專利名稱：一種機(jī)務(wù)段隔離開關(guān)控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種機(jī)務(wù)段的控制系統(tǒng)，具體是指機(jī)務(wù)段隔離開關(guān)控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
目前，所有的電力機(jī)車(動(dòng)車組)每天運(yùn)行回庫后都必須在段內(nèi)進(jìn)行整備 作業(yè)，即在將電力機(jī)車與電網(wǎng)斷開以后，檢修作業(yè)人員在電力機(jī)車車頂對(duì)該電 力機(jī)車進(jìn)行各種檢修和保養(yǎng)，因此，如何確保登頂檢修作業(yè)人員的人身安全和 設(shè)備安全便是非常關(guān)鍵的問題。
在傳統(tǒng)的整備作業(yè)中，對(duì)機(jī)務(wù)段整備場(chǎng)車頂作業(yè)區(qū)的隔離開關(guān)的分閘與合 閘均采用人工方式并由監(jiān)護(hù)員監(jiān)護(hù)的方法進(jìn)行分合閘，安全保障完全依賴作業(yè) 人員的責(zé)任意識(shí)和工作狀態(tài)，稍有不慎，便會(huì)釀發(fā)事故。因此，采用這種傳統(tǒng) 的方式不僅會(huì)消耗大量的人力和物力，甚至還會(huì)對(duì)檢修作業(yè)人員的生命安全構(gòu) 成極大的威脅。
隨著技術(shù)的發(fā)展，采用電路和微機(jī)聯(lián)鎖的方法來規(guī)范隔離開關(guān)的分閘與合 閘操作，便成了防范隔離開關(guān)作業(yè)事故的有效途徑之一，并為廣大的用戶所接 受。為此，市面上出現(xiàn)了一系列的隔離開關(guān)控制設(shè)備，但是當(dāng)這些隔離開關(guān)控
制設(shè)備在機(jī)務(wù)段投入使用后，卻發(fā)現(xiàn)還存在諸如雷害、頂電事故以及接觸式ic
卡機(jī)械壽命等很嚴(yán)重的缺陷，這些缺陷會(huì)對(duì)隔離開關(guān)控制設(shè)備造成極大的損
壞；同時(shí)，用戶又提出了隔離開關(guān)控制設(shè)備中的操作臺(tái)需要對(duì)股道的控制實(shí)行 一對(duì)一模式的要求，而目前的隔離開關(guān)控制設(shè)備卻無法很好的做到這一點(diǎn)。因 此，目前的隔離開關(guān)控制設(shè)備不僅存在嚴(yán)重的安全隱患，而且也不能很好的滿 足用戶的需求。
實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷和不足，提供一種機(jī)務(wù)段 隔離開關(guān)控制系統(tǒng)，該控制系統(tǒng)不僅能有效的克服傳統(tǒng)的隔離開關(guān)控制系統(tǒng)中 存在雷害、頂電事故等嚴(yán)重缺陷，而且還能對(duì)股道實(shí)現(xiàn)一對(duì)一模式的控制，能 很好的滿足客戶的需求。
本實(shí)用新型的目的通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn) 一種機(jī)務(wù)段隔離開關(guān)控制系 統(tǒng)，主要由操作臺(tái)及繼電器箱構(gòu)成，該機(jī)務(wù)段隔離開關(guān)控制系統(tǒng)還包括有上位 機(jī)及執(zhí)行機(jī)構(gòu)，所述的操作臺(tái)的數(shù)量為一個(gè)及其一個(gè)以上，且每個(gè)操作臺(tái)的輸 出端都依次經(jīng)繼電器箱與執(zhí)行機(jī)構(gòu)的輸入端相連，同時(shí)每個(gè)操作臺(tái)的輸入端都 與上位機(jī)相連。
所述的上位機(jī)由工控機(jī)、PCI—CAN通訊卡、大屏幕顯示器、讀寫器以及 輸入設(shè)備組成，所述的PCI—CAN通訊卡、大屏幕顯示器、讀寫器以及輸入 設(shè)備均分別與工控機(jī)相連，PCI—CAN通訊卡還與所述的操作臺(tái)相連。
