安全聯鎖系統在城軌車輛生產線上的實際應用

李瑜

摘要：主要介紹了機械開關、電氣開關、門禁磁卡三聯鎖相結合的安全聯鎖系統在城軌車輛生產調試線的實際應用。

關鍵詞：安全聯鎖;生產線;主控調度室;城軌車輛

0 ?引言

機械開關、電氣開關、門禁磁卡三聯鎖相結合的安全聯鎖系統的實際應用，保障了城軌車輛生產調試線上安全零事故，在抗干擾和可靠性方面性能突出，該技術在目前的軌道交通車輛生產領域中廣泛運用，也突顯了企業管理方面的標準化。

1 ?系統概況及組成

我公司城軌車輛生產基地，靜調整備廠房內，共有7條試驗線，1號至4號試驗線上的每條接觸網的滑觸線上，輸送了直流750V、1500V兩種電壓制式，在5號至7號試驗線接觸網的滑觸線上，輸送了直流750V、1500V、3000V和交流27.5kV四種電壓制式。每一條生產試驗線分為東西兩段2個實驗臺位，分別供電，每段為1個臺位，共14個臺位。

在每個臺位上方的接觸網上都設置有雙面顯示文字的LED高壓警示牌，有高壓通電的情況下顯示不同的電壓等級內容，顏色為為紅色。無高壓時顯示當前該臺位供電狀態，顏色為綠色。每個臺位都配有黃、紅兩種高壓警示燈，紅燈代表高壓送電警示燈，黃燈代表車輛運行的警示燈，并帶有蜂鳴提示。當出現緊急事故時，廠房內安裝有緊急斷電按鈕，拍下緊急斷電按鈕，廠房內14個臺位接觸網上的DC750V、DC1500V、DC3000V、AC25KV的所有高壓全部緊急斷電。

每個臺位都配置了一個登車頂作業的登車梯，每個登車梯上安裝一套門禁設備，配有6張門禁磁卡，一次只允許最多6個工作人員登頂作業。每個登車梯門禁上安裝一個電鎖、兩個門禁磁卡器（進門刷卡器，出門刷卡器）、一個控制器（連接電磁鎖與門禁磁卡器的），控制器實時讀取電磁鎖與門禁卡的狀態，該控制器與牽引變電所“主控調度室”計算機上管理軟件實時通訊。由于在管理軟件上已做人機畫面監控顯示系統，可以動態顯示登梯作業人數，作業時間，作業卡號。并有事件記錄保存到管理軟件中，供以后調用查看。

調度人員需要查看每條送電臺位的6張登頂作業卡是否全部送回“主控調度室”，接地桿是否摘下放到接地桿控制箱中，如果“主控調度室”管理軟件顯示登頂門禁卡沒刷卡或少刷卡，管理系統軟件將不發出送電信號，調度人員也不予送電。每個門禁控制器實時與“主控調度室”管理軟件通訊，刷卡人數能夠準確的在管理軟件上顯示，為防止尾隨即一卡進多人，在梯子上安裝兩個對射光柵傳感器，一個檢測進入登車梯的人數，一個檢測出去登車梯的人數，傳感器檢測的人數和門禁刷卡器檢測到的人數在上位機做一個核對，如果傳感器和刷卡器檢測到的人數不符，管理軟件將發出蜂鳴報警信號，通知調度人員處理。

2 ?機械開關、電氣開關與門禁磁卡相結合的三保險安全聯鎖系統

在牽引總變電所“主控調度室”內配置了鑰匙聯鎖控制柜，柜內設計采用了英國Castell機械開關聯鎖的ABC鑰匙交換盒。插入鑰匙A或B或C，一把初始鑰匙后，才能按順序取出其余鑰匙。鑰匙交換盒是機械開關和電氣開關與門禁之間相互聯鎖的關鍵部件。

2.1 安全聯鎖在登車頂調試作業時所起的作用

當工作人員申請使用某個車輛生產試驗臺位，要登車頂調試作業時，申請辦理登頂作業申請單后，調度人員在總變電所控制室內的隔離開關柜上，拔出高壓隔離開關通電鑰匙，隔離開關的鑰匙和機械鎖鑰匙A是拴在一起的。將機械鎖鑰匙A帶到“主控調度室內”，插入鑰匙連鎖控制柜對應的A孔后，方可按順序拔出鑰匙B（A置換B），帶著鑰匙B離開調度室，到想要進行登車頂試驗作業對應臺位旁的高壓接地桿控制箱上，插入鑰匙B，打開箱門取出高壓接地棒，懸掛在該臺位試驗線接觸網的滑觸線上，懸掛完接地桿后，按順序拔出高壓接地桿控制箱上的鑰匙C（B置換C），到要登車頂試驗作業的登車梯門口處，用鑰匙C打開登車梯門鎖，登車梯的門打開后，工作人員依次進入車頂調試平臺，進入的每個工作人員都要刷門禁卡，方可進行車輛生產、試驗作業。

