在我国北方高寒地区,存在严重的冬季积雪问题,尤其是集通铁路线所在的内蒙古高原腹地,冬季地面经常形成较厚的积雪。自然降雪加上风吹雪(白毛风)肆虐经常导致铁路道岔运转失灵、不能密贴和与道床冻结在一起等故障,成为了铁路系统冬季面临的主要设备问题之一。在国民经济高速发展的背景下,尤其是受内蒙古地区日益发达的工农业、采矿业、旅游业的影响,使得集通线具有快速增长的客货运量。但与日益增长的运量不匹配的是,集通线依然使用的是相对原始的作业人员上道扫雪和人工喷洒融雪剂的方式进行道岔除雪,存在效率低,人工成本高、作业人员人身安全得不到保障等弊端,寻求一种具有高自动化、高效率的道岔融雪系统十分必要。综合比较来说,电加热融雪系统施工工程量较小,且后期维护保养成本较低。符合铁路设备向自动化、智能化方向发展的使用需求。所以集通线选用电加热式的道岔融雪方式作为出发点进行研究和设计。目前道岔融雪系统的实际应用中,以采用隔离继电器来控制加热原件的方式为主,在应用中存在诸多问题,如:低温情况下设备自动开启,造成能源浪费;系统启停频繁,缩短了加热元件的使用寿命;采集到降雪信号系统才能开启,缺乏有效的降雪预防机制;温度控制模块精度较低,误差大等。为了解决上述问题,本文结合集通线实际做了细致的需求分析,将自动化控制、实时监控以及信息采集作为研究重点,通过运用PID控制方法实现道岔融雪的智能化、高效化、节能化。根据系统的工作流程将道岔融雪系统分为了四个层级,对设计并实现各层级和模块的方法进行了论述。系统可以根据气象站的天气预测信息和现场的实际气象条件提前做出判断,使系统始终在准备状态,根据不同的天气状况快速准确的投入到融雪工作中;整个控制系统采用了PID控制作为系统的核心控制逻辑,温度控制PID算法设计保证了系统快速、稳定的运行;系统的最重要组成部分执行机构——智能加热模块方面,采用周波发生器控制可控硅通断频率来实现对加热元器件的加热效率控制,从而达到控制准确,反应迅速,节能的目的,同时也还能减少频繁启停,延长设备使用寿命。考虑到集通铁路当前的道岔融雪要求,该系统的负载能力可以满足使用需求,而且提供了可扩展空间。