基于力控监控组态软件的动车段安全联锁系统

随着高速列车和城市轻轨线路的飞速发展，车辆段的检修工作显得日益复杂、繁忙。由于库内安装有上千伏的高压接触网以及不同设备交叉作业之间存在安全隐患，即使是瞬息间的失神或轻微的判断错误都有可能造成严重的后果。采用了铁路行业联锁控制的概念，为防止工伤事件或设备严重损失的安全联锁系统应运而生。通常情况下，安全联锁系统由保证平台登顶作业人员人身安全的门禁子系统，车辆出入库信号和警示子系统，保护设备安全的电气联锁控制子系统，PLC网络控制子系统，计算机控制子系统、视频监控子系统组成。由于作业库内的作业需求不同以及检修作业的防护等级存在差异，安全联锁系统在设计时从安全可靠性、经济性、适应性来综合考虑设备的布局和相关设备的联锁控制关系。

2.安全联锁系统在动车段的设备布局

2.1动车段安全联锁系统布局

1）动车段检查库适用于动车车辆运行3万公里以内，对动车车顶、车底进行检查、维护和保养工作。检查库内检修作业非常频繁，检修人员数量大、检修种类繁多。尤其是车顶检修作业，涉及检修人员的人身安全，工作前必须使接触网断电。

库外25米处设有入库信号灯，库大门处设有出库信号灯。3层检修平台入口设有电磁门禁锁和门禁指示灯，检修人员使用经过授权的门禁卡才能上下三层检修平台。库前端设有电控箱，可对库外隔离开关进行远程控制。视频监控系统通过库内和库前的摄像头对隔离开关和库内人员作业进行监视控制。其布局如下图1所示：

图1　列位安全联锁设备布置图

2）动车段中修库适用于动车车辆每运行30万公里，主要对动车走行部进行更换、维修工作。库内除检查库的检修平台外，还设有固定式架车机、移动式架车机、天车、侧移式接触网等设备。除检查库的安全联锁设备以外，将这些设备纳入到联锁控制系统中。例如：天车和侧移式接触网之间互锁，不允许同时动作；移动式架车机和固定式架车机的复位信号作为允许车辆动作的必要条件。

3）动车段临修库适用于动车临时更换单个转向架或轮对以及对车轮进行镟轮操作时。库内除侧移式接触网外，还设有镟轮机、换转向架机等设备。其中，镟轮机、换转向架机的轨道复位信号作为允许车辆动作的条件纳入到了安全联锁控制中。
3.系统体系架构

随着工业控制自动化的不断提高和计算机在工业领域的广泛应用，用户往往希望能够从复杂的按钮操作中解脱出来，利用计算机的人机界面更直观、更快捷的了解信息和进行操作。动车段内的安全联锁系统其底层设备种类繁多、逻辑关系复杂、系统响应速度要求快，通过计算机控制子系统和PLC网络控制子系统的运用能够有效的解决这些难题。

力控监控组态软件整体的开放性，工程师可基于产品进行系统扩展，通过开放式接口，开发其自己的应用系统，它可方便地与标准程序和用户程序组合在一起使用，建立人机界面，精确地满足实际需要。

动车段的安全联锁系统利用调度室的PLC主站和每股道的PLC子站通过CC-LINK线组成的网络来进行通讯，从而控制系统中的信号灯、显示屏、闪烁灯等各项设备。并将这些信息通过PLC主站的I/O Driver传输到计算机的力控监控组态软件上，使操作人员可以直观的在计算机界面上进行操作，包括车辆出入库信号与警示画面显示，各个信号灯状态显示，各个保护设备的连锁状态和运行参数，以及从PLC传输过来的其他数据参数。

门禁子系统设有专门的门磁控制器，安装在各个检查库，数据通过专线传输到门磁总控器，所有门禁数据可在专设的门禁计算机中显示。同时PLC主站可调取门磁总控器的数据，上传到力控监控组态软件实时显示各个门禁的状态。