所述的操作臺(tái)由操作亭、按鈕、隔離開關(guān)微機(jī)操縱裝置及絕緣蹬踏組成， 所述的隔離開關(guān)微機(jī)操縱裝置及按鈕均安裝在操作亭上，該操作亭則固定在絕 緣蹬踏上面。
所述的隔離開關(guān)微機(jī)操縱裝置由單片機(jī)、RS232光纖調(diào)制解調(diào)器、實(shí)時(shí)時(shí) 鐘電路、按鈕電路、DC-DC轉(zhuǎn)換電路，以及均與單片機(jī)相連的VFD顯示器、 雙路CAN隔離接口電路I 、雙路CAN隔離接口電路II 、AC-DC轉(zhuǎn)換器、RS232 電路、鐵電存儲(chǔ)器、鍵盤電路及MFR模塊組成，所述的AC-DC轉(zhuǎn)換器還分 別與雙路CAN隔離接口電路II、 DC-DC轉(zhuǎn)換電路、實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路、RS232電 路、RS232光纖調(diào)制解調(diào)器及鐵電存儲(chǔ)器相連，所述的鐵電存儲(chǔ)器還與鍵盤電 路相連，鍵盤電路還與MFR模塊相連，所述的DC-DC轉(zhuǎn)換電路還與按鈕電 路相連，雙路CAN隔離接口電路II還與雙路CAN隔離接口電路I相連。 所述的讀寫器為非接觸式IC卡讀寫器或接觸式IC卡讀寫器。 所述的執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括電動(dòng)機(jī)構(gòu)及地桿歸位盒，且該電動(dòng)機(jī)構(gòu)和地桿歸位盒
5均直接與繼電器箱相連。
所述的所有操作臺(tái)均通過CAN總線與上位機(jī)相連。 所述的每個(gè)操作臺(tái)與繼電器箱之間均通過光纖相連。 本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下的優(yōu)點(diǎn)和有益效果-
(1) 本實(shí)用新型不僅采用了層次結(jié)構(gòu)及功能模塊化設(shè)計(jì)，能夠使本系統(tǒng) 的硬件實(shí)現(xiàn)智能化、模塊化和標(biāo)準(zhǔn)化以及對(duì)股道實(shí)現(xiàn)一對(duì)一模式的控制，而且 還采用了高可靠性設(shè)計(jì)和故障-安全技術(shù)，能夠確保本系統(tǒng)符合故障-安全原 則，可靠性指標(biāo)及故障-安全指標(biāo)達(dá)到有關(guān)部標(biāo)規(guī)定；
(2) 由于本實(shí)用新型采用了工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)網(wǎng)絡(luò)(CAN總線)控制技術(shù)和光纖 通信技術(shù)，從而使得本系統(tǒng)具有通信距離遠(yuǎn)，數(shù)據(jù)傳輸速度快，電氣隔離，抗 干擾能力強(qiáng)等特點(diǎn)；
(3) 本實(shí)用新型采用了新的防雷措施和地桿歸位盒，能有效的克服傳統(tǒng) 的隔離開關(guān)控制系統(tǒng)中存在雷害、頂電事故等嚴(yán)重缺陷；
(4) 本系統(tǒng)中的上位機(jī)采用閉環(huán)回路控制的程序設(shè)計(jì)來提高軟件模塊的 穩(wěn)定性，并具有自檢測(cè)，自診斷功能，同時(shí)，本系統(tǒng)還實(shí)現(xiàn)了聯(lián)鎖功能，操作 采用授權(quán)的方式，能進(jìn)一步的保證檢修技術(shù)員的生命安全。


