燃料運(yùn)輸鐵路信號(hào)微機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)技術(shù)改造

王海燕

（華電能源牡丹江第二發(fā)電廠，黑龍江 牡丹江 157015）

1 項(xiàng)目實(shí)施背景及項(xiàng)目改造主要依據(jù)

華電能源牡丹江第二發(fā)電廠鐵道線路6502電氣集中聯(lián)鎖控制系統(tǒng)于2000年7月1日—8月20日進(jìn)行過1次中修，修復(fù)了熔絲報(bào)警系統(tǒng)修復(fù)，對(duì)部分緩放繼電器聯(lián)鎖關(guān)系檢測(cè)和電源屏調(diào)壓系統(tǒng)進(jìn)行維修調(diào)試，暫時(shí)提高調(diào)壓精度和靈敏度，緩解了系統(tǒng)運(yùn)行的不穩(wěn)定性。

針對(duì)以往系統(tǒng)中修和多年現(xiàn)場(chǎng)檢修、維護(hù)積累的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，6502電氣集中電路從設(shè)計(jì)到施工及實(shí)際應(yīng)用中還有許多不足之處，龐大的聯(lián)鎖網(wǎng)絡(luò)線十分繁瑣，不宜迅速查找故障恢復(fù)生產(chǎn)。系統(tǒng)電纜絕緣值已達(dá)到最低臨界點(diǎn)，有明顯的安全隱患。目前，計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)已作為國家鐵路運(yùn)輸信號(hào)的基礎(chǔ)安全設(shè)備，在國家鐵路及擁有自備車站的廠礦單位廣泛使用。

6502電氣集中系統(tǒng)繼電器參數(shù)變化大，繼電器組合內(nèi)RC電路大部分電解電容有漏液現(xiàn)象，且部分FDGJ繼電器的緩放時(shí)間不夠，達(dá)不到規(guī)定的時(shí)間參數(shù)3～4 s。因此，必須立即對(duì)6502電氣集中系統(tǒng)進(jìn)行完全的技術(shù)改造，升級(jí)為MCIS模塊化計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)，以滿足安全生產(chǎn)，提高調(diào)車效率。

通過安裝計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)不僅能夠及時(shí)、準(zhǔn)確地判斷故障點(diǎn)，而且便于維護(hù)、提高設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行，達(dá)到“故障導(dǎo)向安全的原則”，提高調(diào)車安全作業(yè)效率。

2 技改方案及實(shí)施過程

2.1 實(shí)現(xiàn)聯(lián)鎖的基本功能

實(shí)現(xiàn)進(jìn)路上道岔、信號(hào)機(jī)和軌道電路的正確聯(lián)鎖，確保進(jìn)路正確和機(jī)車運(yùn)行安全，滿足6502全部的聯(lián)鎖功能。

2.2 實(shí)現(xiàn)站場(chǎng)需要的特殊聯(lián)鎖功能

根據(jù)站場(chǎng)的特殊要求，實(shí)現(xiàn)特殊聯(lián)鎖關(guān)系，支持單鉤溜放功能（翻車機(jī)重空牛牽、推車需要此項(xiàng)功能）。

2.3 實(shí)時(shí)再現(xiàn)

實(shí)時(shí)反映站場(chǎng)信號(hào)、道岔、軌道等設(shè)備的現(xiàn)場(chǎng)狀態(tài)，為各級(jí)運(yùn)用管理維護(hù)部門提供設(shè)備和機(jī)車調(diào)車作業(yè)等信息，可對(duì)全調(diào)車場(chǎng)進(jìn)行視頻監(jiān)控，隨時(shí)發(fā)現(xiàn)和調(diào)整不合理作業(yè)及違章現(xiàn)象。

2.4 完善的自診斷功能

系統(tǒng)通過動(dòng)態(tài)輸入、輸出、回讀、軟件雙編碼等技術(shù)實(shí)現(xiàn)自診斷故障到板極的功能，并通過網(wǎng)絡(luò)通信使維護(hù)人員在控制中心和維護(hù)中心實(shí)現(xiàn)故障的診斷和查詢。

