CN103529809B - 基于计算机脚本控制的铁路隧道机电设备控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于计算机脚本控制的铁路隧道机电设备控制系统及方法，包括调度中心，还包括设备实时数据库、实时数据转发模块、PLC数据通信模块、通风、照明设备紧急启动模块、列车停车检测控制模块，所述PLC数据通信模块依次读取PLC1…PLCn的状态数据，将数据保存到设备实时数据库中，列车停车检测控制模块以及通风、照明设备紧急启动程序模块分别从实时数据库中读取数据，分别根据启动/停止要求进行相应控制。与现有技术相比较，本发明极大地减少工程人员进入隧道的次数和时间，相应地减少系统的维护和修改成本，减轻工作劳动强度，脚本语言具有编写灵活、运行前不需要编译器预编译即可执行的特点。

Description

基于计算机脚本控制的铁路隧道机电设备控制方法

技术领域

本发明涉及一种隧道机电设备控制系统，尤其涉及一种基于计算机脚本控制的铁路隧道机电设备控制系统及方法。

背景技术

近年来，我国对铁路建设投入了大量的人力和物力，新建和改建了大量的铁路线路。在我国西南地区，建设铁路线在穿越大山时，为了缩短线路长度和运行时间，开凿了许多隧道。根据《铁路隧道设计规范》，在隧道内应安装照明和通风设备。隧道通风设备配置要求根据《铁路隧道设计规范》规定,满足以下条件，隧道需要安装通风设备：

1）隧道内燃机车牵引的隧道，长度在2KM以上；

2）电力机车牵引的隧道，长度在8KM以上；

3）隧道长度虽小于上述数值，但自自然通风不良的。

隧道照明设备配置要求根据《铁路隧道设计规范》规定,满足以下条件，隧道需要安装照明设备

1）全长1000m及以上的直线隧道；

2）全长500m及以上的曲线隧道。

通风设备的控制方式：

在现代的应用中，使用485总线通讯方式，将PLC数据上传至主站。在当地通过PLC（可编程逻辑控制器）外加一氧化碳或二氧化碳传感器实现对通风设 备启动/停止的自动控制。PLC控制过程为：PLC定时采集传感器的数据，当达到PLC内部设定启动阀值时，启动风机；当传感器的数值降到安全范围内时，停止风机。

照明设备的控制方式、在照明设备现场安装PLC控制器，通过485总线通讯，可将照明设备的开/关状态上送至主站。

照明设备的开关方式有两种：

方式一：通过按钮手动控制照明设备的打开和关闭。PLC将照明设备的状态上送至主站；

方式二：通过主站界面，手动控制照明设备的打开和关闭。

现有技术的缺陷在于：

1.PLC只局限于对单个通风设备的控制，每个PLC各自独立运行，当有紧急情况时，不能实现多个通风设备联动控制。

2.PLC内的程序和控制参数下载后，就无法灵活修改。当现场需求改变时，需要进入隧道内逐个重新下载PLC程序，程序维护不方便。

3.当隧道内发生特殊情况，无法对隧道照明设备和通风设备的进行全开或全关操作，满足不了照明和通风条件要求。

4.按照设计要求，在隧道的两侧，每间隔200米安装有红外对射装置，用于检测是否有列车停留在隧道内。当列车停在隧道内红外对射装置被遮挡时，红外检测接收装置将告警信号通过所在PLC，经由通讯线路上传至主站计算机。在这种情况下，应打开隧道内所有照明系统，并打开通风设备开。基于现有单个PLC的控制系统，无法进行系统联动，不能满足设计要求。

5.按照设计要求，在隧道的两侧，每间隔500米，装有照紧急启动按钮，当按钮被按下时，隧道内所有照明系统和通风设备必须打开。基于现有单个PLC 的控制系统，无法进行系统联动，不能满足系统功能要求。

发明内容

本发明的目的就在于提供一种解决上述问题，采用现代计算机软件技术、通信技术，分布式硬件数据采集、软件集中控制、软件功能模块化的思想，将分散的各类数据集中在计算机端处理。使用脚本程序对数据进逻辑处理，按照设计要求对设备进行操作和联动控制，克服了单个PLC控制的局限性的基于计算机脚本控制的铁路隧道机电设备控制系统及方法。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种基于计算机脚本控制的铁路隧道机电设备控制系统，包括调度中心，还包括

