铁道信号是铁路系统中至关重要的组成部分,其主要作用在于控制列车的运行间隔,从而确保列车能够安全运行。随着科技的发展,铁路信号系统也经历了多次变革和升级。在早期,铁道信号通过手持信号旗、固定信号装置以及色灯信号机来实现列车的控制。随着技术的进步,自动控制信号的新时代被美国人W.鲁滨逊发明的轨道电路所开启。
车站联锁是铁路信号设备发展中的一个重要环节。它利用机械、电气自动控制和远程控制的技术与设备,确保车站内信号机、进路和道岔之间具有制约关系。车站联锁的发展经历了从机械联锁到电机联锁、电气联锁、电子联锁,最终发展为计算机联锁的过程。机械联锁虽然提高了作业效率并减少了人为失误,但由于控制距离的限制和机械磨损问题,逐渐被电气联锁取代。电气联锁系统,包括电锁器联锁和继电联锁,主要通过接触器和继电器触点来实现联锁控制。
计算机联锁是目前车站联锁的主要发展方向,它以计算机技术为核心,结合通信技术、可靠性与容错技术以及“故障-安全”技术,构成实时控制系统。计算机联锁控制系统的联锁功能与传统的继电式电气集中控制相同,能够根据车站行车安全的需要,在规定的联锁条件和时序下,自动对进路信号和道岔实行控制。
PLC(Programmable Logic Controller),可编程逻辑控制器,是计算机联锁系统中的核心组成部分。PLC实质上是一种微型计算机,它利用可编程存储器来存储程序,执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术操作等面向用户的指令,并通过数字或模拟的输入/输出来控制各种机械或生产过程。PLC的特点包括其高度的通用性、可编程性以及控制程序的灵活性,使得它能够在不同的控制需求和工艺流程变化的情况下,通过修改程序而不必改变硬件设备就能满足新的要求。
基于PLC的微机联锁系统,例如德国西门子生产的S7-300系列PLC,具有良好的电磁兼容性、机械特性、耐压性和可靠性。这类PLC不仅通用性强,而且控制程序可以变更,非常适合用于组成满足各种要求的控制系统。在实际应用中,PLC在通电后,可以响应外部触发信号,如火车通过闭塞区时触发的行程开关信号,进而根据轨道信号灯的颜色点亮方式来决定是否需要变轨。该系统确保南北方向的火车能够合理进入空闲轨道,并触发相应轨道控制信号。
在整个铁路信号系统的发展历程中,计算机联锁的引入无疑是一个重大的进步。它不仅极大地提高了铁道运输的效率和安全性,也为未来铁路信号技术的创新提供了广阔的空间。随着相关技术的不断进步和铁路运输需求的增加,基于PLC的微机联锁系统将在保证行车安全、提升运输效率方面发挥更加重要的作用。