专利名称：一种机务段隔离开关控制系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种机务段的控制系统，具体是指机务段隔离开关控制系统。
背景技术：
目前，所有的电力机车(动车组)每天运行回库后都必须在段内进行整备 作业，即在将电力机车与电网断开以后，检修作业人员在电力机车车顶对该电 力机车进行各种检修和保养，因此，如何确保登顶检修作业人员的人身安全和 设备安全便是非常关键的问题。
在传统的整备作业中，对机务段整备场车顶作业区的隔离开关的分闸与合 闸均采用人工方式并由监护员监护的方法进行分合闸，安全保障完全依赖作业 人员的责任意识和工作状态，稍有不慎，便会酿发事故。因此，采用这种传统 的方式不仅会消耗大量的人力和物力，甚至还会对检修作业人员的生命安全构 成极大的威胁。
随着技术的发展，采用电路和微机联锁的方法来规范隔离开关的分闸与合 闸操作，便成了防范隔离开关作业事故的有效途径之一，并为广大的用户所接 受。为此，市面上出现了一系列的隔离开关控制设备，但是当这些隔离开关控
制设备在机务段投入使用后，却发现还存在诸如雷害、顶电事故以及接触式ic
卡机械寿命等很严重的缺陷，这些缺陷会对隔离开关控制设备造成极大的损
坏；同时，用户又提出了隔离开关控制设备中的操作台需要对股道的控制实行 一对一模式的要求，而目前的隔离开关控制设备却无法很好的做到这一点。因 此，目前的隔离开关控制设备不仅存在严重的安全隐患，而且也不能很好的满 足用户的需求。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服上述现有技术的缺陷和不足，提供一种机务段 隔离开关控制系统，该控制系统不仅能有效的克服传统的隔离开关控制系统中 存在雷害、顶电事故等严重缺陷，而且还能对股道实现一对一模式的控制，能 很好的满足客户的需求。
本实用新型的目的通过下述技术方案实现 一种机务段隔离开关控制系 统，主要由操作台及继电器箱构成，该机务段隔离开关控制系统还包括有上位 机及执行机构，所述的操作台的数量为一个及其一个以上，且每个操作台的输 出端都依次经继电器箱与执行机构的输入端相连，同时每个操作台的输入端都 与上位机相连。
所述的上位机由工控机、PCI—CAN通讯卡、大屏幕显示器、读写器以及 输入设备组成，所述的PCI—CAN通讯卡、大屏幕显示器、读写器以及输入 设备均分别与工控机相连，PCI—CAN通讯卡还与所述的操作台相连。
所述的操作台由操作亭、按钮、隔离开关微机操纵装置及绝缘蹬踏组成， 所述的隔离开关微机操纵装置及按钮均安装在操作亭上，该操作亭则固定在绝 缘蹬踏上面。
所述的隔离开关微机操纵装置由单片机、RS232光纤调制解调器、实时时 钟电路、按钮电路、DC-DC转换电路，以及均与单片机相连的VFD显示器、 双路CAN隔离接口电路I 、双路CAN隔离接口电路II 、AC-DC转换器、RS232 电路、铁电存储器、键盘电路及MFR模块组成，所述的AC-DC转换器还分 别与双路CAN隔离接口电路II、 DC-DC转换电路、实时时钟电路、RS232电 路、RS232光纤调制解调器及铁电存储器相连，所述的铁电存储器还与键盘电 路相连，键盘电路还与MFR模块相连，所述的DC-DC转换电路还与按钮电 路相连，双路CAN隔离接口电路II还与双路CAN隔离接口电路I相连。 所述的读写器为非接触式IC卡读写器或接触式IC卡读写器。 所述的执行机构包括电动机构及地杆归位盒，且该电动机构和地杆归位盒
5均直接与继电器箱相连。