设备实时数据库，保存设备的状态数据；

实时数据转发模块，读取设备实时数据库并发送到调度中心，调度中心只用负责监视数据；

PLC数据通信模块，依次读取PLC的状态数据，将数据保存到实时数据库中；转发其它模块的控制命令至指定PLC；

通风、照明设备紧急启动模块，从实时数据库中获取按钮状态，当应急启动按钮被按下时，通过PLC通信模块转发照明启动和通风设备开启命令；

列车停车检测控制模块，通过读取实时数据库数据，判断列车是否停在隧道内，当有列车停车时，通过PLC通信模块转发照明启动和通风设备开启命令；

所述PLC数据通信模块依次读取PLC1…PLCn的状态数据，将数据保存到设备实时数据库中，列车停车检测控制模块以及通风、照明设备紧急启动程序模块分别从实时数据库中读取数据，分别根据启动/停止要求进行相应控制；当启动/停止条件满足时，脚本程序模块通过PLC通信模块转发控制命令，对照明设 备、通风设备进行操作；

作为优选，所述PLC外加设一氧化碳或二氧化碳传感器以及红外对射装置；

作为优选，所述PLC与隧道内通风设备和照明设备电连接；

作为优选，隧道通风、照明设备紧急启动模块的脚本程序控制流程如下，

第一步：初始化脚本运行环境，加载脚本程序文件，

第二步：脚本程序依次读取每个设备信息，

第三步：判断设备打开标志，为ON则执行关闭设备流程，为OFF则执行打开设备流程，

打开设备流程分支：

当列车停在隧道内时，红外线被列车遮挡，红外告警启动，脚本程序打开隧道所有通风设备和照明；并将设备打开标志置为ON，

当隧道内没有列车停留时，没有红外告警启动，不发生任何动作，

关闭设备流程分支：

当设备打开标志为ON,并且列车已驶出隧道时，红外检测告警消失，脚本程序关闭隧道内所有通风设备和照明；并将设备打开标志置为OFF，

当列车仍停留在隧道内，不执行任何动作；

隧道通风、照明设备紧急启动模块的脚本程序控制流程如下，

第一步：初始化脚本运行环境，加载脚本程序文件，

第二步：脚本程序依次读取每个设备信息，

第三步：判断设备打开标志，为ON则执行关闭设备流程，为OFF则执行打开设备流程，

打开设备流程分支：

当紧急启动按钮被按下，打开脚本程序打开隧道所有通风设备和照明；并 将设备打开标志置为ON，

关闭设备流程分支：

当紧急启动按钮复位后，脚本程序关闭隧道内所有通风设备和照明；并将设备打开标志置为OFF。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

1.通过使用脚本语言，实现对照明和通风设备进行集中控制，既能达到对设备的单个控制目的，又能实现整个系统联动控制。

2.使用人员可以根据现场需求，更改脚本代码，不需要重新编译即可测试和运行。使用编译性语言既不能灵活实现逻辑控制，需要重新编译生成代码才能运行。

3.使用脚本语言既能满足对单台设备的控制要求，又能满足隧道的整体联动功能。

4.当系统联动的启动条件改变时，在主站计算机上通过修改脚本程序文件即可满足要求，避免挨个对PLC程序修改，极大地减少劳动强度和工作时间。

5.脚本程序对计算机系统的硬件和软件系统要求低。

6.在每个隧道项目使用通用的主站监控程序，因此不需将全部监控程序备份，只需将脚本控制文件备份即可，方便项目管理。

附图说明

图1为本发明功能模块框图；

图2为本发明隧道通风、照明设备紧急启动流程图；

图3为本发明列车停车检测控制流程图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明作进一步说明。参见图1、图2和图3，一种基于计算机脚本控制的铁路隧道机电设备控制系统，包括调度中心，还包括

设备实时数据库，保存设备的状态数据；

实时数据转发模块，读取设备实时数据库并发送到调度中心，调度中心只用负责监视数据；

PLC数据通信模块，依次读取PLC的状态数据，将数据保存到实时数据库中；转发其它模块的控制命令至指定PLC，所述PLC外加设一氧化碳或二氧化碳传感器以及红外对射装置，所述PLC与隧道内通风设备和照明设备电连接；

