工程车溜逸检测系统的研发

陈欢，黄兴隆，谌述超，郗艳胜，冯兆祥，张雨伦

摘要：工程车运行过程中，工程车未采取制动的情况下，极易会发生溜逸现象，造成铁路重大安全事故。本文介绍一种新型智能溜逸检测系统，由PLC、继电器、开关、油门手柄、传感器、声光报警器等构成。该系统实时检测制动压力，在未检测到制动压力时，启动声光报警器，提醒司机采取制动措施。从而大大减少了由于工程车溜逸后造成的危害。

关键词：空气制动；工程车；PLC

0 研究背景

工程车运行过程中，在未采取制动的情况下，极易会发生溜逸现象，造成安全事故。在铁路运营维保过程中就发生过车辆遛逸，导致遛逸车辆受损、机破甚至造成重大人身设备伤害事故。在当前驾驶工程车过程中，通过配备工程车司机一名，车长一名、执行司机车长呼唤应答制度等方法来避免车辆遛逸事故发生。

以上常规方法，在当前工程车驾驶安全管理中，起到了一定的作用。但工程车作业时间一般处于凌晨，此时司机疲劳程度较重，精神状态相对较差，作业标准化执行相对不高。同时，工程车作业多配合物料装载运输，轨道设备检查维护等工作。一旦发生遛逸，极易造成人员及设备伤害，从而影响载客列车的正常运行。

1 工程车溜逸检测系统简述

以DGY-470重型轨道车为例，如图1所示电气原理图。工程车溜逸检测系统主要采集制动缸压力、驻车制动压力、档位0位、手柄0位继电器信号，通过PLC程序判断是否进行报警。

图1 工程车溜逸检测系统电气原理图

工程车溜逸检测系统使用松下PLC（型号为PF-X0 L14）来控制。从硬件结构上看，它由CPU、储存器、输入/输出接口、电源、扩展接口、通讯接口、编辑器等组成。具体参数如，表1、表2、表3所示

表1 FP-X0 L40MR控制单元

型号	规格
	DC输入	晶体管输出	继电器输出	模拟输入	扩展	日历时钟	COM接口
AFPX0L40MR	24	4点	12点	2点	可	可	有

表2 标准梯形图编程软件FPWIN GR Ver.2

软件种类		所要求的OS	硬盘容量
FPWIN GR Ver.2中文菜单	完整版	Window@98 Window@Me Window@2000 Window@XP Window@7	40MB以上

表3 D-Sub连接器电缆

计算机侧连接器	PLC侧连接器	规格
D-Sub 9针	微型DIN圆5针	L型（3M）

注：用计算机连接电缆来连接无串行端口的计算机时，需要使用USB/RS232C转换电缆。

如图2所示，为工程车溜逸检测系统PLC电气原理图。其中“L”为火线；“N”为零线；“ ⏚”为地线；“COM”为公共端；“X0、X1、X2、X3”为信号输入点，分别为制动缸压力、档位0位、手柄0位、驻车制动压力；“+”为PLC24V输出电源正极；“-”为PLC24V输出电源负极；“Y0”为负载输出点——声光报警。

图2 工程车溜逸检测系统PLC电气原理图

2 工程车溜逸检测系统的工作流程

本系统使用于DGY-470重型轨道车/DGY-470A重型轨道车/DJW接触网作业车，适用于工程车正常作业并未施加制动时，系统开始报警。

如图三所示，为工程车溜逸检测系统PLC程序梯形图。其中，“X”为输入；“Y”为输出；“R”为内部继电；“TMY”为时间继电器（1秒定时器）；“K”为十进制常数（整数型）。

图3 工程车溜逸检测系统PLC程序梯形图

本系统工作过程如下。

1）检测“制动缸压力、档位0位、手柄0位、驻车制动压力”信号源，并将信号传递给内部继电器“R0、R1、R2、R3”。

2）根据“R0、R1、R2、R3”信号进行报警条件逻辑判断。

车辆运行：当“R1”不得电；“R2”得电；“R3”得电，此时“R4”得电。

检查车辆：当“R0”得电；“R1”得电；“R2”不得电；“R3”不得电，此时“R6”得电。

车辆启动：当“R0”得电；“R1”不得电；“R2”得电；“R3”得电，此时“R7”得电。

车辆运行前：当“R0”得电；“R1”得电；“R2”得电；“R3”得电，此时“R8”得电。

车辆制动：当“R0”不得电；“R1”不得电；“R2”不得电；“R3”得电，此时“R9”得电。

车辆滑形：“R1”不得电；“R2”不得电；“R3”得电，此时“RA”得电。

临时停车：“R8”得电，此时TMY0得电，经120后（此时RB始终处于得电状态）“RB”得电。

车辆怠速：当“R0”得电；“R1”不得电；“R2”得电；“R3”不得电，此时“RC”得电。

3）报警条件成立

条件一：当“R0”不得电或“R1”得电或“R2”不得电或“R3”不得电。

条件二：当“R4”不得电和“R6”不得电和“R8”不得电和“R9”不得电和“RA”不得电和“RC”不得电。

条件三：当“RB”得电。

当同时条件一和条件二时，系统开始报警；当满足条件三时，系统开始报警。

3 工程车溜逸检测系统的优点

1）使工程车运行满足安全要求，防止工程车在大坡度轨道上停靠时由于未施加制动力或制动力施加不及时等原因而出现溜车伤人、损坏机械的事故，确保工程车施工生产的顺利进行。

2）配备了报警装置，能检测工程车制动施加情况并且发出警报，起到警示作用。

3）通过报警装置有效地提醒司机施加车辆制动，不会发生溜车危险，更加安全。

4）传统的遛逸报警系统设置轮对速度传感器，通过采集车辆速度信号来判断是否需要报警。在车辆日常使用过程中，速度采集器有一定的缺陷，在速度较低的情况下（此时车辆正在运行），车辆速度显示仍为0。本系统与传统的遛逸报警系统不同，信号采集未涉及车辆速度信号。通过直接采集车辆操纵信号和制动压力信号，来判断是否报警。这样能有效弥补速度采集器的缺陷，在车辆未施加制动，车辆轮对未发生位移的情况下，提醒司机施加车辆制动，更加安全且有效得保证行车安全。

参考文献

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