鐵路平交道口遠程集中控制系統(tǒng)的開發(fā)與應(yīng)用

鄭粵勇

摘要：介紹了道口遠程集中控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、功能實現(xiàn)、工作原理及應(yīng)用效果等。充分利用現(xiàn)有道口設(shè)備，通過遠程集中控制技術(shù)可以實現(xiàn)一人對多個道口的集中控制，成功解決因道口分散，道口工勞動效率不高的問題。同時，鐵路平交道口遠程集中控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，造價低廉，性價比高。

關(guān)鍵詞：道口;遠程;集中控制;PLC

1 前言

寶鋼集團廣東韶關(guān)鋼鐵集團有限公司（以下簡稱韶鋼），廠區(qū)內(nèi)鐵路平交道口70多個，其中有人看守道口25個。由于道口分散，一般的有人看守道口，一個人只能負責(zé)一個道口，勞動效率不高。為了提高勞動生產(chǎn)率，利用現(xiàn)有的道口設(shè)施，結(jié)合網(wǎng)絡(luò)、視頻監(jiān)控、PLC及遠程控制等新技術(shù)，開發(fā)了基于可編程控制器的鐵路平交道口遠程集中控制系統(tǒng)。經(jīng)過運用實踐表明，該系統(tǒng)具有性價比高，抗干擾強，維修方便等特點，運用效果良好。

2 系統(tǒng)設(shè)備構(gòu)成、功能和控制過程

2.1設(shè)備構(gòu)成

平交道口遠程集中控制系統(tǒng)主要由：控制中心、道口前端設(shè)備、道口房控制設(shè)備等組成。

具體見圖一：

（1）控制中心：監(jiān)控計算機、操作計算機、交換機、光電轉(zhuǎn)換器

（2）道口房：操作按鈕、PLC控制柜、道口控制柜、交換機、光電轉(zhuǎn)換器

（3）道口前端設(shè)備：欄木機（柵欄）、警報機、鐵路方向信號機、監(jiān)控攝像機

其中道口控制柜、欄木機（柵欄）、警報機、鐵路方向信號機等，為道口利舊設(shè)備，原有功能不做改變。

2.2基本功能

（1）按照有人看守道口有關(guān)管理規(guī)定及操作流程，實現(xiàn)對欄木機（柵欄）、警報機、鐵路方向信號機等道口設(shè)備的遠程和近程控制。遠程控制方式實現(xiàn)電機動作延時保護。

（2）設(shè)定管理員及操作等級密碼，通過登錄方式控制管理及操作權(quán)限。

（3）日常操作采用鼠標(biāo)點擊方式操作，流程與道口相關(guān)管理規(guī)定相符;操作界面易于實現(xiàn)人機對話。

（4）欄木機、警報機、鐵路信號機工作狀態(tài)信號回饋至操作界面顯示。道口照明路燈采用軟件自動定時控制。

（5）成組選擇道口畫面，對道口及通往道口的公路方向的車流、行人情況進行監(jiān)控。

（6）圖像存儲功能。保持道口監(jiān)控圖像存儲10天并自動更新，實現(xiàn)自動及精確時回放段回放。

2.3遠程集中控制過程

2.3.1視頻監(jiān)控部分

各個道口的現(xiàn)場監(jiān)控畫面通過設(shè)置在公路方向的網(wǎng)絡(luò)視頻高清攝像頭采集道口監(jiān)控實時畫面，信號通過網(wǎng)絡(luò)線傳遞到交換機，再光纖傳輸?shù)郊锌刂浦行模謩e顯示在主副畫面上。道口視頻監(jiān)控設(shè)置有多路視頻監(jiān)控畫面可選，需要時可以隨時選擇控制道口的畫面切換。

2.3.1集中控制部分

系統(tǒng)通過設(shè)置在道口房的PLC采集現(xiàn)場設(shè)備的各種狀態(tài)，利用PLC的通訊功能通過網(wǎng)絡(luò)與操控中心的主機相連，將信息傳遞給主機，完成設(shè)備狀態(tài)的收集。當(dāng)要遠程操控某個道口設(shè)備時，主機發(fā)出指令傳到現(xiàn)場的PLC，PLC通過輸出模塊動作相應(yīng)的繼電器，從而控制現(xiàn)場設(shè)備動作;同時PLC的輸入模塊將設(shè)備狀態(tài)信息反饋回主機，完成設(shè)備遠程控制。

3 控制系統(tǒng)工作原理

3.1遠程/近程控制切換

在道口房設(shè)有遠程/近程控制切換開關(guān)，當(dāng)近程操作開關(guān)斷開，由遠程集中控制所有道口設(shè)備動作;將近程操作開關(guān)合上，則在道口房實現(xiàn)人工控制操作。

3.2警報機遠程操作控制電路原理

在操作窗口點擊警報機“開”按鈕，PLC模塊警報機輸出點輸出高電平，控制繼電器得電勵磁吸起，構(gòu)通道口繼電器勵磁電路，道口繼電器得電勵磁吸起，警報機報警。采樣道口繼電器前接點，輸送高電平至PLC輸入模塊，在遠程控制畫面上顯示警報機狀態(tài)表示燈亮紅閃燈光。

