摘要：安全聯(lián)鎖系統通過(guò)聯(lián)鎖控制來(lái)保證檢修庫內人員的人身安全和維修設備的正常工作。本文主要介紹了國內動(dòng)車(chē)段安全連鎖系統的性能特點(diǎn)，以及力控監控組態(tài)軟件在該系統中的應用。
　　關(guān)鍵詞：車(chē)輛段 動(dòng)車(chē)段 安全連鎖系統 力控 監控組態(tài)軟件
　　Abstract: Safety interlocking system is used for assuring the personal safety in maintenance shed and proper functioning of servicing device by interlocking control. This paper describes the performance characteristics of safety interlocking system for multiple unit train in China and the application of Forcecontrol configuration software in system.
　　Key words: car depot; multiple unit train depot; safety interlocking system; Forcecontrol; configuration software

1.概述
　　隨著(zhù)高速列車(chē)和城市輕軌線(xiàn)路的飛速發(fā)展，車(chē)輛段的檢修工作顯得日益復雜、繁忙。由于庫內安裝有上千伏的高壓接觸網(wǎng)以及不同設備交叉作業(yè)之間存在安全隱患，即使是瞬息間的失神或輕微的判斷錯誤都有可能造成嚴重的后果。采用了鐵路行業(yè)聯(lián)鎖控制的概念，為防止工傷事件或設備嚴重損失的安全聯(lián)鎖系統應運而生。通常情況下，安全聯(lián)鎖系統由保證平臺登頂作業(yè)人員人身安全的門(mén)禁子系統，車(chē)輛出入庫信號和警示子系統，保護設備安全的電氣聯(lián)鎖控制子系統，PLC網(wǎng)絡(luò )控制子系統，計算機控制子系統、視頻監控子系統組成。由于作業(yè)庫內的作業(yè)需求不同以及檢修作業(yè)的防護等級存在差異，安全聯(lián)鎖系統在設計時(shí)從安全可靠性、經(jīng)濟性、適應性來(lái)綜合考慮設備的布局和相關(guān)設備的聯(lián)鎖控制關(guān)系。
2.安全聯(lián)鎖系統在動(dòng)車(chē)段的設備布局
2.1動(dòng)車(chē)段安全聯(lián)鎖系統布局
　　1）動(dòng)車(chē)段檢查庫適用于動(dòng)車(chē)車(chē)輛運行3萬(wàn)公里以?xún)?，對?dòng)車(chē)車(chē)頂、車(chē)底進(jìn)行檢查、維護和保養工作。檢查庫內檢修作業(yè)非常頻繁，檢修人員數量大、檢修種類(lèi)繁多。尤其是車(chē)頂檢修作業(yè)，涉及檢修人員的人身安全，工作前必須使接觸網(wǎng)斷電。
　　庫外25米處設有入庫信號燈，庫大門(mén)處設有出庫信號燈。3層檢修平臺入口設有電磁門(mén)禁鎖和門(mén)禁指示燈，檢修人員使用經(jīng)過(guò)授權的門(mén)禁卡才能上下三層檢修平臺。庫前端設有電控箱，可對庫外隔離開(kāi)關(guān)進(jìn)行遠程控制。視頻監控系統通過(guò)庫內和庫前的攝像頭對隔離開(kāi)關(guān)和庫內人員作業(yè)進(jìn)行監視控制。其布局如下圖1所示：

