李志宏， 劉文飛， 杜 娟

（1.山西太鋼不銹鋼股份有限公司自動化公司， 山西 太原 030003；2.太原科技大學，山西 太原 030024）

生產實踐·應用技術

鐵路道岔系統(tǒng)與雙翻車機系統(tǒng)聯(lián)鎖設計

李志宏1， 劉文飛1， 杜 娟2

（1.山西太鋼不銹鋼股份有限公司自動化公司， 山西 太原 030003；2.太原科技大學，山西 太原 030024）

為了提高翻車機系統(tǒng)的運行效率與安全性，使翻車機系統(tǒng)與鐵路道岔系統(tǒng)相結合，在常規(guī)道岔系統(tǒng)的基礎上增加多項安全保護措施，同時針對翻車機系統(tǒng)的具體應用，設計鐵路道岔與翻車機系統(tǒng)作業(yè)安全互鎖功能，從而完善了雙翻車機鐵路道岔聯(lián)鎖控制系統(tǒng)。實踐證明，該系統(tǒng)可提高鋼鐵行業(yè)鐵路道岔應用的可靠性，適合在同類場合應用和推廣。

鐵路道岔 雙翻車機 安全互鎖

鐵路道岔系統(tǒng)廣泛存在于各種工業(yè)生產環(huán)境，是實現(xiàn)鋼鐵企業(yè)鐵路運輸?shù)幕締卧?，翻車機系統(tǒng)是用來翻卸鐵路敞車散料的大型機械設備系統(tǒng)，適用于運輸量大的港口和冶金、煤炭、熱電等工業(yè)部門，鐵路道岔系統(tǒng)與雙翻車機系統(tǒng)的結合可以完美地解決生產過程中出現(xiàn)的各種復雜情況，提高運輸效率和生產安全性。目前我國有數(shù)量眾多的鋼鐵企業(yè)及相關企業(yè)，用戶需求量巨大。

本文以某大型鋼鐵企業(yè)的煉鐵原料場為背景，研究設計用鐵路道岔系統(tǒng)配合翻車機翻卸精礦粉，避免了重車反復穿行翻車機主機，通過轉轍機的定反位切換，實現(xiàn)重車線翻重車，空車線拉空車，縮減了作業(yè)流程，提高了機車利用率和現(xiàn)場的安全性。

1 鐵路道岔控制系統(tǒng)的設計

鐵路道岔控制是鐵路控制系統(tǒng)的基本組成單元，道岔、區(qū)段、信號機構成了復雜的鐵路網絡。作為我國最重要的陸地運輸方式，鐵路控制有著特殊的行業(yè)要求和控制規(guī)范，而鋼鐵企業(yè)的鐵路控制又有著區(qū)別于其他用途的設計要求，在某鋼鐵企業(yè)原料場的鐵路道岔控制系統(tǒng)中，涉及到3臺信號機、3段軌道電路、1部轉轍機，站場圖如圖1所示。

1.1 進路排列方式

研究調車信號與進路排列，進路解鎖的信號識別、控制及調度機理，同時考慮生產實際，對可能的進路進行細化分析，確定出可選的兩條進路排列方式。

圖1 站場圖

1.1.1 火車計劃由D1向D3方向行駛

首先選路，按下D1—D3選線按鈕，確定火車行駛的區(qū)間路段。此時系統(tǒng)檢測：軌道區(qū)段1DG、K1G上有無火車；1號道岔是否轉到反位位置；敵對信號機D3是否為藍燈即禁止火車通行（火車行進時，司機監(jiān)視前進方向上的左側信號機）。

滿足上述條件后，D1信號機變?yōu)榘谉艏丛试S火車通行。

1.1.2 火車計劃由D2向D3方向行駛

火車計劃由D2向D3方向行駛，首先選路，按下D2—D3選線按鈕，確定火車行駛的區(qū)間路段。此時系統(tǒng)檢測：軌道區(qū)段1DG、K1G上有無火車；1號道岔是否轉到定位位置；敵對信號機D3是否為藍燈即禁止火車通行。

滿足上述條件后，D2信號機變?yōu)榘谉艏丛试S火車通行。

1.2 道岔控制系統(tǒng)的升級開發(fā)和改進

在明確可選進路基礎上，根據(jù)生產需要進行選線操作，之后火車按照既定路徑行進，駛離某一軌道區(qū)段后，根據(jù)進路“三點檢查”解鎖原則，即檢查列車占用并出清前一區(qū)段；占用過本區(qū)段，且出清本區(qū)段；下一區(qū)段也已被占用，對進路進行解鎖，通過可編程控制器進行相關軟件控制程序的開發(fā)實現(xiàn)上述功能。

由于鋼鐵企業(yè)鐵路運輸?shù)男袠I(yè)復雜性，在現(xiàn)有鐵路道岔控制系統(tǒng)基礎上進行了升級開發(fā)和改進，通過模擬測試找出可編程控制器輸出脈沖頻率與鐵路專用繼電器動態(tài)驅動電路參數(shù)的最佳匹配參數(shù)，改善了鐵路專用繼電器的響應時間與穩(wěn)定性；并針對轉轍機機械卡死，燒毀轉轍機的情況，開發(fā)了道岔位置信號不到位超時自動斷電保護功能；針對脈沖繼電器啟動時燒毀動態(tài)驅動板的情況，開發(fā)了鐵道信號動態(tài)驅動電路保護功能，同時通過檢測接入交流50 V回路的啟動繼電器電壓線圈電阻值的大小，判斷啟動繼電器的電壓線圈和電流線圈是否裝配錯或接錯線，從而避免電壓線圈和電流線圈裝配錯或接錯線時燒毀動態(tài)驅動電路的現(xiàn)象。

