張志春

摘 要：為了確保脫線事故列車能夠快速救援、快速起復(fù)，在保障救援工作安全的前提下，特為此研究了四缸同步電控系統(tǒng)。該系統(tǒng)解決了常規(guī)救援設(shè)備存在的弊端，排除了在救援作業(yè)中存在的安全隱患。適用于單節(jié)或多節(jié)車廂的一般脫軌事故的救援起復(fù)作業(yè)。

關(guān)鍵詞：鐵路救援；四缸同步；頂升缸

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.02.128

1 概述

在鐵路起復(fù)救援作業(yè)過(guò)程中，四缸同步是一直困擾起復(fù)救援作業(yè)的問題。在過(guò)去的多缸起復(fù)救援作業(yè)中，始終采用人員觀察的辦法操作控制閥來(lái)保證各個(gè)頂升缸的同步動(dòng)作，通常救援作業(yè)一般采用兩只油缸同時(shí)動(dòng)作，對(duì)救援作業(yè)造成限制，不能對(duì)連體車廂同時(shí)進(jìn)行起復(fù)救援，為解決這個(gè)問題，特此研制了四缸同步電控系統(tǒng).

2 四缸同步電控系統(tǒng)研制背景

由于液壓起復(fù)救援機(jī)具廣泛適用于橋梁、隧道、山體、建筑物等狹小空間的機(jī)車復(fù)軌作業(yè)，尤其對(duì)電力機(jī)車實(shí)施復(fù)軌作業(yè)時(shí)省去了拆線及復(fù)軌后重新架設(shè)線路的復(fù)雜施工過(guò)程，受到液壓起復(fù)救援機(jī)具施工單位好評(píng)?，F(xiàn)有救援機(jī)具采用的液壓起復(fù)機(jī)具，在救援作業(yè)時(shí)必須有人靠近事故車輛附近觀察設(shè)備運(yùn)行情況，并指揮操作人員對(duì)油泵手動(dòng)進(jìn)行操作，整個(gè)過(guò)程繁瑣，易產(chǎn)生二次事故。

3 四缸同步電控系統(tǒng)詳解

3.1 電氣控制系統(tǒng)組成部分

該電控系統(tǒng)包括PLC控制系統(tǒng)、人機(jī)界面監(jiān)控、外圍電路、遙控器、信號(hào)單元、攝像裝置六部分。

（1）PLC控制系統(tǒng)。PLC是可編程控制器的一種縮寫，是一種新型的通用自動(dòng)化控制裝置，它將傳統(tǒng)的繼電器控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)控制技術(shù)和通訊技術(shù)融為一體，具有控制功能強(qiáng)、可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)，使用靈活方便，易于擴(kuò)展等優(yōu)點(diǎn)，本系統(tǒng)使用PLC為控制核心，結(jié)合各類外圍I/O擴(kuò)展、模擬量擴(kuò)展完成系統(tǒng)的控制。

（2）人機(jī)界面監(jiān)控系統(tǒng)。人機(jī)界面（簡(jiǎn)稱HMI），又稱用戶界面或使用者界面，是人與計(jì)算機(jī)之間傳遞、交換信息的媒介和對(duì)話接口，它實(shí)現(xiàn)信息的內(nèi)部形式與人類可以接受形式之間的轉(zhuǎn)換。通過(guò)界面我們可以看到系統(tǒng)內(nèi)部閥門運(yùn)轉(zhuǎn)情況、車輛升起高度、系統(tǒng)壓力等各類參數(shù)。

（3）外圍電路。 外圍電路部分是本系統(tǒng)的動(dòng)力提供、執(zhí)行部分，同時(shí)也具備短路、過(guò)載保護(hù)功能，它將PLC系統(tǒng)發(fā)出的信號(hào)一一執(zhí)行，使系統(tǒng)安全平穩(wěn)運(yùn)行。外圍電路細(xì)分可分為電動(dòng)機(jī)電路、PLC中間繼電器電路以及DC24V電路三個(gè)小部分。

（4）遙控器。遙控器部分分為遙控器本體和手持遙控器兩部分，遙控器本體接收手持遙控器發(fā)送的無(wú)線信號(hào)，內(nèi)部電路動(dòng)作后將信號(hào)傳入PLC系統(tǒng)，操作者可以通過(guò)遙控器在遠(yuǎn)方控制本系統(tǒng)，便于操作者能在更合理的位置操控本系統(tǒng)。

