CN204548151U - 一种新型集控联锁电动脱轨器系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种新型集控联锁电动脱轨器系统，该系统包括若干个电动脱轨器和控制系统，控制系统包括监控主机、下位控制机、传感单元和驱动单元；其中，下位控制机为PLC可编程逻辑控制器；本申请的电动脱轨器系统首次采用PLC可编程控制器为下位机联同上位计算机实现集控联锁电动脱轨器系统，该系统设计合理，可靠性高，抗干扰能力强，使集控联锁电动脱轨器系统的安全可靠性得到充分保障，显著优于同类集控联锁电动脱轨器系统。

Description

一种新型集控联锁电动脱轨器系统

技术领域

本实用新型涉及铁路脱轨器控制系统领域，尤其涉及一种新型集控联锁电动脱轨器系统。

背景技术

列检作业防护使用的集控联锁电动脱轨器系统是列检人员在对列车进行技检作业时设置的安全防护设施，它可靠性的高低，直接关系到列检人员的人身安全和行车安全。我们对路内的部分集控联锁电动脱轨器系统进行了调研，发现目前列检所使用的集控联锁电动脱轨器系统存在如下问题：

1、用计算机通过通信的方式获取现场脱轨器状态信息，发出控制脱轨器及现场设备的指令实现控制。当计算机的通信受到干扰造成通信中断或计算机出现死机，将会出现无法获取现场脱轨器设备状态信息及无法控制现场脱轨器设备的状态，这将给脱轨器及现场设备的安全造成隐患。特别是铁路电气化区段，在强电磁场环境中或因雷电等环境因素，通信口、光纤交换机、I/O板烧坏或因受干扰使计算机出现死机的现象时有发生。

2、系统室内设置一台计算机，其余I/O板、控制柜、硬盘录像机等置于现场轨边。由于室外条件较差，特别是微电子设备在电气化强电磁场或雷电易受干扰，以及温度、湿度等外界影响，轨边设备易损坏、故障率高、寿命短，不便于检修与维护。

3、室内值班员操作脱轨器上脱的条件尚不具备。因上脱条件是靠系统采集动态列车车轮轧过车轮传感器（磁头），产生的脉冲电压信号，当列车速度小于5KM/小时，磁头产生的脉冲电压信号趋于零，而一般进站列车车速均为由慢至停车，磁头产生的脉冲电压信号均由弱至脉冲电压信号为零。故系统无法采集到磁头的脉冲电压信号。所以实际运用中列检上脱条件是靠现场两端检车员确认，然后确认人员再站到脱轨器处，由室内值班员通过视频观察确认人员已到位后，再操作脱轨器上脱，脱轨器的操作非常烦琐且存在安全隐患。

4、置于轨边的系统控制柜内电路板均采用半导体元器件，特别是驱动电动转辙机（连接脱轨器的设备）的元件采用固态继电器，易受到外界干扰影响，其安全可靠性难以保障。

针对上述问题，如何设计一套安全可靠性得到充分的保障，且便于维护和管理的新型集控联锁电动脱轨器系统成为本领域技术人员亟需解决的技术问题。

实用新型内容

针对背景技术中存在的问题，本实用新型的目的在于提供一种新型集控联锁电动脱轨器系统，该系统首次采用PLC可编程控制器为下位机联同上位计算机实现集控联锁电动脱轨器系统，该系统设计合理，可靠性高，抗干扰能力强，使集控联锁电动脱轨器系统的安全可靠性得到充分保障，显著优于同类集控联锁电动脱轨器系统。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种新型集控联锁电动脱轨器系统，该系统包括若干个电动脱轨器和控制系统，所述电动脱轨器在所述控制系统的控制下执行上脱或下脱的动作；所述控制系统包括监控主机、下位控制机、传感单元和驱动单元；所述监控主机与所述下位控制机连接，用于实时读取下位控制机的工作状态信息；所述传感单元与所述下位控制机连接，用于实时检测列车的运行状态，并将检测的结果发送至所述下位控制机；所述下位控制机为PLC可编程逻辑控制器，所述下位控制机根据接收的传感单元的检测结果并结合操作人员指令发送控制指令至所述驱动单元；所述驱动单元根据下位控制机的控制指令驱动电动脱轨器工作。

