CN109693689A - 一种用于牵引切断的安全控制系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于牵引切断的安全控制系统及方法，系统包括依次相连的运控DPS、安全控制模块和牵引主断路器，牵引主断路器包括分闸线圈和欠压线圈。安全控制模块采集运控DPS第一I/O口的触点信号，运控DPS读取牵引主断路器的辅助触点状态。当运控DPS正常运行，第一I/O口的触点闭合。当安全控制模块检测到触点闭合，控制欠压线圈得电，切断分闸线圈电源，牵引主断路器能够合闸。当安全控制模块检测到触点断开，安全控制模块切断欠压线圈电源，并控制分闸线圈得电，将牵引主断路器分闸，从而切断牵引主回路。本发明能够解决现有牵引切断二次电路，当运控DPS故障时DPS触点不能闭合，导致切断电路失效导向危险的技术问题。

Description

一种用于牵引切断的安全控制系统及方法

技术领域

本发明涉及铁路安全装备技术领域，尤其是涉及一种能够确保列车牵引有效切断的安全控制系统及方法。

背景技术

列车运行控制系统是保证列车安全运行的核心，其作为一个安全控制与防护系统，基本任务是控制列车的运行，确保列车运行的安全，提高运输组织的效率，实现列车运行的自动化。列车运行控制系统不仅实现列车运行的安全控制和防护，还兼有列车运行的管理和列车运行的调度等功能。其中，牵引切断就是列车运行控制系统一项重要的基本功能。列车运行控制系统的速度曲线监控功能监视线路允许的最高速度，以及到当前停车点所需的最小速度。速度曲线监控作为列车运行控制系统的核心防护功能，根据列车数据和线路数据计算出所允许的速度界限，并利用列车位置和速度信息来监视该速度界限。一旦速度界限被超越，则将该超限报告给牵引切断和列车防护，牵引切断将对轨旁的牵引系统进行安全切断，列车防护激活列车紧急制动。其中，由分区安全计算机DSC接收超限报告并由分区牵引切断计算机DPS执行的安全速度防护功能叫做牵引切断。

牵引切断主要由运行控制系统中的分区安全计算机DSC和分区牵引切断计算机DPS共同完成。在接收到分区安全计算机DSC的切断命令或与分区安全计算机的通信发生故障时，分区牵引切断计算机DPS负责安全地切断牵引系统，以确保在任何运行状态下牵引或制动电流都不会流入牵引系统地轨旁电缆。分区牵引切断分为两种模式：一种是电子切断，另一种是电气切断。电子切断是发送一个切断命令给牵引电路。当收到这个信号后，牵引系统调整电流为零。然后，分区牵引切断计算机会回读电流。如果回读的电流超过阀值，则会进一步引发电气切断。电气切断是把牵引系统的电路全部切断，保证电流为零。

如附图1所示，现有牵引切断二次电路的主要技术方案为：将列车运控系统的分区牵引切断计算机I/O口触点串入牵引主断路器的分闸回路，当运控DPS的I/O口触点闭合时，分闸线圈得电，牵引主断路器分闸，从而实现牵引切断。

现有牵引切断二次电路存在的技术缺陷主要有：

(1)当运控DPS故障时，DPS触点不能闭合，不能执行牵引切断命令，将导致切断电路失效导向危险；

(2)当牵引主断路器线圈故障时，不能执行牵引切断命令，将导致切断电路失效导向危险；

(3)当牵引切断二次电路控制电源失电时，不能执行牵引切断命令，将导致切断电路失效导向危险。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种用于牵引切断的安全控制系统及方法，以解决现有牵引切断二次电路存在的当运控DPS故障时，DPS触点不能闭合，导致切断电路失效导向危险的技术问题。

为了实现上述发明目的，本发明具体提供了一种用于牵引切断的安全控制系统的技术实现方案，一种用于牵引切断的安全控制系统，包括：依次相连的运控DPS、安全控制模块和牵引主断路器，所述牵引主断路器包括分闸线圈和欠压线圈。所述安全控制模块采集所述运控DPS的第一I/O口的触点信号，所述运控DPS读取所述牵引主断路器的辅助触点状态。当所述运控DPS正常运行时，运控DPS的第一I/O口的触点闭合。当所述安全控制模块检测到所述触点闭合时，控制所述牵引主断路器的欠压线圈得电，并切断所述牵引主断路器的分闸线圈电源，此时所述牵引主断路器能够合闸。当所述安全控制模块检测到所述触点断开时，所述安全控制模块切断所述牵引主断路器的欠压线圈电源，并控制所述牵引主断路器的分闸线圈得电，将所述牵引主断路器分闸，从而切断牵引主回路。

进一步的，当所述牵引主断路器的分闸线圈发生故障时，所述安全控制模块切断所述欠压线圈的电源，将所述牵引主断路器分闸，所述牵引主回路切断。当所述牵引主断路器的欠压线圈发生故障时，所述安全控制模块控制所述分闸线圈得电，将所述牵引主断路器分闸，所述牵引主回路切断。

