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摘要：介绍了一种基于PLC控制技术的新0176型厂房信号控制装置，便于与现场其他自动化设备联锁，提高厂区内整体的自动化、智能化水平。设备装置符合厂矿铁路信号设计规范，符合故障导向安全原则。
关键字：PLC；厂房信号；控制
中图分类号：TN911.7 文献标识码：A文章编号：
Abstract: The paper introduces a new type of the plant signal control device whitch bases on PLC control technology, easy to implement interlock with field automation equipment and to improve the overall area of the plant automation and intelligent level. The equipment device complies with the factories and mines railway signal design specification, conforms to fault-oriented safety principles.
Keywords: PLC; plant signal; control
0. 引言
廠房信号是厂矿企业铁路中机车出入厂房、车间等生产现场的指示信号，与
车间生产运输有着重要的联系。中冶京诚自主研发的PLC控制厂房信号装置适用于厂矿企业等工业生产环境，满足生产工艺及现场作业要求。
作为保障机车安全进出厂房内作业必不可少的技术手段，目前已有的电气式继电器厂房信号，不能适应一些企业提出实施一体化控制方式的要求，包括进出厂房大门增加电动卷帘门、大门口增加进出车警报器、接近区段设置计轴电路等接口电路控制。基于PLC控制的厂房信号装置的研制改进了传统的继电器控制方式，便于与现场其他自动化设备联锁，提高厂区整体的自动化、智能化水平。设备装置符合厂矿铁路信号设计规范，符合故障导向安全原则；同时在接口方式上更加多样化和灵活，容易实现积木式组合，做到控制安全可靠、操作简单方便、可视性强等。
厂房信号控制装置设计由控制程序软件及设备硬件组成，包括控制程序软件设计、系统设备硬件设计及设备装置外围接口电路设计。
1. PLC控制厂房信号装置软件设计
PLC控制厂房信号装置软件设计由PLC控制器程序组成，主要完成信息显示、
按钮操作、驱动厂房内外信号机点灯电路及与其他设备联锁控制等功能。
设计中采用的PLC控制器为西门子公司S7-200系列可编程控制器，其工作性能满足现场环境要求。控制程序软件的开发在西门子提供的STEP 7-MicroWIN开发平台下设计。控制程序设计尽量采用面向过程的程序设计思想，主要由如下子程序部分组成。
1.1 主程序Main
主程序是程序执行的开始位置，PLC循环扫描主程序，经主程序对其他各功能子程序的调用，完成所需的控制任务。下图所示为主要主程序梯形图程序语句。
图1.1PLC控制器主程序图
1.2 输入采集子程序Input
厂房内外的相关状态信息通过输入采集接口被PLC控制器接收，经过内部信号转换后，交由PLC处理，为控制程序的下一步处理做好准备。
输入采集的状态信号主要有按键操作状态、信号机点灯状态、灯丝状态及与室外轨道电路的接口信号状态等。下图所示为部分输入采样信号处理梯形图程序。
图1.2PLC控制器输入采样处理程序图
1.3 输出驱动子程序Output
厂房信号机的开放与关闭由输出信号驱动。本设计中采用了动态脉冲驱动硬件机构完成对信号机的控制任务。因此，输出点采用定时器实现脉冲输出功能，完成驱动任务。下图所示为部分输出驱动梯形图程序图。
图1.3PLC控制器输出驱动程序图
2. PLC控制厂房信号装置硬件设计
PLC控制厂房信号装置由PLC控制器、TD400C显示屏、操作按钮及其他控制
电路组成，其系统结构框图如下图2.1所示。
图2.1PLC控制厂房信号装置系统图
2.1 PLC控制器