　　2）動(dòng)車(chē)段中修庫適用于動(dòng)車(chē)車(chē)輛每運行30萬(wàn)公里，主要對動(dòng)車(chē)走行部進(jìn)行更換、維修工作。庫內除檢查庫的檢修平臺外，還設有固定式架車(chē)機、移動(dòng)式架車(chē)機、天車(chē)、側移式接觸網(wǎng)等設備。除檢查庫的安全聯(lián)鎖設備以外，將這些設備納入到聯(lián)鎖控制系統中。例如：天車(chē)和側移式接觸網(wǎng)之間互鎖，不允許同時(shí)動(dòng)作；移動(dòng)式架車(chē)機和固定式架車(chē)機的復位信號作為允許車(chē)輛動(dòng)作的必要條件。
　　3）動(dòng)車(chē)段臨修庫適用于動(dòng)車(chē)臨時(shí)更換單個(gè)轉向架或輪對以及對車(chē)輪進(jìn)行鏇輪操作時(shí)。庫內除側移式接觸網(wǎng)外，還設有鏇輪機、換轉向架機等設備。其中，鏇輪機、換轉向架機的軌道復位信號作為允許車(chē)輛動(dòng)作的條件納入到了安全聯(lián)鎖控制中。
3.系統體系架構
　　隨著(zhù)工業(yè)控制自動(dòng)化的不斷提高和計算機在工業(yè)領(lǐng)域的廣泛應用，用戶(hù)往往希望能夠從復雜的按鈕操作中解脫出來(lái)，利用計算機的人機界面更直觀(guān)、更快捷的了解信息和進(jìn)行操作。動(dòng)車(chē)段內的安全聯(lián)鎖系統其底層設備種類(lèi)繁多、邏輯關(guān)系復雜、系統響應速度要求快，通過(guò)計算機控制子系統和PLC網(wǎng)絡(luò )控制子系統的運用能夠有效的解決這些難題。
　　力控監控組態(tài)軟件整體的開(kāi)放性，工程師可基于產(chǎn)品進(jìn)行系統擴展，通過(guò)開(kāi)放式接口，開(kāi)發(fā)其自己的應用系統，它可方便地與標準程序和用戶(hù)程序組合在一起使用，建立人機界面，精確地滿(mǎn)足實(shí)際需要。
　　動(dòng)車(chē)段的安全聯(lián)鎖系統利用調度室的PLC主站和每股道的PLC子站通過(guò)CC-LINK線(xiàn)組成的網(wǎng)絡(luò )來(lái)進(jìn)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(guò)PLC主站的I/O Driver傳輸到計算機的力控監控組態(tài)軟件上，使操作人員可以直觀(guān)的在計算機界面上進(jìn)行操作，包括車(chē)輛出入庫信號與警示畫(huà)面顯示，各個(gè)信號燈狀態(tài)顯示，各個(gè)保護設備的連鎖狀態(tài)和運行參數，以及從PLC傳輸過(guò)來(lái)的其他數據參數。
　　門(mén)禁子系統設有專(zhuān)門(mén)的門(mén)磁控制器，安裝在各個(gè)檢查庫，數據通過(guò)專(zhuān)線(xiàn)傳輸到門(mén)磁總控器，所有門(mén)禁數據可在專(zhuān)設的門(mén)禁計算機中顯示。同時(shí)PLC主站可調取門(mén)磁總控器的數據，上傳到力控監控組態(tài)軟件實(shí)時(shí)顯示各個(gè)門(mén)禁的狀態(tài)。
　　視頻監控系統獨立設置，通過(guò)硬盤(pán)錄像機將攝像頭的實(shí)時(shí)圖像傳輸到調度室的視頻服務(wù)器，實(shí)現各個(gè)檢修段的實(shí)時(shí)圖像監控。圖2所示為系統架構圖。

3.1車(chē)輛出入庫系統應用
　　動(dòng)車(chē)段的調度控制分為段調度中心和庫內調度室兩部分。動(dòng)車(chē)入庫前，會(huì )先將車(chē)輛?？吭谌霂煨盘枱敉?，并利用通信設備與庫內調度室聯(lián)系。調度員在收到入庫請求，向段調度中心請示并確認庫內線(xiàn)路安全后，按下入庫指示按鈕。這時(shí)入庫信號被開(kāi)放，司機根據白色信號燈入庫進(jìn)行作業(yè)。動(dòng)車(chē)出庫時(shí)，庫內調度員與段內調度中心聯(lián)系，確認并獲批準后，出庫信號燈落白燈，動(dòng)車(chē)車(chē)輛方可出庫。
　　力控監控組態(tài)軟件通過(guò)其方便友好的開(kāi)發(fā)環(huán)境、面向對象的設計，使組態(tài)工作量大大降低。畫(huà)面中根據車(chē)輛出入庫系統要求，可按不同檢查庫和不同股道分別動(dòng)態(tài)顯示庫內外進(jìn)、出車(chē)位狀態(tài)，隔離開(kāi)關(guān)狀態(tài)，各個(gè)信號燈狀態(tài)，以及各項報警狀態(tài)。畫(huà)面色彩生動(dòng)，動(dòng)畫(huà)效果真實(shí)流暢，使得現場(chǎng)工程師直觀(guān)的了解車(chē)輛出入庫的實(shí)時(shí)狀態(tài)。
3.2門(mén)禁系統應用
　　動(dòng)車(chē)段安全監控系統中，門(mén)禁控制子系統中的電磁鎖由調度室內的門(mén)禁計算機控制。當接觸網(wǎng)無(wú)電并且接地桿接地良好時(shí)，門(mén)禁計算機自動(dòng)將作業(yè)門(mén)的電磁鎖打開(kāi)，同時(shí)門(mén)禁指示燈綠燈亮。檢修作人員可在調度室登記領(lǐng)取門(mén)禁卡后進(jìn)入檢修平臺作業(yè)。當接觸網(wǎng)有電時(shí)，門(mén)禁計算機將所有作業(yè)門(mén)的電磁鎖鎖閉，同時(shí)作業(yè)門(mén)指示燈紅燈亮，此時(shí)即使有門(mén)禁卡也無(wú)法打開(kāi)作業(yè)門(mén)，保證了檢修人員的人身安全。圖3所示為動(dòng)車(chē)段保護人身安全的安全聯(lián)鎖子系統。