當車頂作業結束后，工作人員使用門禁磁卡打開登車梯門，依次刷門禁卡出門，其中一名工作人員取出門外側的鑰匙C，關閉好登車梯門，方可撤離。在接觸網不送電的過程中，接地桿始終是懸掛在接觸網上的，即鑰匙C在調試工作人員手中，任何人無法對此條接觸網線路送電操作。14個試驗臺位接觸網的機械鑰匙是不通用的。

2.2 城軌車輛進入送電調試階段時過程

當需要給某個試驗工位送電時，首先辦理好高壓送電操作票，然后去車間內，將接地桿從接觸網取下，放回到高壓接地桿控制箱位置上，插入鑰匙C，按順序拔出高壓接地桿控制箱上的鑰匙B（C置換B），工作人員持鑰匙B和收回的6張門禁磁卡，歸還到“主控調度室”，觀察監視器中登車梯平臺上是否有人，確認無誤后，將機械鎖鑰匙B帶到“主控調度室”，插入鑰匙連鎖控制柜對應的B孔后，按順序拔出鑰匙A（B置換A），帶著鑰匙A到總變電所控制室內的隔離開關柜上，插入隔離開關鑰匙，轉到啟動檔位，即可送電。

①高壓隔離開關閉合聯鎖框圖如圖1所示。

②高壓隔離開關閉合與門禁、LED屏、動車信號燈的聯鎖框圖如圖2所示。

③高壓隔離開關分閘與LED屏、作業門禁的聯鎖框圖如圖3所示。

3 ?安全聯鎖控制系統和計算機監控系統的硬件配置

3.1 安全聯鎖控制系統的硬件配置

主要配置有PC監控管理機，以太網交換機，工控機，高壓接地桿箱，登車梯聯鎖，大屏幕LED信息顯示屏，UPS備用電源，廣播系統，鑰匙聯鎖控制柜，牽引總變電所內所高壓交、直流開關柜信號采集子站箱，工作臺位信號采集子站箱，28個攝像頭。

主控調度室內可編程控制器S7-315-2DP主機，通過以太網、Profibus-DP通訊總線、ET200子站箱（輸入/輸出接口），與現場的各種狀態信號進行實時通訊，顯示各個試驗臺位的狀態，控制隔離開關的分合閘操作。

3.2 計算機監控及顯示子系統

在主控調度室內設置了整個安全聯鎖系統，采用“工業以太網+工控機+可編程序控制器（PLC）+組態軟件WINCC”方式，來實現計算機自動監控管理。

①2臺PC監控管理機，用來實時監控顯示14個工作臺位上的直流750V、1500V、3000V和交流27.5kV四種電壓供電、牽引總變電所內高壓隔離開關分合閘、緊急斷電按鈕、接觸網、登車梯門禁、高壓接地桿、高壓警示燈、移車警示燈，高壓顯示牌、車輛入庫門等終端設備的狀態。

②2臺PC監控管理機，用來顯示28個攝像頭的實時影像信息。在進行車輛調試整備作業時，必須確保作業人員的人身安全和設備安全。裝設攝像監控裝置，對廠房內重點區域進行監控。系統可有效防止由于工作人員的疏忽等人為因素造成事故，實現人機聯控確保安全。

③配置大容量UPS（不間斷電源），防止系統意外斷電。

④PLC邏輯控制通訊都采用工業以太網總線方式。

⑤計算機軟件系統主要有兩部分構成：實時監控軟件和調度管理軟件。實時監控的人機界面采用WINCC7.0，主調度室管理人員可以在顯示器上看到系統狀態總圖。通過系統總圖可看到當前14個臺位的各個狀態，可以實時掌握當前所有狀態信息，看到頂部作業平臺上的人數、列車編號等全部信息。

⑥設定了用戶權限管理。

根據不同等級權限的用戶，分配不同權限，去執行系統相關功能操作。

4 ?結論

安全聯鎖系統突出的就是安全二字。機械開關、電氣開關、門禁磁卡安全聯鎖系統使用至今，在城軌車輛生產、調試、維修等作業環節都發揮出了非常好的作用。該項技術在目前的軌道交通車輛生產領域中普遍運用，在抗干擾和可靠性方面還是很穩定的。突出了企業安全管理標準化。

利用語音、視頻、計算機結合工控機加組態軟件在主控調度室內的顯示屏上顯示有聲、像、圖等大量信息，使管理輕松自如，更加人性化，實現了計算機監控管理。

參考文獻：

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