进一步的，所述安全控制系统还包括控制电源，所述控制电源为所述牵引主断路器提供工作电源。当所述控制电源失电时，所述欠压线圈失电，将所述牵引主断路器分闸，所述牵引主回路切断。

进一步的，所述运控DPS每次启动时均进行自检，在所述控制电源供电后，所述运控DPS的第一I/O口的触点闭合，所述安全控制模块的第二I/O口输出信号先为所述欠压线圈供电，延时第一设定时间后再将所述牵引主断路器合闸，再延时第二设定时间后，所述运控DPS的第一I/O口的触点断开，所述牵引主断路器分闸，若所述运控DPS回读的辅助触点开关状态满足设定的要求，则表示所述安全控制系统自检正常。

进一步的，当所述运控DPS的第一I/O口的触点断开后，所述安全控制模块瞬间断开所述欠压线圈的电源，延长第三设定时间后再控制所述分闸线圈得电。如果所述运控DPS回读的辅助触点开关状态为瞬间动作，则说明为所述欠压线圈动作，所述分闸线圈发生故障。如果所述运控DPS回读的辅助触点开关状态为延时动作，则说明为分闸线圈动作，所述欠压线圈发生故障。

进一步的，所述运控DPS的第一I/O口通过触点与所述安全控制模块的第二I/O口相连，所述安全控制模块的二I/O口包括端子一和端子二。所述安全控制模块的第二I/O口的端子一定时发出的脉冲信号，该脉冲信号经过所述DPS的第一I/O口的触点后返回所述端子二。若所述端子二能够接收到该脉冲信号，则表明所述运控DPS与安全控制模块之间的回路无外部电源串入，若所述端子二不能接收到该脉冲信号，则表明所述运控DPS与安全控制模块之间的回路有外部电源串入。

优选的，所述安全控制系统包括两个安全控制模块和两个牵引主断路器，所述运控DPS分别与两个安全控制模块相连，两个安全控制模块分别与对应的牵引主断路器相连。

优选的，所述安全控制系统还包括控制接触器，所述牵引主断路器的分闸线圈和欠压线圈均通过所述控制接触器与所述安全控制模块的第二I/O口相连。

进一步的，当所述安全控制模块检测到所述触点闭合时，将所述牵引主断路器的欠压回路的接触器吸合，所述牵引主断路器的欠压线圈得电，并将所述牵引主断路器的分闸回路的接触器吸合，所述牵引主断路器的分闸线圈失电。当所述安全控制模块检测到所述触点断开时，所述安全控制模块将所述牵引主断路器的欠压回路的接触器断开，所述牵引主断路器的欠压线圈失电，并将所述牵引主断路器的分闸回路的接触器断开，所述牵引主断路器的分闸线圈得电，将所述牵引主断路器分闸。

本发明还另外具体提供了一种用于牵引切断的安全控制方法的技术实现方案，一种用于牵引切断的安全控制方法，包括以下步骤：

一种用于牵引切断的安全控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

A)安全控制模块采集运控DPS的第一I/O口的触点信号；

B)当所述运控DPS正常运行时，运控DPS的第一I/O口的触点闭合；当所述安全控制模块检测到所述触点闭合时，控制所述牵引主断路器的欠压线圈得电，并切断所述牵引主断路器的分闸线圈电源，此时所述牵引主断路器能够合闸；

C)当所述安全控制模块检测到所述触点断开时，所述安全控制模块切断所述牵引主断路器的欠压线圈电源，并控制所述牵引主断路器的分闸线圈得电，将所述牵引主断路器分闸，从而切断牵引主回路；

D)所述运控DPS通过读取牵引主断路器的辅助触点状态来判断切断是否成功。

优选的，所述方法还包括以下步骤：

E)当所述牵引主断路器的分闸线圈发生故障时，所述安全控制模块切断所述欠压线圈的电源，将所述牵引主断路器分闸，所述牵引主回路切断；

F)当所述牵引主断路器的欠压线圈发生故障时，所述安全控制模块控制所述分闸线圈得电，将所述牵引主断路器分闸，所述牵引主回路切断。

优选的，所述方法还包括以下步骤：

G)当为所述牵引主断路器提供工作电源的控制电源失电时，所述欠压线圈失电，将所述牵引主断路器分闸，所述牵引主回路切断。

优选的，所述运控DPS每次启动时均进行自检，该自检过程包括以下步骤：

在所述控制电源供电后，所述运控DPS的第一I/O口的触点闭合，所述安全控制模块的第二I/O口输出信号先为所述欠压线圈供电，延时第一设定时间后再将所述牵引主断路器合闸，再延时第二设定时间后，所述运控DPS的第一I/O口的触点断开，所述牵引主断路器分闸，若所述运控DPS回读的辅助触点开关状态满足设定的要求，则表示所述安全控制系统自检正常。

