铁路道岔系统与双翻车机系统联锁设计

李志宏， 刘文飞， 杜 娟

（1.山西太钢不锈钢股份有限公司自动化公司， 山西 太原 030003；2.太原科技大学，山西 太原 030024）

生产实践·应用技术

铁路道岔系统与双翻车机系统联锁设计

李志宏1， 刘文飞1， 杜 娟2

（1.山西太钢不锈钢股份有限公司自动化公司， 山西 太原 030003；2.太原科技大学，山西 太原 030024）

为了提高翻车机系统的运行效率与安全性，使翻车机系统与铁路道岔系统相结合，在常规道岔系统的基础上增加多项安全保护措施，同时针对翻车机系统的具体应用，设计铁路道岔与翻车机系统作业安全互锁功能，从而完善了双翻车机铁路道岔联锁控制系统。实践证明，该系统可提高钢铁行业铁路道岔应用的可靠性，适合在同类场合应用和推广。

铁路道岔 双翻车机 安全互锁

铁路道岔系统广泛存在于各种工业生产环境，是实现钢铁企业铁路运输的基本单元，翻车机系统是用来翻卸铁路敞车散料的大型机械设备系统，适用于运输量大的港口和冶金、煤炭、热电等工业部门，铁路道岔系统与双翻车机系统的结合可以完美地解决生产过程中出现的各种复杂情况，提高运输效率和生产安全性。目前我国有数量众多的钢铁企业及相关企业，用户需求量巨大。

本文以某大型钢铁企业的炼铁原料场为背景，研究设计用铁路道岔系统配合翻车机翻卸精矿粉，避免了重车反复穿行翻车机主机，通过转辙机的定反位切换，实现重车线翻重车，空车线拉空车，缩减了作业流程，提高了机车利用率和现场的安全性。

1 铁路道岔控制系统的设计

铁路道岔控制是铁路控制系统的基本组成单元，道岔、区段、信号机构成了复杂的铁路网络。作为我国最重要的陆地运输方式，铁路控制有着特殊的行业要求和控制规范，而钢铁企业的铁路控制又有着区别于其他用途的设计要求，在某钢铁企业原料场的铁路道岔控制系统中，涉及到3台信号机、3段轨道电路、1部转辙机，站场图如图1所示。

1.1 进路排列方式

研究调车信号与进路排列，进路解锁的信号识别、控制及调度机理，同时考虑生产实际，对可能的进路进行细化分析，确定出可选的两条进路排列方式。

图1 站场图

1.1.1 火车计划由D1向D3方向行驶

首先选路，按下D1—D3选线按钮，确定火车行驶的区间路段。此时系统检测：轨道区段1DG、K1G上有无火车；1号道岔是否转到反位位置；敌对信号机D3是否为蓝灯即禁止火车通行（火车行进时，司机监视前进方向上的左侧信号机）。

满足上述条件后，D1信号机变为白灯即允许火车通行。

1.1.2 火车计划由D2向D3方向行驶

火车计划由D2向D3方向行驶，首先选路，按下D2—D3选线按钮，确定火车行驶的区间路段。此时系统检测：轨道区段1DG、K1G上有无火车；1号道岔是否转到定位位置；敌对信号机D3是否为蓝灯即禁止火车通行。

满足上述条件后，D2信号机变为白灯即允许火车通行。

1.2 道岔控制系统的升级开发和改进

在明确可选进路基础上，根据生产需要进行选线操作，之后火车按照既定路径行进，驶离某一轨道区段后，根据进路“三点检查”解锁原则，即检查列车占用并出清前一区段；占用过本区段，且出清本区段；下一区段也已被占用，对进路进行解锁，通过可编程控制器进行相关软件控制程序的开发实现上述功能。

由于钢铁企业铁路运输的行业复杂性，在现有铁路道岔控制系统基础上进行了升级开发和改进，通过模拟测试找出可编程控制器输出脉冲频率与铁路专用继电器动态驱动电路参数的最佳匹配参数，改善了铁路专用继电器的响应时间与稳定性；并针对转辙机机械卡死，烧毁转辙机的情况，开发了道岔位置信号不到位超时自动断电保护功能；针对脉冲继电器启动时烧毁动态驱动板的情况，开发了铁道信号动态驱动电路保护功能，同时通过检测接入交流50 V回路的启动继电器电压线圈电阻值的大小，判断启动继电器的电压线圈和电流线圈是否装配错或接错线，从而避免电压线圈和电流线圈装配错或接错线时烧毁动态驱动电路的现象。

