鐵路信號微機聯鎖系統的製作方法
2023-10-05 20:58:59
專利名稱：鐵路信號微機聯鎖系統的製作方法
技術領域：
本發明是基於現代控制技術、通信技術、計算機技術的控制技術， 涉及一種具有極高可靠性和安全性要求的，主要控制信號、道岔、進 路動作，結合冶金企業鐵路運輸線短、站多、機車速度低、調車密度 大等特點進行鐵路信號微機聯鎖的，可滿足冶金企業鐵路運輸運營要 求的鐵路信號微機聯鎖系統。
背景技術：
目前，我國鐵路制式6502鐵路信號控制是基於電磁繼電器的系 統，存在設備笨重、功能單一、維修量大、維護困難、難以與上層 管理計算機網絡聯機、難以與其他現代鐵路運輸控制系統聯網，因而 已不適應鐵路運輸現代化控制和管理的需要。
發明內容
本發明的目的是提供一種以微機為主要技術手段實現車站聯鎖 的系統，具備繼電聯鎖設備的聯鎖控制功能，利用微機的快速信息處 理能力和儲存能力，可方便地實現繼電聯鎖設備難以實現的功能，是 以實現鐵路站場內信號、道岔、軌道電路三者聯鎖關係的技術保障系 統，實現集中對鐵路站場的實時監控和自動調度，提高鐵路與正線編 組站場的安全性、可靠性的鐵路信號微機聯鎖系統。
本發明鐵路信號微機聯鎖系統內容簡述
本發明鐵路信號微機聯鎖系統，其特徵在於鐵路信號微機聯鎖 系統分為人機對話層、聯鎖運算層、覆核驅動層、結合電路層及監控 對象層六個物理層次，完成鐵路站場的各種信號聯鎖功能。
人機會話層是操作人員向聯鎖運算工業計算機輸入操作信息和 接受聯鎖運算工業計算機輸出，通過多屏顯示器反映被控設備工作狀 態和行車作業情況的表示信息。
聯鎖運算層是聯鎖系統的核心，選排進路、進路鎖閉、進路解鎖 等聯鎖運算、故障診斷等聯鎖邏輯運算功能通過運行聯鎖軟體實現， 聯鎖軟體功能是根據聯鎖要求，對輸入的來自人機會話層的操作信息 和狀態信息進行判別，接受來自覆核運算層設備PLC採集的反映信 號機、電動轉轍機和軌道電路狀態的信息，以及聯鎖運算設備的當前 聯鎖信息分析處理，改變聯鎖信息，產生相應的輸出信息，即信號控制命令和道岔控制命令，傳輸至覆核運算層，設備採用工業計算機， 西門子網卡。
覆核運算層承擔產生結合層接口電路工作基準脈衝信號16Hz方 波，採集現場設備信息並對其進行分析處理，根據聯鎖運算設備輸出 信息和結合層採用設備點對點方式採集的當前現場設備狀態信息，並 將信息通過乙太網上報到聯鎖運算層的OPC SERVER通訊中，進 行聯鎖運算，產生相應驅動，並交付結合層的控制電路執行，採用可 編程控制器，分布式結構，Prufibus DP現場總線。
結合層通過PLC輸出脈衝信號保證電子繼電器頻率一致性，將 現場設備狀態信息電平靜—動轉換並傳遞至PLC輸入設備，及PLC 輸出驅動信號動一靜轉換，結合電路檢測站場信號機、道岔、軌道狀 態表示信息，採用安全型繼電器作為被監控設備狀態轉換，電子繼電 器與PLC輸入與輸出設備的動態信號連接。。
現場設備層是指微機聯鎖系統監測、控制的軌道電路、信號機、 動力轉轍機等鐵路信號設備，採用原有電氣集中設備。
覆核驅動層與聯鎖層二級互為覆核，系統上、下運算層均按雙機 熱備方式設計，能自動無擾動切換，系統進行故障自診斷、在線維護、 語音報警、動態重演、網絡復顯、遠程診斷，通過變換邏輯變量的表 達方式，算法冗餘技術手段保障系統內信號傳遞、處理的安全性。
