組成。1個軌道組合可以控制64個軌道區段。

（4）零散組合：零散組合由4個零散模塊及側面配線端子等組成。1個零散組合可以控制8個方向的普通場聯或6個方向站間聯系電路。

（5）電源組合：電源組合由6個整流器、22個熔斷器及側面配線端子等組成。電源組合的作用有：①為聯系電路提供整流電源；②為系統提供熔絲報警電源；③為室外信號機點燈、道岔動作及道岔表示電源增加一道防護屏障。

圖1 組合的5種類型

4 投資估算

見表1。

表1 投資估算

5 改造前后經濟效益對比

6502電氣集中系統技術改造前：6502電氣集中電路從設計到施工及實際應用中存在許多不足，龐大的聯鎖網絡線十分繁瑣，不宜迅速查找故障恢復生產。系統電纜絕緣值已達到最低臨界點，有明顯的安全隱患。

6502電氣集中系統技術改造后：安裝計算機聯鎖系統可實現進路上道岔、信號機和軌道電路的正確聯鎖，確保進路正確和列車運行安全。滿足6502全部的聯鎖功能、減少設備故障率、降低檢修頻次。通過安裝計算機聯鎖系統不僅能夠及時、準確地判斷故障點，在日常維護上使檢修人員操作更方便，達到“故障導向安全的原則”，提高調車安全作業效率。

6 行業地位和推廣價值

（1）用MCIS模塊化計算機聯鎖系統，以其“二取二”的安全原則，雙點輸出，使任何一個輸入輸出都由兩套完全獨立的電路完成，從而有效提高系統的安全性。

（2）通過安裝計算機聯鎖系統不僅能夠及時、準確地判斷故障點，而且便于維護，可有效提高設備的穩定運行率。