进一步的，所述方法还包括以下步骤：

当所述运控DPS的第一I/O口的触点断开后，所述安全控制模块瞬间断开所述欠压线圈的电源，延长第三设定时间后再控制所述分闸线圈得电。如果所述运控DPS回读的辅助触点开关状态为瞬间动作，则说明为所述欠压线圈动作，所述分闸线圈发生故障。如果所述运控DPS回读的辅助触点开关状态为延时动作，则说明为分闸线圈动作，所述欠压线圈发生故障。

优选的，所述方法还包括输入信号短路诊断过程，该过程包括以下步骤：

所述安全控制模块的I/O口的端子一定时发出的脉冲信号，该脉冲信号经过所述DPS的第一I/O口的触点后返回所述端子二。若所述端子二能够接收到该脉冲信号，则表明所述运控DPS与安全控制模块之间的回路无外部电源串入，若所述端子二不能接收到该脉冲信号，则表明所述运控DPS与安全控制模块之间的回路有外部电源串入。

进一步的，在所述步骤B)中，当所述安全控制模块检测到所述触点闭合时，将所述牵引主断路器的欠压回路的接触器吸合，所述牵引主断路器的欠压线圈得电，并将所述牵引主断路器的分闸回路的接触器吸合，所述牵引主断路器的分闸线圈失电。在所述步骤C)中，当所述安全控制模块检测到所述触点断开时，所述安全控制模块将所述牵引主断路器的欠压回路的接触器断开，所述牵引主断路器的欠压线圈失电，并将所述牵引主断路器的分闸回路的接触器断开，所述牵引主断路器的分闸线圈得电，将所述牵引主断路器分闸。

通过实施上述本发明提供的用于牵引切断的安全控制系统及方法的技术方案，具有如下有益效果：

(1)本发明用于牵引切断的安全控制系统及方法采用故障导向安全设计，能够在运控DPS发生故障导致I/O口的触点不能闭合时，确保牵引有效切断，从而保证牵引控制系统安全运行；

(2)本发明用于牵引切断的安全控制系统及方法采用故障导向安全设计，能够在牵引主断路器分闸线圈故障时，确保牵引有效切断，从而进一步保证牵引控制系统安全运行；

(3)本发明用于牵引切断的安全控制系统及方法采用故障导向安全设计，能够在牵引主断路器控制电源失电时，确保牵引有效切断，从而进一步保证牵引控制系统安全运行；

(4)本发明用于牵引切断的安全控制系统及方法，运控DPS每次启动时均需对安全控制系统进行自检，能够及时发现故障隐患，从而进一步保证牵引控制系统安全运行；

(5)本发明用于牵引切断的安全控制系统及方法，当运控DPS信号被外部电源串入短路时，安全控制系统能够快读识别该故障，从而进一步保证牵引控制系统安全运行；

(6)本发明用于牵引切断的安全控制系统及方法，牵引主断路器分闸回路采用双冗余设计，同时在安全控制器与牵引主断路器之间增加控制接触器，能够最大限度地确保牵引的可靠切断，从而进一步保证牵引控制系统安全运行。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的实施例。

图1是现有牵引切断二次电路的原理示意图；

图2是本发明用于牵引切断的安全控制系统一种具体实施例的系统结构框图；

图3是本发明用于牵引切断的安全控制系统另一种具体实施例的系统结构框图；

图4是本发明用于牵引切断的安全控制系统一种具体实施例中牵引主断路器的结构示意图；

图5是本发明用于牵引切断的安全控制系统一种具体实施例的自检时序图；

图6是本发明用于牵引切断的安全控制系统一种具体实施例中输入信号短路诊断电路的原理示意图；

图7是本发明用于牵引切断的安全控制系统一种具体实施例中牵引主断路器分闸回路的结构原理图；

图中：1-运控DPS，2-安全控制模块，3-牵引主断路器，4-控制电源，5-牵引主回路，6-主回路电源，7-整流变压器，8-整流机组，9-二次电源，10-控制接触器，11-第一I/O口，12-触点，20-第二I/O口，21-端子一，22-端子二，30-分闸回路，31-主触头，32-辅助触点，33-分闸线圈，34-合闸线圈，35-欠压线圈，36-接触器，311-子触头。

具体实施方式

为了引用和清楚起见，将下文中使用的技术名词、简写或缩写记载如下：

DCS：分区安全计算机的简称；

DPS：分区牵引切断计算机的简称，该计算机是通过安全认证的产品，能够在高铁、动车运行时保障车辆与系统的安全；

I/O口：输入/输出端口的简称。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

如附图2至附图7所示，给出了本发明用于牵引切断的安全控制系统及方法的具体实施例，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。

