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1、CRH动车运用所安全联锁监控系统使用说明书北京铁道工程机电技术研究所2009年11月29日目录1.概述22.设备布置33.系统构成73.1 PLC网络控制子系统73.1.1 PLC网络控制子系统的结构- 7 -3.1.2 PLC的基本结构93.1.3 PLC控制系统113.2计算机动画显示子系统113.2.1 PLC主站与计算机通讯113.2.2工控软件概述123. 2. 3系统界面介绍123.3 视频监视子系统133.4 安全作业门禁管理子系统134.系统功能144.1一线二列位各工位控制功能144.1.1 检修台位各工位控制功能184.1.2 检修台位各工位控制功能185.联锁关系186.
2、人机界面207系统操作内容、流程注意事项208门禁介绍及操作规则.269维修资料299.1分控柜继电器含义：299.2操纵台继电器含义：319.3日常维护：32 9.4常见故障处理:.34 10临修库移动接触网381.概述动车组运行回段后，在整备库内进行作业前，必须确保登上车顶的检修人员的人身安全和设备安全。作业区是被隔离的无电区，应通过隔离开关将额定电压为27. 5 kv的接触网断开并连接地线。在整个作业过程中，还需对整备库大门的开闭、隔离开关的操作、机车顶部作业人员的动向、作业区之外机车的移动等状态进行全程安全监控。隔离开关的操纵及安全监护迄今一直沿用繁琐的人工作业方式，虽然近年来一些单位
3、采用了电动隔离开关，但仍为手动直接操控方式。目前，动车组作业的安全监控还没有完整的规章制度和设备保证。根据铁道部1979年重新修订的电气化铁路有关人员电气安全规则和1997年中国铁道出版社再版的电气化铁路安全常识问答的要求，监护员对以下工作过程全程安全监控: 1、整备机车(动车组)一度停车，鸣示要求进入作业区信号; 2、监护员根据作业区状况决定是否准许进入并显示手信号; 3、整备机车根据准许信号进入作业区; 4、司机降弓后停电登记; 5、操作员穿戴绝缘用具; 6、监护员确认机车(动车组)状态(停车位置、机车数量、受电弓状态等); 7、操作员打开隔离开关手柄锁，将隔离开关置断开位，隔离开关手柄加
4、锁; 8、操作员挂接地线; 9、监护员将车顶盖锁匙交与司机; 10、司机打开机车顶盖锁，上车顶作业; 11、车顶作业完毕后锁闭机车顶盖;12、司机交还机车顶盖锁钥匙，送电登记;13、操作员穿戴绝缘用具; 14、监护员确认全部作业人员撤离车顶，受电弓在降弓位置; 15、操作员撤销接地线; 16、打开隔离开关手柄锁，将隔离开关置开通位，隔离开关手柄加锁; 17、作业机车(动车)驶离作业区;根据国、内外动车段作业的监控技术的现状，结合国内动车所安全作业的要求，研制的动车所安全联锁监控系统主要包括PLC（可编程序控制器）网络控制系统、计算机控制系统、门禁系统和视频监视系统构成，充分利用检测手段、计算机
5、逻辑处理、电器联锁等控制方法，防止由于工作人员的疏忽、精神疲倦、联系不周等人为因素造成事故，实现人机联控确保安全的目的。2.设备布置一线两列位尽头库，即每股道可以同时进行两列短编组动车组的检修作业。以1股道为例说明设备布置情况。设备布置图如图1所示。整备库外地面设有红、白两色信号机，红色灯亮表示动车组不能入库，白色灯亮表示动车组可以入库；库内端墙上设有红、白两色LED信号灯，红色灯亮表示动车组不能出库，白色灯亮表示动车组可以出库；每股道1、2检修台位之间的无电区两端设置红、白两色LED信号灯，红色灯亮表示动车组在1、2检修台位之间不具备动车条件，白色灯亮动车组在1、2检修台位之间具备动车条件。
6、每条股道都设有登上车顶检修作业的三层作业平台。在作业平台从二层上三层处设有安装有门禁装置的作业门，在3层平台1、2检修台位之间的无电区两端各设1个安装有门禁装置的作业门。各作业门处设有红、绿两色指示灯，红色指示灯亮表示禁止作业人员通过作业门，同时，门禁装置电磁锁自动锁闭作业门。绿色指使灯亮表示允许作业人员打开作业门，门禁装置自动解锁作业门处的电磁锁，作业人员通过刷卡可以进出作业门，此信息通过通讯总线输入调度室计算机进行记录。库内每股道的两个检修台位设有两块接触网状态LED显示屏，以红色”有电”和绿色”无电”显示接触网是否有电。每股道的每个检修台位设警示用报警器，闭合隔离开关前按下报警器启动按钮
7、，报警器声光报警30秒钟后自动停止。每股道对应设置两台电器控制柜，可以进行对应股道两个检修台位的电动隔离开关分合闸操作和合闸之前的报警操作，并设置指示灯指示有关状态。安全监控调度中心控制台面板上设有库内作业股道的工位状态切换控制按钮，操纵台上设有指示灯显示相应股道大门开闭状态、隔离开关分合闸状态、库外信号机状态、库内信号灯状态、作业门指示灯状态，。操纵台上的计算机系统以图形动画的方式实时显示各股道有关状态信号。通过快速球型摄机和枪型摄像机将整备库整个场景及库外隔离开关状态传输到操纵台的计算机监视系统，通过等离子监视器实时监视各部位作业情况。1摄像机股道隔离开关LED屏幕LED屏幕信号灯位出库信