　　門(mén)禁控制系統的數據可同時(shí)通過(guò)PLC總站匯總到力控監控組態(tài)軟件平臺，可實(shí)時(shí)顯示出入庫車(chē)輛人員的門(mén)禁卡號，生成各類(lèi)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。
3.3 計算機和PLC網(wǎng)絡(luò )控制子系統的應用
　　利用PLC網(wǎng)絡(luò )控制系統和力控組態(tài)軟件相結合的這種控制模式具有以下幾種特點(diǎn)：
　　1）便捷性：由PLC組成的網(wǎng)絡(luò )控制系統對工業(yè)現場(chǎng)數據進(jìn)行采集、邏輯運算和輸出，以靈活多樣的“組態(tài)方式”來(lái)進(jìn)行系統集成，將其預設置的各種軟件模塊進(jìn)行簡(jiǎn)單的“組態(tài)”，便可以非常容易地實(shí)現和完成監控層的各項功能，縮短了自動(dòng)化工程師的系統集成的時(shí)間，大大的提高了集成效率。
　　2）直觀(guān)性：安全聯(lián)鎖系統的列車(chē)進(jìn)入庫狀態(tài)、信號燈、接觸網(wǎng)有無(wú)電、大門(mén)信號和爆閃燈等功能都以圖片或動(dòng)畫(huà)的形式綜合體現在力控組態(tài)軟件的控制界面上。同時(shí)，各種工位的狀態(tài)顯示欄和操作按鈕都有序的排列在控制界面的下方。系統的狀態(tài)提示和控制操作可以在同一界面進(jìn)行操作。圖4所示為安全連鎖系統控制界面。

　　可生成各個(gè)數據的日報表，月報表及年報表，且可生成分時(shí)等特殊報表的功能。任意組合用戶(hù)測量趨勢、測量參數累計、故障時(shí)段等趨勢記錄通過(guò)打印機打印輸出。
　　3）可擴充性：當現場(chǎng)（包括硬件設備或系統結構）或用戶(hù)需求發(fā)生改變時(shí)，不需作很多修改而方便地完成軟件的更新和升級。例如:在動(dòng)車(chē)段現場(chǎng)，用戶(hù)可能需要將一些其他設備納入聯(lián)鎖控制關(guān)系，這時(shí)對PLC內部程序進(jìn)行修改，同時(shí)力控監控組態(tài)軟件支持遠程部署，可以在線(xiàn)修改參數，適合多人協(xié)作開(kāi)發(fā)，構建典型的分布式應用，可以同步構建歷史站、事件服務(wù)器、報警服務(wù)器等多種應用模式。專(zhuān)門(mén)配備了遠程部署—服務(wù)器以及遠程部署—客戶(hù)端工具。
　　4）易維護性：整套系統易于維護便于升級，力控監控組態(tài)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(shí)時(shí)數據，從而輕松搭建全省乃至全國的動(dòng)車(chē)段安全系統數據中心。
4.結語(yǔ)
　　隨著(zhù)高速鐵路和城市軌道交通的不斷發(fā)展，安全聯(lián)鎖系統將得到越來(lái)越廣泛的應用。在進(jìn)行安全聯(lián)鎖系統設計的時(shí)候，應根據用戶(hù)的要求合理的考慮系統的布置方案，同時(shí)要盡量減少控制設備邏輯關(guān)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(jīng)濟性。