車彥亮

（濟(jì)鋼集團(tuán)有限公司 物流管理中心，山東 濟(jì)南250101）

鐵路道口無(wú)人化遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用

車彥亮

（濟(jì)鋼集團(tuán)有限公司 物流管理中心，山東 濟(jì)南250101）

為改變?cè)嫉娜斯た词罔F路道口的運(yùn)行模式，減少人力資源的消耗，通過(guò)應(yīng)用光纖控制網(wǎng)絡(luò)、PLC控制系統(tǒng)、上位畫面組態(tài)及現(xiàn)場(chǎng)硬件設(shè)備的改造等技術(shù)手段，對(duì)鐵路道口實(shí)施無(wú)人化遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)的優(yōu)化改造，提高了系統(tǒng)的自動(dòng)控制水平，降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，節(jié)約了大量的人力資源，每年節(jié)省人工費(fèi)約350萬(wàn)元，取得了良好的效果。

鐵路道口；光纖控制網(wǎng)絡(luò)；遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)

1 前 言

濟(jì)鋼物流管理中心鐵路運(yùn)輸區(qū)域共有廠內(nèi)鐵路道口51個(gè)，其中有人值守道口24個(gè)，無(wú)人看管道口24個(gè)，專用道口3個(gè)。有人值守道口每班一人，采取四班三運(yùn)轉(zhuǎn)方式，每個(gè)道口4人，共配置100名道口工作人員，需要人員較多，消耗了大量的人力成本。同時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)欄木均采用電動(dòng)伸縮式欄木機(jī)，道口員通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)手動(dòng)操作方式對(duì)欄木機(jī)進(jìn)行開(kāi)關(guān)作業(yè)，控制水平較低，工人勞動(dòng)強(qiáng)度較大，故障率高，不易維修，致使道口作業(yè)經(jīng)常出現(xiàn)故障。因此，濟(jì)鋼對(duì)鐵路道口實(shí)施無(wú)人化遠(yuǎn)程控制改造，提高了現(xiàn)場(chǎng)硬件裝配及系統(tǒng)的自動(dòng)控制水平，減輕了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，減少了現(xiàn)場(chǎng)人力運(yùn)行成本，取得了很好的效果。

2 系統(tǒng)主要構(gòu)成及控制原理

2.1 系統(tǒng)主要構(gòu)成

每個(gè)集中控制室可遠(yuǎn)程控制6個(gè)鐵路道口，控制室一臺(tái)55寸顯示器顯示24路監(jiān)控畫面，操作臺(tái)設(shè)置3臺(tái)22寸顯示器，中間一臺(tái)用來(lái)顯示控制畫面，兩邊兩臺(tái)均顯示4路監(jiān)控畫面（其中有一個(gè)和控制畫面道口相對(duì)應(yīng)），一個(gè)中央控制機(jī)柜，機(jī)柜中包括NVR(網(wǎng)絡(luò)硬盤錄像機(jī))、工控機(jī)、交換機(jī)、光纖收發(fā)器、音頻收發(fā)器、話筒集線器等設(shè)備。每個(gè)道口現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置4臺(tái)欄木機(jī)、鐵路方向兩套紅綠燈、公路方向兩套紅綠燈、4個(gè)攝像頭、兩套聲光報(bào)警器、一套高音喇叭、公路方向與鐵路方向照明燈光、一臺(tái)電氣控制柜（機(jī)柜中包括PLC和繼電器、空氣開(kāi)關(guān)、防雷器等）?，F(xiàn)場(chǎng)與控制室通過(guò)光纖網(wǎng)絡(luò)連接進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸與交換。

2.2 系統(tǒng)控制原理

操作上位機(jī)的組態(tài)軟件，經(jīng)過(guò)網(wǎng)絡(luò)將操作傳遞給PLC，PLC控制繼電器對(duì)欄木機(jī)、鐵路方向紅綠燈、公路方向紅綠燈、聲光報(bào)警器、照明燈光進(jìn)行控制，控制結(jié)果再通過(guò)PLC用網(wǎng)絡(luò)傳遞給上位機(jī)組態(tài)軟件。操作人員通過(guò)組態(tài)軟件可以直觀地看到現(xiàn)場(chǎng)路口的實(shí)際情況。

2.3 系統(tǒng)主要功能

對(duì)操作員的操作能夠詳細(xì)記錄，并具備操作和視頻回放查詢。對(duì)道口前端控制設(shè)備（如欄木機(jī)，道口報(bào)警器，公路鐵路信號(hào)機(jī)）具備實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)上位顯示功能。道口視頻監(jiān)控和組態(tài)控制界面實(shí)現(xiàn)聯(lián)動(dòng)，即操作畫面時(shí)視頻監(jiān)控自動(dòng)切換至相應(yīng)畫面，方便操作人員觀察操作。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)具備模塊化，具備滿足后期道口擴(kuò)展和應(yīng)用的條件。系統(tǒng)支持監(jiān)控中心和前端道口控制雙重控制模式，確保在故障狀態(tài)下能夠做到現(xiàn)場(chǎng)控制，并以現(xiàn)場(chǎng)控制優(yōu)先。視頻監(jiān)控同時(shí)具備實(shí)時(shí)監(jiān)聽(tīng)遠(yuǎn)距離聲音和廣播喊話功能。在現(xiàn)場(chǎng)異常情況下，可以隨時(shí)向現(xiàn)場(chǎng)喊話。以28#道口為例，系統(tǒng)構(gòu)成見(jiàn)圖1。