所述的所有操作台均通过CAN总线与上位机相连。 所述的每个操作台与继电器箱之间均通过光纤相连。 本实用新型与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果-
(1) 本实用新型不仅采用了层次结构及功能模块化设计，能够使本系统 的硬件实现智能化、模块化和标准化以及对股道实现一对一模式的控制，而且 还采用了高可靠性设计和故障-安全技术，能够确保本系统符合故障-安全原 则，可靠性指标及故障-安全指标达到有关部标规定；
(2) 由于本实用新型采用了工业现场网络(CAN总线)控制技术和光纤 通信技术，从而使得本系统具有通信距离远，数据传输速度快，电气隔离，抗 干扰能力强等特点；
(3) 本实用新型采用了新的防雷措施和地杆归位盒，能有效的克服传统 的隔离开关控制系统中存在雷害、顶电事故等严重缺陷；
(4) 本系统中的上位机采用闭环回路控制的程序设计来提高软件模块的 稳定性，并具有自检测，自诊断功能，同时，本系统还实现了联锁功能，操作 采用授权的方式，能进一步的保证检修技术员的生命安全。
图1为本实用新型的整体结构示意图； 图2为本实用新型的操作台机构示意图； 图3为本实用新型的隔离开关微机操纵装置结构示意图； 图4为本实用新型的上位机内部结构示意图。
具体实施方式
下面结合实施例及附图，对本实用新型作进一步地的详细说明，但本实用 新型的实施方式不限于此。 实施例
如图1所示，该上位机用于实现本系统的调度集中、调度监督、DMIS (调度系统)等功能，同时该上位机还与分布在不同股道旁的操作台相连接，并通 过非接触式IC卡读写器或接触式IC卡读写器读取司机信息、机车信息，通过
TIMS (Tra伍c Management Information System铁路运输管理信息系统)系统 获得机车或是管理员录入占用股道信息后，将这些信息写入非接触式IC卡生 成司机卡和批复卡，同时将这些信息通过CAN总线发送到操作台，以便与非 接触式IC卡的司机卡、批复卡进行信息核对正确后方能操纵隔离开关。
为了对股道一对一进行控制，这些操作台均通过CAN总线与上位机相连。 通过该CAN总线，不仅使得操作台的设置不受股道位置的限制，而且在以后 需要增加或减少操作台时，只需要在股道边安装操作台即可，从而大大的降低 了新增操作台时的工作量。
每个操作台的输出端都通过光纤与一个继电器箱的输入端相连，同时继电 器箱的输出端则直接与执行机构相连，以使每个操作台发出的分闸或合闸指令 经过继电器箱以后直接作用到执行机构。为了确保操作台及整个控制系统的正 常运行，防止雷害和顶电事故，为每个操作台所提供的220V交流电源都采用 了新的防雷措施。所述的执行机构用于执行操作台发出的分闸或合闸指令，该 执行机构包括有电动机构及地杆归位盒，其中，电动机构及地杆归位盒均直接 与继电器箱连接。
如图2所示，所述的操作台是本系统的核心监测和控制设备，它包括操作 亭、按钮、隔离开关微机操纵装置及绝缘登踏。操作台安装位置以距相邻股道 两隔离开关操作电动机构IO米以为宜，并满足铁路限界要求。隔离开关微机 操纵装置及分合闸按钮均设置在操作亭上，该操作亭固定在绝缘蹬踏上面。为 了方便操作，该操作亭可以制作成普通的电话亭形状，也可以制作成其他的形 状。