实施例1

如附图2至附图7所示，一种用于牵引切断的安全控制系统的实施例，具体包括：依次相连的运控DPS 1、安全控制模块2和牵引主断路器3。其中，如附图4所示为牵引主断路器3的结构示意图，牵引主断路器3采用真空断路器并包括分闸线圈33、合闸线圈34和欠压线圈35，以及主触头31和辅助触点32。当分闸线圈33、合闸线圈34或欠压线圈35得电或失电，主触头31进行分合动作，辅助触点32用于指示主触头31的分合状态。当分闸线圈33得电，牵引主断路器3的主触头31分闸；当合闸线圈34得电，牵引主断路器3的主触头31合闸；当欠压线圈35失电，牵引主断路器3的主触头31分闸。如附图7所示为牵引主断路器分闸回路的结构原理图，分闸回路包括分闸回路30和主触头31的其中一个子触头311，分闸回路30进一步包括分闸线圈33和接触器36，合闸回路和欠压回路也具有类似结构。安全控制模块2采集运控DPS 1的第一I/O口11的触点12信号，运控DPS 1读取牵引主断路器3的辅助触点32状态。当运控DPS 1正常运行时，运控DPS 1的第一I/O口11的触点12闭合。当安全控制模块2检测到触点12闭合时，控制牵引主断路器3的欠压线圈35得电，并切断牵引主断路器3的分闸线圈33电源，此时牵引主断路器3能够合闸。当安全控制模块2检测到触点12断开时，安全控制模块2切断牵引主断路器3的欠压线圈35电源，并控制牵引主断路器3的分闸线圈33得电，将牵引主断路器3分闸，从而切断牵引主回路5。牵引主回路5进一步包括依次相连的主回路电源6(即附图2中的35KV电源)、牵引主断路器3、整流变压器7和整流机组8。运控DPS 1采集辅助触点32信息，以了解牵引主断路器3的状态信息，检测牵引主断路器是否可靠切断。运控DPS 1的第一I/O口11的触点12在正常情况下是闭合的，只有在需要执行切断时才断开，符合故障导向安全原则，即使当运控DPS 1因为故障失效时，该触点也会断开，保证安全控制模块2执行切断动作，从而确保整个系统安全。

其中，运控DPS 1采用安全计算机，并采用故障导向安全机制，运控DPS 1的第一I/O口11的触点12采用无源开点，运控DPS 1发生故障时能够及时切断牵引主回路5。安全控制模块2的功能相当于一个可编程控制器(PLC，Programmable Logic Controller)，该安全控制模块2按照安全标准设计与制造，通过了安全认证的产品，当发生故障时能够导向安全，即切断所有输出。安全控制模块2可以采用安全继电器或者可编程控制器，如可以采用Wieland/SP-COP2安全控制模块。

上述实施例1描述的安全控制系统，采用安全控制模块2采集运控DPS 1的第一I/O口11的触点12信息，当正常运行时，运控DPS 1的第一I/O口11的触点12闭合。当安全控制模块2检测到触点12闭合时，将牵引主断路器3的欠压回路的接触器36吸合，牵引主断路器3的欠压线圈35得电，并将牵引主断路器3的分闸回路的接触器36吸合(此处接触器36连接的是常闭触点，接触器36吸合时闭点断开；如果接触器36连接的是常开触点，则应当控制牵引主断路器3的分闸回路的接触器36断开)，牵引主断路器3的分闸线圈33失电。当安全控制模块2检测到触点12断开时，安全控制模块2将牵引主断路器3的欠压回路的接触器36断开，牵引主断路器3的欠压线圈35失电，并将牵引主断路器3的分闸回路的接触器36断开(此处接触器36连接的是常闭触点，接触器36断开时开点闭合；如果接触器36连接的是常开触点，则应当控制牵引主断路器3的分闸回路的接触器36闭合)，牵引主断路器3的分闸线圈33得电，从而将牵引主断路器3分闸。

由于采用常规切除方案不能保证牵引主断路器3及时准确地分断，因此，本发明实施例1描述的安全控制系统增加牵引主断路器欠压回路，牵引主断路器欠压回路的输入信号采用安全控制模块2的输出信号，安全控制模块2接收运控DPS 1的信号，并通过安全控制模块2控制接触器36的开合，接触器36的触点控制牵引主断路器3的分闸线圈33与欠压线圈35。实施例1描述的安全控制系统，解决了运控DPS 1故障导向危险的技术问题，当运控DPS1发生故障或控制线路断线时，能将牵引主回路5可靠地切断，有效保证了系统安全。

当牵引主断路器3的分闸线圈33发生故障时，安全控制模块2切断欠压线圈35的电源，将牵引主断路器3分闸，牵引主回路5切断。当牵引主断路器3的欠压线圈35发生故障时，安全控制模块2控制分闸线圈33得电，将牵引主断路器3分闸，牵引主回路5切断。当牵引主断路器3的分闸线圈发生故障时，本实施例描述的安全控制系统能够切断牵引主回路5，即牵引主断路器3能够分闸。通过对牵引主断路器3增加欠压线圈35，并通过分闸线圈33与欠压线圈35冗余分断牵引主断路器3，优先采用欠压线圈35分断牵引主断路器3，欠压线圈35发生故障时分闸线圈33也能将牵引主断路器3分闸，能够充分避免分闸线圈33或欠压线圈35发生故障时不能切断牵引主回路5，实现故障导向安全。因为欠压线圈35在失电后就能够将牵引主断路器3分闸，而分闸线圈33只有在有控制电源4的时候才能分闸，所以欠压线圈35的安全性更高，因此优先采用欠压线圈35分闸。