通风、照明设备紧急启动模块，从实时数据库中获取按钮状态，当应急启动按钮被按下时，通过PLC通信模块转发照明启动和通风设备开启命令；

列车停车检测控制模块，通过读取实时数据库数据，判断列车是否停在隧道内。当有列车停车时，通过PLC通信模块转发照明启动和通风设备开启命令；

所述PLC数据通信模块依次读取PLC1…PLCn的状态数据，将数据保存到设备实时数据库中，列车停车检测控制模块以及通风、照明设备紧急启动程序模块分别从实时数据库中读取数据，分别根据启动/停止要求进行相应控制；当启动/停止条件满足时，脚本程序模块通过PLC通信模块转发控制命令，对照明设备、通风设备进行操作。

隧道通风、照明设备紧急启动模块的脚本程序模块控制流程如下，

第一步：初始化脚本运行环境，加载脚本程序文件，

第二步：脚本程序依次读取每个设备信息，

第三步：判断设备打开标志，为ON则执行关闭设备流程，为OFF则执行打开设备流程，

打开设备流程分支：

当列车停在隧道内时，红外线被列车遮挡，红外告警启动，脚本程序打开隧道所有通风设备和照明；并将设备打开标志置为ON，

当隧道内没有列车停留时，没有红外告警启动，不发生任何动作；

关闭设备流程分支：

当设备打开标志为ON,并且列车已驶出隧道时，红外检测告警消失，脚本程序关闭隧道内所有通风设备和照明；并将设备打开标志置为OFF；

当列车仍停留在隧道内，不执行任何动作。

隧道通风、照明设备紧急启动模块的脚本程序控制流程如下，

第一步：初始化脚本运行环境，加载脚本程序文件，

第二步：脚本程序依次读取每个设备信息，

第三步：判断设备打开标志，为ON则执行关闭设备流程，为OFF则执行打开设备流程，

打开设备流程分支：

当紧急启动按钮被按下，打开脚本程序打开隧道所有通风设备和照明；并将设备打开标志置为ON；

关闭设备流程分支：

当紧急启动按钮复位后，脚本程序关闭隧道内所有通风设备和照明；并将设备打开标志置为OFF。

本发明采用现代计算机软件技术、通信技术，分布式硬件数据采集、软件集中控制、软件功能模块化的思想，将分散的各类数据集中在计算机端处理。使用脚本程序对数据进逻辑处理，按照设计要求对设备进行操作和联动控制。克服了单个PLC控制的局限性，在PLC内部没有控制程序，只需简单地将采集 的数据上送至主站内的设备实时数据库即可，由主站计算机集中处理，极大地减少工程人员进入隧道的次数和时间，相应地减少系统的维护和修改成本，减轻工作劳动强度。脚本语言具有编写灵活、运行前不需要编译器预编译即可执行的特点，方便现场人员根据实际需求进行功能修改。

以上对本发明所提供的基于计算机脚本控制的铁路隧道机电设备控制系统及方法进行了详尽介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，对本发明的变更和改进将是可能的，而不会超出附加权利要求所规定的构思和范围，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (1)

1.一种基于计算机脚本控制的铁路隧道机电设备控制方法，其特征在于：

隧道通风、照明设备紧急启动模块的脚本程序控制流程如下，

第一步：初始化脚本运行环境，加载脚本程序文件，

第二步：脚本程序依次读取每个设备信息，

第三步：判断设备打开标志，为ON则执行关闭设备流程，为OFF则执行打开设备流程，

打开设备流程分支：

当列车停在隧道内时，红外线被列车遮挡，红外告警启动，脚本程序打开隧道所有通风设备和照明；并将设备打开标志置为ON，

当隧道内没有列车停留时，没有红外告警启动，不发生任何动作，

关闭设备流程分支：

当设备打开标志为ON,并且列车已驶出隧道时，红外检测告警消失，脚本程序关闭隧道内所有通风设备和照明；并将设备打开标志置为OFF，

当列车仍停留在隧道内，不执行任何动作；

隧道通风、照明设备紧急启动模块的脚本程序控制流程如下，

第一步：初始化脚本运行环境，加载脚本程序文件，

第二步：脚本程序依次读取每个设备信息，

第三步：判断设备打开标志，为ON则执行关闭设备流程，为OFF则执行打开设备流程，

打开设备流程分支：

当紧急启动按钮被按下，打开脚本程序打开隧道所有通风设备和照明；并将设备打开标志置为ON，

关闭设备流程分支：

当紧急启动按钮复位后，脚本程序关闭隧道内所有通风设备和照明；并将设备打开标志置为OFF。