进一步，所述传感单元为红外对射传感器。

进一步，所述传感单元采用对角线安装，即所述红外对射传感器的投光器和受光器分别安装在脱轨器内侧22M右侧钢轨外侧及脱轨器外侧7M左侧钢轨外侧。

进一步，所述控制系统中使用的继电器为铁路信号集中控制专用安全型继电器。

进一步，所述集控联锁电动脱轨器系统还包括视频监控单元，所述视频监控单元与所述监控主机连接；用于实时采集所述电动脱轨器的视频信息，并将采集的视频信息发送至监控主机。

进一步，所述视频监控单元由轨边摄像机和咽喉摄像机组成。

进一步，所述下位控制机设置有指纹识别单元，操作员通过所述指纹识别模块的识别后才允许对下位控制机进行操作。

进一步，所述驱动单元使用的电动转辙机为ZD-6型电动转辙机，所述ZD-6型电动转辙机通过连杆与所述电动脱轨器连接。

本实用新型具有以下积极的技术效果：

本申请的集控联锁电动脱轨器系统首次采用PLC可编程控制器为下位机联同上位计算机实现集控联锁电动脱轨器系统，该系统设计合理，可靠性高，抗干扰能力强，使集控联锁电动脱轨器系统的安全可靠性得到充分保障，显著优于同类集控联锁电动脱轨器系统；且首次采用红外对射传感器检测机车车辆状态，确保室内人员操作电动脱轨器过程的安全可靠；此外，该系统首次采用室内电气集中控制，系统驱动电路采用铁路专用安全型继电器，避免铁路电气化强电磁场及温度、湿度变化对设备的影响，便于维护管理。

附图说明

图1是本实图新型的结构示意图；

图2是本实用新型的系统功能示意图；

图3是本实用新型的系统原理图。

具体实施方式

下面，参考附图，对本实用新型进行更全面的说明，附图中示出了本实用新型的示例性实施例。然而，本实用新型可以体现为多种不同形式，并不应理解为局限于这里叙述的示例性实施例。而是，提供这些实施例，从而使本实用新型全面和完整，并将本实用新型的范围完全地传达给本领域的普通技术人员。

为了易于说明，在这里可以使用诸如“上”、“下”“左”“右”等空间相对术语，用于说明图中示出的一个元件或特征相对于另一个元件或特征的关系。应该理解的是，除了图中示出的方位之外，空间术语意在于包括装置在使用或操作中的不同方位。例如，如果图中的装置被倒置，被叙述为位于其他元件或特征“下”的元件将定位在其他元件或特征“上”。因此，示例性术语“下”可以包含上和下方位两者。装置可以以其他方式定位（旋转90度或位于其他方位），这里所用的空间相对说明可相应地解释。

如图1-3所示，本申请的一种新型集控联锁电动脱轨器系统，该系统包括若干个电动脱轨器和控制系统，电动脱轨器在控制系统的控制下执行上脱或下脱的动作；控制系统包括监控主机、下位控制机、传感单元和驱动单元；监控主机与下位控制机连接，用于实时读取下位控制机的工作状态信息；传感单元与所述下位控制机连接，用于实时检测列车的运行状态，并将检测的结果发送至下位控制机；下位控制机为PLC可编程逻辑控制器，且下位控制机根据接收的传感单元的检测结果并结合操作人员指令发送控制指令至驱动单元；驱动单元根据下位控制机的控制指令驱动电动脱轨器工作。

本申请的新型集控联锁电动脱轨器系统以PLC可编程序控制器作为系统的控制中心，实现系统的输入、输出信息的采集与处理及各项控制功能，而上位监控主机实时对PLC可编程序控制器状态进行监测；实现显示存储各项参数、报警信息、视频录像、语音信息及操作视频系统等功能。 PLC可编程序控制器具有可靠性高、抗干扰能力强、操作简单、控制主机免于维护、适于铁路电气化环境、大修周期长（一般可达8年以上）等特点。有效的保障了列检电动脱轨器的高可靠性、安全、耐用、适应性强。此外，因列检现场工作条件易受温度、湿度、风、雨、雪变化影响大，强电磁干扰较为严重，比如雷电、电化区段出现闪落等强磁场干扰，以及列车及人为磕碰等。所以，本申请将控制系统PLC可编程序控制器主机、控制柜、硬盘录象机等设备全部集中于室内，通过铁路专用信号电缆将脱轨器状态、标志灯状态、红外传感器状态等信息与室内操作盘、PLC可编程序控制器一一对应相连，可对现场设备状态实时监测。这样可以避免现场不利因素对系统的影响，又便于维护管理。