当运控DPS 1的第一I/O口11的触点12断开后，安全控制模块2瞬间(如在10ms内)断开欠压线圈35的电源，延长第三设定时间(如延时100ms)后再控制分闸线圈33得电。如果运控DPS 1回读的辅助触点32开关状态为瞬间动作，则说明为欠压线圈35动作，分闸线圈33发生故障。如果运控DPS 1回读的辅助触点32开关状态为延时动作，则说明为分闸线圈33动作，欠压线圈35发生故障。

安全控制系统还包括控制电源4(即附图中所示的DC110V电源)，控制电源4为牵引主断路器3提供工作电源，并经二次电源9转换成DC24V后分别为安全控制模块2和后述的控制接触器10提供工作电源。当控制电源4失电时，欠压线圈35失电，将牵引主断路器3分闸，牵引主回路5切断。

运控DPS 1每次启动时均进行自检，在控制电源4供电后，运控DPS 1的第一I/O口11的触点12闭合，安全控制模块2的第二I/O口20输出信号先为欠压线圈35供电，延时第一设定时间后再将牵引主断路器3合闸，再延时第二设定时间后，运控DPS 1的第一I/O口11的触点12断开，牵引主断路器3分闸，若运控DPS 1回读的辅助触点32开关状态满足如附图5所示的设定要求，则表示安全控制系统自检正常。

如附图6所示，运控DPS 1的第一I/O口11通过触点12与安全控制模块2的第二I/O口20相连，安全控制模块2的第二I/O口20进一步包括端子一21和端子二22。安全控制模块2的第二I/O口20的端子一21定时发出的脉冲信号，该脉冲信号经过运控DPS 1的第一I/O口11的触点12后返回端子二22。若端子二22能够接收到该脉冲信号，则表明运控DPS 1与安全控制模块2之间的回路无外部电源串入，若端子二22不能接收到该脉冲信号，则表明运控DPS 1与安全控制模块2之间的回路有外部电源串入。

如附图2所示，作为本发明一种较佳的具体实施例，安全控制系统进一步包括两个安全控制模块2和两个牵引主断路器3，运控DPS 1分别与两个安全控制模块2相连，两个安全控制模块2分别与对应的牵引主断路器3相连。

如附图3所示，作为本发明一种更佳的具体实施例，安全控制系统还包括控制接触器10，牵引主断路器3的分闸线圈33和欠压线圈35均通过控制接触器10与安全控制模块2的第二I/O口20相连，也可以采用分闸线圈33或欠压线圈35中的任一个通过控制接触器10与安全控制模块2的第二I/O口20相连。

实施例1描述的用于牵引切断的安全控制系统，其单个牵引主断路器回路的危险失效率为THR＝5.63994×10^-7。当采用两个牵引主断路器回路时，检测周期时间+故障导向安全处理时间按最大值24小时算，计算得出安全控制系统的危险失效率为THR＝1.53×10^-11，可充分满足SIL4(Safety Integrity Level4，安全完整性等级4的缩写)的安全要求。

实施例2

一种用于牵引切断的安全控制方法的实施例，具体包括以下步骤：

A)安全控制模块2采集运控DPS 1的第一I/O口11的触点12信号；

B)当运控DPS 1正常运行时，运控DPS 1的第一I/O口11的触点12闭合；当安全控制模块2检测到触点12闭合时，控制牵引主断路器3的欠压线圈35得电，并切断牵引主断路器3的分闸线圈33电源，此时牵引主断路器3能够合闸；

C)当安全控制模块2检测到触点12断开时，安全控制模块2切断牵引主断路器3的欠压线圈35电源，并控制牵引主断路器3的分闸线圈33得电，将牵引主断路器3分闸，从而切断牵引主回路5；

D)运控DPS 1通过读取牵引主断路器3的辅助触点32状态来判断切断是否成功。

为了充分避免分闸线圈33或欠压线圈35发生故障时不能切断牵引主回路5，实现故障导向安全，用于牵引切断的安全控制方法还包括以下步骤：

E)当牵引主断路器3的分闸线圈33发生故障时，安全控制模块2切断欠压线圈35的电源，将牵引主断路器3分闸，牵引主回路5切断；

F)当牵引主断路器3的欠压线圈35发生故障时，安全控制模块2控制分闸线圈33得电，将牵引主断路器3分闸，牵引主回路5切断。

为了确保在牵引主断路器控制电源失电时，确保牵引有效切断，用于牵引切断的安全控制方法还包括以下步骤：

G)当为牵引主断路器3提供工作电源的控制电源4失电时，欠压线圈35失电，将牵引主断路器3分闸，牵引主回路5切断。

在步骤B)中，当安全控制模块2检测到触点12闭合时，将牵引主断路器3的欠压回路的接触器吸合，牵引主断路器3的欠压线圈35得电，并将牵引主断路器3的分闸回路的接触器吸合，牵引主断路器3的分闸线圈33失电。

