基于组态技术的铁路轨道电路及道岔监控系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于组态技术的铁路轨道电路及道岔监控系统，包括PLC及外部电路模块、OPC服务端模块、组态项目模块、预置心跳检测程序；PLC及外部电路模块包括24V直流多输出开关电源、PLC及扩展I/O模块、外部继电器和输入开关电路；OPC服务端模块由专业OPC软件进行配置，通过OPC软件提供的相应设备驱动，读写PLC变量，包括OPC软件、OPC配置文件；组态项目模块为基于组态软件开发的图形化模块，并结合OPC服务端变量的读写及嵌入C脚本逻辑程序，包括全局脚本模块、图形化界面及配置、变量配置模块。本发明专利技术基于组态技术，能够实现对铁路轨道电路及道岔的可视化监控，具有较强的可配置性和可扩展性，有利于对铁路轨道监控的实时性和可视化进行补充。

【技术实现步骤摘要】
基于组态技术的铁路轨道电路及道岔监控系统
本专利技术涉及铁路监控领域，尤其涉及一种基于组态技术的铁路轨道电路及道岔监控系统。
技术介绍
随着信息技术、自动化技术的发展，高效、实时、准确的可视化远程监控已经成为各个行业发展的重要趋势，原有的人工检查、手动操作的方式将会逐渐被取代。目前没有专门针对铁路轨道电路及道岔的可视化远程监控系统，现有的方式以人工巡检结合已有的信号系统进行监控为主要方式，该方法对铁路轨道电路及道岔的各相关状态无法实时监控，也缺乏便捷性，在发生故障报警时，不能及时发现导致故障的原因，同时，检测人员的判断误差也会影响对故障原因的正确判断。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对铁路轨道电路及道岔监控存在的不足，提供一种基于组态技术的专用铁路轨道电路及道岔监控系统。本专利技术为解决上述技术问题采用的技术方案是：基于组态技术的铁路轨道电路及道岔监控系统，包括PLC及外部电路模块、OPC服务端模块、组态项目模块；所述PLC及外部电路模块包括24V直流多输出开关电源、PLC及扩展I/O模块、外部继电器和输入开关电路、预置心跳检测程序；所述OPC服务端模块由专业OPC软件进行配置，通过OPC软件提供的相应设备驱动，读写PLC变量，包括OPC软件、OPC配置文件；所述组态项目模块为基于组态软件开发的图形化模块，并结合OPC服务端变量的读写及嵌入C脚本逻辑程序，包括全局脚本模块、图形化界面及配置、变量配置模块。所述PLC及外部电路模块包括用于PLC和外部继电器电路供电的24V直流多输出开关电源、用于运行控制程序和采集变量值的PLC及扩展I/O模块、用于执行PLC控制指令及输入外部状态的外部继电器和输入开关电路、用于检测通信状态的预置心跳检测程序，其中，所述PLC包括以太网通信模块、CPU、自带I/O模块；所述OPC服务端模块包括专业OPC软件、OPC配置文件，其中，所述OPC软件包括PLC的以太网通信OPC驱动，所述OPC配置文件包括与PLC中变量地址对应的变量配置文件、针对以太网OPC通信的配置文件，OPC服务端通过计算机以太网通信模块与PLC的以太网通信模块利用以太网线建立通信连接；所述组态项目模块包括全局脚本模块、图形化界面及配置、变量配置模块，其中，所述全局脚本模块用于处理全局事件，包括通信检测、自定义项目函数，所述图形化界面及配置包括图形展示界面、图形变量绑定、图形事件C脚本，所述变量配置模块包括内部变量、外部变量、系统变量；所述组态项目模块中，全局脚本模块的通信检测，采用设置时钟周期执行全局动作的方式，循环读取所述PLC中的计数器变量值，若该值与上一周期值不同，则判断通信正常，若该值与上一周期相同，则判断通信断开；所述PLC及外部电路模块中包含预置心跳检测程序，PLC预置心跳检测程序中的计数器通过多个定时器和开关变量结合，实现计数器定时加1，到达设定的最大值后，计数器复位，重新开始计数，避免了OPC软甲和组态软件自带通信状态检测方法延时较长的问题，有效提高了通信状态检测的实时性。