动车整备作业安全联锁监控系统设计

张明杰

摘 要：动车整备作业安全联锁监控系统是保障动车整备检修作业安全的重要设备，本文主要介绍了动车整备作业安全联锁监控系统的设计，阐述了各部分构成及主要功能实现。

关键词：动车；整备作业；安全联锁；监控；设计

1前言

动车整备作业安全联锁监控系统是基于动车组检修整备作业的实际需要而研究设计的一套安全卡控系统。动车整备作业安全联锁监控系统的设计，是以计算机网络控制技术为核心，综合采用了计算机组态系统控制、PLC逻辑处理、继电器电气联锁、非接触式射频监测及视频监控等技术，主要由计算机显示与控制系统、PLC联锁控制系统和现场设备等构成。该系统为动车组检修整备作业安全提供了必需的技术手段和装备，利于保障作业人员人身安全和设备安全，对于保证铁路安全生产具有重要意义。

2系统设计

动车整备作业安全联锁监控系统设计分为计算机显示与控制系统、PLC联锁控制系统和现场设备三个板块。动车整备作业安全联锁监控系统设计框图如图1所示。

2.1 计算机显示与控制系统

计算机显示与控制系统是动车整备作业安全联锁监控系统的核心控制单元，一般设在调度值班室内。计算机显示与控制系统主要由计算机主控系统、登顶作业卡发放系统、视频监视系统组成，包括计算机主控系统工控机、登顶作业卡发放系统主机、硬盘录像机、光交换机、音频放大器、不间断电源等设备。

视频监视系统包括硬盘录像机、光交换机、监视器等，实现现场作业过程、设备状态的远程监视和录像功能。通过对动车整备作业安全联锁系统的关键设备和重要区域进行实时监控，便于调度值班员及时掌握检修库内的作业情况和动车整备作业安全联锁系统的工作状态，并对各种工作状况进行人工确认，并与检修库内的操作员和监护员进行联控操作，实现联控、互控作业，保证检修库内作业安全。

2.2 PLC联锁控制系统

PLC联锁控制系统是整备作业安全联锁监控系统的核心执行单元，设在动车检修库的控制机柜内，主要由PLC模块单元、继电器组合单元、高压保护单元、不间断电源单元等几部分组成。PLC联锁控制系统主要负责各种设备状态信息的采集与输出控制，并按照系统联锁关系实现卡控和逻辑命令的执行工作，实现现场设备状态采集与控制、系统工作状态显示与现场操作、PLC逻辑控制、继电器联锁控制、通讯与数据交换等功能。

2.3 现场设备

现场设备是动车整备作业安全联锁监控系统的功能执行单元，设在动车检修库内各部位，主要由隔离开关控制单元、接地杆控制单元、色灯信号引导单元、安全警示单元、库门状态采集单元、移动接触网状态采集单元、渡板状态采集单元、安全门控制单元、视频监视单元组成。现场设备按照计算機主控系统和PLC联锁控制系统的控制命令执行工作，并提供相应的工作状态反馈信息。

隔离开关控制单元主要包括隔离开关远动箱及相关接口，在系统控制下实现隔离开关的远程“分闸”和“合闸”控制功能，并具有“分闸到位”和“分闸到位”状态显示功能。

接地杆控制单元主要包括接地杆控制箱及相关接口，按系统联锁逻辑控制接地杆是否可以取出和收回，并将状态信息回传给计算机主控系统。

色灯信号引导单元主要包括出入库信号灯和车位传感器等，实现动车停放位置监测，以及动车出库、入库、移车引导功能。

安全警示单元主要包括有无电显示屏、作业指示灯、语音广播系统等设备，通过指示灯、显示屏和语音广播实现动车整备作业过程的安全警示功能。系统中有无电显示屏主要用于显示接触网“有电”或“无电”状态；作业指示灯对动车检修库内作业人员起到视觉警示作用，红色——代表危险状态，黄色——代表警示状态，绿色——代表安全状态；语音广播系统既可以自动语音播报，又可以应急广播喊话，对动车检修库内作业人员起到声音警示作用。

库门状态采集单元主要包括库门状态采集接口，对库门打开和关闭状态进行实时采集，并将状态信息回传给计算机主控系统。

移动接触网状态采集单元主要包括移动接触网状态采集接口，对移动接触网伸展和收回状态进行实时采集，并将状态信息回传给计算机主控系统。

渡板状态采集单元主要包括渡板状态采集接口，对渡板放下和收起状态进行实时采集，并将状态信息回传给计算机主控系统。

安全门控制单元包括安全门控制箱、安全门警示灯、读卡器、磁力锁、三层登顶作业平台紧急开门按钮、闭门器等，实现三层登顶作业平台安全门的控制功能，采集相关状态信息并上传。登顶作业安全门采用刷卡技术，在计算机主控系统和发卡系统的控制下，对安全门出入口进行管理，让有权限的作业人员通过安全门进入三层作业平台，无权限的人员禁止通过安全门进入三层作业平台，实现安全门卡控与管理。

视频监视单元主要包括摄像机、交换机、光电缆传输线路等，在相对应位置安装布设监控摄像机，分别对隔离开关、移动接触网、接地杆、三层平台、安全门等重点安全部位进行实时监控，并将视频信号回传给视频监视系统

3结束语

动车整备作业安全联锁监控系统是保障动车登顶整备检修作业安全的重要系统，该系统在中国铁路沈阳局集团公司的丹东、延吉、白城存车场安装使用，为现场作业提供了必需的安全设备，并有效地发挥了系统的安全保障作用。系统应用以来，性能稳定，效果良好，在动车登顶检修整备作业过程中未发生过安全事故或险情，对于保障现场作业人员的人身安全具有重要意义。

参考文献：

[1] 中国铁路铁路总公司.铁路技术管理规程（高速铁路部分）.中国铁道出版社，2014.07

[2] 周东华，叶银忠.现代故障诊断与容错控制.北京：清华大学出版社，2000.12

[3] 蔡行健.深入浅出西门子S7-200PLC.北京：航空航天大学出版社，2003.12

[4] 石磊，喻贵忠，王民.基于力控监控组态软件的动车段安全联锁系统.《电子技术应用》 2011.06