在步骤C)中，当安全控制模块2检测到触点12断开时，安全控制模块2将牵引主断路器3的欠压回路的接触器断开，牵引主断路器3的欠压线圈35失电，并将牵引主断路器3的分闸回路的接触器断开，牵引主断路器3的分闸线圈33得电，将牵引主断路器3分闸。

为了能够及时发现故障隐患，运控DPS 1每次启动时均进行自检，该自检过程包括以下步骤：

在控制电源4供电后，运控DPS 1的第一I/O口11的触点12闭合，安全控制模块2的第二I/O口20输出信号先为欠压线圈35供电，延时第一设定时间后再将牵引主断路器3合闸，再延时第二设定时间后，运控DPS 1的第一I/O口11的触点12断开，牵引主断路器3分闸，若运控DPS 1回读的辅助触点32开关状态满足如附图5所示的设定要求，则表示安全控制系统自检正常。

用于牵引切断的安全控制方法还包括以下步骤：

当运控DPS 1的第一I/O口11的触点12断开后，安全控制模块2瞬间断开欠压线圈35的电源，延长第三设定时间后再控制分闸线圈33得电。如果运控DPS 1回读的辅助触点32开关状态为瞬间动作，则说明为欠压线圈35动作，分闸线圈33发生故障。如果运控DPS 1回读的辅助触点32开关状态为延时动作，则说明为分闸线圈33动作，欠压线圈35发生故障。

为了保证运控DPS信号被外部电源串入短路时，安全控制系统能够快速识别该故障，用于牵引切断的安全控制方法还包括输入信号短路诊断过程，该过程包括以下步骤：

安全控制模块2的第二I/O口20的端子一21定时发出的脉冲信号，该脉冲信号经过运控DPS 1的第一I/O口11的触点12后返回端子二22。若端子二22能够接收到该脉冲信号，则表明运控DPS 1与安全控制模块2之间的回路无外部电源串入，若端子二22不能接收到该脉冲信号，则表明运控DPS 1与安全控制模块2之间的回路有外部电源串入。

通过实施本发明具体实施例描述的用于牵引切断的安全控制系统及方法的技术方案，能够产生如下技术效果：

(1)本发明具体实施例描述的用于牵引切断的安全控制系统及方法，采用故障导向安全设计，能够在运控DPS发生故障导致I/O口的触点不能闭合时，确保牵引有效切断，从而保证牵引控制系统安全运行；

(2)本发明具体实施例描述的用于牵引切断的安全控制系统及方法，采用故障导向安全设计，能够在牵引主断路器分闸线圈故障时，确保牵引有效切断，从而进一步保证牵引控制系统安全运行；

(3)本发明具体实施例描述的用于牵引切断的安全控制系统及方法，采用故障导向安全设计，能够在牵引主断路器控制电源失电时，确保牵引有效切断，从而进一步保证牵引控制系统安全运行；

(4)本发明具体实施例描述的用于牵引切断的安全控制系统及方法，运控DPS每次启动时均需对安全控制系统进行自检，能够及时发现故障隐患，从而进一步保证牵引控制系统安全运行；

(5)本发明具体实施例描述的用于牵引切断的安全控制系统及方法，当运控DPS信号被外部电源串入短路时，安全控制系统能够快速识别该故障，从而进一步保证牵引控制系统安全运行；

(6)本发明具体实施例描述的用于牵引切断的安全控制系统及方法，牵引主断路器分闸回路采用双冗余设计，同时在安全控制器与牵引主断路器之间增加控制接触器，能够最大限度地确保牵引的可靠切断，从而进一步保证牵引控制系统安全运行。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制。虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明的精神实质和技术方案的情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同替换、等效变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围。

Claims (16)

1.一种用于牵引切断的安全控制系统，其特征在于，包括：依次相连的运控DPS(1)、安全控制模块(2)和牵引主断路器(3)，所述牵引主断路器(3)包括分闸线圈(33)和欠压线圈(35)；所述安全控制模块(2)采集所述运控DPS(1)的第一I/O口(11)的触点(12)信号，所述运控DPS(1)读取所述牵引主断路器(3)的辅助触点(32)状态；当所述运控DPS(1)正常运行时，运控DPS(1)的第一I/O口(11)的触点(12)闭合；当所述安全控制模块(2)检测到所述触点(12)闭合时，控制所述牵引主断路器(3)的欠压线圈(35)得电，并切断所述牵引主断路器(3)的分闸线圈(33)电源，此时所述牵引主断路器(3)能够合闸；当所述安全控制模块(2)检测到所述触点(12)断开时，所述安全控制模块(2)切断所述牵引主断路器(3)的欠压线圈(35)电源，并控制所述牵引主断路器(3)的分闸线圈(33)得电，将所述牵引主断路器(3)分闸，从而切断牵引主回路(5)。

