摘 要

铁路运输是中国运输业一种最大的、最重要的运输方式，无论是在货物运输还是人员运输，铁路运输都起到了很大的作用。机务段是铁路运输中至关重要的一环,机务段内往往有很多股道和道岔，机车调车通过道岔来分配股道，为了保证机务段内的行车安全，往往在道岔旁设置信号灯来指示股道的接通情况，为了使机务段内的行车变得更加安全可靠，应该设计一套信号系统来完成这项工作。

可编程控制器（PLC）是一种工业控制装置，它很适合运用在机务段内的信号机控制系统中，可以很好的解决在机务段内信号机的布线复杂，检修困难的问题，并且提高维护效率，减少了人力物力。

本次设计主要目的是建造一个完整的从检测机务段内道岔信号到输出控制信号机的段内信号机系统。通过对道岔行程开关信号的检测，利用PLC强大的逻辑判断和输出控制能力，实现对道岔接通信号的处理，然后输出控制信号机中信号灯的颜色，同时在上位机显示股道及信号机中信号灯的状态，从而组成一个完整的机务段信号监控系统。设计主要着重研究以下几个方面：

（1）道岔位置信号的检测；

（2）PLC的逻辑判断及梯形图程序；

（3）道岔状态对信号机信号灯的控制；

（4）道岔信号与PLC的连锁；

（5）上位机MCGS组态软件的监控系统；

传统的铁路联锁信号设备大多是6502型电气集中继电器，通过系统的研究和优化机务段内道岔信号系统，不仅可以有效的解决以往因为采用人工调度导致浪费了大量的人力与财力和遗留的安全隐患，还可以适应目前对铁路提速的要求，提高了机务段内工作效率。通过本系统在机务段内信号控制中的实际应用表明，以PLC为核心的信号系统具有使用方便、故障率低的优点。

关键词：道岔；行程开关；PLC；信号灯控制；MCGS

ABSTRACT

The railway transportation is a kind of the largest and the most important mode of transportation in China's transportation industry,Railway transportation plays a very important role Whether in the freight transport or transport staff.Locomotives is a vital part of the railway transportation,there are always a lot of tracks and turnout in locomotives,The locomotive shunting use turnout make a distribution of the tracks.In order to ensure the safety running of locomotive depot,we often set switch signal lamp to indicate the next track.And a signal system should be designed to finish the work in order to make the locomotives become more safe and reliable.

Programmable logic controller (PLC) is a kind of industrial control device,It is very suitable for working in signal control system in the depot for the transport of locomotives .It can be a good way to solve the problem of complex wiring and maintenance difficulty in the signal system,and it also improve maintenance efficiency, reduce the manpower and material resources.

The main purpose of this design is to build a complete locomotive signal system from the switch signal to the output control signal.By detecting the switch signal of the turnout we can make a realization of the switch on signal processing and then control the color of the signal lamp in the signal machine.At the same time the display lights and track signals are shown on the screen of the computer.In this way a complete locomotive signal monitoring system can be achieved.This design mainly focuses on the following aspects:

(1) Detection of switch position signal;

(2) Logic judgment of PLC and ladder diagram program;

(3) The control of the switch status to the signal light of the signal machine;

(4) The chain of switch signal and PLC;

(5) The monitoring and control system of the MCGS configuration software in upper machine;

Traditional railway interlocking signal equipment are mostly 6502 electrical relay,Studies and optimization on locomotive turnout switch signal system not only can effectively solve the waste of manpower , financial resources and legacy security risk lead by using artificial scheduling in past times but also can adapt to the demand for high-speed trains, improve the efficiency in the locomotives. Through the practical application of this system in locomotives signal control,it can be proved that signal system with PLC has the advantages of convenient use, low failure rate.

Key words: turnout;Travel switch;PLC Light control;MCGS

目录

摘要 I

ABSTRACT II

第1章 绪论 1

1.1课题背景 1

1.2设计的目的及意义 1

第2章 信号系统的总体设计 2

2.1信号系统的设计要求 2

2.2 信号系统的设计方案及分析 3

2.2.1信号系统组成框图 3

2.2.2信号系统设计方案分析 3

第3章 调车信号系统硬件设计 5

3.1道岔位置信号检测模块设计 5

3.1.1道岔接通原理 5

3.1.2 道岔位置信号检测 5

3.1.3道岔位置检测行程开关选择 6

3.2调车信号系统控制模块设计 7

3.2.1继电器工作原理 7

3.2.2信号机驱动继电器的选择 8

3.3 PLC模块设计 8

3.3.1 PLC结构 8

3.3.3 调车信号系统的PLC的选型 10

3.3.4 设计的PLC的信号地址分配 11

3.4 PLC及外部电路接线图 11

3.5调车信号系统经济性分析 13

第4章 调车信号系统PLC程序设计 13

4.1 S7-200PLC软件编程 14

4.1.1 STEP7 MicroWIN编程软件概述 14

4.1.2调车信号系统的梯形图程序 14

4.2仿真调试 16

4.2.1 S7-200仿真软件概述 16

4.2.2仿真流程 16

4.2.3结果分析 16

第5章 调车信号系统的上位机界面设计 20

5.1 MCGS组态软件介绍 20

5.1.1 MCGS组态软件概述 20

5.1.2 MCGS组态软件构成 20

5.1.3 MCGS组态软件特点 21

5.2机务段信号监控界面设计 22

第6章 总结与展望 24

参考文献 25

致谢 26

第1章 绪论

1.1课题背景

纵观铁路发展史，铁路信号具有无可替代的作用，它给铁路的运营提供了安全的保障，保证了运输的高效，随着时代的变化，科技的进步，在世界领域，铁路信号经过了从机械，机电，继电，电子到微电子信号的变化过程，铁路信号也已经变成了一种改善铁路员工工作条件、提高效率并且完成运输管理自动化的一种手段。

国内铁路运输历史较晚，自国家成立五十多年以来以来，铁路信号系统已经实现了由机械信号为主向继电信号为主发展的技术转型，并且正以微电子化为方向发展。

我国铁路信号系统主要是6502型继电电气集中联锁系统，控制电路采用大量的继电器形成逻辑联锁从而形成信号系统，这个系统包括了进路空闲的检测技术、道岔控制技术、信号控制技术、联锁技术、故障-安全技术，是一个完整的继电集中联锁系统。