本發明採用鐵路信號微機聯鎖系統可提高運輸效率，改善勞動條 件，降低安全事故率、為運輸實現現代化管理帶來的經濟效益，使原 現場運輸人員逐個扳動彈簧道岔改為由在控制室集中控制道岔並實 現了聯鎖，大大縮短了運輸時間，並節約30%以上綜合費用，降低設 備維修費用，減少維修工作量。
圖1鐵路信號微機聯鎖系統結構框圖
具體實施例方式
本發明鐵路信號微機聯鎖系統是這樣實現的，下面結合附圖做具 體說明。見圖l，鐵路信號微機聯鎖系統分為人機對話層、聯鎖運算 層、覆核驅動層、結合電路層及監控對象層六個物理層次，能夠完成 鐵路站場的各種信號聯鎖功能，適用於各種規模的鐵路站場。
人機會話層的功能是操作人員通過滑鼠操作向聯鎖運算工業計 算機輸入操作信息和接受聯鎖運算工業計算機輸出通過多屏顯示器 反映被控設備工作狀態和行車作業情況的表示信息。管理維護機功能
5是聯鎖運算工業計算機通過乙太網向管理維護機工業計算機提供操 作信息、設備信息、故障分析等信息，按時間順序記錄並保存在管理 維護機工業計算機。數據量大或遠程操作時單獨設置客戶端控制機採 用工業控制計算機機。
聯鎖運算層採用工業控制機，覆核驅動層PLC採用西門子 S7-400H系列，聯鎖控制設備採用雙機熱備，無操作層方式。
聯鎖運算層是聯鎖系統的核心，選排進路、進路鎖閉、進路解鎖 等聯鎖運算、故障診斷等聯鎖邏輯運算功能通過運行聯鎖軟體實現， 聯鎖軟體功能是根據聯鎖要求(條件)，對輸入的來自人機會話層的 操作信息和狀態信息進行判別，接受來自覆核運算層設備PLC採集 的反映信號機、電動轉轍機和軌道電路狀態的信息，以及聯鎖運算設 備的當前聯鎖信息分析處理，改變聯鎖信息，產生相應的輸出信息， 即信號控制命令和道岔控制命令，傳輸至覆核運算層。設備採用工業 計算機，西門子網卡。
覆核運算層承擔產生結合層接口電路工作基準脈衝信號16Hz方 波，採集現場設備信息並對其進行分析處理，根據聯鎖運算設備輸出 信息和結合層採用設備點對點方式採集的當前現場設備狀態信息(並 將信息通過乙太網上報到聯鎖運算層的OPC SERVER通訊中)進 行聯鎖運算，產生相應驅動，並交付結合層的控制電路執行。採用可 編程控制器，分布式結構，Prufibns DP現場總線。
結合層通過PLC輸出脈衝信號保證電子繼電器頻率一致性，實 現將現場設備狀態信息電平靜一動轉換並傳遞至PLC輸入設備，及 PLC輸出驅動信號動一靜轉換，使PLC的輸入、輸出信息具有故障 ---安全性能。結合電路用於檢測站場信號機、道岔、軌道狀態等表示 信息。採用安全型繼電器作為被監控設備狀態轉換，電子繼電器實現 與PLC輸入與輸出設備的動態信號連接。
現場設備層是指微機聯鎖系統監測、控制的軌道電路、信號機、 動力轉轍機等鐵路信號設備。採用原有電氣集中設備。
覆核驅動層與聯鎖層實現二級互為覆核，系統上、下運算層均按 雙機熱備方式設計，可自動無擾動切換，使系統能長期可靠、穩定工 作；系統具有完善的故障自診斷、在線維護、語音報警、動態重演、 網絡復顯、遠程診斷等輔助功能；系統設計全面採用故障一安全原則， 並通過變換邏輯變量的表達方式，算法冗餘等技術手段保障系統內信 號傳遞、處理的安全性。
權利要求
1、一種鐵路信號微機聯鎖系統，其特徵在於鐵路信號微機聯鎖系統分為人機對話層、聯鎖運算層、覆核驅動層、結合電路層及監控對象層六個物理層次。