8、号灯电控柜门禁报警器报警器作业平台作业指示灯作业指示灯门禁摄像机摄像机位出库信号灯电控箱大门隔离开关位库外信号灯灯信号灯图1 一线二列位每股道设备布置图63.系统构成动车所安全联锁控制系统主要由PLC网络控制子系统、计算机动画显示子系统、门禁控制子系统和视频监视子系统四个部分构成。3.1 PLC网络控制子系统3.1.1 PLC网络控制子系统的结构每股道设计一个以PLC为核心控制器的电气控制柜，控制柜面板上主要布置有：隔离开关合闸前的黄色报警按钮，隔离开关合闸红色按钮，隔离开关分闸黄色按钮，安全员钥匙开关，人工挂接地线状态开关，渡板收到位指示绿灯，隔离开关可以合闸指示红灯，隔离开关可以分闸指示黄
9、灯，接触网有电指示红灯，接触网无电指示绿灯，大门开、闭指示灯。PLC根据输入量的各种不同组合状态控制库内外信号灯、LED屏、作业门指示灯、声光报警器等设备的状态，各股道PLC子站的状态通过通讯总线和调度室的PLC主站进行通讯， PLC主站和操纵台的计算机进行通讯，在计算机上实事显示各股道的状态。PLC网络控制系统结构如图2所示。工控机通讯接口模块终端电阻终端电阻CC-Link通讯线通讯电缆PLC子站通讯接口模块PLC子站通讯接口模块PLC子站通讯接口模块PLC主站图2 PLC网络控制系统结构图3.1.2 PLC的基本结构PLC(可编程控制器)主要由CPU模块、输入模块、输出模块和编程装置组成，
10、PLC基本结构示意图如图5所示。输入模块PLC编程装置输出模块CPU模块CPU模块CPU模块图3 PLC基本结构示意图（1） CPU模块在可编程序控制控制系统中，CPU作为系统的核心，不断地采集输入信号，执行用户程序，刷新系统的输出。（2） I/O模块输入模块用来接收和采集输入信号。开关量输入模块用来接收从按钮、选择开关、继电器接点等来的数字量输入信号；数字量输出模块用来控制继电器、指示灯和报警装置等输出设备。3.1.3 PLC控制系统采用日本三菱公司的FX2N系列可编程控制器作为下位控制机完成自动控制。把各股道的电动隔离开关的分合闸状态、整备库大门的开闭状态、安全员钥匙状态、人工地线的挂接状
11、态、三层作业平台渡板状态、股道是有无动车组状态、合闸前的报警按钮状态输入到PLC子站的输入模块，上述各信息通过通讯线输入调度室的PLC主站，操纵台上的工位切换按钮的状态以及门禁系统检测到的三层平台有无人员的状态输入到PLC主站，PLC主站根据各输入量的不同逻辑组合自动完成控制，在操纵台上输出整备库大门开闭、库内外信号灯、接触网是否有电、作业平台红绿指示灯、三层作业平台渡板是否收到位、检修台位是否有动车组、工位状态等指示，PLC主站通过通讯线和计算机通讯，在计算机上以图形动画的方式进行显示，可以直观、清晰地指示整备库各股道的状态，PLC主站将控制结果通过通讯线对各控制子站的输出状态刷新，由子站通
12、过输出模块控制各股道库内外信号灯、三层作业平台作业门处的指示灯、LED屏、声光报警器和电动隔离开关的分合闸操作。PLC控制单元结构图如图4所示。库内外信号灯指示安全员钥匙到位渡板收到位检修台位有车隔离开关合闸按钮隔离开关分闸按钮日检库大门状态人工接地状态隔离开关合闸到位LED屏幕库内外信号灯作业门指示灯声光报警器渡板收到位指示隔离开关合闸构成隔离开关分闸构成PLC子站声光报警器按钮接触网有无电指示隔离开关分闸到位移动接触网到位门禁系统检测三层平台无人员及门关闭良好主站PLC接触网有无电指示库内外信号灯指示台位有无车指示库大门状态指示渡板收到位指示作业门指示灯工位状态指示各工位切换按钮图4 PL
13、C控制单元结构图3.2计算机动画显示子系统3.2.1 PLC主站与计算机通讯PLC主站通过通讯电缆与上位机连接，由于本系统的控制界面由工控软件开发，必须设计工控软件对PLC的驱动程序。由于工控软件支持多种硬件设备，包括：可编程控制器(PLC)、智能模块、板卡、智能仪表、变频器等等，内含了各种驱动程序，使通讯程序和工控软件构成一个完整的系统。可以把下位机看作一种设备，不必关心具体的通讯协议，只需在工控软件的设备库中选择设备的类型，然后按照“设备配置向导”的提示一步步完成安装即可，使驱动程序的配置更加方便。实际上内嵌的PLC驱动程序不是一个独立的windows应用程序，而是以DDL形式供工控软件调
14、用，这种内嵌的驱动程序对应着实际的一台PLC控制器。因此利用PLC与工控软件进行通讯时，只需要在逻辑设备中定义PLC逻辑设备，其它的事情就由工控软件自动完成。3.2.2工控软件概述 系统软件是基于WindowsXP平台，采用工控软件编写。工控软件是在流行的PC机上建立工业控制对象人机接口的一种智能软件包，它以Windows98/Windows2000/WindowsXP中文操作系统作为其操作平台，充分利用了Windows图形功能完备，界面一致性好，易学易用的特点。它使采用PC机开发的系统工程比以往使用专用机开发的工业控制系统更有通用性，大大减少了工控软件开发者的重复性工作，并可运用PC机丰富的软件资源进行二次开发。 工控软件包由工程管理器、工程浏览器、画面运行系统三部分组成。其中，工程管理器用于新建工程、工程管理等。工程浏览器内嵌画面开发系统。工程浏览器和画面运行系统是各自独立的Windows
