专利名称：一种电动脱轨器控制器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种基于现场总线的射频IC卡读卡器的电动脱轨器控制器，用于控制铁路列检作业线前部与后部的电动脱轨器上脱与下脱，来保护列检作业人员人身安全。
背景技术：
脱轨器俗称铁鞋，它是使用时放在铁轨上，能把火车从铁轨上掀下来的装置。列检人员检车时常常需要钻到车轮下作业，如果这时有火车意外闯入，将会造成人身伤亡事故，因此需要在铁路作业线两端各安放一个脱轨器，其作用是出现意外进车时，能把火车掀下来，从而保护检车人员的人身安全。
我国目前在铁路列检作业上普遍使用活动脱轨器或基于按钮操作的电动脱轨器。
活动脱轨器由于经常需要搬动，因此重量比电动脱轨器要轻，可靠性系数不如电动脱轨器，而且经常发生检车员偷懒不使用活动脱轨器以及作业结束后容易忘记撤走脱轨器的情况。
基于按钮操作的电动脱轨器不能有效的保证操作者权限的限制，针对于铁路作业线设备分散，室外作业、闲杂人员多的特点，很难实现电动脱轨器的专人操作管理。
这两种脱轨器都存在着一定的安全隐患。一旦出现事故，后果将不堪设想。
实用新型内容为了克服以上两种操作方式的缺点，本实用新型目的是提供一种安全、可靠、耐用、易于管理的基于现场总线的射频IC卡读卡器的电动脱轨器控制器。
为了实现上述目的，本实用新型的技术方案包括一可编程逻辑控制器，内存有控制程序，构成控制器核心，通过其上的RS232通讯口与射频IC卡读卡器交换数据，通过其上的PROFIBUS DP总线与监控中心计算机通讯，通过其上的数字量输入接口与电动脱轨器到位信号检测装置及标志灯断线报警装置相连，检测电动脱轨器到位信号和标志灯状态，通过数字量输出接口及继电器控制电动脱轨器上脱与下脱。通过显示刷卡指示灯及标志灯状态(采用点阵式高亮发光二极管电路)；所述射频IC卡读卡器，为非接触式，采用直流24V电源，与可编程逻辑控制器通讯；
所述电动脱轨器到位信号检测装置由第一～二继电器组成，第一～二继电器线圈分别接电动脱轨器，第一～二继电器线圈的常开触点接至可编程逻辑控制器；第三～四继电器线圈接至可编程逻辑控制器，第一～二继电器线圈的常开触点与电动脱轨器相连。
所述标志灯断线报警装置由第五继电器、第七继电器、标志灯组成，第五继电器线圈一端接至可编程逻辑控制器，另一端串接并联的第七继电器线圈和标志灯，第六继电器线圈经第七继电器线圈的常开触点并联在串联的第五继电器线圈的常开触点和标志灯两端，第六继电器线圈的常开触点接可编程逻辑控制器数字量输入端口。
本实用新型外壳采用5mm厚钢板制成，在刷卡部位使用8mm厚电木板取代钢板以减小电磁屏蔽，增加刷卡灵敏度。
本实用新型具有如下优点1、本实用新型采用射频IC卡读卡器具有保密性好、专人专卡(便于管理)、控制器可密封(防尘防潮)的特点，大大增强了系统的安全性和设备可靠性。
2、采用西门子PROFIBUS DP总线方式，现场设备间连线极为简单，维护简便的同时降低了成本。现场总线的应用改变了列检作业对号字方式，由原来的人工对号字方式改为刷卡指示灯对号字方式，使列检作来不再受天气能见度的影响，大大提高了列检作业的可靠性和环境适应性。
3、刷卡指示灯取代原来的易坏的灯泡式结构，而采用耐用的点阵式高亮度发光二极管结构，即使坏几个发光管，也不影响整体显示。
4、由于标志灯是用于指示脱轨器的上脱状态的，一旦出故障将会造成火车司机看不清脱轨器状态而出现误闯作业车道事故。因此在电路中增加了断线检测电路，在标志灯出现故障时及时报警。
5、通过脱轨器位置检测电路能够实时监视脱轨器的位置，一旦出现脱轨器上脱不到位、下脱不到位、意外上脱、意外下脱等故障，能够及时报警并通过DP总线上传报警信息到总控制中心。
6、针对电气化铁路电压高(27500V)、电磁干扰大的特点，地灯控制器与现场设备间采用继电器隔离，地灯控制器与现场输入、输出信号采用独立电源供电，避免强电进入控制系统损坏设备并造成人员电击伤亡事故。
