冶金企業(yè)鐵路信號計(jì)算機(jī)自動控制系統(tǒng)

牟清國

摘 要：我國的鐵路信號主要包括：聲音信號、色燈信號和手勢信號。在所有鐵路信號中，色燈信號是其中最為常見的。鐵路信號按照功能也可以分為以下幾類：車站信號、區(qū)間信號、行車指揮信號和列車運(yùn)行自動化信號。下面以自動控制106組道岔的配料站使用的“鐵路信號計(jì)算機(jī)綜合控制系統(tǒng)”為例，介紹鐵路信號微機(jī)自控和監(jiān)測系統(tǒng)的原理、功能、維修標(biāo)準(zhǔn)和故障處理方法。

關(guān)鍵詞：冶金企業(yè)；鐵路信號；計(jì)算機(jī)；自動控制系統(tǒng)

1 微機(jī)自控系統(tǒng)原理

1.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

微機(jī)自控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分三個層次，即系統(tǒng)操作層、聯(lián)鎖運(yùn)算層和直接控制層。這和6502電氣集中（繼電器聯(lián)鎖）非常相似，系統(tǒng)操作層是為車站值班員（使用人員）與電務(wù)維護(hù)、管理人員提供人機(jī)對話以及與其它子系統(tǒng)（如調(diào)度監(jiān)督、微機(jī)監(jiān)測、管理信息等）的通信界面。

聯(lián)鎖運(yùn)算層接收來自操作層的命令和直接控制層的現(xiàn)場狀態(tài)信息，完成全部聯(lián)鎖邏輯運(yùn)算，并向操作層發(fā)送表示信息和錯誤提示信息，向直接控制層輸出控制命令。直接控制層是系統(tǒng)與現(xiàn)場設(shè)備的界面，完成現(xiàn)場信息的采集和輸出命令的執(zhí)行。

1.2 硬件組成及用途

微機(jī)自控系統(tǒng)由上位機(jī)、下位機(jī)、接口柜和電源系統(tǒng)組成。

①上位機(jī)：聯(lián)鎖上位機(jī)采用586或更高檔的工業(yè)控制機(jī)，用于完成畫面顯示、命令操作、組織通信、聯(lián)鎖運(yùn)算、錯誤提示、音響報警等任務(wù)。站場顯示采用單屏或多屏的大屏幕彩色顯示器（武鋼配料站采用2臺50.8cm彩色顯示器），操作方式采用鼠標(biāo)或標(biāo)準(zhǔn)鍵盤；②下位機(jī)：下位機(jī)選用工作穩(wěn)定、質(zhì)量可靠、性能價格比高的西門子可編程序控制器（PLCS7-300），其擴(kuò)展功能強(qiáng)，可靈活配置I/O數(shù)量，適應(yīng)大、小規(guī)模不同的站場。可方便地構(gòu)成主、備機(jī)冷備或熱備系統(tǒng)（配料站是冷備）。PLC容易與現(xiàn)場設(shè)備接口，便于現(xiàn)場安裝維護(hù)，能在較惡劣的環(huán)境下，完成信息的采集、控制、校核和信息輸出等功能；③接口柜：主要是完成室內(nèi)外設(shè)備的隔離、驅(qū)動任務(wù)。它按控制采集信息的對象不同，分為信號柜、道岔柜、軌道電路柜。柜內(nèi)控制元件采用鐵道部定型的鐵路信號安全型繼電器（AX型）；④電源系統(tǒng)：電源系統(tǒng)提供自控裝置室內(nèi)外設(shè)備所需的各種電源。電源由主副兩路供電（由兩個發(fā)電廠或兩個變電所供電），有主副兩套供電裝置。主電源停電時，能自動切換到副電源供電，也可手動切換，切換時間不超過0.15s。主、備兩套供電裝置之間可互相切換。

1.3 軟件功能

軟件主要功能有：①能同時排列多條平行進(jìn)路；②有故障及錯誤操作的音響報警及屏幕漢字提示，音響報警可區(qū)分不同錯誤級別；③操作員級別采用多級密碼管理，關(guān)鍵操作采用密碼授權(quán)方式，操作記錄和站場變化信息可長久保存；④上、下位機(jī)軟件設(shè)計(jì)中均采用雙程序校驗(yàn)，冗余編碼，校驗(yàn)傳輸?shù)瓤煽啃约夹g(shù)，能確保故障導(dǎo)向安全。