圖1為本實(shí)用新型的整體結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為本實(shí)用新型的操作臺(tái)機(jī)構(gòu)示意圖； 圖3為本實(shí)用新型的隔離開關(guān)微機(jī)操縱裝置結(jié)構(gòu)示意圖； 圖4為本實(shí)用新型的上位機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合實(shí)施例及附圖，對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步地的詳細(xì)說明，但本實(shí)用 新型的實(shí)施方式不限于此。 實(shí)施例
如圖1所示，該上位機(jī)用于實(shí)現(xiàn)本系統(tǒng)的調(diào)度集中、調(diào)度監(jiān)督、DMIS (調(diào)度系統(tǒng))等功能，同時(shí)該上位機(jī)還與分布在不同股道旁的操作臺(tái)相連接，并通 過非接觸式IC卡讀寫器或接觸式IC卡讀寫器讀取司機(jī)信息、機(jī)車信息，通過
TIMS (Tra伍c Management Information System鐵路運(yùn)輸管理信息系統(tǒng))系統(tǒng) 獲得機(jī)車或是管理員錄入占用股道信息后，將這些信息寫入非接觸式IC卡生 成司機(jī)卡和批復(fù)卡，同時(shí)將這些信息通過CAN總線發(fā)送到操作臺(tái)，以便與非 接觸式IC卡的司機(jī)卡、批復(fù)卡進(jìn)行信息核對(duì)正確后方能操縱隔離開關(guān)。
為了對(duì)股道一對(duì)一進(jìn)行控制，這些操作臺(tái)均通過CAN總線與上位機(jī)相連。 通過該CAN總線，不僅使得操作臺(tái)的設(shè)置不受股道位置的限制，而且在以后 需要增加或減少操作臺(tái)時(shí)，只需要在股道邊安裝操作臺(tái)即可，從而大大的降低 了新增操作臺(tái)時(shí)的工作量。
每個(gè)操作臺(tái)的輸出端都通過光纖與一個(gè)繼電器箱的輸入端相連，同時(shí)繼電 器箱的輸出端則直接與執(zhí)行機(jī)構(gòu)相連，以使每個(gè)操作臺(tái)發(fā)出的分閘或合閘指令 經(jīng)過繼電器箱以后直接作用到執(zhí)行機(jī)構(gòu)。為了確保操作臺(tái)及整個(gè)控制系統(tǒng)的正 常運(yùn)行，防止雷害和頂電事故，為每個(gè)操作臺(tái)所提供的220V交流電源都采用 了新的防雷措施。所述的執(zhí)行機(jī)構(gòu)用于執(zhí)行操作臺(tái)發(fā)出的分閘或合閘指令，該 執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括有電動(dòng)機(jī)構(gòu)及地桿歸位盒，其中，電動(dòng)機(jī)構(gòu)及地桿歸位盒均直接 與繼電器箱連接。
如圖2所示，所述的操作臺(tái)是本系統(tǒng)的核心監(jiān)測(cè)和控制設(shè)備，它包括操作 亭、按鈕、隔離開關(guān)微機(jī)操縱裝置及絕緣登踏。操作臺(tái)安裝位置以距相鄰股道 兩隔離開關(guān)操作電動(dòng)機(jī)構(gòu)IO米以為宜，并滿足鐵路限界要求。隔離開關(guān)微機(jī) 操縱裝置及分合閘按鈕均設(shè)置在操作亭上，該操作亭固定在絕緣蹬踏上面。為 了方便操作，該操作亭可以制作成普通的電話亭形狀，也可以制作成其他的形 狀。
所述的隔離開關(guān)微機(jī)操縱裝置的結(jié)構(gòu)如圖3所示，主要由單片機(jī)、RS232 光纖調(diào)制解調(diào)器、實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路、按鈕電路、DC-DC轉(zhuǎn)換電路，以及均與單 片機(jī)相連的VFD顯示器、雙路CAN隔離接口電路I 、雙路CAN隔離接口電路II、 AC-DC轉(zhuǎn)換器、RS232電路、鐵電存儲(chǔ)器、鍵盤電路及MFR模塊組成。 