2.5 維護(hù)和遠(yuǎn)程診斷功能

系統(tǒng)能夠記錄所有的操作和信號(hào)設(shè)備的狀態(tài)；監(jiān)測(cè)和報(bào)告系統(tǒng)故障；方便查詢內(nèi)存中存儲(chǔ)的各種信息；存儲(chǔ)和打印記錄；通過網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程診斷功能可以把系統(tǒng)的故障情況通知到相應(yīng)的維護(hù)部門，使維修部門可以根據(jù)需要派遣相應(yīng)技術(shù)人員來維修；遠(yuǎn)距離傳送記錄的文件。

2.6 實(shí)現(xiàn)與其他信息系統(tǒng)的結(jié)合功能

系統(tǒng)具備與微機(jī)監(jiān)測(cè)、調(diào)度集中等系統(tǒng)的通信，實(shí)現(xiàn)站場(chǎng)間的信息共享。車間、分廠及廠部領(lǐng)導(dǎo)通過網(wǎng)絡(luò)隨時(shí)可以了解到現(xiàn)場(chǎng)調(diào)車作業(yè)情況。

2.7 具備故障弱化功能

系統(tǒng)的上位機(jī)、聯(lián)鎖機(jī)分別雙機(jī)熱備，IO模塊內(nèi)部均采用“二取二”來保障“故障倒向安全”的原則進(jìn)行采集與控制，即每個(gè)模塊均具有二套電路。一旦聯(lián)鎖系統(tǒng)出現(xiàn)局部故障，在不影響設(shè)備運(yùn)行安全的情況下，系統(tǒng)具備故障弱化功能。

3 工程設(shè)備系統(tǒng)的布置、設(shè)備銘牌、參數(shù)及必要圖紙

3.1 電源屏

MCIS模塊化計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)所需的電源屏為整套系統(tǒng)提供電源，其需要的電源相比現(xiàn)有的6502電源屏及計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖電源屏有所簡(jiǎn)化，電源屏只需提供：①道岔所需的二類電源：DZ220、DF220、DJZ220、DJF220；②信號(hào)及聯(lián)系電路所需的一類電源：XJZ220、XJF220；③計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)所需的一類電源：JJZ220、JJF220。

3.2 控制臺(tái)

MCIS模塊化計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)控制臺(tái)包括：顯示器、鼠標(biāo)、上位機(jī)及音響等設(shè)備。

（1）顯示器：25"CRT顯示器（或等離子大屏幕顯示器），用于顯示站場(chǎng)狀態(tài)、提示信息及報(bào)警信息。

（2）鼠標(biāo)：供操作人員辦理進(jìn)路及響應(yīng)系統(tǒng)要求等。

（3）音響：播放語音及聲音提示。

（4）上位機(jī)：識(shí)別操作命令、顯示更新站場(chǎng)狀態(tài)及初選進(jìn)路。

3.3 主機(jī)柜

主機(jī)柜正面自上而下依次為：兩套冗余UPS電源、維修機(jī)液晶顯示屏、鍵盤/鼠標(biāo)及3個(gè)組合。主機(jī)柜背面自上而下依次為：兩套24 V冗余電源、兩個(gè)冗余HUB、聯(lián)鎖主機(jī)籠、系統(tǒng)電源引入端子及防雷裝置。

3.4 擴(kuò)展機(jī)柜

主機(jī)柜最多可控制15組道岔的車站，若控制車站更大，則必須增加擴(kuò)展機(jī)柜，以放置更多的組合。每個(gè)擴(kuò)展機(jī)柜最多可放置10個(gè)組合，約增加30組道岔的控制能力。

3.5 系統(tǒng)電源

系統(tǒng)所需的JJZ220、JJF220在聯(lián)鎖主機(jī)柜中經(jīng)系統(tǒng)電源引入端子與防雷后，直接接入兩套UPS輸入。兩套UPS輸出分別接入相應(yīng)的24 V電源模塊，在電源模塊的輸入端并接有1個(gè)為維修機(jī)液晶顯示屏及兩路HUB提供電源的220 V電源插座。維修機(jī)液晶顯示屏電源可接在任何1個(gè)220 V電源插座上，兩路HUB電源在正常情況下分別接在兩路220 V電源插座上，以保證在1套電源關(guān)機(jī)或故障時(shí)，至少還有1個(gè)HUB電源。兩套電源模塊產(chǎn)生的24 V電源直接并接入Z24、F24電源匯流端子，然后分別接至聯(lián)鎖主機(jī)籠，各組合、控制臺(tái)上位機(jī)機(jī)籠。保證兩套電源模塊在其中1套關(guān)機(jī)或故障時(shí)，不影響整套系統(tǒng)的供電。