圖1 鐵路道口無(wú)人化遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)

3 關(guān)鍵控制技術(shù)開(kāi)發(fā)應(yīng)用

3.1 西門子博途編程軟件

西門子博途軟件是全集成自動(dòng)化軟件TIA portal，是西門子工業(yè)自動(dòng)化集團(tuán)發(fā)布的一款全新的全集成自動(dòng)化軟件，可對(duì)西門子全集成自動(dòng)化中所涉及的所有自動(dòng)化和驅(qū)動(dòng)產(chǎn)品進(jìn)行組態(tài)、編程和調(diào)試。主要特點(diǎn)：一款全中文版的仿真軟件，全中文的編程界面，使用更加方便。對(duì)各種指令進(jìn)行了優(yōu)化處理，同類指令、程序庫(kù)與指令之間進(jìn)行了合并，界面更加緊湊和形象化。博途集成了STEP 7和WinCC（實(shí)際上是WinCC flexible），實(shí)現(xiàn)PLC和HMI的集成仿真，非常方便。過(guò)去要用STEP 7和WinCC flexible來(lái)實(shí)現(xiàn)“報(bào)告系統(tǒng)錯(cuò)誤”功能，而博途可以在一個(gè)軟件環(huán)境下實(shí)現(xiàn)。簡(jiǎn)單實(shí)用的語(yǔ)句表程序狀態(tài)監(jiān)控，語(yǔ)句表的程序狀態(tài)監(jiān)控有很大的改進(jìn)，用戶可設(shè)置監(jiān)視對(duì)象。

3.2 易控組態(tài)軟件

易控（INSPEC）是一套通用的監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集（SCADA）組態(tài)軟件。以功能強(qiáng)大、性能穩(wěn)定、圖形精美、易學(xué)易用、開(kāi)發(fā)高效、擴(kuò)展容易等優(yōu)點(diǎn)為自動(dòng)化系統(tǒng)提供了理想的監(jiān)控解決方案。主要特點(diǎn)：性能穩(wěn)定、使用可靠；開(kāi)發(fā)快捷，節(jié)省時(shí)間，事半功倍；畫面精美，界面清晰，簡(jiǎn)約自然；通信容易，組態(tài)方便，功能強(qiáng)大。

3.3 ?？低暱丶c組態(tài)軟件操作

每一個(gè)控制室設(shè)一套主控系統(tǒng)，操作臺(tái)設(shè)3臺(tái)顯示器，中間的作為組態(tài)操作顯示，左右各一臺(tái)作為操作時(shí)畫面與網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)聯(lián)動(dòng)，主要是在易控組態(tài)軟件中安裝?？低暥ㄖ频姆?wù)器控件，來(lái)實(shí)現(xiàn)各個(gè)畫面的切換，即操作組態(tài)畫面道口1時(shí)，一個(gè)顯示器顯示道口1攝像狀態(tài)，操作組態(tài)畫面道口2時(shí)，另一個(gè)顯示器顯示道口2攝像狀態(tài)，再操作道口3時(shí)，第一個(gè)顯示器顯示道口3攝像狀態(tài)，然后每操作一個(gè)畫面兩個(gè)顯示器進(jìn)行交替顯示，便于操作人員對(duì)操作的道口進(jìn)行有效的監(jiān)視。

3.4 現(xiàn)場(chǎng)喊話及聲音反饋功能

通過(guò)光纖網(wǎng)絡(luò)建立主控室與現(xiàn)場(chǎng)的遠(yuǎn)程通話聯(lián)系，主要應(yīng)用音頻光端機(jī)、話筒集線器、功放、拾音器等裝置，來(lái)實(shí)現(xiàn)主控室隨時(shí)向現(xiàn)場(chǎng)喊話以及現(xiàn)場(chǎng)聲音在主控室的反饋功能。當(dāng)?shù)揽诔霈F(xiàn)異常情況時(shí)，應(yīng)用喊話功能，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行提醒和警示，避免事故的發(fā)生。

4 結(jié) 語(yǔ)

本項(xiàng)目的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用打破了傳統(tǒng)的鐵路道口看守模式，實(shí)現(xiàn)了鐵路道口無(wú)人化遠(yuǎn)程自動(dòng)控制，撤銷了44名道口的看守工，僅保留主控室操作人員，年節(jié)約成本約350萬(wàn)元。提高了現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的自動(dòng)控制水平，減輕了工人勞動(dòng)強(qiáng)度，節(jié)約了大量的人力成本，達(dá)到了減員增效的目的。

Development and Application of Unmanned Remote Control System for Railway Crossing

CHE Yanliang
（The Logistics Management Center of JinanIron and Steel Group Corporation，Jinan 250101，China）

TP273

B

1004-4620（2017）05-0058-02

2017-06-22

車彥亮，男，1982年生，2006年畢業(yè)于北華大學(xué)電氣工程及自動(dòng)化專業(yè)?，F(xiàn)為濟(jì)鋼物流管理中心機(jī)動(dòng)科工程師，從事電氣自動(dòng)化設(shè)備管理及維護(hù)工作。