本设计中采用西门子公司S7-200系列PLC可编程控制器，它具备有强大的指令集、丰富的通讯功能及易用的编程软件，可以满足各种设备的自动化控制需求。
设计中，将输入及输出接口电路接入PLC控制器，完成对现场联锁关系的执行，实现机车进出厂房的作业需求，保障其安全。
2.2 TD400C显示接口模块
TD 设备是一种低成本的人机界面（HMI），使操作员或用户能够与应用程序进行交互。S7-200 TD 设备是一种小型紧凑型设备，为与 S7-200 CPU 进行界面连接提供了必需的组件。
设计中采用的TD400C显示模块作为现场设备操作人员的接口界面，提供操作信息及现场信号设备的工作状态。
2.3 动态电路
厂房信号机的控制电路采用动静变换电路技术，PLC以一定的脉冲频率驱动动静控制电路，该电路将动态信号转变为静态信号输出，从而驱动铁路专用安全型继电器工作，实现对厂房信号机电路的控制。
该技术较传统电气控制技术有很大优势，可提高安全防护的等级，符合铁路行业的故障导向安全原则。
2.4 其他接口电路
PLC控制厂房信号装置可实现与其他控制装置的联锁要求，比如进出厂房处的卷帘门控制，厂房附近的轨道电路状态检查及与厂区内车站联锁系统的联锁控制等。该处的接口电路设计可满足相应的联锁要求。
3. 结束语
传统的继电器控制厂房信号装置功能单一，安全性能低，已经不能满足厂矿企业铁路厂房内的自动化作业要求。基于PLC控制的厂房信号装置适应了我国厂矿企业自动化发展水平，提高了机车出入厂房的作业效率，实现了与现场其他自动化设备的联锁，提升了铁路运输的自动化程度；采用成熟的PLC编程技术和动静结合电路技术，符合厂矿铁路信号设计规范和故障导向安全原则，保障了机车出入作业的安全性；接口标准化和功能模块化，便于与其他系统相结合，实现更加强大的功能，具有良好的市场应用前景。
参考文献：
[1] 郭进.铁路信号基础.北京:中国铁道出版社,2010.
[2] 杨世武.铁路信号电磁兼容技术.北京:中国铁道出版社,2010.
[3] 赵志熙.车站信号控制系统.北京:中国铁道出版社,2009.
[4] 赵志熙.计算机联锁系统技术.北京:中国铁道出版社,1999.
[5] S7-200可编程序控制器 系统手册.
关键字：PLC；厂房信号；控制
中图分类号：TN911.7 文献标识码：A文章编号：
Abstract: The paper introduces a new type of the plant signal control device whitch bases on PLC control technology, easy to implement interlock with field automation equipment and to improve the overall area of the plant automation and intelligent level. The equipment device complies with the factories and mines railway signal design specification, conforms to fault-oriented safety principles.
Keywords: PLC; plant signal; control
0. 引言
廠房信号是厂矿企业铁路中机车出入厂房、车间等生产现场的指示信号，与
车间生产运输有着重要的联系。中冶京诚自主研发的PLC控制厂房信号装置适用于厂矿企业等工业生产环境，满足生产工艺及现场作业要求。
作为保障机车安全进出厂房内作业必不可少的技术手段，目前已有的电气式继电器厂房信号，不能适应一些企业提出实施一体化控制方式的要求，包括进出厂房大门增加电动卷帘门、大门口增加进出车警报器、接近区段设置计轴电路等接口电路控制。基于PLC控制的厂房信号装置的研制改进了传统的继电器控制方式，便于与现场其他自动化设备联锁，提高厂区整体的自动化、智能化水平。设备装置符合厂矿铁路信号设计规范，符合故障导向安全原则；同时在接口方式上更加多样化和灵活，容易实现积木式组合，做到控制安全可靠、操作简单方便、可视性强等。
