驼峰自动化系统v1

基于已经形成的上述各种单项技术，通过优化和统一， 1996年10月在中国三间房驼峰开通了TW-1型驼峰综合自 动化系统，实现了驼峰溜放进路、联锁、间隔调速、目的调 速及机车遥控等功能的综合微机自动控制。 1998年9月升级到了第二代产品——TW-2型驼峰自动化系 统，采用了以太网（Ethernet）、控制局域网（CAN）、 386EX嵌入式专用控制器、智能IO、32位编程、多媒体人 机界面等先进技术，并迅速成为我国驼峰自动化市场的主流 产品，被大面积推广应用。
继电器组合柜
控制计算机软硬件配置




控制级为Intel80386专用嵌入式计算机， 操作与管理级采用工业PC机80486、P2或 P3 CPU。 为了适合于实时控制的需要，控制级软件 用8086/8088汇编语言编程 管理级采用AMX386实时多任务操作系统； C语言和汇编语言混合编程 。 操作级采用中文版Windows NT Workstation 4.0操作系统及多媒体技术。 操作级软件采用Visual C++语言编程
标准信号器材 标准信号器材 标准信号器材
现场设备
设备分类 “大缓” TJK3
常用型号
车辆减速器
普通减速顶 限界检查器 峰顶按钮柱
“小缓”
TJK2
TDW901/905或TDJ402系列 标准驼峰产品 标准驼峰产品
★提勾表示盘
测速雷达 车轮传感器 测长轨道电路 测重磁头 ★气象站 ★光挡 减速器雷达 峰顶雷达 减速器前计轴 峰顶计轴
用该公式计算得到L停与三部位出口速度对 应关系曲线图，由于股道内由不同的坡段组成， 在有些坡段还布有减速顶，因此曲线走向在变 坡点发生了变化。
间隔控制定速原理
间隔控制定速计算在上层管理机中进行， 以二部位为例。二部位出口速度的计算和给定 是在勾车进入二部位减速器区段时进行，包括 以下几个步骤： 第一步：根据勾车重量等级、勾车的目标股 道、二三部位高差、曲线转角、进路上道岔数 量以及三部位入口速度不超过18公里/小时定 值，计算二部位基本出口速度V2出。

2002年5月通过铁道部技术鉴定，给出了“系统结 构简单合理，自动化程度和驼峰作业效率高，适应 性和实用性强，达到了国际先进水平”的评价。
TW-2系统的金字塔结构


系统结构为典型的DCS集散式控制系统， 控制级、管理级、操作级三级体系结构。 控制级与管理级间，以及控制级内各控制器 之间采用了1兆控制局域网（CAN）进行通 讯联系； 操作级与管理级间以及各级内之间采用 10/100兆以太局域网络（Ethernet）通信。
现场设备 道岔转辙设备 电气集中道岔 分路道岔区段 设备分类 分路道岔（快动） 常用型号 ZD7、ZK3、ZK4 ZD6、ZK3、ZK4 2.3或高灵敏
峰上道岔区段
轨道电路 无岔区段 警冲标区段
2.3或480
2.3或480 2.3或高灵敏
减速器区段
驼峰信号机 色灯信号机 调车信号机 调车线路表示器
2.3或高灵敏
特制产品
TCL2 TCL2 无源或有源 无源或有源 工频或25周 压磁式 CAWS600B E3JM/JK
控制室设备
设备分类
常用型号
区长工作站 区长打印机 调车长工作站 调速工作站
单屏 单屏 单屏或双屏 单屏
外购工业PC 通用打印机 外购工业PC 外购工业PC
Байду номын сангаас
应急台 控制台
拼接式桌面 UPS电源 计算机桌
[ V2出 V3入 2 g （L230 24n 8 ） 103 H 23 ]
2
V3入：三部位入口速度（ / s），取16 ~ 18km / h m V2出：二部位出口速度（ / s） m L23：二部位出口至三部位 入口的距离（m） H 23：二到三部位高差（ ） m n：二到三部位间的道岔 级数 转角）（度） ：曲线转角和（含道岔 g ：车辆重力加速度（ / s 2） m
管理级
1、调车作业 计划的存储 2、勾车全程 速度跟踪，途 停、堵门、满 线逻辑运算
操作级
1、调车作业计 划输入、编辑、 电子表格显示 2、溜放作业操 作与电子表格 滚动显示
主要功能
控制级
管理级
操作级 定速、实速、 减速器状态、 计轴等信息在 图形窗的显示 测长值在图形 窗显示，测长 窗信息电子表 格显示

软件组态数据CAD自动生成软件： 不同的站间程序是相同的，所不同的是各 站的数据各不相同，这些数据包含了站场的 详细描述和与联锁有关的信息。 该软件可通过直观的人机交互手段，生成 一个站有关的上层机、下层机及工作站数据， 并且在站场发生变化时可在该软件支持下很 简单的修改，重新生成即可。
系统组成与布置
地址 总线 时钟电路 CPU 386EX 数据 总线
EPROM
24 线并口 专用 接口 24 线并口 P2
运行指示
CAN 总线 接口 RS232 电平转换
P1
CAN 总线 接口
P1
串口 1 串口 2