同時(shí)，所述的AC-DC轉(zhuǎn)換器還分別與雙路CAN隔離接口電路II、 DC-DC轉(zhuǎn) 換電路、實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路、RS232電路、RS232光纖調(diào)制解調(diào)器及鐵電存儲(chǔ)器相 連，所述的鐵電存儲(chǔ)器還與鍵盤電路相連，鍵盤電路還與MFR模塊相連，所 述的DC-DC轉(zhuǎn)換電路還與按鈕電路相連，雙路CAN隔離接口電路II還與雙 路CAN隔離接口電路I相連。雙路CAN隔離接口電路I同雙路CAN隔離接 口電路II為完全相同的電路，而單片機(jī)則采用DsPIC30傷012a型單片機(jī)或其他 具有相同功能的單片機(jī)。為了能及時(shí)的提供報(bào)警功能，該單片機(jī)還連接有一個(gè) 蜂鳴器。
圖4為上位機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖，主要由工控機(jī)、PCI—CAN通訊卡、大 屏幕顯示器、讀寫器以及輸入設(shè)備組成。其中，PCI—CAN通訊卡、大屏幕顯 示器、讀寫器以及輸入設(shè)備均分別與工控機(jī)相連，PCI—CAN通訊卡則與操作 臺(tái)相連。為了便于信息的讀取，該讀寫器采用ICCUR—100 (B)通用型讀寫 器及感應(yīng)式IC卡讀寫器。同時(shí)，為了實(shí)現(xiàn)人機(jī)對(duì)話，該輸入設(shè)備則采用普通 的鍵盤和鼠標(biāo)。
所述的PCI—CAN通訊卡采用PCI-9820非智能CAN接口卡。該接口卡 是一款高性能價(jià)格比的CAN-bus總線通訊適配卡，集成2路電氣隔離的CAN 通道，使PC機(jī)方便地連接到CAN總線，實(shí)現(xiàn)CAN2.0B協(xié)議的數(shù)據(jù)通訊。
PCI-9820非智能CAN接口卡采用PLX公司的PCI接口芯片設(shè)計(jì)，即插 即用，符合PCI2.1規(guī)范。PCI-9820接口卡采用SMD表面安裝技術(shù)，板上集 成光電隔離模塊，實(shí)現(xiàn)完全電氣隔離的CAN接口/PCI控制電路，抗干擾能力 強(qiáng)，是一款硬件上更穩(wěn)定、更可靠并且軟件函數(shù)接口更合理的CAN接口卡。
PCI-9820非智能CAN接口卡產(chǎn)品提供強(qiáng)大的軟件支持，其中包括測(cè)試工 具、多語言版本的簡(jiǎn)單應(yīng)用例程。軟件支持通用的ZLGVCI驅(qū)動(dòng)程序接口， 可進(jìn)行軟件上完全獨(dú)立的雙通道CAN相關(guān)操作，適合于不同層次的開發(fā)人員 在VC十+、 VB、 Delphi和€++8^1€^等開發(fā)環(huán)境下進(jìn)行設(shè)計(jì)應(yīng)用。另外，該
8系列接口卡還支持高層協(xié)議的驅(qū)動(dòng)程序庫接口，比如CANopen、 DeviceNET 等，實(shí)現(xiàn)CAN-bus在高層協(xié)議中的應(yīng)用。
PCI-9820非智能CAN接口卡可與ZLGCANTest通用CAN-bus測(cè)試軟件 連接運(yùn)行，執(zhí)行CAN-bus總線數(shù)據(jù)的接收、發(fā)送測(cè)試任務(wù)，是實(shí)現(xiàn)CAN-bus 產(chǎn)品開發(fā)、數(shù)據(jù)分析的得力工具。
本實(shí)用新型的工作流程為當(dāng)有隔離開關(guān)操作申請(qǐng)時(shí)，操作人員通過上位 機(jī)制作非接觸式司機(jī)卡和批復(fù)卡，即由管理員直接將接觸式司機(jī)卡信息讀入， 并制作成非接觸式司機(jī)卡(卡內(nèi)信息包含卡號(hào)、機(jī)車號(hào)、股道號(hào))或由管理員 錄入卡號(hào)、機(jī)車號(hào)、股道號(hào)等信息制成司機(jī)卡，并通過CAN總線將這些信息 傳輸?shù)叫枰M(jìn)行隔離開關(guān)操作的操作臺(tái)，并與非接觸式司機(jī)卡內(nèi)的信息進(jìn)行比 較，相同后才能操作隔離開關(guān)；同時(shí)為監(jiān)護(hù)人員制作批復(fù)卡(卡內(nèi)信息包含卡 號(hào)、監(jiān)護(hù)人員姓名等信息)。