2.根据权利要求1所述的用于牵引切断的安全控制系统，其特征在于：当所述牵引主断路器(3)的分闸线圈(33)发生故障时，所述安全控制模块(2)切断所述欠压线圈(35)的电源，将所述牵引主断路器(3)分闸，所述牵引主回路(5)切断；当所述牵引主断路器(3)的欠压线圈(35)发生故障时，所述安全控制模块(2)控制所述分闸线圈(33)得电，将所述牵引主断路器(3)分闸，所述牵引主回路(5)切断。

3.根据权利要求1或2所述的用于牵引切断的安全控制系统，其特征在于：所述安全控制系统还包括控制电源(4)，所述控制电源(4)为所述牵引主断路器(3)提供工作电源；当所述控制电源(4)失电时，所述欠压线圈(35)失电，将所述牵引主断路器(3)分闸，所述牵引主回路(5)切断。

4.根据权利要求3所述的用于牵引切断的安全控制系统，其特征在于：所述运控DPS(1)每次启动时均进行自检，在所述控制电源(4)供电后，所述运控DPS(1)的第一I/O口(11)的触点(12)闭合，所述安全控制模块(2)的第二I/O口(20)输出信号先为所述欠压线圈(35)供电，延时第一设定时间后再将所述牵引主断路器(3)合闸，再延时第二设定时间后，所述运控DPS(1)的第一I/O口(11)的触点(12)断开，所述牵引主断路器(3)分闸，若所述运控DPS(1)回读的辅助触点(32)开关状态满足设定的要求，则表示所述安全控制系统自检正常。

5.根据权利要求1、2或4任一项所述的用于牵引切断的安全控制系统，其特征在于：当所述运控DPS(1)的第一I/O口(11)的触点(12)断开后，所述安全控制模块(2)瞬间断开所述欠压线圈(35)的电源，延长第三设定时间后再控制所述分闸线圈(33)得电；如果所述运控DPS(1)回读的辅助触点(32)开关状态为瞬间动作，则说明为所述欠压线圈(35)动作，所述分闸线圈(33)发生故障；如果所述运控DPS(1)回读的辅助触点(32)开关状态为延时动作，则说明为分闸线圈(33)动作，所述欠压线圈(35)发生故障。

6.根据权利要求5所述的用于牵引切断的安全控制系统，其特征在于：所述运控DPS(1)的第一I/O口(11)通过触点(12)与所述安全控制模块(2)的第二I/O口(20)相连，所述安全控制模块(2)的第二I/O口(20)包括端子一(21)和端子二(22)；所述安全控制模块(2)的第二I/O口(20)的端子一(21)定时发出的脉冲信号，该脉冲信号经过所述DPS(1)的第一I/O口(11)的触点(12)后返回所述端子二(22)；若所述端子二(22)能够接收到该脉冲信号，则表明所述运控DPS(1)与安全控制模块(2)之间的回路无外部电源串入，若所述端子二(22)不能接收到该脉冲信号，则表明所述运控DPS(1)与安全控制模块(2)之间的回路有外部电源串入。

7.根据权利要求1、2、4或6任一项所述的用于牵引切断的安全控制系统，其特征在于：所述安全控制系统包括两个安全控制模块(2)和两个牵引主断路器(3)，所述运控DPS(1)分别与两个安全控制模块(2)相连，两个安全控制模块(2)分别与对应的牵引主断路器(3)相连。

8.根据权利要求7所述的用于牵引切断的安全控制系统，其特征在于：所述安全控制系统还包括控制接触器(10)，所述牵引主断路器(3)的分闸线圈(33)和欠压线圈(35)均通过所述控制接触器(10)与所述安全控制模块(2)的第二I/O口(20)相连。

9.根据权利要求1、2、4、6或8任一项所述的用于牵引切断的安全控制系统，其特征在于：当所述安全控制模块(2)检测到所述触点(12)闭合时，将所述牵引主断路器(3)的欠压回路的接触器吸合，所述牵引主断路器(3)的欠压线圈(35)得电，并将所述牵引主断路器(3)的分闸回路的接触器吸合，所述牵引主断路器(3)的分闸线圈(33)失电；当所述安全控制模块(2)检测到所述触点(12)断开时，所述安全控制模块(2)将所述牵引主断路器(3)的欠压回路的接触器断开，所述牵引主断路器(3)的欠压线圈(35)失电，并将所述牵引主断路器(3)的分闸回路的接触器断开，所述牵引主断路器(3)的分闸线圈(33)得电，将所述牵引主断路器(3)分闸。

