铁路信号计算机联锁系统在三钢的应用

铁路信号计算机联锁系统在三钢的应用

摘要:本文介绍了铁路信号计算机联锁系统在三钢的应用,信号计算机联锁系统组成及系统优点,实现了铁路运输的安全快捷并取得了良好的经济效益。

关键词:铁路信号计算机联锁系统组成软件应用

冶金钢铁企业的产供销及内部原材料、产品的流转大都是由铁路运输来完成,是企业的生命线,铁路运输的安全快捷直接影响着企业的正常生产,以至于影响企业效益。三钢的生产经营也不例外,三钢集团公司铁路运输是三钢产供销的桥梁和纽带,现有铁路线路总长36.925公里,道岔117组,南与三明火车站相连,北与三明东站衔接,分南编组站、料区、焦区、铁区、钢区、轧区、库区八个区域,拥有11台内燃机车,铁路车辆149辆等。

随着企业生产的发展,我司的铁路运输设备设施还比较落后,铁路运输点多面广,原始作业方式效率低下,很难从设备口保障行车安全,已成为制约运输效率提高的瓶颈。为了能够提高运输效率,保障运输作业安全,减少作业中间环节和人员,首先在铁路北站区域内使用铁路行车信号计算机联锁系统,实现北站全站的铁路信号自动化。

1 方案设计

北站区域由北站主站场、轧区和高线区域组成。北站主站场内有

道岔35组,信号机69架,轨道区段61个;高线区域有道岔2组,信号机5架,轨道区段6个;轧区区域内有道岔6组,信号机14架,区段13个。所有道岔均采用人工扳道方式。区域内共设置扳道房7个(北站主站场5个,轧区1个,高线1个),扳道人员28名以最原始方式进行行车作业。

信号计算机联锁系统采用了浙江万全信号设备有限公司生产的WQ-TYLS铁路信号计算机联锁系统,针对工矿企业专用铁路设计,以网络为基础适合于一站多场铁路。以北站主站区为主站,轧区、高线区为从站,采用远程控制模式将两个区域内的所有信号设备纳入北站主站控制。整个项目按三期进行,第一期北站主站区,第二期高线区域、第三期轧区区域;三期工程完成后北站形成一个大型完整统一的车站,区域之间联锁关系按照同一站的站内模式处理,信号操作集中在一个屏幕上。

1.1 网络结构设计(见图1)

1.2 系统组成及功能

WQ-TYLS铁路信号计算机联锁系统分为人机接口层、联锁处理层、驱动层、执行层和电源层。人机接口层由操作计算机、显示器、键盘鼠标等构成,实现站场状态监视、进路办理等操作功能。联锁处理层是信号微机联锁的核心层,负责联锁运算与核心控制;联锁处理层采用工控机+PLC结构。驱动层采用安全型继电器实现接口驱动放大

与电气隔离。执行层由转辙机、信号机等组成。电源层由电源屏和UPS组成(见图2)。

1.2.1 人机接口层

采用工业计算机、工业交换机、显示器、键盘鼠标等硬件设备与操作软件实现。人机接口层实现站场设备状态实时监控、进路办理、道岔操作等功能,它人与系统的接口。人机接口层本层内部与联锁处理层之间采用TCP/IP网络通讯,可以根据现场具体情况设置本地、远程一个或多个操作终端。

1.2.2 联锁处理层

联锁处理层是信号计算机联锁的核心处理层,采用工业控制计算机和PLC实现。联锁处理层负责对用户操作命令进行处理、站场设备状态采集、联锁运算、道岔控制、信号控制、进路控制、热备切换等。联锁处理层采用modbus总线结构,可以非常容易实现本地站点、远程站点的增加和删除,应用十分灵活。

1.2.3 驱动层

驱动层设备主要采用符合国家铁道部标准的安全型继电器实现,起到电气放大与室外内外设备电气隔离。驱动层电路中涉及行车安全电路自身具有一定的逻辑处理功能,从而进一步提高系统安全性。

1.2.4 电源层

电源层由铁路专用电源屏和UPS构成,系统提供各种信号电源和计算机电源。电源屏采用两路AC380V三相电源供电。

1.2.5 执行层

执行层工作在室外,主要由信号机、转辙机、轨道电路构成。信号机实现行车信号的开发和关闭,转辙机负责行车线路的转换,轨道电路检测列车运行位置。执行层通过信号电缆实现与驱动层连接。

信号机是向司机和行车人员表达行车命令和安全行车条件的设备,目前站内行车广泛采用色灯信号机。在我国铁道部行车信号标准中采用5种颜色色灯信号作为行车信号,这5种色灯分别是兰灯、红灯、黄灯、绿灯、白灯,其中兰灯和红灯是禁止行车信号,其它3种是允许行车信号。

转辙机是驱动铁路线路改变方向从而使车辆从一条线路转到另一条线路的设备。转辙机由电机、齿轮减速驱动机构、位置表示机构等构成。转辙机具有定位操作和反位操作两个动作与定位表示、反位表示、四开三个位置信息。当转辙机定操到位时位置状态为定表,反操到位时为反表,没有到位时为四开。

在铁路中将线路划分为一段段线路——轨道区段,在轨道区段的两端装设绝缘节,使相邻两区段之间绝缘。在区段的一端将交流电经过变压器降压后接到区段的两根钢轨,在另外一端通过变压器升压后送至室内继电器;当钢轨上没有车辆时室内继电器吸起,当钢轨上有

车时钢轨短路室内轨道继电器落下。利用钢轨、变压器、继电器检测钢轨上是否有车辆存在的电路叫轨道电路,目前我国在车站内铁路上大量采用480标准轨道电路。

1.3 软件组成

WQ-TYLS铁路信号计算机联锁软件分为上位机软件、下位机(PLC)软件和操作机软件。上位机、操作机软件采用Delphi6.0编制,下位机(PLC)软件采用Concept2.6编制。

1.3.1 上位机软件框图(见图3)

信号计算机联锁系统上位机软件开发引入现代软件工程技术,采用标准通用的模块化开发技术开发。软件根据其功能和数据结构定义成不同的模块,各模块完成各自相对独立,模块之间通过数据进行通信。程序结构清晰,数据流向简单,软件更加稳定可靠;并且可以根据具体需要对软件进行裁剪定制,充分满足用户的各种特殊需要。

1.3.2 上位机软件流程(见图4)

信号计算机联锁系统上位机软件主要负责处理用户操作命令并根据操作命令进入相应的处理模块。信号计算机联锁命令主要可以分为进路类命令、道岔类命令和故障处理类命令。上位机软件主处理流程采用命令驱动结构,对命令进行分类处理。

1.3.3 PLC选型及配置