基于PLC的铁路道口安全控制系统应用

王喜燕 蒋会哲

摘要：随着社会经济的快速发展，我国铁路建设的规模不断扩大。然而，铁路道口安全控制系统在灵活性、可靠性方面比较欠缺，不仅降低了铁路道口的通过效率，而且埋下了安全隐患。鉴于此，本文提出了一种新的安全控制系统，即S7-300 PLC安全控制系统。实验证明，该安全控制系统比较科学、合理，起到了良好的运行效果。因此，值得在业界大力推广。

关键词：PLC 铁路道口 安全控制系统 应用 分析

中图分类号：TP277 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2016）07-0006-01

由于我国铁路道口安全控制系统没有良好的适应能力，很容易受到环境因素的干扰，很容易出现封闭现象。再加上道路本身的复杂性，就会引起交通堵塞问题。鉴于此，本文基于PLC控制装置，研究出了一种新的道口安全控制系统。S7-300 PLC系统在性能、价格、维护方面，具有很大优势。下面进行详细论述。

1 系统的功能与基本构成

1.1 系统的功能

首先，在火车快进入道口时，道路报警装置提前发出报警。同时，启动相关的安防设备。在这个过程中，报警时间由系统软件根据信息的传输、换算速度来决定。其次，火车在通过道口时，禁止任何车辆、行人闯入道口。最后，火车穿过道口后，报警自动关闭，道口交通恢复正常。

1.2 系统的基本构成

S7-300 PLC铁路道口安全控制系统就的组成部分为：磁电传感器、铁路道口控柜、动态图像检测电路，以及安防设备。其中，磁电传感器主要是根据车轮的感应信号，来对火车的运行状态进行检测。另外，在动态图像检测电路中，可以有效的储存当前的交通情况、看守员的作业图像，以此来实现对道口的远程控制。

2 系统的工作原理

2.1 确定道口接近区的长度

计算道口接近区的长度，有利于火车安全通过。在计算的过程中，分为这几种情况。第一，在t1时间内，火车与通过道口的路程。可以用公式（1）来计算，即：

（1）

在（1）式中，表示：道口长度（米）。指的是，当火车通过道口时，产生的最低速度。通常每小时5千米。3.6是火车在m/s产生的系数。第二，在t2时间内，穿过道口需要的时间为15s。第三，在t3时间内，花费的时间为20s。另外，道口防护设备启动后，再到火车抵达道口的这段时间，也就是列车接近报警的时间，可以用T来表示。计算办法是将以上时间全部相加。当前，国内单线、复线区段中，列车接近报警的时间往往在40s以上。

2.2 输入检测电路

在输入检测环节，能够保证对道口的安全控制。为了达到以上目的，需要提高检测原件的可靠性。当前，磁电感应式传感器由于拥有环境干扰小、性能好、成本低、操作方便等优势，被广泛应用于火车信号检测当中。采用该检测方式后，提高了信号传输、转换、接受的准确度。每个传感器中，设置了相应的电路开关。当火车未经过道口后，就不会输出大量电压。反之，如果检测出有火车通过后，输入电路就会转换为负方波。在此基础上，基于PLC控制系统，形成导通回路。通常情况下，火车的车速主要受到密度的影响，而与付方波的数值没有关系。

2.3 可编程控制器PLC

PLC包括：电源、中央处理单元、输入出件、编程器这几个部分。工作原理为：用户程序执行1次后，依次返回到第二次、第三次，直到停机。中央处理单元分为操作系统、用户程序。其中，操作系统主要是负责PLC启动、映像输入与输出、处理错误，管理通信等工作。用户程序主要是根据用户的要求，实现自动化作业。当PLC通电后，中央处理单元启动，对定时器、位存储器中涉及到的中断堆栈内容进行处理，并进行保存。

2.4 显示盘与故障报警

在显示盘中，可以看见安防设备的正常运行情况，以及故障现象。同时，对二极管的闪亮与常亮进行判断，可以得直在该区段中，传感器的工作状态。在此基础上，给维修人员提供了很大便利。除此之外，本系统采用的安防设备可以具有语言、声光报警的效应。当火车接近时，就可以发出滴嘟、滴嘟的报警信号。同时，指示灯亮起。

3 系统工作流程

S7-300 PLC铁路道口安全控制系统中，有这个方面的要求。首先，确定列车行驶的方向，以此来判断接近信号或者离去信号。其次，按照相关的规定，严格操作执行结构，使其顺利工作。再次，设置固定的时间段，达到程序控制的目的。最后，在故障检测方面的功能。通常情况下，道口、铁路线、报警点的分布有很大差异。所以，应用的程序也是有区别的。下面对系统的三个工作流程进行探讨。

3.1 列车接近（离去）检测程序流程

该流程的功能是：在设置好的时间中，列车连续经过传感器，此时由控制模块发出列车接近的信号，并检测列车运行的速度。以上列车经过的顺序为从左到右。如果顺序相反，即发出的信号为列车驶离信号。除此之外，按照规定，当火车的一个车轮经过某时间间隔后，就会输出相应的接近信号，或者驶离信号。通常情况下，间隔时间为2秒。

3.2 控制程序流程

该程序的实现功能为：连续两地对输入信号进行检测，判断火车的接近，从而输出控制信号。当报警器发出信号后，就会自动开启安防设备。同样，如果连续两次检测为离开信号时，报警自动解除。

3.3 故障检测流程

该程序的功能是：如果传感器发生断路，在音响提醒道口技术的支持下，维修人员可以及时赶到现场来检修，解除故障。在此基础上，保证道口系统的安全行、稳定性。

4 结语

当前，国内采用的铁路道口系统在安全性、可靠性方面均存在很多不足。鉴于此，本文提出了S7-300 PLC安全控制系统。该技术可靠性高、实用性强，减少了系统设计、调试方面的工作量。与传统的技术相比，具有更大的优势。实践证明，采用S7-300 PLC技术后，减少了危险事故的发生，保证了道口的安全。

参考文献

[1]康劲松，朱振.基于PLC的铁路道口自动控制系统设计[J].机电一体化，2015（01）.

[2]严俊，钟燕科.基于PLC的厂区铁路道口报警系统设计[J].湖南工业大学学报，2014（12）.