2 鐵路道岔控制系統(tǒng)與雙翻車機系統(tǒng)聯(lián)鎖設計

翻車機系統(tǒng)由撥車機、推車機、翻車機、遷車臺等組成。本文所研究的某鋼鐵企業(yè)煉鐵原料場是高爐生產原燃料的倉儲、配送基地，料場礦粉基本由火車運輸進場，然后經翻車機翻卸，雙翻車機系統(tǒng)在翻車完畢后由重車列穿行翻車機主機掛空車，空車列被拖拽出重車線后，重車列再返回開始翻車作業(yè)，重車和空車混用重車鐵路線，作業(yè)率低，且火車空車從雙翻車機中間退出時存在可能碰壞雙翻車機的安全隱患。將鐵路道岔系統(tǒng)與雙翻車機系統(tǒng)結合，通過轉轍機的定反位切換，實現(xiàn)重車線翻重車，空車線拉空車，能夠有效提高生產效率和運行安全性。

常規(guī)鐵路道岔系統(tǒng)與雙翻車機系統(tǒng)相對獨立，翻車機系統(tǒng)的運行受到鐵路道岔位置的影響，為此本文提出將鐵路道岔與翻車機系統(tǒng)作業(yè)聯(lián)鎖，通過可編程控制器實現(xiàn)鐵路道岔與翻車機系統(tǒng)作業(yè)安全互鎖功能，將道岔位置信號作為翻車機系統(tǒng)的運行條件，同時將翻車機系統(tǒng)的運行狀態(tài)作為鐵路道岔系統(tǒng)進路選擇的前提，實現(xiàn)將空車拉走作業(yè)與翻車機生產作業(yè)互相聯(lián)鎖，禁止空車拉走作業(yè)與翻車機生產作業(yè)同時進行，避免了二者同時進行時機車或車廂在道岔處相撞的事故發(fā)生，消除了翻車機生產系統(tǒng)的重大設備安全隱患。

雙翻車機鐵路道岔聯(lián)鎖控制系統(tǒng)操作界面如圖2所示。

圖2 雙翻車機鐵路道岔聯(lián)鎖控制操作界面

在對列車進行進路排列時，首先要檢測來自翻車機系統(tǒng)的聯(lián)鎖信號，即翻車機系統(tǒng)是否處于正常狀態(tài)，撥車機是否處于向道岔方向的運行狀態(tài)，滿足翻車機系統(tǒng)聯(lián)鎖條件后，以排D1-D3進路為例，分別檢測軌道區(qū)段1DG上軌道電路有無信號即1DG區(qū)段是否有車；敵對信號D3是否為禁行狀態(tài)即藍燈亮；轉轍機是否處于解鎖狀態(tài)即允許操作；轉轍機是否處于自動模式；道岔位置信號是否到位；轉轍機是否有故障等，當滿足所有條件后可以對D1-D3進路進行排列。其排進路條件如圖3所示。

圖3 排進路條件

3 運行效果

本文設計的鐵路道岔控制系統(tǒng)完整實現(xiàn)各種情況下的火車進路排列、進路正常解鎖、進路故障解鎖、進路折返解鎖、進路手動解鎖、轉轍機手自動操作、轉轍機到位鎖閉、轉轍機故障閉鎖、信號機手動關閉等功能。

該系統(tǒng)投入運行后，避免了火車空車從雙翻車機中間退出時可能碰壞雙翻車機的安全隱患，同時通過將鐵路道岔與翻車機系統(tǒng)作業(yè)聯(lián)鎖，避免了道岔位置對翻車機系統(tǒng)的運行造成影響。

在該鋼鐵企業(yè)中，雙翻車機生產系統(tǒng)每趟空車倒運時間節(jié)約30min，雙翻車機生產系統(tǒng)由原來每天最多翻卸96節(jié)車廂精礦粉，增加到每天最多翻卸140節(jié)車廂精礦粉，生產效率提高45.8%。

4 結語

雙翻車機鐵路道岔聯(lián)鎖控制系統(tǒng)經過實際運行，效果良好，完全滿足了生產的要求。實踐證明，該系統(tǒng)和方法穩(wěn)定可靠，適合在同類場合應用和推廣。

Railway Turnout System and Interlocking Design of Double Dum per System

Li Zhihong1,Liu Wenfei1,Du Juan2
（1.Automation Company of Shanxi Taigang Stainless Steel Co.,Ltd.,Taiyuan Shanxi 030003;2.Taiyuan University of Science and Technology,Taiyuan Shanxi030024）

In order to improve the efficiency and safety of the car dumper system,the railway turnout system is combined with the car dumper system,and a number of safety protection measures are added on the basis of the conventional switch system.At the same time,the interlocking function of operation of railway switch and dumper system is designed.In view of the specific application of dumper system,interlocking control system of double dumper in railway turnout is improved.The practice proves this system can improve the reliability of railway turnout application in iron and steel industry,and it is suitable for application and popularization in the same situation.

railway turnout system;double dumper;security interlock

U84.1

A

1672-1152（2017）05-0105-03

10.16525/j.cnki.cn14-1167/tf.2017.05.40

2017-08-14

李志宏（1969—），男，碩士，研究生，畢業(yè)于東北大學，高級工程師，主要從事工業(yè)過程自動控制設計和研發(fā)工作。

（編輯：王瑾）