所述的隔离开关微机操纵装置的结构如图3所示，主要由单片机、RS232 光纤调制解调器、实时时钟电路、按钮电路、DC-DC转换电路，以及均与单 片机相连的VFD显示器、双路CAN隔离接口电路I 、双路CAN隔离接口电路II、 AC-DC转换器、RS232电路、铁电存储器、键盘电路及MFR模块组成。 同时，所述的AC-DC转换器还分别与双路CAN隔离接口电路II、 DC-DC转 换电路、实时时钟电路、RS232电路、RS232光纤调制解调器及铁电存储器相 连，所述的铁电存储器还与键盘电路相连，键盘电路还与MFR模块相连，所 述的DC-DC转换电路还与按钮电路相连，双路CAN隔离接口电路II还与双 路CAN隔离接口电路I相连。双路CAN隔离接口电路I同双路CAN隔离接 口电路II为完全相同的电路，而单片机则采用DsPIC30伤012a型单片机或其他 具有相同功能的单片机。为了能及时的提供报警功能，该单片机还连接有一个 蜂鸣器。
图4为上位机的内部结构示意图，主要由工控机、PCI—CAN通讯卡、大 屏幕显示器、读写器以及输入设备组成。其中，PCI—CAN通讯卡、大屏幕显 示器、读写器以及输入设备均分别与工控机相连，PCI—CAN通讯卡则与操作 台相连。为了便于信息的读取，该读写器采用ICCUR—100 (B)通用型读写 器及感应式IC卡读写器。同时，为了实现人机对话，该输入设备则采用普通 的键盘和鼠标。
所述的PCI—CAN通讯卡采用PCI-9820非智能CAN接口卡。该接口卡 是一款高性能价格比的CAN-bus总线通讯适配卡，集成2路电气隔离的CAN 通道，使PC机方便地连接到CAN总线，实现CAN2.0B协议的数据通讯。
PCI-9820非智能CAN接口卡采用PLX公司的PCI接口芯片设计，即插 即用，符合PCI2.1规范。PCI-9820接口卡采用SMD表面安装技术，板上集 成光电隔离模块，实现完全电气隔离的CAN接口/PCI控制电路，抗干扰能力 强，是一款硬件上更稳定、更可靠并且软件函数接口更合理的CAN接口卡。
PCI-9820非智能CAN接口卡产品提供强大的软件支持，其中包括测试工 具、多语言版本的简单应用例程。软件支持通用的ZLGVCI驱动程序接口， 可进行软件上完全独立的双通道CAN相关操作，适合于不同层次的开发人员 在VC十+、 VB、 Delphi和€++8^1€^等开发环境下进行设计应用。另外，该
8系列接口卡还支持高层协议的驱动程序库接口，比如CANopen、 DeviceNET 等，实现CAN-bus在高层协议中的应用。
PCI-9820非智能CAN接口卡可与ZLGCANTest通用CAN-bus测试软件 连接运行，执行CAN-bus总线数据的接收、发送测试任务，是实现CAN-bus 产品开发、数据分析的得力工具。
本实用新型的工作流程为当有隔离开关操作申请时，操作人员通过上位 机制作非接触式司机卡和批复卡，即由管理员直接将接触式司机卡信息读入， 并制作成非接触式司机卡(卡内信息包含卡号、机车号、股道号)或由管理员 录入卡号、机车号、股道号等信息制成司机卡，并通过CAN总线将这些信息 传输到需要进行隔离开关操作的操作台，并与非接触式司机卡内的信息进行比 较，相同后才能操作隔离开关；同时为监护人员制作批复卡(卡内信息包含卡 号、监护人员姓名等信息)。操作人员通过刷卡输入机车台数、卡号、机车号， 然后进行分合闸请求，等待远程或就近监护人员授权，授权通过后，操作人员 才能有效按压相应的分合闸按钮，这时电机机构启动，直至分合闸到位。地杆 归位盒在分闸到位时得到开锁条件，此时，操作人员欲取出地杆只需按压盒上 开锁按钮即可，取出地杆后应按规范要求将地杆挂接在接触网上，分闸后，系 统在待机状态可输入其它登顶作业人员的工号，并进行统计，合闸时，系统首 先须进行登顶作业人员检査，如登顶及下顶作业人员的人数和身份不符合，则 拒绝合闸申请，满足后，系统检查接地杆是否归位锁闭，没有归位锁闭，则通 过电器联锁，不可能合闸，系统软件也拒绝进行合闸申请，接地杆归位锁闭后， 满足合闸条件，方可进行合闸申请进行合闸。分闸后，隔离防护信号灯显示禁 止通过信号，以防止其他机车带电闯入；合闸后，隔离防护信号灯显示允许通 过信号，允许其他机车驶入。对于车顶作业时接地杆是否按要求挂接、机车是 否升降弓和车顶人员情况、隔离开关触指的接触状态等其他情况，操作人员仍 需人工予以确认。