操作人員通過刷卡輸入機(jī)車臺(tái)數(shù)、卡號(hào)、機(jī)車號(hào)， 然后進(jìn)行分合閘請(qǐng)求，等待遠(yuǎn)程或就近監(jiān)護(hù)人員授權(quán)，授權(quán)通過后，操作人員 才能有效按壓相應(yīng)的分合閘按鈕，這時(shí)電機(jī)機(jī)構(gòu)啟動(dòng)，直至分合閘到位。地桿 歸位盒在分閘到位時(shí)得到開鎖條件，此時(shí)，操作人員欲取出地桿只需按壓盒上 開鎖按鈕即可，取出地桿后應(yīng)按規(guī)范要求將地桿掛接在接觸網(wǎng)上，分閘后，系 統(tǒng)在待機(jī)狀態(tài)可輸入其它登頂作業(yè)人員的工號(hào)，并進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，合閘時(shí)，系統(tǒng)首 先須進(jìn)行登頂作業(yè)人員檢査，如登頂及下頂作業(yè)人員的人數(shù)和身份不符合，則 拒絕合閘申請(qǐng)，滿足后，系統(tǒng)檢查接地桿是否歸位鎖閉，沒有歸位鎖閉，則通 過電器聯(lián)鎖，不可能合閘，系統(tǒng)軟件也拒絕進(jìn)行合閘申請(qǐng)，接地桿歸位鎖閉后， 滿足合閘條件，方可進(jìn)行合閘申請(qǐng)進(jìn)行合閘。分閘后，隔離防護(hù)信號(hào)燈顯示禁 止通過信號(hào)，以防止其他機(jī)車帶電闖入；合閘后，隔離防護(hù)信號(hào)燈顯示允許通 過信號(hào)，允許其他機(jī)車駛?cè)?。?duì)于車頂作業(yè)時(shí)接地桿是否按要求掛接、機(jī)車是 否升降弓和車頂人員情況、隔離開關(guān)觸指的接觸狀態(tài)等其他情況，操作人員仍 需人工予以確認(rèn)。
如上所述，便可較好的實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型。
權(quán)利要求1、一種機(jī)務(wù)段隔離開關(guān)控制系統(tǒng)，主要由操作臺(tái)及繼電器箱構(gòu)成，其特征在于，該機(jī)務(wù)段隔離開關(guān)控制系統(tǒng)還包括有上位機(jī)及執(zhí)行機(jī)構(gòu)，所述的操作臺(tái)的數(shù)量為一個(gè)及其一個(gè)以上，且每個(gè)操作臺(tái)的輸出端都依次經(jīng)繼電器箱與執(zhí)行機(jī)構(gòu)的輸入端相連，同時(shí)每個(gè)操作臺(tái)的輸入端都與上位機(jī)相連。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種機(jī)務(wù)段隔離開關(guān)控制系統(tǒng)，其特征在于， 所述的上位機(jī)由工控機(jī)、PCI—CAN通訊卡、大屏幕顯示器、讀寫器以及輸入 設(shè)備組成，所述的PCI—CAN通訊卡、大屏幕顯示器、讀寫器以及輸入設(shè)備 均分別與工控機(jī)相連，PCI—CAN通訊卡還與所述的操作臺(tái)相連。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種機(jī)務(wù)段陽離開關(guān)控制系統(tǒng)，其特征在于， 所述的操作臺(tái)由操作亭、按鈕、隔離開關(guān)微機(jī)操縱裝置及絕緣蹬踏組成，所述 的隔離開關(guān)微機(jī)操縱裝置及按鈕均安裝在操作亭上，該操作亭則固定在絕緣蹬 踏上面。