2、 根據權利要求1所述的鐵路信號微機聯鎖系統，其特徵在於: 所述的人機會話層是操作人員向聯鎖運算工業計算機輸入操作信息 和接受聯鎖運算工業計算機輸出現場信息，通過多屏顯示器反映被控 設備工作狀態和行車作業情況的表示信息。
3、 根據權利要求1所述的鐵路信號微機聯鎖系統，其特徵在於-所述的聯鎖運算層是聯鎖系統的核心，選排進路、進路鎖閉、進路解 鎖等聯鎖運算、故障診斷等聯鎖邏輯運算功能通過運行聯鎖軟體實 現，聯鎖軟體功能是根據聯鎖要求，對輸入的來自人機會話層的操作 信息和狀態信息進行判別，接受來自覆核運算層設備PLC採集的反 映信號機、電動轉轍機和軌道電路狀態的信息，以及聯鎖運算設備的 當前聯鎖信息分析處理，改變聯鎖信息，產生相應的輸出信息，即信 號控制命令和道岔控制命令，傳輸至覆核運算層，設備採用工業計算 機，西門子網卡。
4、 根據權利要求1所述的鐵路信號微機聯鎖系統，其特徵在於所述的覆核運算層承擔產生結合層接口電路工作基準脈衝信號16Hz方波，採集現場設備信息並對其進行分析處理，根據聯鎖運算設備輸 出信息和結合層採用設備點對點方式採集的當前現場設備狀態信息，並將信息通過乙太網上報到聯鎖運算層的OPC SERVER通訊中， 進行聯鎖運算，產生相應驅動，並交付結合層的控制電路執行，採用 可編程控制器，分布式結構，Prufibus DP現場總線。
5、 根據權利要求1所述的鐵路信號微機聯鎖系統，其特徵在於: 所述的結合層通過PLC輸出脈衝信號保證電子繼電器頻率一致性， 將現場設備狀態信息電平靜一動轉換並傳遞至PLC輸入設備，及PLC 輸出驅動信號動一靜轉換，結合電路檢測站場信號機、道岔、軌道狀 態表示信息，採用安全型繼電器作為被監控設備狀態轉換，電子繼電 器與PLC輸入與輸出設備的動態信號連接。
6、 根據權利要求1所述的鐵路信號微機聯鎖系統，其特徵在於: 所述的現場設備層是指微機聯鎖系統監測、控制的軌道電路、信號機、動力轉轍機等鐵路信號設備，採用原有電氣集中設備。
7、根據權利要求1所述的鐵路信號微機聯鎖系統，其特徵在於: 所述的覆核驅動層與聯鎖層二級互為覆核，系統上、下運算層均按雙 機熱備方式，能自動無擾動切換，系統進行故障自診斷、在線維護、 語音報警、動態重演、網絡復顯、遠程診斷，通過變換邏輯變量的表 達方式，算法冗餘技術手段保障系統內信號傳遞、處理的安全性。
全文摘要
本發明涉及一種可滿足冶金企業鐵路運輸運營要求的鐵路信號微機聯鎖系統，其特徵在於鐵路信號微機聯鎖系統分為人機對話層、聯鎖運算層、覆核驅動層、結合電路層及監控對象層六個物理層次，完成鐵路站場的各種信號聯鎖功能。本發明採用鐵路信號微機聯鎖系統可提高運輸效率，改善勞動條件，降低安全事故率、為運輸實現現代化管理帶來的經濟效益，使原現場運輸人員逐個扳動彈簧道岔改為由在控制室集中控制道岔並實現了聯鎖，大大縮短了運輸時間，並節約30％以上綜合費用，降低設備維修費用，減少維修工作量。
文檔編號G05B19/418GK101452287SQ20071015885
公開日2009年6月10日 申請日期2007年12月8日 優先權日2007年12月8日
發明者姜未華, 姜福利, 宇 王, 高紅霞 申請人:鞍山鋼鐵集團公司鐵路運輸公司;鞍鋼附企鐵路電務工程公司