图1为本实用新型结构图。
图2为本实用新型电气原理图。
图3为本实用新型控制程序图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步详细说明。
如图1所示，本实用新型由以下四部分组成可编程逻辑控制器，用于控制输入，输出，通讯，为本实用新型的核心部分；射频IC卡读卡器，用于读入IC卡号等数据；刷卡指示灯，用于指示刷卡状态及列检作业对号字；由高亮度发光二极管阵列组成；继电器，用于实现现场设备(如标志灯HL3、电脱控制器)与本实用新型的电气隔离。
本实用新型电气原理图如图2所示，可编程逻辑控制器PLC，采用西门子S7-200PLC，内存有控制程序，通过其上的PROFIBUS DP接口与监控中心计算机通讯，通过其上的RS-232接口与射频IC卡读卡器通讯，通过其上的数字量输入接口经继电器检测电动脱轨器的到位信号和标志灯HL3的断线信号，通过其上的数字量输出接口控制电动脱轨器的上脱与下脱动作。射频IC卡读卡器为非接触式，并带有RS-232通讯接口，其天线发射功率大，最大刷卡距离可达100mm。第一～二刷卡指示灯LED1～LED2，采用高亮度发光二极管阵列，与可编程逻辑控制器PLC相连。继电器为直流24V供电，起到本实用新型与现场设备之间的隔离作用，可编程逻辑控制器、射频IC卡读卡器使用直流24V电源，而继电器、标志灯HL3等与现场设备连接的器件使用直流12V电源，这两个直流电源的交流侧采用隔离变压器进行隔离。
如图3所示，所述控制程序具体流程如下首先进行初始化，初始化主要完成通讯参数的设置，包括设置通讯波特率，奇偶校验，数据位，停止位等参数。然后读监控中心计算机通讯命令，如果有监控中心计算机命令，则按照通讯协议的规定判断监控中心计算机命令的类型，如果是脱轨器上脱或下脱命令，则执行脱轨器上脱或下脱操作，并分别监测脱轨器的到位信号；如果上脱或下脱到位信号不正确，则显示故障，并将故障状态发送到上传数据内存区中，经刷卡指示灯报警，在下一个通讯周期将数据上传到监控中心计算机上；如果上脱到位信号正确，接着进入标志灯断线检测判断，如是标志灯正常，则点亮标志灯及刷卡指示灯，与读卡器通讯，上传数据给监控中心计算机，返回至读监控中心计算机通讯命令；否则显示故障状态，刷卡指示灯报警，并发送报警到监控中心计算机的数据内存区中，再与读卡器通讯，上传数据给监控中心计算机，返回至读监控中心计算机通讯命令。如果下脱到位信号正确，刷卡指示灯、标志灯熄灭，与读卡器通讯，上传数据给监控中心计算机，返回至读监控中心计算机通讯命令；否则，经刷卡指示灯报警，上传报警到监控中心计算机上，再与读卡器通讯，上传数据给监控中心计算机，返回至读监控中心计算机通讯命令；所述读卡器通讯是判断是否有刷卡数据，如果有，则记录刷卡卡号，并将刷卡卡号上传到监控中心计算机，如果没有刷卡数据，则检测读卡器是否工作正常；如果读卡器工作不正常，则显示故障，并上传故障到监控中心计算机。
本实用新型工作过程是列车头部、尾部检车员分别在相应位置的电动脱轨器控制器刷卡口执行上脱刷卡，由射频卡读卡器读入IC卡号，通过RS-232通讯传送给可编程逻辑控制器PLC，再通过可编程逻辑控制器PLC的DP端口上传到监控中心计算机，如果具备上脱条件，则经值班员确认后由监控中心发送脱轨器上脱命令，由可编程逻辑控制器PLC数字量输出端口控制继电器执行脱轨器上脱，由可编程逻辑控制器PLC数字量输入端口检测脱轨器上脱到位信号，上脱到位后，由数字量输出端口控制标志灯HL3点亮，表示列检作业正在进行。列检作业完毕后，执行下脱刷卡操作，再由监控中心计算机发送脱轨器下脱命令，由电动脱轨控制器执行脱轨器下脱动作，下脱到位后，标志灯HL3熄灭。