基于PLC的鐵路道口安全控制系統(tǒng)應(yīng)用

王喜燕 蔣會(huì)哲

摘要：隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我國(guó)鐵路建設(shè)的規(guī)模不斷擴(kuò)大。然而，鐵路道口安全控制系統(tǒng)在靈活性、可靠性方面比較欠缺，不僅降低了鐵路道口的通過效率，而且埋下了安全隱患。鑒于此，本文提出了一種新的安全控制系統(tǒng)，即S7-300 PLC安全控制系統(tǒng)。實(shí)驗(yàn)證明，該安全控制系統(tǒng)比較科學(xué)、合理，起到了良好的運(yùn)行效果。因此，值得在業(yè)界大力推廣。

關(guān)鍵詞：PLC 鐵路道口 安全控制系統(tǒng) 應(yīng)用 分析

中圖分類號(hào)：TP277 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9416（2016）07-0006-01

由于我國(guó)鐵路道口安全控制系統(tǒng)沒有良好的適應(yīng)能力，很容易受到環(huán)境因素的干擾，很容易出現(xiàn)封閉現(xiàn)象。再加上道路本身的復(fù)雜性，就會(huì)引起交通堵塞問題。鑒于此，本文基于PLC控制裝置，研究出了一種新的道口安全控制系統(tǒng)。S7-300 PLC系統(tǒng)在性能、價(jià)格、維護(hù)方面，具有很大優(yōu)勢(shì)。下面進(jìn)行詳細(xì)論述。

1 系統(tǒng)的功能與基本構(gòu)成

1.1 系統(tǒng)的功能

首先，在火車快進(jìn)入道口時(shí)，道路報(bào)警裝置提前發(fā)出報(bào)警。同時(shí)，啟動(dòng)相關(guān)的安防設(shè)備。在這個(gè)過程中，報(bào)警時(shí)間由系統(tǒng)軟件根據(jù)信息的傳輸、換算速度來決定。其次，火車在通過道口時(shí)，禁止任何車輛、行人闖入道口。最后，火車穿過道口后，報(bào)警自動(dòng)關(guān)閉，道口交通恢復(fù)正常。

1.2 系統(tǒng)的基本構(gòu)成

S7-300 PLC鐵路道口安全控制系統(tǒng)就的組成部分為：磁電傳感器、鐵路道口控柜、動(dòng)態(tài)圖像檢測(cè)電路，以及安防設(shè)備。其中，磁電傳感器主要是根據(jù)車輪的感應(yīng)信號(hào)，來對(duì)火車的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)。另外，在動(dòng)態(tài)圖像檢測(cè)電路中，可以有效的儲(chǔ)存當(dāng)前的交通情況、看守員的作業(yè)圖像，以此來實(shí)現(xiàn)對(duì)道口的遠(yuǎn)程控制。

2 系統(tǒng)的工作原理

2.1 確定道口接近區(qū)的長(zhǎng)度

計(jì)算道口接近區(qū)的長(zhǎng)度，有利于火車安全通過。在計(jì)算的過程中，分為這幾種情況。第一，在t1時(shí)間內(nèi)，火車與通過道口的路程?？梢杂霉剑?）來計(jì)算，即：

（1）

在（1）式中，表示：道口長(zhǎng)度（米）。指的是，當(dāng)火車通過道口時(shí)，產(chǎn)生的最低速度。通常每小時(shí)5千米。3.6是火車在m/s產(chǎn)生的系數(shù)。第二，在t2時(shí)間內(nèi)，穿過道口需要的時(shí)間為15s。第三，在t3時(shí)間內(nèi)，花費(fèi)的時(shí)間為20s。另外，道口防護(hù)設(shè)備啟動(dòng)后，再到火車抵達(dá)道口的這段時(shí)間，也就是列車接近報(bào)警的時(shí)間，可以用T來表示。計(jì)算辦法是將以上時(shí)間全部相加。當(dāng)前，國(guó)內(nèi)單線、復(fù)線區(qū)段中，列車接近報(bào)警的時(shí)間往往在40s以上。

2.2 輸入檢測(cè)電路

在輸入檢測(cè)環(huán)節(jié)，能夠保證對(duì)道口的安全控制。為了達(dá)到以上目的，需要提高檢測(cè)原件的可靠性。當(dāng)前，磁電感應(yīng)式傳感器由于擁有環(huán)境干擾小、性能好、成本低、操作方便等優(yōu)勢(shì)，被廣泛應(yīng)用于火車信號(hào)檢測(cè)當(dāng)中。采用該檢測(cè)方式后，提高了信號(hào)傳輸、轉(zhuǎn)換、接受的準(zhǔn)確度。每個(gè)傳感器中，設(shè)置了相應(yīng)的電路開關(guān)。當(dāng)火車未經(jīng)過道口后，就不會(huì)輸出大量電壓。反之，如果檢測(cè)出有火車通過后，輸入電路就會(huì)轉(zhuǎn)換為負(fù)方波。在此基礎(chǔ)上，基于PLC控制系統(tǒng)，形成導(dǎo)通回路。通常情況下，火車的車速主要受到密度的影響，而與付方波的數(shù)值沒有關(guān)系。