2 微機(jī)監(jiān)測系統(tǒng)

2.1 硬件組成及功能

微機(jī)監(jiān)測系統(tǒng)是自控系統(tǒng)的一個子系統(tǒng)，它由上、下位機(jī)組成。上位機(jī)采用586或更高檔的工業(yè)控制機(jī)。具有界面顯示、監(jiān)測控制、系統(tǒng)管理和記錄信息的查詢、打印、分析等功能；下位機(jī)可采用單片機(jī)系統(tǒng)，具有現(xiàn)場數(shù)據(jù)測量、保存和發(fā)送功能。采樣電路采用安全隔離的傳感器，與聯(lián)鎖設(shè)備間無電氣回路，確保在任何情況下都不會對聯(lián)鎖設(shè)備造成影響。

2.2 軟件功能

主要功能有以下五種：①實(shí)時監(jiān)督軌道占用狀態(tài)、道岔位置和信號機(jī)顯示狀態(tài)，并顯示站場平面信息；②實(shí)時檢測軌道電路電壓、電動轉(zhuǎn)轍機(jī)動作電流、摩擦電流和道岔表示回路電壓，并可幫助分析道岔故障原因；③故障提示功能豐富，如有信號機(jī)燈泡斷絲提示（紅色閃光）、道岔不能轉(zhuǎn)換或轉(zhuǎn)不到位提示（紅色閃光），軌道電路故障提示等；④可統(tǒng)計(jì)每一臺電動轉(zhuǎn)轍機(jī)動作次數(shù)，為設(shè)備維護(hù)更新提供依據(jù)；⑤可查詢、打印操作記錄和站場信息變化內(nèi)容。

3 系統(tǒng)維護(hù)

3.1 日巡檢

①檢查CRT顯示器與上位機(jī)的各種連接器件是否有松動現(xiàn)象；②檢查上、下位機(jī)之間的通信電纜和連接器是否有松動現(xiàn)象；③檢查上位機(jī)的運(yùn)行指示燈是否按規(guī)定顯示，各輸入、輸出模塊的指示燈是否正常顯示，固態(tài)繼電器、有關(guān)變壓器是否有過熱現(xiàn)象。

3.2 月檢修

①清掃上、下位機(jī)、顯示器、接口柜、電源屏的灰塵，使之保持清潔；②檢查UPS工作狀況，做一次充放電試驗(yàn)；③檢查各類報警裝置的完好情況，測試各類電壓、電流并做好記錄，緊固各類插接件和傳輸電纜以及插接板，查看電氣接點(diǎn)的氧化情況；④倒換主、備電源屏，檢查轉(zhuǎn)換電路工作情況；停電倒換主、備微機(jī)（包括下位機(jī)）。

3.3 年維修

①檢查接口柜內(nèi)繼電器和動態(tài)繼電器的工作狀況，按周期更換繼電器；②試驗(yàn)聯(lián)鎖關(guān)系，特別是有帶動道岔和超限絕緣的進(jìn)路是試驗(yàn)的重點(diǎn)；試驗(yàn)各報警裝置工作是否正常；③測試防雷元件和防雷系統(tǒng)接地電阻，設(shè)備接地電阻不大于1Ω，防雷接地電阻不大于4Ω；④更換經(jīng)檢查不合格的元、器件，清除作業(yè)的歷史記錄。

4 結(jié)語

總之，我們要和設(shè)計(jì)制造單位一道，在總結(jié)應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步規(guī)范設(shè)計(jì)、生產(chǎn)和施工，優(yōu)化硬件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，不斷完善軟件功能，使鐵路信號微機(jī)自控系統(tǒng)在國家鐵路和廠礦企業(yè)鐵路上全面推廣應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)：

[1]孟祥久.淺談鐵路信號工程技術(shù)施工管理[J].科學(xué)中國人，2015（20）：114.