所述PLC及扩展I/O模块包括轨道电路各段车辆信号输入、轨道电路各段信号灯断丝检测输入、道岔控制输出、道岔状态输入、行车方向输入、移频报警输入，PLC及扩展I/O模块各输入输出点分别与外部电路一一对应；所述组态项目的图形化界面及配置的图像展示界面包括标题区、按钮操作区、报警及消息区、图形对象区，其中，消息区为滚动形式，一旦消息对应报警恢复正常，消息自动离开；所述图形变量绑定包括单变量绑定和多变量绑定，单变量绑定的图形对象，单变量值直接与图形对象颜色、是否显示对应，多变量绑定的图形对象，采用给定变量权值的方法实现多个二进制量转化为模拟量，以该模拟量对应图形对象颜色；所述图形C脚本处理图形对象点击控制PLC输出、控制图形对象可用性、控制图形对象显示；所述组态项目的图形展示界面的图形对象区与报警及消息区包括各段轨道电路是否有车、各段信号灯显示、各段信号灯是否断丝报警、行车正向/反向、是否移频报警、道岔状态(定位/反位/挤岔)、是否挤岔报警、通信连接状态，所有报警均在消息区弹出，恢复正常后离开。本专利技术产生的有益效果是：本专利技术针对现有的铁路轨道电路及道岔监控系统缺乏实时性、便捷性及故障原因分析不及时的情况，提出一种专门的铁路轨道电路及道岔监控系统。该系统能够有效地针对铁路轨道电路及道岔进行实时、可视化得监控，针对出现的故障及时、准确报警，有利于铁路电务段工作人员实时掌握铁路轨道电路及道岔状态、及时发现引起故障的原因，并且该系统基于组态技术，有较强的可配置性和可扩展性，有利于对铁路轨道电路及道岔进行更大范围的监控与管理。附图说明下面将结合附图及实施例对本专利技术作进一步说明，附图中：图1是本专利技术的一种基于组态技术的铁路轨道电路及道岔监控系统的结构示意图。图2是本专利技术的一种基于组态技术的铁路轨道电路及道岔监控系统的PLC及外部电路结构示意图。图3是本专利技术的一种基于组态技术的铁路轨道电路及道岔监控系统的图形化界面及配置示意图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清晰，以下结合具体的实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，并不限于限定本专利技术。一种基于组态技术的铁路轨道电路及道岔监控系统，如图1所示，包括PLC及外部电路模块、OPC服务端模块、组态项目模块。其中，包括PLC及外部电路模块与OPC服务端模块通过以太网线连接，OPC服务端模块与组态项目模块位于同一台计算机，基于OPC协议通信。需要指明的是，本具体实施例中采用的PLC为西门子的S7-200，OPC软件为S7-200专用OPC软件PCAccess，组态软件为西门子的Wincc。PLC及外部电路模块包括开关电源、PLC及扩展I/O模块、继电器电路和输入开关电路、预置心跳检测程序，如图2所示为本具体实施例中PLC及外部电路模块的线路连接。在本具体实施例中，开关电源统一采用24V直流供电，其中PLC的24V直流输出为传感器电源，可用作24V小电流直流电路电源；PLC自带14数字量输入，10数字量输出，本具体实施例的需求为18个数字量输出，3个数字量输入，因此，扩展如图2所示的一个8数字量输入模块，其中1L、2L、3L为PLC输出公共端，1M、2M为PLC输入公共端，M和L+分别接24V直流电源0V和24V；M0～M2为输出继电器，它们与PLC输出端的对应关系如图2所示，其中M0、M1、M2分别控制道岔定位、反位和操作开关；S0～S17为输入开关量，它们与PLC输入端的对应关系如图2所示，其中S0、S1分别为定位、反位输入，S2为方向输入，S3～S9为7段轨道电路分别对应的信号灯电路输入，S10位移频信号输入，S11～S17为7段轨道电路分别对应的输入。