運(yùn)用PLC實(shí)現(xiàn)道口遠(yuǎn)程控制的自主嘗試

鐘曉波

摘要：隨著柳鋼廠內(nèi)鐵路道口數(shù)量的增加，道口看守人員也勢必要增加。鑒于目前企業(yè)用工成本越來越高的現(xiàn)實(shí)，實(shí)現(xiàn)道口的遠(yuǎn)程控制并推進(jìn)多個(gè)道口集中控制就顯得勢在必行了。目前柳鋼廠內(nèi)已經(jīng)有部分道口實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程集中控制，全部屬于外委工程。由于外委工程往往建設(shè)成本高且在后期的維護(hù)管理方面存在受制于人的情況。本文是介紹本單位維修部門借鑒和運(yùn)用PLC實(shí)現(xiàn)道口遠(yuǎn)程控制的一次自主嘗試，為下一步獨(dú)立建設(shè)道口遠(yuǎn)程集中控制做前期的技術(shù)準(zhǔn)備。

關(guān)鍵詞：鐵路道口；PLC；遠(yuǎn)程；集中控制

1 背景

由于廠內(nèi)鐵路道口多達(dá)上百處，其中包括有人看守和無人看守道口。地處柳鋼紅星B區(qū)的強(qiáng)實(shí)水泥廠門口的強(qiáng)實(shí)道口就是無人看守道口之一。在2018年的7月3日下午14時(shí)22分左右，一輛滿載散裝水泥的罐車從強(qiáng)實(shí)廠門口駛出，沒有遵守道口交通規(guī)則而搶越道口，正好此時(shí)有一列車從B區(qū)站向東行駛，當(dāng)火車調(diào)車員發(fā)現(xiàn)罐車時(shí)，立即呼喚火車司機(jī)緊急剎車，由于火車慣性太大，剎車距離不夠最終還是撞上了，罐車被撞翻在鐵路旁。所幸的是，該起事故沒有造成人員傷亡，只是兩車出現(xiàn)了不同程度的損壞。事后的事故原因調(diào)查結(jié)果雖然與鐵路方無關(guān)，但是該道口沒有設(shè)置欄桿也是事故發(fā)生的原因之一。鐵路運(yùn)輸公司鑒于近兩年該區(qū)域發(fā)生過三起類似的道口交通事故的情況，要求電務(wù)部門及時(shí)安裝欄木等安全防護(hù)設(shè)備。但是現(xiàn)場沒有建設(shè)道口房，如果要操作欄木機(jī)只能是利用視頻監(jiān)控手段實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制，建議控制設(shè)備安裝在紅星B區(qū)站，由行調(diào)人員實(shí)行欄桿的控制。鐵運(yùn)公司決定將該道口安裝遠(yuǎn)程控制設(shè)備做為2018年的攻關(guān)項(xiàng)目和隱患整改項(xiàng)來實(shí)施，具體由機(jī)動(dòng)科和電務(wù)段負(fù)責(zé)實(shí)施。

2 討論研究階段

成立攻關(guān)小組的初期，小組成員就在討論遠(yuǎn)程控制的實(shí)現(xiàn)方式該使用哪種模式。因?yàn)樵谲埶牡揽谧鲞^一個(gè)遠(yuǎn)程的控制系統(tǒng)，使用的是網(wǎng)絡(luò)開關(guān)，而此次機(jī)動(dòng)科提出使用PLC-300系列可編輯控制器。該項(xiàng)目的成立初衷還有一個(gè)重要的原因是，鑒于目前廠內(nèi)的遠(yuǎn)程集控道口屬于外委單位實(shí)施的，使用的也都是PLC-300系列可編輯控制器。考慮到后期的發(fā)展需要，極有可能會(huì)進(jìn)行所有道口進(jìn)行大集中，進(jìn)一步縮減道口看守人員，所以決定采用PLC-300系列可編輯控制器，作為此次攻關(guān)項(xiàng)目的實(shí)現(xiàn)方式。

應(yīng)用PLC實(shí)現(xiàn)道口遠(yuǎn)程控制是鐵運(yùn)公司的第一次自主嘗試，也是為后期大集中控制做前期的技術(shù)準(zhǔn)備。

3 攻關(guān)過程

第一步，對(duì)現(xiàn)有的遠(yuǎn)程集中控制道口進(jìn)行實(shí)地實(shí)物調(diào)查研究，主要是了解在用設(shè)備的規(guī)格型號(hào)、功能實(shí)現(xiàn)、程序等，因?yàn)橹挥邢嗤脑O(shè)備型號(hào)才能更好的實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)互聯(lián)互通，為后期的大集中做好設(shè)備統(tǒng)配通用性的準(zhǔn)備。