厂房信号控制装置设计由控制程序软件及设备硬件组成，包括控制程序软件设计、系统设备硬件设计及设备装置外围接口电路设计。
1. PLC控制厂房信号装置软件设计
PLC控制厂房信号装置软件设计由PLC控制器程序组成，主要完成信息显示、
按钮操作、驱动厂房内外信号机点灯电路及与其他设备联锁控制等功能。
设计中采用的PLC控制器为西门子公司S7-200系列可编程控制器，其工作性能满足现场环境要求。控制程序软件的开发在西门子提供的STEP 7-MicroWIN开发平台下设计。控制程序设计尽量采用面向过程的程序设计思想，主要由如下子程序部分组成。
1.1 主程序Main
主程序是程序执行的开始位置，PLC循环扫描主程序，经主程序对其他各功能子程序的调用，完成所需的控制任务。下图所示为主要主程序梯形图程序语句。
图1.1PLC控制器主程序图
1.2 输入采集子程序Input
厂房内外的相关状态信息通过输入采集接口被PLC控制器接收，经过内部信号转换后，交由PLC处理，为控制程序的下一步处理做好准备。
输入采集的状态信号主要有按键操作状态、信号机点灯状态、灯丝状态及与室外轨道电路的接口信号状态等。下图所示为部分输入采样信号处理梯形图程序。
图1.2PLC控制器输入采样处理程序图
1.3 输出驱动子程序Output
厂房信号机的开放与关闭由输出信号驱动。本设计中采用了动态脉冲驱动硬件机构完成对信号机的控制任务。因此，输出点采用定时器实现脉冲输出功能，完成驱动任务。下图所示为部分输出驱动梯形图程序图。
图1.3PLC控制器输出驱动程序图
2. PLC控制厂房信号装置硬件设计
PLC控制厂房信号装置由PLC控制器、TD400C显示屏、操作按钮及其他控制
电路组成，其系统结构框图如下图2.1所示。
图2.1PLC控制厂房信号装置系统图
2.1 PLC控制器
本设计中采用西门子公司S7-200系列PLC可编程控制器，它具备有强大的指令集、丰富的通讯功能及易用的编程软件，可以满足各种设备的自动化控制需求。
设计中，将输入及输出接口电路接入PLC控制器，完成对现场联锁关系的执行，实现机车进出厂房的作业需求，保障其安全。
2.2 TD400C显示接口模块
TD 设备是一种低成本的人机界面（HMI），使操作员或用户能够与应用程序进行交互。S7-200 TD 设备是一种小型紧凑型设备，为与 S7-200 CPU 进行界面连接提供了必需的组件。
设计中采用的TD400C显示模块作为现场设备操作人员的接口界面，提供操作信息及现场信号设备的工作状态。
2.3 动态电路
厂房信号机的控制电路采用动静变换电路技术，PLC以一定的脉冲频率驱动动静控制电路，该电路将动态信号转变为静态信号输出，从而驱动铁路专用安全型继电器工作，实现对厂房信号机电路的控制。
该技术较传统电气控制技术有很大优势，可提高安全防护的等级，符合铁路行业的故障导向安全原则。
2.4 其他接口电路
PLC控制厂房信号装置可实现与其他控制装置的联锁要求，比如进出厂房处的卷帘门控制，厂房附近的轨道电路状态检查及与厂区内车站联锁系统的联锁控制等。该处的接口电路设计可满足相应的联锁要求。
3. 结束语
传统的继电器控制厂房信号装置功能单一，安全性能低，已经不能满足厂矿企业铁路厂房内的自动化作业要求。基于PLC控制的厂房信号装置适应了我国厂矿企业自动化发展水平，提高了机车出入厂房的作业效率，实现了与现场其他自动化设备的联锁，提升了铁路运输的自动化程度；采用成熟的PLC编程技术和动静结合电路技术，符合厂矿铁路信号设计规范和故障导向安全原则，保障了机车出入作业的安全性；接口标准化和功能模块化，便于与其他系统相结合，实现更加强大的功能，具有良好的市场应用前景。
参考文献：
[1] 郭进.铁路信号基础.北京:中国铁道出版社,2010.
[2] 杨世武.铁路信号电磁兼容技术.北京:中国铁道出版社,2010.
[3] 赵志熙.车站信号控制系统.北京:中国铁道出版社,2009.
[4] 赵志熙.计算机联锁系统技术.北京:中国铁道出版社,1999.
[5] S7-200可编程序控制器 系统手册.