优选地，本申请的传感单元为红外对射传感器。且传感单元采用对角线安装，即红外对射传感器的投光器和受光器分别安装在脱轨器内侧22M右侧钢轨外侧及脱轨器外侧7M左侧钢轨外侧。当有机车车辆停留在脱轨器区域时，则红外线被遮挡传感器无输出信息，PLC控制系统报警，此时,系统拒绝上脱操作；当待检车辆停妥机车驶离脱轨器5M以外，脱轨器区域内无机车车辆时则传感器输出信息，允许该道申请上脱操作；当传感器对射偏离或故障及电源开路等则传感器无输出信息，系统均拒绝上脱操作。将脱轨器区域钢轨上无机车、车辆并达到列检防护距离的要求作为电动脱轨器的上脱条件之一。确保操作电动脱轨器的安全可靠。

优选地，本申请的控制系统中使用的继电器为铁路信号集中控制专用安全型继电器；有效地解决固态继电器易受外界干扰影响问题，使控制系统安全可靠。

此外，本申请的集控联锁电动脱轨器系统还包括视频监控单元，视频监控单元与监控主机连接；用于实时采集电动脱轨器的视频信息，并将采集的视频信息发送至监控主机。视频监控单元由轨边摄像机和咽喉摄像机组成。

优选地，本申请的下位控制机设置有指纹识别单元，操作员通过指纹识别模块的识别后才允许对下位控制机进行操作。

优选地，驱动单元使用的电动转辙机为ZD-6型电动转辙机，该ZD-6型电动转辙机通过连杆与电动脱轨器连接。

为便于电动脱轨器的操作，本系统根据列检所的需要，有两种操作模式，均由通过设置在室内操作盘上的钥匙开关控制。第一种操作模式为：电动脱轨器自动模式，即现场不用检车员监护，当系统满足上（下）脱条件后，由值班员互控申请上（下）脱，实现电动脱轨器的上（下）；第二种操作模式为：电动脱轨器电动模式，即由现场检车员用专用钥匙到现场申请上（下）脱，当室内值班员及现场检车员的操作使系统满足上（下）脱条件后，由现场检车员监护实现 电动脱轨器的上（下）脱。这样，在保障脱轨器设备的安全的原则下，又使设备操作灵活。设置开关的钥匙由列检主任负责管理。

本申请的机械部分原理如下：列检人员作业安全防护装置的核心部件是脱轨器及脱轨器状态表示器信号灯、牌，脱轨器及状态表示器有两个作用位即定位和反位。反位：脱轨器位于钢轨上，标志红灯亮、红牌与钢轨垂直，以实现列检人员作业安全防护。定位：脱轨器位于钢轨下，标志红灯灭、红牌与钢轨平行，以解除安全防护。用安装装置将ZD-6型电动转辙机固定在钢轨上，ZD-6型电动转辙安装装置通过连杆与脱轨器及表示器连接。脱轨器及状态表示器的定位与反位，取决于控制系统要求。

本申请的控制部分原理如下：该部分主要由电动脱轨器操作盘、显示屏、控制柜、PLC可编程序控制器、上位计算机、硬盘录像机、指纹识别器、车载电台、电动转辙机驱动电路、红外传感器、视频监控装置、光纤收发器、网络交换机、控制电缆、光缆、电源及防雷等组成。电动脱轨器操作盘、模拟显示盘实时显示现场脱轨器状态，控制箱状态及室内操作员操作控制台开关状态；视频监控装置由轨边摄像机、咽喉摄像机组成。当某股道脱轨器及表示器需要反位，首先由主、互控值班员通过视频图像观察准备上脱股道的现场，若符合上脱条件，主控值班员按下允许键，主、互控值班员通过指纹鉴别后，互控值班员按下该道申请电钮，再由主值班员按下该道上脱键，互控值班员按下该道供电钮。以上操作的前提条件是，现场（1）红外对射传感器检测脱轨器区无机车车辆，并发出信息；（2）脱轨器定位状态良好，脱轨表示器显示白灯亮，此时，操作才有效。否则，系统拒绝操作并报警。PLC可编程序控制器对输入输出信息进行分析、判断，若满足反位条件，则发出反位指令，并由驱动电路驱动转辙机将脱轨器及表示器反位，与此同时开始作业计时、语音、视频记录。当该道检车作业完毕脱轨器及显示器需要定位时，主、互控值班员通过观察准备下脱股道的现场正常，将对应申请电钮复位，主值班员将撤键按下，互控值班员再将撤脱钮按下。PLC可编程序控制器对输入输出信息进行分析、判断，若满足定位条件，则发出定位指令，并由驱动电路驱动电动转辙机将脱轨器及表示器定位。PLC实时对系统安全防护设备的、人员操作开关的状态进行检测并显示。当定反位条件不具备，操作人员未执行操作规程、故障，则系统拒绝执行操作，发出语音提示及文字报警，并予以记录。以上操作过程均有语音提示，若误操作或设备故障均有报警并记录，便于现场人员作业与安全。

