基于力控監控組態軟件的動車段安全聯鎖系統

石磊，喻貴忠，王民

北京鐵道工程機電技術研究所

1 概述

隨著高速列車和城市輕軌線路的飛速發展，車輛段的檢修工作日益復雜、繁忙。為防止工傷事件或設備嚴重損失，基于鐵路行業聯鎖控制的概念的安全聯鎖系統應運而生。通常情況下，安全聯鎖系統由保證平臺登頂作業人員人身安全的門禁子系統、車輛出入庫信號和警示子系統、保護設備安全的電氣聯鎖控制子系統、PLC網絡控制子系統、計算機控制子系統和視頻監控子系統組成。

2 系統體系架構

隨著工業控制自動化的不斷提高和計算機在工業領域的廣泛應用，用戶更多地利用計算機的人機界面更直觀、更快捷地來了解信息和進行操作。力控監控組態軟件具有整體的開放性，工程師可基于產品進行系統擴展，通過開放式接口，開發其自己的應用系統，它可方便地與標準程序和用戶程序組合在一起使用，建立人機界面，精確地滿足實際需要。

動車段的安全聯鎖系統利用調度室的PLC主站和每股道的PLC子站通過CC-LINK線組成的網絡來進行通訊，從而控制系統中的信號燈、顯示屏、閃爍燈等各項設備，并將這些信息通過PLC主站的I/O Driver傳輸到計算機的力控監控組態軟件上，使操作人員可以直觀地在計算機界面上進行操作。

門禁子系統設有專門的門禁控制器，安裝在各個檢查庫，數據通過專線傳輸到門禁總控器，所有門禁數據可在專設的門禁計算機中顯示。同時PLC主站可調取門禁總控器的數據，上傳到力控監控組態軟件實時顯示各個門禁的狀態。

視頻監控系統獨立設置，通過硬盤錄像機將攝像頭的實時圖像傳輸到調度室的視頻服務器，實現各個檢修段的實時圖像監控。圖1所示為系統架構圖。

2.1 車輛出入庫系統應用

動車段的調度控制分為段調度中心和庫內調度室兩部分。力控監控組態軟件通過其方便友好的開發環境、面向對象的設計，使組態工作量大大降低。畫面中根據車輛出入庫系統要求，可按不同檢查庫和不同股道分別動態顯示庫內外進、出車位狀態，隔離開關狀態，各個信號燈狀態，以及各項報警狀態。畫面色彩生動，動畫效果真實流暢，使得現場工程師直觀地了解車輛出入庫的實時狀態。

圖1 系統架構圖

圖2 安全聯鎖系統控制界面

2.2 門禁系統應用

動車段安全監控系統中，門禁控制子系統中的電磁鎖由調度室內的門禁計算機控制。門禁控制系統的數據可同時通過PLC總站匯總到力控監控組態軟件平臺，可實時顯示出入庫車輛人員的門禁卡號，生成各類工作日志報表，為日后的數據匯總分析提供了強大的數據支持。

2.3 計算機和PLC網絡控制子系統的應用

利用PLC網絡控制系統和力控組態軟件相結合的這種控制模式具有以下幾種特點：

(1)便捷性：由PLC組成的網絡控制系統對工業現場數據進行采集、邏輯運算和輸出，以靈活多樣的“組態方式”來進行系統集成，將其預設置的各種軟件模塊進行簡單的“組態”，便可以非常容易地實現和完成監控層的各項功能，縮短了自動化工程師的系統集成的時間，大大地提高了集成效率。

(2)直觀性：安全聯鎖系統的列車進入庫狀態、信號燈、接觸網有無電、大門信號和爆閃燈等功能都以圖片或動畫的形式綜合體現在力控組態軟件的控制界面上。同時，各種工位的狀態顯示欄和操作按鈕都有序地排列在控制界面的下方。系統的狀態提示和控制操作可以在同一界面進行。圖2所示為安全聯鎖系統控制界面。

(3)可擴充性：當現場（包括硬件設備或系統結構）或用戶需求發生改變時，不需作很多修改即可方便地完成軟件的更新和升級。同時力控監控組態軟件支持遠程部署，可以在線修改參數，適合多人協作開發，構建典型的分布式應用，可以同步構建歷史站、事件服務器、報警服務器等多種應用模式。

(4)易維護性：整套系統易于維護便于升級，力控監控組態軟件預留數據交互接口，可以為更高一級調度中心的數據平臺提供實時數據，從而輕松搭建全省乃至全國的動車段安全系統數據中心。

3 結束語

隨著高速鐵路和城市軌道交通的不斷發展，安全聯鎖系統將得到越來越廣泛的應用。在進行安全聯鎖系統設計時，應根據用戶的要求合理地考慮系統的布置方案，同時要盡量減少控制設備邏輯關系的復雜程度，提高控制系統的可靠性，也要兼顧采購設備和安裝工程的經濟性。