（5）信號(hào)單元。信號(hào)單元包含四套光學(xué)（激光）位移傳感器和四套無(wú)線發(fā)射裝置以及一套無(wú)線接收裝置，光學(xué)位移傳感器實(shí)時(shí)檢測(cè)大軸重車輛的升起位移情況，無(wú)線發(fā)射裝置將位移信號(hào)發(fā)射，并由無(wú)線接收裝置接收并傳送到PLC系統(tǒng)。

附圖說(shuō)明（見圖1）：

2 控制原理

固定于橫移車上的光學(xué)檢測(cè)系統(tǒng)，不間斷檢測(cè)頂升油缸的升起位移信息，無(wú)線信號(hào)發(fā)射裝置將檢測(cè)信號(hào)發(fā)射并由無(wú)線接收器接收傳輸至PLC控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)采集到四路信號(hào)后，在每個(gè)采樣周期內(nèi)進(jìn)行運(yùn)算處理，輸出控制指令，驅(qū)動(dòng)外圍電路控制液壓換向系統(tǒng)工作，系統(tǒng)的采樣周期為100ms，使得電控系統(tǒng)能快速響應(yīng)，這就保證了起復(fù)設(shè)備的同步安全運(yùn)行。

3 系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)

（1）控制方式先進(jìn)。傳統(tǒng)作業(yè)方式為人工手動(dòng)操作閥門，操作繁瑣，現(xiàn)升級(jí)為電氣自動(dòng)控制系統(tǒng)，控制方式先進(jìn)，操作簡(jiǎn)單，靈活方便。（2）實(shí)現(xiàn)同步升降。本系統(tǒng)自動(dòng)控制大軸重車輛同步升降，升降過(guò)程中無(wú)需人工操作，全程實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。（3）配備位移檢測(cè)信號(hào)裝置，實(shí)現(xiàn)無(wú)線接收。配備光學(xué)位移傳感器，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)大軸重車輛的升起位移情況，位移信號(hào)與控制柜實(shí)現(xiàn)無(wú)線通訊，通訊最遠(yuǎn)可達(dá)3KM，無(wú)需現(xiàn)場(chǎng)布線，避免了現(xiàn)場(chǎng)布線的繁瑣和出現(xiàn)線路故障的隱患。（4）可遠(yuǎn)程遙控操作設(shè)備，靈活方便配備遙控器，操作者可手持遙控器現(xiàn)場(chǎng)靈活操作，操作者可以在更合理的位置對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行操控，這樣大大方便了現(xiàn)場(chǎng)救援。

4 四缸同步電控系統(tǒng)研制目的

主要目的是解決傳統(tǒng)的起復(fù)救援設(shè)備不能精確控制起復(fù)車輛，傳統(tǒng)的起復(fù)救援設(shè)備主要是依靠人眼觀察，這難以保證起復(fù)設(shè)備的同步性能，該電控系統(tǒng)解決了傳統(tǒng)的技術(shù)難題，利用高精度傳感器控制車輛同步起升。

5 四缸同步電控系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)及技術(shù)效果

該系統(tǒng)從根本上解決了傳統(tǒng)的起復(fù)設(shè)備需要人眼觀察的弊端，能夠準(zhǔn)確的判斷和控制車輛同步起復(fù)，同時(shí)救援人員在救援過(guò)程中可以遠(yuǎn)離事故車輛，提高救援作業(yè)的安全性。該實(shí)用新型的技術(shù)效果明顯，在使用過(guò)程中，能夠準(zhǔn)確的判斷車輛起復(fù)高度，同時(shí)也能夠控制車輛同步起復(fù)。

6 結(jié)論

四缸同步電控系統(tǒng)通過(guò)在神木演練現(xiàn)場(chǎng)的多次演練試驗(yàn)，證明該系統(tǒng)能夠保證液壓起復(fù)機(jī)具能夠四缸同步升降，確保起復(fù)作業(yè)的快速、安全、可靠。

參考文獻(xiàn)：

[1]中華人民共和國(guó)鐵路行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)TB/T3123[S].1-8-2005

[2]李創(chuàng).鐵路安全救援設(shè)備發(fā)展分析[J].鐵路科學(xué)院信息研究所.

[3]廖常初.S7-200PLC基礎(chǔ)教程（第二版）[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2009.

[4]王永華.現(xiàn)代電氣控制及PLC應(yīng)用技術(shù)[M].北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2008.