基于PLC的鐵路道口安全控制系統應用

王喜燕 蔣會哲

摘要：隨著社會經濟的快速發展，我國鐵路建設的規模不斷擴大。然而，鐵路道口安全控制系統在靈活性、可靠性方面比較欠缺，不僅降低了鐵路道口的通過效率，而且埋下了安全隱患。鑒于此，本文提出了一種新的安全控制系統，即S7-300 PLC安全控制系統。實驗證明，該安全控制系統比較科學、合理，起到了良好的運行效果。因此，值得在業界大力推廣。

關鍵詞：PLC 鐵路道口 安全控制系統 應用 分析

中圖分類號：TP277 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2016）07-0006-01

由于我國鐵路道口安全控制系統沒有良好的適應能力，很容易受到環境因素的干擾，很容易出現封閉現象。再加上道路本身的復雜性，就會引起交通堵塞問題。鑒于此，本文基于PLC控制裝置，研究出了一種新的道口安全控制系統。S7-300 PLC系統在性能、價格、維護方面，具有很大優勢。下面進行詳細論述。

1 系統的功能與基本構成

1.1 系統的功能

首先，在火車快進入道口時，道路報警裝置提前發出報警。同時，啟動相關的安防設備。在這個過程中，報警時間由系統軟件根據信息的傳輸、換算速度來決定。其次，火車在通過道口時，禁止任何車輛、行人闖入道口。最后，火車穿過道口后，報警自動關閉，道口交通恢復正常。

1.2 系統的基本構成

S7-300 PLC鐵路道口安全控制系統就的組成部分為：磁電傳感器、鐵路道口控柜、動態圖像檢測電路，以及安防設備。其中，磁電傳感器主要是根據車輪的感應信號，來對火車的運行狀態進行檢測。另外，在動態圖像檢測電路中，可以有效的儲存當前的交通情況、看守員的作業圖像，以此來實現對道口的遠程控制。

2 系統的工作原理

2.1 確定道口接近區的長度

計算道口接近區的長度，有利于火車安全通過。在計算的過程中，分為這幾種情況。第一，在t1時間內，火車與通過道口的路程。可以用公式（1）來計算，即：

（1）

在（1）式中，表示：道口長度（米）。指的是，當火車通過道口時，產生的最低速度。通常每小時5千米。3.6是火車在m/s產生的系數。第二，在t2時間內，穿過道口需要的時間為15s。第三，在t3時間內，花費的時間為20s。另外，道口防護設備啟動后，再到火車抵達道口的這段時間，也就是列車接近報警的時間，可以用T來表示。計算辦法是將以上時間全部相加。當前，國內單線、復線區段中，列車接近報警的時間往往在40s以上。

2.2 輸入檢測電路

在輸入檢測環節，能夠保證對道口的安全控制。為了達到以上目的，需要提高檢測原件的可靠性。當前，磁電感應式傳感器由于擁有環境干擾小、性能好、成本低、操作方便等優勢，被廣泛應用于火車信號檢測當中。采用該檢測方式后，提高了信號傳輸、轉換、接受的準確度。每個傳感器中，設置了相應的電路開關。當火車未經過道口后，就不會輸出大量電壓。反之，如果檢測出有火車通過后，輸入電路就會轉換為負方波。在此基礎上，基于PLC控制系統，形成導通回路。通常情況下，火車的車速主要受到密度的影響，而與付方波的數值沒有關系。

2.3 可編程控制器PLC

PLC包括：電源、中央處理單元、輸入出件、編程器這幾個部分。工作原理為：用戶程序執行1次后，依次返回到第二次、第三次，直到停機。中央處理單元分為操作系統、用戶程序。其中，操作系統主要是負責PLC啟動、映像輸入與輸出、處理錯誤，管理通信等工作。用戶程序主要是根據用戶的要求，實現自動化作業。當PLC通電后，中央處理單元啟動，對定時器、位存儲器中涉及到的中斷堆棧內容進行處理，并進行保存。

2.4 顯示盤與故障報警

在顯示盤中，可以看見安防設備的正常運行情況，以及故障現象。同時，對二極管的閃亮與常亮進行判斷，可以得直在該區段中，傳感器的工作狀態。在此基礎上，給維修人員提供了很大便利。除此之外，本系統采用的安防設備可以具有語言、聲光報警的效應。當火車接近時，就可以發出滴嘟、滴嘟的報警信號。同時，指示燈亮起。

3 系統工作流程

S7-300 PLC鐵路道口安全控制系統中，有這個方面的要求。首先，確定列車行駛的方向，以此來判斷接近信號或者離去信號。其次，按照相關的規定，嚴格操作執行結構，使其順利工作。再次，設置固定的時間段，達到程序控制的目的。最后，在故障檢測方面的功能。通常情況下，道口、鐵路線、報警點的分布有很大差異。所以，應用的程序也是有區別的。下面對系統的三個工作流程進行探討。

3.1 列車接近（離去）檢測程序流程

該流程的功能是：在設置好的時間中，列車連續經過傳感器，此時由控制模塊發出列車接近的信號，并檢測列車運行的速度。以上列車經過的順序為從左到右。如果順序相反，即發出的信號為列車駛離信號。除此之外，按照規定，當火車的一個車輪經過某時間間隔后，就會輸出相應的接近信號，或者駛離信號。通常情況下，間隔時間為2秒。

3.2 控制程序流程

該程序的實現功能為：連續兩地對輸入信號進行檢測，判斷火車的接近，從而輸出控制信號。當報警器發出信號后，就會自動開啟安防設備。同樣，如果連續兩次檢測為離開信號時，報警自動解除。

3.3 故障檢測流程

該程序的功能是：如果傳感器發生斷路，在音響提醒道口技術的支持下，維修人員可以及時趕到現場來檢修，解除故障。在此基礎上，保證道口系統的安全行、穩定性。

4 結語

當前，國內采用的鐵路道口系統在安全性、可靠性方面均存在很多不足。鑒于此，本文提出了S7-300 PLC安全控制系統。該技術可靠性高、實用性強，減少了系統設計、調試方面的工作量。與傳統的技術相比，具有更大的優勢。實踐證明，采用S7-300 PLC技術后，減少了危險事故的發生，保證了道口的安全。

參考文獻

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