如上所述，便可较好的实现本实用新型。
权利要求1、一种机务段隔离开关控制系统，主要由操作台及继电器箱构成，其特征在于，该机务段隔离开关控制系统还包括有上位机及执行机构，所述的操作台的数量为一个及其一个以上，且每个操作台的输出端都依次经继电器箱与执行机构的输入端相连，同时每个操作台的输入端都与上位机相连。
2、 根据权利要求1所述的一种机务段隔离开关控制系统，其特征在于， 所述的上位机由工控机、PCI—CAN通讯卡、大屏幕显示器、读写器以及输入 设备组成，所述的PCI—CAN通讯卡、大屏幕显示器、读写器以及输入设备 均分别与工控机相连，PCI—CAN通讯卡还与所述的操作台相连。
3、 根据权利要求1所述的一种机务段陽离开关控制系统，其特征在于， 所述的操作台由操作亭、按钮、隔离开关微机操纵装置及绝缘蹬踏组成，所述 的隔离开关微机操纵装置及按钮均安装在操作亭上，该操作亭则固定在绝缘蹬 踏上面。
4、 根据权利要求3所述的一种机务段隔离开关控制系统，其特征在于， 所述的隔离开关微机操纵装置由单片机、RS232光纤调制解调器、实时时钟电 路、按钮电路、DC-DC转换电路，以及均与单片机相连的VFD显示器、双路 CAN隔离接口电路I 、双路CAN隔离接口电路II、 AC-DC转换器、RS232 电路、铁电存储器、键盘电路及MFR模块组成，所述的AC-DC转换器还分 别与双路CAN隔离接口电路II、 DC-DC转换电路、实时时钟电路、RS232电 路、RS232光纤调制解调器及铁电存储器相连，所述的铁电存储器还与键盘电 路相连，键盘电路还与MFR模块相连，所述的DC-DC转换电路还与按钮电 路相连，双路CAN隔离接口电路II还与双路CAN隔离接口电路I相连。
5、 根据权利要求2所述的一种机务段隔离开关控制系统，其特征在于， 所述的读写器为非接触式IC卡读写器或接触式IC卡读写器。
6、 根据权利要求1所述的一种机务段隔离开关控制系统，其特征在于， 所述的执行机构包括电动机构及地杆归位盒，且该电动机构和地杆归位盒均直 接与继电器箱相连。
7、 根据权利要求1所述的一种机务段隔离开关控制系统，其特征在于，所述的所有操作台均通过CAN总线与上位机相连。
8、 根据权利要求1所述的一种机务段隔离开关控制系统，其特征在于， 所述的每个操作台与继电器箱之间均通过光纤相连。
9、 根据权利要求4所述的一种机务段隔离开关控制系统，其特征在于，所述的单片机还连接有蜂鸣器。
专利摘要本实用新型公开了一种机务段隔离开关控制系统，主要由操作台及继电器箱构成，其特征在于，该机务段隔离开关控制系统还包括有上位机及执行机构，所述的操作台的数量为一个及其一个以上，且每个操作台的输出端都依次经继电器箱与执行机构的输入端相连，同时每个操作台的输入端都与上位机相连。本实用新型不仅能有效的克服传统的隔离开关控制系统中存在雷害、顶电事故等严重缺陷，而且还能对股道实现一对一模式的控制，能很好的满足客户的需求。
文档编号G05B19/042GK201343031SQ200820223740
公开日2009年11月11日 申请日期2008年12月25日 优先权日2008年12月25日
发明者何鸿云, 雁 徐, 李家武, 段云波, 剑 钟 申请人:成都运达创新科技有限公司