10.一种用于牵引切断的安全控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

A)安全控制模块(2)采集运控DPS(1)的第一I/O口(11)的触点(12)信号；

B)当所述运控DPS(1)正常运行时，运控DPS(1)的第一I/O口(11)的触点(12)闭合；当所述安全控制模块(2)检测到所述触点(12)闭合时，控制所述牵引主断路器(3)的欠压线圈(35)得电，并切断所述牵引主断路器(3)的分闸线圈(33)电源，此时所述牵引主断路器(3)能够合闸；

C)当所述安全控制模块(2)检测到所述触点(12)断开时，所述安全控制模块(2)切断所述牵引主断路器(3)的欠压线圈(35)电源，并控制所述牵引主断路器(3)的分闸线圈(33)得电，将所述牵引主断路器(3)分闸，从而切断牵引主回路(5)；

D)所述运控DPS(1)通过读取牵引主断路器(3)的辅助触点(32)状态来判断切断是否成功。

11.根据权利要求10所述的用于牵引切断的安全控制方法，其特征在于，所述方法还包括以下步骤：

E)当所述牵引主断路器(3)的分闸线圈(33)发生故障时，所述安全控制模块(2)切断所述欠压线圈(35)的电源，将所述牵引主断路器(3)分闸，所述牵引主回路(5)切断；

F)当所述牵引主断路器(3)的欠压线圈(35)发生故障时，所述安全控制模块(2)控制所述分闸线圈(33)得电，将所述牵引主断路器(3)分闸，所述牵引主回路(5)切断。

12.根据权利要求10或11所述的用于牵引切断的安全控制方法，其特征在于，所述方法还包括以下步骤：

G)当为所述牵引主断路器(3)提供工作电源的控制电源(4)失电时，所述欠压线圈(35)失电，将所述牵引主断路器(3)分闸，所述牵引主回路(5)切断。

13.根据权利要求12所述的用于牵引切断的安全控制方法，其特征在于，所述运控DPS(1)每次启动时均进行自检，该自检过程包括以下步骤：

在所述控制电源(4)供电后，所述运控DPS(1)的第一I/O口(11)的触点(12)闭合，所述安全控制模块(2)的第二I/O口(20)输出信号先为所述欠压线圈(35)供电，延时第一设定时间后再将所述牵引主断路器(3)合闸，再延时第二设定时间后，所述运控DPS(1)的第一I/O口(11)的触点(12)断开，所述牵引主断路器(3)分闸，若所述运控DPS(1)回读的辅助触点(32)开关状态满足设定的要求，则表示所述安全控制系统自检正常。

14.根据权利要求10、11或13任一项所述的用于牵引切断的安全控制方法，其特征在于，所述方法还包括以下步骤：

当所述运控DPS(1)的第一I/O口(11)的触点(12)断开后，所述安全控制模块(2)瞬间断开所述欠压线圈(35)的电源，延长第三设定时间后再控制所述分闸线圈(33)得电；如果所述运控DPS(1)回读的辅助触点(32)开关状态为瞬间动作，则说明为所述欠压线圈(35)动作，所述分闸线圈(33)发生故障；如果所述运控DPS(1)回读的辅助触点(32)开关状态为延时动作，则说明为分闸线圈(33)动作，所述欠压线圈(35)发生故障。

15.根据权利要求14所述的用于牵引切断的安全控制方法，其特征在于，所述方法还包括输入信号短路诊断过程，该过程包括以下步骤：

所述安全控制模块(2)的第二I/O口(20)的端子一(21)定时发出的脉冲信号，该脉冲信号经过所述DPS(1)的第一I/O口(11)的触点(12)后返回所述端子二(22)；若所述端子二(22)能够接收到该脉冲信号，则表明所述运控DPS(1)与安全控制模块(2)之间的回路无外部电源串入，若所述端子二(22)不能接收到该脉冲信号，则表明所述运控DPS(1)与安全控制模块(2)之间的回路有外部电源串入。

16.根据权利要求10、11、13或15任一项所述的用于牵引切断的安全控制方法，其特征在于：

在所述步骤B)中，当所述安全控制模块(2)检测到所述触点(12)闭合时，将所述牵引主断路器(3)的欠压回路的接触器吸合，所述牵引主断路器(3)的欠压线圈(35)得电，并将所述牵引主断路器(3)的分闸回路的接触器吸合，所述牵引主断路器(3)的分闸线圈(33)失电；

在所述步骤C)中，当所述安全控制模块(2)检测到所述触点(12)断开时，所述安全控制模块(2)将所述牵引主断路器(3)的欠压回路的接触器断开，所述牵引主断路器(3)的欠压线圈(35)失电，并将所述牵引主断路器(3)的分闸回路的接触器断开，所述牵引主断路器(3)的分闸线圈(33)得电，将所述牵引主断路器(3)分闸。