所述PLC预置心跳检测程序中的计数器通过多个定时器和开关变量结合，实现计数器定时加1，到达设定的最大值后，计数器复位，重新开始计数。OPC服务端模块包括专业OPC软件、OPC配置文件，其中，OPC软件包括PLC的以太网通信OPC驱动，OPC配置文件包括与PLC中变量地址对应的变量配置文件、针对以太网OPC通信的配置文件，OPC服务端通过计算机以太网通信模块与PLC的以太网通信模块利本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于组态技术的铁路轨道电路及道岔监控系统，其特征在于，包括：PLC及外部电路模块、OPC服务端模块、组态项目模块；所述PLC及外部电路模块与所述OPC服务端模块通过以太网线连接，所述OPC服务端模块与组态项目模块位于同一台计算机，两者基于OPC协议通信；所述PLC及外部电路模块包括用于PLC和外部继电器电路供电的24V直流多输出开关电源、用于运行控制程序和采集变量值的PLC及扩展I/O模块、用于执行PLC控制指令及输入外部状态的外部继电器和输入开关电路、用于检测通信状态的预置心跳检测程序，其中，所述PLC包括以太网通信模块、CPU、自带I/O模块；所述OPC服务端模块包括专业OPC软件、OPC配置文件，其中，所述OPC软件包括PLC的以太网通信OPC驱动，所述OPC配置文件包括与PLC中变量地址对应的变量配置文件、针对以太网OPC通信的配置文件，OPC服务端通过计算机以太网通信模块与PLC的以太网通信模块利用以太网线建立通信连接；所述组态项目模块包括全局脚本模块、图形化界面及配置、变量配置模块，其中，所述全局脚本模块用于处理全局事件，包括通信检测、自定义项目函数，所述图形化界面及配置包括图形展示界面、图形变量绑定、图形事件C脚本，所述变量配置模块包括内部变量、外部变量、系统变量。...

【技术特征摘要】
1.一种基于组态技术的铁路轨道电路及道岔监控系统，其特征在于，包括：PLC及外部电路模块、OPC服务端模块、组态项目模块；所述PLC及外部电路模块与所述OPC服务端模块通过以太网线连接，所述OPC服务端模块与组态项目模块位于同一台计算机，两者基于OPC协议通信；所述PLC及外部电路模块包括用于PLC和外部继电器电路供电的24V直流多输出开关电源、用于运行控制程序和采集变量值的PLC及扩展I/O模块、用于执行PLC控制指令及输入外部状态的外部继电器和输入开关电路、用于检测通信状态的预置心跳检测程序，其中，所述PLC包括以太网通信模块、CPU、自带I/O模块；所述OPC服务端模块包括专业OPC软件、OPC配置文件，其中，所述OPC软件包括PLC的以太网通信OPC驱动，所述OPC配置文件包括与PLC中变量地址对应的变量配置文件、针对以太网OPC通信的配置文件，OPC服务端通过计算机以太网通信模块与PLC的以太网通信模块利用以太网线建立通信连接；所述组态项目模块包括全局脚本模块、图形化界面及配置、变量配置模块，其中，所述全局脚本模块用于处理全局事件，包括通信检测、自定义项目函数，所述图形化界面及配置包括图形展示界面、图形变量绑定、图形事件C脚本，所述变量配置模块包括内部变量、外部变量、系统变量。2.根据权利要求1所述的一种基于组态技术的铁路轨道电路及道岔监控系统，其特征在于：所述组态项目模块中，全局脚本模块的通信检测，采用设置时钟周期执行全局动作的方式，循环读取所述PLC中的计数器变量值，若该值与上一周期值不同，则判断通信正常，若该值与上一周期相同，则判断通信断开；所述PLC及外部电路模块中包含预置心跳检测程序，PLC预置心跳检测程序中的计数器通过多个...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭顺生，许文祥，庞世宝，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42