本实用新型还有电动脱轨器误动作报警及动作不到位报警功能，一旦发生由于各种原因引起的脱轨器误上脱、误下脱故障以及脱轨器动作不到位故障，电动脱轨器到控制程序立即发出报警，并将报警上传到监控中心计算机(电动脱轨器到位信号检测装置通过第一～四继电器线圈K1～K4控制，其中第一～二继电器线圈K1～K2分别接电动脱轨器，第一～二继电器线圈的常开触点K1-1～K2-1接至可编程逻辑控制器PLC；第三～四继电器线圈K3～K4接至可编程逻辑控制器PLC，第一～二继电器线圈的常开触点K3-1～K4-1与电动脱轨器相连；当第三继电器线圈K3得电时，在第四继电器线圈的常开触点K4-1闭合情况下第三继电器线圈的常开触点K3-1通电；当第四继电器线圈K4得电时，在第三继电器线圈的常开触点K3-1闭合情况下第四继电器线圈的常开触点K4-1通电；)。本实用新型具备标志灯HL3断线报警功能，其标志灯HL3断线报警装置第五继电器线圈K5一端接至可编程逻辑控制器PLC，另一端串接并联的第七继电器线圈K7和标志灯HL3，第六继电器线圈K6经第七继电器线圈的常开触点K7-1并联在串联的第五继电器线圈的常开触点K5-1和标志灯HL3两端，第六继电器线圈的常开触点K6-1接可编程逻辑控制器PLC数字量输入端口。电动脱轨器上脱到位后，标志灯HL3点亮，同时继电器线圈K6得电，如果出现标志灯HL3电源断线，则继电器线圈K6失电，继电器常开触点K6-1断开，则可编程逻辑控制器PLC立刻就能检测到故障。
权利要求1.一种电动脱轨器控制器，其特征在于包括一可编程逻辑控制器，内存有控制程序，与监控中心计算机、射频IC卡读卡器通讯，与刷卡指示灯相连，经电动脱轨器到位信号检测装置及标志灯断线报警装置与电动脱轨器相连；一射频IC卡读卡器，为非接触式，采用直流24V电源，与可编程逻辑控制器通讯；一到位信号检测装置，安装在电动脱轨器与可编程逻辑控制器之间；一标志灯断线报警装置，电动脱轨器与可编程逻辑控制器之间；至少一个刷卡指示灯，与可编程逻辑控制器PLC相连。
2.按权利要求1所述电动脱轨器控制器，其特征在于所述电动脱轨器到位信号检测装置由第一～二继电器组成，第一～二继电器线圈(K1～K2)分别接电动脱轨器，第一～二继电器线圈的常开触点(K1-1～K2-1)接至可编程逻辑控制器(PLC)；第三～四继电器线圈(K3～K4)接至可编程逻辑控制器(PLC)，第一～二继电器线圈的常开触点(K3-1～K4-1)与电动脱轨器相连。
3.按权利要求1所述电动脱轨器控制器，其特征在于所述标志灯断线报警装置由第五继电器、第七继电器、标志灯组成，第五继电器线圈(K5)一端接至可编程逻辑控制器(PLC)，另一端串接并联的第七继电器线圈(K7)和标志灯(HL3)，第六继电器线圈(K6)经第七继电器线圈的常开触点(K7-1)并联在串联的第五继电器线圈的常开触点(K5-1)和标志灯(HL3)两端，第六继电器线圈的常开触点(K6-1)接可编程逻辑控制器(PLC)数字量输入端口。
4.按权利要求1所述电动脱轨器控制器，其特征在于所述射频IC卡读卡器采用非接触式，在射频IC卡读卡器刷卡部位采用电木板。
专利摘要本实用新型公开一种电动脱轨器控制器，它以可编程逻辑控制器为核心，内存有控制程序，通过RS232通讯口与射频IC卡读卡器交换数据，通过PROFIBUS DP总线与监控中心计算机通讯，还通过数字量输入接口与电动脱轨器到位信号检测装置及标志灯断线报警装置相连，检测电动脱轨器到位信号和标志灯状态，且通过数字量输出接口及继电器控制电动脱轨器上脱与下脱；通过显示刷卡指示灯及标志灯状态。本实用新型使用安全、可靠，且耐用、易于管理。
文档编号B61L21/00GK2866282SQ200520094738
公开日2007年2月7日 申请日期2005年12月14日 优先权日2005年12月14日
发明者朱军, 吴景辉 申请人:中国科学院沈阳自动化研究所