第二步，向道口工了解基本的控制需求，結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際制定出一個(gè)實(shí)用的、簡便的、統(tǒng)一的功能。盡可能的形成一個(gè)完善的功能操作需求，只有做到了各個(gè)道口都能夠統(tǒng)一功能操作需求，才能在后期的大集中控制系統(tǒng)的建立提供可能和便利。

第三步，學(xué)習(xí)外委單位的PLC程序。因?yàn)殍F運(yùn)公司內(nèi)部沒有PLC的專業(yè)技術(shù)人員，對(duì)PLC也只有很粗淺的認(rèn)識(shí)。攻關(guān)小組決定聘請(qǐng)信息部的專家來給我們介紹PLC和教我們?nèi)绾芜\(yùn)用PLC程序?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)程控制道口欄桿及報(bào)警設(shè)備。

第四步，建立一個(gè)試驗(yàn)臺(tái)。通過建立試驗(yàn)臺(tái)這個(gè)過程來進(jìn)一步加強(qiáng)PLC運(yùn)用的熟練程度。另外，也為后期在培養(yǎng)和訓(xùn)練維修人員的技術(shù)能力提供一個(gè)學(xué)習(xí)平臺(tái)。

4 現(xiàn)場施工

（1）現(xiàn)場需求調(diào)查很重要，在工程實(shí)施的前期必須要定下所有的需求，便于PLC程序的編輯和調(diào)試。

功能要求：

1.當(dāng)?shù)揽谟谢疖嚱咏⒂|發(fā)道口報(bào)警器時(shí)，室內(nèi)操作臺(tái)的自動(dòng)警鈴響起并有紅燈顯示。此時(shí)道口工可以按下“確認(rèn)”按鈕取消室內(nèi)警鈴，紅燈則保留，室內(nèi)警鈴關(guān)閉2分鐘之后，如果室外報(bào)警器繼續(xù)報(bào)警著再次響起。

2.當(dāng)確認(rèn)車列不通過道口而折返時(shí)，道口工可以按壓“人工清除”按鈕取消室內(nèi)外報(bào)警輸出。

3.道口工可以隨時(shí)旋鈕“手控報(bào)警”開關(guān)，打開室外報(bào)警

4.道口工可以隨時(shí)旋鈕“照明”開關(guān)，打開或關(guān)閉室外路面照明燈。

5.當(dāng)?shù)揽诠ご_認(rèn)欄桿已經(jīng)下降或上升到位時(shí)，可以按壓“防護(hù)燈開/關(guān)”按鈕打開或關(guān)閉室外防護(hù)綠燈，另，當(dāng)欄桿升起動(dòng)作2秒后，防護(hù)綠燈也能自動(dòng)關(guān)閉。

（2）將罐一道口的PLC控制程序逐條解讀出來，并一步步介紹功能的實(shí)現(xiàn)方法。在學(xué)習(xí)的過程中，小組結(jié)合現(xiàn)場的欄木機(jī)控制原理及報(bào)警器的原理，總結(jié)出一個(gè)更為簡便的程序編寫方法。該攻關(guān)項(xiàng)目與外委工程的一個(gè)不同改進(jìn)地方是：放棄外委工程使用PLC輸出模塊直接控制欄木機(jī)升降的方法。我們采用繼電器隔離的方式，避免因電涌或DI/DO模塊故障而引起的錯(cuò)誤控制輸入或輸出。

（3）設(shè)計(jì)一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一的按鈕控制臺(tái)，這個(gè)想法是基于后期大集中后，能夠使程序編寫的簡便協(xié)調(diào)及按鈕安裝的方便，更是讓道口操作工人能方便使用。

5 總結(jié)

該攻關(guān)項(xiàng)目經(jīng)過四個(gè)多月的實(shí)施，現(xiàn)在已經(jīng)到了現(xiàn)場調(diào)試階段。從該項(xiàng)目的嘗試性攻關(guān)結(jié)果來看，效果顯著，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了道口欄木機(jī)及報(bào)警器的遠(yuǎn)程控制，并且加入了WINCC的控制方式作為操作臺(tái)的冗余。通過此次運(yùn)用PLC的自主嘗試發(fā)現(xiàn)，后期大集中時(shí)可能會(huì)出現(xiàn)的難點(diǎn)有：

1、PLC-300系列設(shè)備的容量問題；

2、對(duì)既有設(shè)備的影響程度問題；

3、各道口的視頻及控制數(shù)據(jù)傳輸和顯示問題；

4、大集中后可能出現(xiàn)的操作室內(nèi)嘈雜環(huán)境等問題。

這些都是不得不考慮的問題，也是下一個(gè)值得研究的課題。