關(guān)閉過程與上述相似，警報機指示燈亮黃閃燈光。

3.3欄木機操作控制電路動作原理

圖二是欄木機單條欄桿的控制電路原理圖，圖中繼電器K1和K2的接點分別控制A欄桿的升（ASJ）和落（ALJ）。B欄桿的控制原理圖與圖二相同，由繼電器K3和K4的接點分別控制B欄桿的升（BSJ）和落（BLJ）。

3.3.1總升桿

在操作窗口，點擊“總升桿”，程序檢測所有落桿輸出點無輸出且警報機報警之后，PLC模塊所有升桿點輸出24V高電平。K1、K3繼電器得電吸起，升桿繼電器得電吸起。欄桿動作直到欄桿到位，凸輪開關(guān)斷開，升桿繼電器落下，PLC輸入模塊檢測到繼電器線圈4為高電平，予以記憶。PLC停止所有升桿，輸出24V高電平，K1、K3繼電器落下，程序判斷為“升桿動作完成，升桿到位”，控制畫面上所有欄桿表示燈變?yōu)榫G色。

3.3.2總落桿

動作過程與總升桿相似，動作相應(yīng)的落桿繼電器。所有落桿表示燈變?yōu)榧t色。

3.3.3單獨操作某一根欄桿（以A落桿為例）

在操作窗口，點擊“A落桿”程序檢測A升桿輸出點無輸出且警報機報警之后，PLC模塊A落桿點輸出24V高電平，K2繼電器得電吸起道口控制箱ALJ落桿繼電器吸起。欄桿動作直到欄桿到位，相應(yīng)凸輪開關(guān)斷開，A落桿繼電器落下，PLC輸入模塊檢測到繼電器線圈4為高電平，予以記憶。PLC停止A落桿點，輸出24V高電平，K2繼電器落下。程序判斷為“A落桿動作完成，落桿到位”，控制畫面上A桿表示燈變?yōu)榧t色。

3.3.4停止欄桿動作

在欄桿動作過程中，需要停止某欄桿動作時，點擊該欄桿“停止按鈕”，PLC停止輸出。該欄桿相應(yīng)的動作繼電器落下，欄桿停止動作。如果要全部停止，點擊“總停止”按鈕，則所有PLC 控制欄桿輸出點停止輸出，正在吸起的動作繼電器落下，全部欄桿停止動作。系統(tǒng)出于安全考慮，欄桿升降過程中只要點擊“總停止”按鈕，欄桿均會停止動作。

3.4鐵路預(yù)告信號機操作控制電路動作原理

在操作窗口，點擊預(yù)告信號機“開”按鈕，PLC模塊預(yù)告信號機輸出點高電平，對應(yīng)預(yù)告繼電器吸起，接通信號機點燈電路，鐵路預(yù)告信號機亮綠色燈光，控制畫面指示燈也亮綠色。鐵路預(yù)告信號機在欄桿升起時自動關(guān)閉，模塊停止輸出，鐵路預(yù)告信號機亮黃色燈光，控制畫面指示燈也亮黃色。

3.5道口照明控制電路動作原理

道口照明由程序分季節(jié)設(shè)定開關(guān)時間，操作人員可以通過面板功能設(shè)置自動開關(guān)時間。利用系統(tǒng)的定時器功能，根據(jù)需要設(shè)置時間輸出控制照明控制繼電器吸起，控制道口控制箱交流接觸器吸起，點亮道口照明燈光。

4 提高改進和推廣應(yīng)用前景

目前該系統(tǒng)已經(jīng)在韶鋼鐵運公司檢修段道口上成功應(yīng)用，效果良好。以可編程控制器為要點的道口控制系統(tǒng)，它有以下幾個特點：其一，管理范圍大，具有模板結(jié)構(gòu)，充分利用原有的道口設(shè)備，工程造價比較便宜;其二，硬件設(shè)施齊全，操作簡便，可遠/近程操作，可用性較強;其三，能夠抵抗外界的干擾，可信用程度較高;其四，PLC采用西門子S7—300，通用性強，維修比較方便。推廣鐵路道口遠程集中控制，不但可以改造原有的有人看守道口，也可應(yīng)用在無人自動道口上。實施后可以很好的監(jiān)控道口狀況，遠程控制道口關(guān)閉，提高行車速度，減少行車人員在通過無人道口時下車引導(dǎo);從而提高作業(yè)效率，避免發(fā)生路外事故;在鐵路平交道口多的廠礦企業(yè)應(yīng)用效果顯著。

5結(jié)論

該系統(tǒng)采用視頻實時監(jiān)控道口現(xiàn)場，遠程集中控制，并結(jié)合微機聯(lián)鎖道口預(yù)告，能夠在鐵路信號調(diào)度中心實現(xiàn)一人遠程集中控制多個道口的功能。鐵路平交道口遠程集中控制系統(tǒng)的開發(fā)是成功，該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，充分利用原有道口設(shè)備，能夠?qū)崿F(xiàn)遠程和近程控制。造價低廉，性價比高，經(jīng)濟效益好，具有良好的推廣應(yīng)用價值。

參考文獻：

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