铁道信号——基于PLC的微机联锁

铁道信号——基于PLC的微机联锁

摘要为了控制列车运行间隔从而保证列车安全运行于是铁道工作人员发明了“铁道信号”。提高运输效率和保证行车安全是铁路信号的作用。如何控制铁路信号是非常值得我们关注的话题。车站联锁是主要信号设备发展之一。现在车站联锁主要是计算机联锁——基于PLC 的微机联锁。PLC就是小型计算机。

关键词铁道信号车站联锁PLC PLC微机联锁

计算就联锁是以计算机技术为核心，采用通信技术、可靠性与容错技术以及“故障—安全”技术实现铁路车站联锁要求的实时控制系统。计算器联锁控制系统的联锁功能与继电式电气集中相同的，能根据车站行车安全的需要，在规定的联锁条件和规定的时序下自动对进路信号和道岔实行控制。

1.铁道信号的发展

1825年，铁路诞生，手持信号旗骑马前行引导列车前进，1832年，球形固定型号装置，白色准点到达车站，黑色则表示晚点，1841年，壁板式信号机，后有了色灯信号机，1872年，美国人W.鲁滨逊发明了轨道电路，自此开始了列车自动控制信号的新时代。

2.车站联锁

2.1什么是车站联锁

利用机械、电气自动控制和远程控制的技术和设备，使车站范围内的信号机、进路和道岔相互具有制约关系，这种关系称为铁路车站联锁。

2.2车站联锁的发展

车站联锁的发展过程如下：机械联锁——电机联锁——电气联锁（电锁器联锁、继电联锁6502）——电子联锁——计算机联锁。

机械联锁道岔和信号机的操纵握柄集中在信号楼内，这些操纵握柄连有机械杆件，杆件间用锁簧实施联锁。机械联锁不需要扳道员在现场扳道，因而提高作业效率，并且可防止由于车站人员同扳道员之间的联系错误所造成的行车事故。但是，由于导线和导管的传动动程在受力后拱起或拉抻会造成损失，因而控制距离受到限制。此外，机械杆件和锁簧磨损，会降低联锁的安全性，所以机械联锁在20世纪50年代以后逐渐被电气联锁取代。

电机联锁是利用两台电动机联锁控制。这种联锁由一根随道岔尖轨动作的转辙杆和一根随信号机导线动作的信号杆组成。杆上刻有缺口，通过转辙杆和信号杆相互位置的变化，来模拟道岔和信号机的不同状态，实现道岔和信号机之间的联锁。

电气联锁利用接触器辅助触点、继电器触点、复合按钮等.在各种控制环节线路之间相互锁住对方电路。分别在道岔和信号握柄上设电锁器，电锁器上有接点分别代表道岔和信号位置。通过一方道岔电锁器的接点控制对方信号电磁锁器电锁的电路，以实现信号机和道岔间以及信号机相互间的联锁。电锁器有一个电磁线圈、衔铁和锁闭片。当电锁器的电磁线圈中有足够的电流，吸起衔铁，带动锁块离开锁闭片的缺口，锁闭片才能随着连接杆上移而旋转，否则锁闭片阻止连接杆上移，即禁止扳动握柄，道岔或信号机被锁在规定位置上。

总之，随科学技术的进步，旧的联锁设备不断被安全可靠性更高、操纵和维护更简单、技术更先进的联锁设备代替。从发展角度看，计算机联锁是发展的方向；从经济角度看，电气联锁在相当长的一段时间内仍被广泛采用。

3.基于PLC的微机联锁

3.1什么是PLC?

Programmable Logic Controller是PLC的全称，中文名是可编程逻辑控制器。可编程逻

辑控制器，它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。可编程逻辑控制器实质是微型计算机，其硬件结构基本上与微型计算机相同，基本构成为电源、CPU、存储器、输入输出端口、通信模块以及功能模块。

3.2基于PLC的微机联锁

这里主要介绍由德国西门子所生产的S7-300PLC，它具有电磁兼容性、机械特性、耐压性和可靠性。此外S7-300PLC通用性强，控制程序可变，使用方便PLC品种齐全的各种硬件装置，可以组成能满足各种要求的控制系统，用户不必自己再设计和制作硬件装置。用户在硬件确定以后，在生产工艺流程改变或生产设备更新的情况下，不必改变PC的硬设备，只需改编程序就可以满足要求。下面阐述下PLC的工作过程：当PLC通电后，火车通过进站闭塞区触发控装置变轨器行程开关，此时由一号轨道信号灯的色种点亮方式决定当前行驶火车是否需要变轨，设定如果是绿色表示无需变轨，红色则要变轨。南北方向的火车通过车站时，合理驾入空闲轨道，并触发当前轨道控制信号等的第一个行程开关，红色信号灯亮，驾离时。触发第二个行程开关，绿色灯点亮。

非一号轨道，同时出站变轨器响应，当前轨道闲置，供后续进站作业火车使用。南北方向的火车作车站停靠作业，合理驶入空闲轨道，并触发当前轨道控制信号灯的第一个行程开关，红色信号灯亮，当前轨道被占用，红色信号灯点亮触发此轨道变轨器停止响应，后续进站火车依次选择从一号至五号的空闲轨道。若所有轨道都被占用，一号轨道南北轨道全忙，蓝色信号灯点亮，直至当前轨道火车完成停靠作业，驶离时触发第二个行程开关，绿色信号灯亮并且触发出站变轨器响应。

参考文献

[1] 我国铁路信号系统的现状与发展[J].姚丽娟,铁道通信信号. 2003-04-17

[2] 安全型铁路信号计算机联锁热备系统的研究与实现[A].程运安.合肥工业大学2004-06-01

[3] 可编程控制器(PLC)运行系统设计与实现[Z].骆智.北方工业大学. 2004-06-02