本申请的监控主机由计算机、模拟显示屏、键盘及鼠标组成；通过串行接口与PLC可编程序控制器主机相连，根据地址的约定，可实时读到PLC的运行状态，并通过模拟显示屏显示出与现场状态的画面，可通过无线语音、文字、面，对故障类别、股道、位置进行提示与记录，以备查；通过网线接口与硬盘录像机相连，实现对现场视频系统的控制及录音、录像等功能。

本申请的主要技术特点及技术效果如下：（1）脱轨器状态、传感器状态、人员操作状态实现联锁控制，三者条件具备方能使脱轨器定、反位。各股道相互独立，操作互不影响。（2）系统对人员违章或简化作业的操作拒绝执行；对脱轨器状态不符合要求、作业超时等都能通过语音、声光、文字、画面进行报警；系统共有八种报警功能，可对报警的内容进行记录，并可查询。（3）处理列检作业的数据。采用红外对射传感器、检测机车、车辆状态，确保操作脱轨器安全。（4）采用电气集中控制，将控制主机、控制柜、硬盘录像机等设备全部集中于室内，系统采用铁路专用信号电缆连接室内外设备，驱动电路采用铁路专用安全型继电器，避免铁路电气化区段强电场及温度、湿度变化对设备的影响，便于维护管理。（5）适应铁路环境，具有良好的抗干扰性能，在复杂的电磁环境下均可正常工作。可靠性高、性能稳定、操作方便、通用性强、无复杂的接线、拆装方便、（6）系统中使用的机电产品及元、器件，全部采用通用型、便用互换的标准部件。

上面所述只是为了说明本实用新型，应该理解为本实用新型并不局限于以上实施例，符合本实用新型思想的各种变通形式均在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种新型集控联锁电动脱轨器系统，该系统包括若干个电动脱轨器和控制系统，所述电动脱轨器在所述控制系统的控制下完成上脱或下脱的动作；其特征在于，所述控制系统包括监控主机、下位控制机、传感单元和驱动单元；所述监控主机与所述下位控制机连接，用于实时读取下位控制机的工作状态信息；所述传感单元与所述下位控制机连接，用于实时检测列车的运行状态，并将检测的结果发送至所述下位控制机；所述下位控制机为PLC可编程逻辑控制器，下位控制机根据接收的传感单元的检测结果并结合操作人员指令发送控制指令至所述驱动单元；所述驱动单元根据下位控制机的控制指令驱动电动脱轨器工作。

2. 根据权利要求1所述的集控联锁电动脱轨器系统，其特征在于，所述传感单元为红外对射传感器。

3. 根据权利要求2所述的集控联锁电动脱轨器系统，其特征在于，所述传感单元采用对角线安装，即所述红外对射传感器的投光器和受光器分别安装在脱轨器内侧22M右侧钢轨外侧及脱轨器外侧7M左侧钢轨外侧。

4. 根据权利要求1所述的集控联锁电动脱轨器系统，其特征在于，所述控制系统中使用的继电器为铁路信号集中控制专用安全型继电器。

5. 根据权利要求1所述的集控联锁电动脱轨器系统，其特征在于，所述集控联锁电动脱轨器系统还包括视频监控单元，所述视频监控单元与所述监控主机连接；用于实时采集所述电动脱轨器的视频信息，并将采集的视频信息发送至监控主机。

6. 根据权利要求5所述的集控联锁电动脱轨器系统，其特征在于，所述视频监控单元由轨边摄像机和咽喉摄像机组成。

7. 根据权利要求1所述的集控联锁电动脱轨器系统，其特征在于，所述下位控制机设置有指纹识别单元，操作员通过所述指纹识别模块的识别后才允许对下位控制机进行操作。

8. 根据权利要求1所述的集控联锁电动脱轨器系统，其特征在于，所述驱动单元使用的电动转辙机为ZD-6型电动转辙机，所述ZD-6型电动转辙机通过连杆与所述电动脱轨器连接。