2.3 可編程控制器PLC

PLC包括：電源、中央處理單元、輸入出件、編程器這幾個(gè)部分。工作原理為：用戶程序執(zhí)行1次后，依次返回到第二次、第三次，直到停機(jī)。中央處理單元分為操作系統(tǒng)、用戶程序。其中，操作系統(tǒng)主要是負(fù)責(zé)PLC啟動(dòng)、映像輸入與輸出、處理錯(cuò)誤，管理通信等工作。用戶程序主要是根據(jù)用戶的要求，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化作業(yè)。當(dāng)PLC通電后，中央處理單元啟動(dòng)，對(duì)定時(shí)器、位存儲(chǔ)器中涉及到的中斷堆棧內(nèi)容進(jìn)行處理，并進(jìn)行保存。

2.4 顯示盤與故障報(bào)警

在顯示盤中，可以看見安防設(shè)備的正常運(yùn)行情況，以及故障現(xiàn)象。同時(shí)，對(duì)二極管的閃亮與常亮進(jìn)行判斷，可以得直在該區(qū)段中，傳感器的工作狀態(tài)。在此基礎(chǔ)上，給維修人員提供了很大便利。除此之外，本系統(tǒng)采用的安防設(shè)備可以具有語言、聲光報(bào)警的效應(yīng)。當(dāng)火車接近時(shí)，就可以發(fā)出滴嘟、滴嘟的報(bào)警信號(hào)。同時(shí)，指示燈亮起。

3 系統(tǒng)工作流程

S7-300 PLC鐵路道口安全控制系統(tǒng)中，有這個(gè)方面的要求。首先，確定列車行駛的方向，以此來判斷接近信號(hào)或者離去信號(hào)。其次，按照相關(guān)的規(guī)定，嚴(yán)格操作執(zhí)行結(jié)構(gòu)，使其順利工作。再次，設(shè)置固定的時(shí)間段，達(dá)到程序控制的目的。最后，在故障檢測(cè)方面的功能。通常情況下，道口、鐵路線、報(bào)警點(diǎn)的分布有很大差異。所以，應(yīng)用的程序也是有區(qū)別的。下面對(duì)系統(tǒng)的三個(gè)工作流程進(jìn)行探討。

3.1 列車接近（離去）檢測(cè)程序流程

該流程的功能是：在設(shè)置好的時(shí)間中，列車連續(xù)經(jīng)過傳感器，此時(shí)由控制模塊發(fā)出列車接近的信號(hào)，并檢測(cè)列車運(yùn)行的速度。以上列車經(jīng)過的順序?yàn)閺淖蟮接?。如果順序相反，即發(fā)出的信號(hào)為列車駛離信號(hào)。除此之外，按照規(guī)定，當(dāng)火車的一個(gè)車輪經(jīng)過某時(shí)間間隔后，就會(huì)輸出相應(yīng)的接近信號(hào)，或者駛離信號(hào)。通常情況下，間隔時(shí)間為2秒。

3.2 控制程序流程

該程序的實(shí)現(xiàn)功能為：連續(xù)兩地對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)，判斷火車的接近，從而輸出控制信號(hào)。當(dāng)報(bào)警器發(fā)出信號(hào)后，就會(huì)自動(dòng)開啟安防設(shè)備。同樣，如果連續(xù)兩次檢測(cè)為離開信號(hào)時(shí)，報(bào)警自動(dòng)解除。

3.3 故障檢測(cè)流程

該程序的功能是：如果傳感器發(fā)生斷路，在音響提醒道口技術(shù)的支持下，維修人員可以及時(shí)趕到現(xiàn)場(chǎng)來檢修，解除故障。在此基礎(chǔ)上，保證道口系統(tǒng)的安全行、穩(wěn)定性。

4 結(jié)語

當(dāng)前，國(guó)內(nèi)采用的鐵路道口系統(tǒng)在安全性、可靠性方面均存在很多不足。鑒于此，本文提出了S7-300 PLC安全控制系統(tǒng)。該技術(shù)可靠性高、實(shí)用性強(qiáng)，減少了系統(tǒng)設(shè)計(jì)、調(diào)試方面的工作量。與傳統(tǒng)的技術(shù)相比，具有更大的優(yōu)勢(shì)。實(shí)踐證明，采用S7-300 PLC技術(shù)后，減少了危險(xiǎn)事故的發(fā)生，保證了道口的安全。

參考文獻(xiàn)

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