3.6 聯(lián)鎖主機(jī)籠

聯(lián)鎖機(jī)籠位于聯(lián)鎖主機(jī)柜的背部，其前方為維修機(jī)液晶顯示屏，上方為兩路冗余HUB。聯(lián)鎖機(jī)籠正面從左至右分別為：維修機(jī)模塊、聯(lián)鎖A機(jī)模塊、聯(lián)鎖B機(jī)模塊、4對(duì)IOC模塊。

其背部為配線端子，0排為其電源端子，其他為IOC與組合間的IO通信線接線端子，其配線定義見附頁“聯(lián)鎖主機(jī)籠配線表”，在每個(gè)模塊對(duì)應(yīng)的背部都設(shè)有熔絲，以提供電源保護(hù)。

3.7 組合

根據(jù)控制對(duì)象的不同特征，將所需電路單元集中放置在一起，形成不同類型的組合電路，是本系統(tǒng)在電路結(jié)構(gòu)上的一種創(chuàng)新。采用組合為新的結(jié)構(gòu)單元，使整個(gè)系統(tǒng)內(nèi)部機(jī)柜之間配線最少，由于組合可以工廠預(yù)制，故能最大化地縮短施工周期。組合共有5種類型：道岔組合、信號(hào)組合、軌道組合、零散組合及電源組合，見圖1。

（1）道岔組合：道岔組合由兩個(gè)道岔模塊、16個(gè)熔斷器、4個(gè)表示變壓器及側(cè)面配線端子等組成。1個(gè)道岔組合可以控制4組道岔。

（2）信號(hào)組合：信號(hào)組合由3個(gè)信號(hào)模塊、24個(gè)熔斷器及側(cè)面配線端子等組成。1個(gè)信號(hào)組合可以控制12架調(diào)車信號(hào)機(jī)。

（3）軌道組合：軌道組合由4個(gè)軌道模塊及側(cè)面配線端子等組成。1個(gè)軌道組合可以控制64個(gè)軌道區(qū)段。

（4）零散組合：零散組合由4個(gè)零散模塊及側(cè)面配線端子等組成。1個(gè)零散組合可以控制8個(gè)方向的普通場(chǎng)聯(lián)或6個(gè)方向站間聯(lián)系電路。

（5）電源組合：電源組合由6個(gè)整流器、22個(gè)熔斷器及側(cè)面配線端子等組成。電源組合的作用有：①為聯(lián)系電路提供整流電源；②為系統(tǒng)提供熔絲報(bào)警電源；③為室外信號(hào)機(jī)點(diǎn)燈、道岔動(dòng)作及道岔表示電源增加一道防護(hù)屏障。

圖1 組合的5種類型

4 投資估算

見表1。

表1 投資估算

5 改造前后經(jīng)濟(jì)效益對(duì)比

6502電氣集中系統(tǒng)技術(shù)改造前：6502電氣集中電路從設(shè)計(jì)到施工及實(shí)際應(yīng)用中存在許多不足，龐大的聯(lián)鎖網(wǎng)絡(luò)線十分繁瑣，不宜迅速查找故障恢復(fù)生產(chǎn)。系統(tǒng)電纜絕緣值已達(dá)到最低臨界點(diǎn)，有明顯的安全隱患。

6502電氣集中系統(tǒng)技術(shù)改造后：安裝計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)進(jìn)路上道岔、信號(hào)機(jī)和軌道電路的正確聯(lián)鎖，確保進(jìn)路正確和列車運(yùn)行安全。滿足6502全部的聯(lián)鎖功能、減少設(shè)備故障率、降低檢修頻次。通過安裝計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)不僅能夠及時(shí)、準(zhǔn)確地判斷故障點(diǎn)，在日常維護(hù)上使檢修人員操作更方便，達(dá)到“故障導(dǎo)向安全的原則”，提高調(diào)車安全作業(yè)效率。

6 行業(yè)地位和推廣價(jià)值

（1）用MCIS模塊化計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)，以其“二取二”的安全原則，雙點(diǎn)輸出，使任何一個(gè)輸入輸出都由兩套完全獨(dú)立的電路完成，從而有效提高系統(tǒng)的安全性。

（2）通過安裝計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)不僅能夠及時(shí)、準(zhǔn)確地判斷故障點(diǎn)，而且便于維護(hù)，可有效提高設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行率。