2 铁路道岔控制系统与双翻车机系统联锁设计

翻车机系统由拨车机、推车机、翻车机、迁车台等组成。本文所研究的某钢铁企业炼铁原料场是高炉生产原燃料的仓储、配送基地，料场矿粉基本由火车运输进场，然后经翻车机翻卸，双翻车机系统在翻车完毕后由重车列穿行翻车机主机挂空车，空车列被拖拽出重车线后，重车列再返回开始翻车作业，重车和空车混用重车铁路线，作业率低，且火车空车从双翻车机中间退出时存在可能碰坏双翻车机的安全隐患。将铁路道岔系统与双翻车机系统结合，通过转辙机的定反位切换，实现重车线翻重车，空车线拉空车，能够有效提高生产效率和运行安全性。

常规铁路道岔系统与双翻车机系统相对独立，翻车机系统的运行受到铁路道岔位置的影响，为此本文提出将铁路道岔与翻车机系统作业联锁，通过可编程控制器实现铁路道岔与翻车机系统作业安全互锁功能，将道岔位置信号作为翻车机系统的运行条件，同时将翻车机系统的运行状态作为铁路道岔系统进路选择的前提，实现将空车拉走作业与翻车机生产作业互相联锁，禁止空车拉走作业与翻车机生产作业同时进行，避免了二者同时进行时机车或车厢在道岔处相撞的事故发生，消除了翻车机生产系统的重大设备安全隐患。

双翻车机铁路道岔联锁控制系统操作界面如图2所示。

图2 双翻车机铁路道岔联锁控制操作界面

在对列车进行进路排列时，首先要检测来自翻车机系统的联锁信号，即翻车机系统是否处于正常状态，拨车机是否处于向道岔方向的运行状态，满足翻车机系统联锁条件后，以排D1-D3进路为例，分别检测轨道区段1DG上轨道电路有无信号即1DG区段是否有车；敌对信号D3是否为禁行状态即蓝灯亮；转辙机是否处于解锁状态即允许操作；转辙机是否处于自动模式；道岔位置信号是否到位；转辙机是否有故障等，当满足所有条件后可以对D1-D3进路进行排列。其排进路条件如图3所示。

图3 排进路条件

3 运行效果

本文设计的铁路道岔控制系统完整实现各种情况下的火车进路排列、进路正常解锁、进路故障解锁、进路折返解锁、进路手动解锁、转辙机手自动操作、转辙机到位锁闭、转辙机故障闭锁、信号机手动关闭等功能。

该系统投入运行后，避免了火车空车从双翻车机中间退出时可能碰坏双翻车机的安全隐患，同时通过将铁路道岔与翻车机系统作业联锁，避免了道岔位置对翻车机系统的运行造成影响。

在该钢铁企业中，双翻车机生产系统每趟空车倒运时间节约30min，双翻车机生产系统由原来每天最多翻卸96节车厢精矿粉，增加到每天最多翻卸140节车厢精矿粉，生产效率提高45.8%。

4 结语

双翻车机铁路道岔联锁控制系统经过实际运行，效果良好，完全满足了生产的要求。实践证明，该系统和方法稳定可靠，适合在同类场合应用和推广。

Railway Turnout System and Interlocking Design of Double Dum per System

Li Zhihong1,Liu Wenfei1,Du Juan2
（1.Automation Company of Shanxi Taigang Stainless Steel Co.,Ltd.,Taiyuan Shanxi 030003;2.Taiyuan University of Science and Technology,Taiyuan Shanxi030024）

In order to improve the efficiency and safety of the car dumper system,the railway turnout system is combined with the car dumper system,and a number of safety protection measures are added on the basis of the conventional switch system.At the same time,the interlocking function of operation of railway switch and dumper system is designed.In view of the specific application of dumper system,interlocking control system of double dumper in railway turnout is improved.The practice proves this system can improve the reliability of railway turnout application in iron and steel industry,and it is suitable for application and popularization in the same situation.

railway turnout system;double dumper;security interlock

U84.1

A

1672-1152（2017）05-0105-03

10.16525/j.cnki.cn14-1167/tf.2017.05.40

2017-08-14

李志宏（1969—），男，硕士，研究生，毕业于东北大学，高级工程师，主要从事工业过程自动控制设计和研发工作。

（编辑：王瑾）