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種機(jī)務(wù)段隔離開關(guān)控制系統(tǒng)，其特征在于， 所述的隔離開關(guān)微機(jī)操縱裝置由單片機(jī)、RS232光纖調(diào)制解調(diào)器、實(shí)時(shí)時(shí)鐘電 路、按鈕電路、DC-DC轉(zhuǎn)換電路，以及均與單片機(jī)相連的VFD顯示器、雙路 CAN隔離接口電路I 、雙路CAN隔離接口電路II、 AC-DC轉(zhuǎn)換器、RS232 電路、鐵電存儲(chǔ)器、鍵盤電路及MFR模塊組成，所述的AC-DC轉(zhuǎn)換器還分 別與雙路CAN隔離接口電路II、 DC-DC轉(zhuǎn)換電路、實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路、RS232電 路、RS232光纖調(diào)制解調(diào)器及鐵電存儲(chǔ)器相連，所述的鐵電存儲(chǔ)器還與鍵盤電 路相連，鍵盤電路還與MFR模塊相連，所述的DC-DC轉(zhuǎn)換電路還與按鈕電 路相連，雙路CAN隔離接口電路II還與雙路CAN隔離接口電路I相連。
5、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種機(jī)務(wù)段隔離開關(guān)控制系統(tǒng)，其特征在于， 所述的讀寫器為非接觸式IC卡讀寫器或接觸式IC卡讀寫器。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種機(jī)務(wù)段隔離開關(guān)控制系統(tǒng)，其特征在于， 所述的執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括電動(dòng)機(jī)構(gòu)及地桿歸位盒，且該電動(dòng)機(jī)構(gòu)和地桿歸位盒均直 接與繼電器箱相連。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種機(jī)務(wù)段隔離開關(guān)控制系統(tǒng)，其特征在于，所述的所有操作臺(tái)均通過CAN總線與上位機(jī)相連。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種機(jī)務(wù)段隔離開關(guān)控制系統(tǒng)，其特征在于， 所述的每個(gè)操作臺(tái)與繼電器箱之間均通過光纖相連。
9、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種機(jī)務(wù)段隔離開關(guān)控制系統(tǒng)，其特征在于，所述的單片機(jī)還連接有蜂鳴器。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種機(jī)務(wù)段隔離開關(guān)控制系統(tǒng)，主要由操作臺(tái)及繼電器箱構(gòu)成，其特征在于，該機(jī)務(wù)段隔離開關(guān)控制系統(tǒng)還包括有上位機(jī)及執(zhí)行機(jī)構(gòu)，所述的操作臺(tái)的數(shù)量為一個(gè)及其一個(gè)以上，且每個(gè)操作臺(tái)的輸出端都依次經(jīng)繼電器箱與執(zhí)行機(jī)構(gòu)的輸入端相連，同時(shí)每個(gè)操作臺(tái)的輸入端都與上位機(jī)相連。本實(shí)用新型不僅能有效的克服傳統(tǒng)的隔離開關(guān)控制系統(tǒng)中存在雷害、頂電事故等嚴(yán)重缺陷，而且還能對(duì)股道實(shí)現(xiàn)一對(duì)一模式的控制，能很好的滿足客戶的需求。
文檔編號(hào)G05B19/042GK201343031SQ200820223740
公開日2009年11月11日 申請(qǐng)日期2008年12月25日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月25日
發(fā)明者何鴻云, 雁 徐, 李家武, 段云波, 劍 鐘 申請(qǐng)人:成都運(yùn)達(dá)創(chuàng)新科技有限公司