开关量插件主要用作系统的联锁模块、溜 放进路控制和减速器控制模块。 模拟量微机插件在系统中用作测长模块。 智能I/O插件IOB由87C51单片机（8031 或兼容芯片）、EPROM、RAM、一路 CAN总线接口、一路RS232、4片8255、 看门狗及专用开关量电路组成。
超五类非屏蔽双绞线 （UTP） 信号室内电缆
室内电缆
网络电缆 一般室内电缆
典型的控制台室设备布置图
TW-2控制系统室内设备布置图
TW控制机柜
机柜单元组合示意图

上层工业控制ＰＣ机机箱； 下层溜放进路及联锁机箱 下层速度控制及测长机箱 测重机箱 接口电源机箱 下层监测机箱 所有机箱单元均为19英 寸标准。高度6U。 （48.26cm＝19英寸， 1U=4.445cm， 6U=26.67cm ）。
微型按钮与手柄
金属箱体封闭结构 外购通用产品 特制封闭结构
机械室设备 测长电源 驼峰电源屏
设备分类 交流净化电源或25周开关 特制 电源 电动或电空屏 室内分线盘 室外分线盘 计算机接口电缆
常用型号
标准驼峰用屏
接口继电器组合架（柜）
分线盘（柜）
标准信号产品
标准信号产品 标准信号产品
RVV16x0.15塑料护套阻 燃电缆

C车辆的打靶长度取L计较为合理，其物理意义是：以该长度计算的减速 器出口速度是假设上一次鉴停后所进入的勾车均能连挂。
测长窗口： 股道名称 全长 测长 可停车数
停长跟踪牵出判断与自动调整示意图
目的控制计算数学模型
出口“打靶”速度的计算是在上层管理机完成的。 车辆自由溜行的运动规律由以下公式描述：
0：车辆基本阻力（ / t） kg


第二步：检查勾车的目标股道径路上有无途停车、堵门车、 满线车等特殊情况，若有，二部位出口速度直接设定到最 低值。 第三步：根据目标股道径路上前方勾车出减速器的距离、 速度、去向（考虑两勾车的共同径路）如果两勾车股道相 同，还要考虑前勾车通过三部位减速器的时间，计算是否 有追勾的可能性，若有，在V1基础上从停止放头拦尾到减 少速度直至追勾计算检查通过为止。限定条件是最低不得 减至少于最低限速。
为了缩短每个站的调试周期，TW系统配套 开发了3个离线的CAD辅助设计软件包： 接口电路工程设计CAD自动生成软件： 可自动生成有关继电接口的组合排列表、 电路图、配线图、机柜零层、室内外分线盘及 组合内部电路图的工程图。 机柜内部安装配线CAD自动生成软件： 可自动生成与工厂生产制造有关的机箱插 件配臵、机柜机箱内部配线等图。该图还作为 随系统资料提供给现场维护使用。 软件组态数据CAD自动生成软件

第四步：若第三步没有减速调整，检查后勾车方向 及距本勾车的间隔，计算确定是否在V1基础上加 速，但最大加至V1+2。 二部位间隔调整的原则是：优先考虑进入减速 器的勾车与之前面勾车的间隔调整，确定基本定速 基础上减速量；其次考虑进入减速器的勾车与之后 勾车的间隔调整，确定基本定速基础上加速量；前、 后间隔均没有调整的必要，则考虑如何保障三部位 减速器规定入口速度，这一点也称为间隔控制位的 目的调速因素。
间隔调速
间隔控制一二 信息采集，减速器 部位出口速度 闭环过程控制(半 数学模型计算 自动功能)，途停、 (自动定速功能) 追勾、设备故障等 及放头拦尾运 逻辑运算 算
轨道电压输入及模 数转换，走长计算， 动长计算 鉴停及停长计算， 故障判别计算
测长
测长采集
走长、停长与计长：

系统的故障－安全措施
1、优化硬件的系统设计 采用集散式控制的体系结构，风险分散， 局部故障不扩散。对于下层控制器，可以带 电插拔，局部故障修复不影响系统的整体工 作。 2、高可靠支持 上位机使用可靠性高、抗干扰能力强、适 应于恶劣环境的工业PC机，下位机使用结构 紧凑、可靠性高的专用单板微机。
0：车辆基本阻力（ / t） kg
i：股道坡度（ ） ‰ S：车辆正面积（ 2） m m：勾车平均每辆车的重 量（kg） E：减速顶制动功（ / t 轮次） m q：布顶密度（台/ 米）
有的参数取自测量 信息，有的来自计算 机内建立的站场平面、 纵断面描述数据库， 连挂速度Vc取 4.5km/h。
A车辆：停留车辆 B车辆：走行中的车辆 C车辆：将进入股道的车辆 L走：走长，模数转换经计算得出 L停：停长，L走经鉴停后得出 L计：计算长，L停减去已进入股道的走行中的车辆长度之和 Na Lc 设溜放的车辆均为四轴车，则： L计 L停
4 Na：每勾车的轴数 Lc：车辆的平均长度，取 米 14
第一节：TW-2型驼峰自动化系统
TW-2型驼峰综合自动化系统，由北京全 路通信信号研究设计院研制，实现了驼峰溜 放进路、联锁、间隔调速、目的调速及机车 遥控等功能的综合微机自动控制，将我国的 驼峰自动化向前推进了一大步。