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一、概况宁波港铁路有限公司技术设备部电务工区QC小组 1.前言我公司镇海片共有站区四处，站区之间相距1至3公里不等，在2010前全部实现信号计算机联锁自动控制改造，实现了在镇海到发场站对其它站区的无人值守集中控制。由于这些技改都是经过几年逐步改造完成，相关的站场照明控制也是通过采取各种技术手段和方式汇集到镇海到发场站行车室进行操作控制，存在着控制多点，散乱，操作不方便，直观性差，故障维修困难等缺点。 【关键词解释】远程集中控制，专门针对分散于不同地点的远程需要受控的设备采用一定的技术手段来实现集中统一控制（包括控制起停、状态监测、故障报警、记录查询）从而实现减少人员，降低成本的目的。 2.小组简介QC小组成员表 制表：范铁峰 时间：2016年9月 3.活动计划 表1-1 小组活动计划表 | 活动阶段 | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image008.gif | | | | | file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image009.gif | | | | | | | file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image010.gif | | | | | file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image011.gif | | | | | | file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image012.gif | | | | | file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image013.gif | | | | | | file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image014.gif | | | | | file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image015.gif | | | | | | file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image016.gif | | | | | file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image015.gif | | | | | | | | file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image017.gif | | | | file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image018.gif | | | | | | | file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image010.gif | | | | | file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image019.gif | | | | | | | file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image020.gif | | | | | file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image021.gif | | | | | | file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image022.gif | | | | | file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image013.gif | file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image023.giffile:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image024.gif计划时间 实际时间 | | | | | | | | | | | | | | | |
制表：王剑军 时间：2016年5月 二、选择课题1.问题的提出：多站场照明远程集中控制在目前技术上完全可以实现，市场上也有很多从事 自动化控制公司可以根据需求提出多种解决方案，但费用相对较高，现成的控制系统有很多功能都属于性价比不高的摆设，中看不中用，或不切实际的虚设功能，如自动调光、手机ＡＰＰ控制等，这与我公司行车室日夜有人值班的情况下是不需要的，我们需要的是一套由我们自己组建的，符合我们实际需求的系统，这就是能把分布于远程不同地点的无人值守站场的照明控制开关，用一种既经济又实用的硬件和通讯方式通过自己编程来实现符合公司运输生产实际需要的集中控制系统。它应该是既经济，又实用可靠、施工安装简单、操作维修方便、直观，又符合我们的实际需要，可扩展性好，能够通过自己编程接线，能适应今后不断变化的控制系统。 由于我公司站场数量不多，但控制要求又比较烦琐（有与镇海港埠公司共同控制的装煤线照明），又有去年随着道口无人化改造后的杂货、化工铁路线照明控制，这些都需要将控制权移至镇海到发场行车室内实行集中和联合控制，如果叫专业的自动控制公司来做价格不低，一般需要每站1.3万元，6个站点就需要近8万的费用，价格低了人家也没兴趣承接。因此我们决定对这项工作进行一次尝试，为此选定课题：经济实用的多站场照明远程集中控制系统的研制 三、设定目标及目标可行性分析1.设定目标根据目前使用的控制方法和我们所掌握和了解的技术手段，确定课题目标为： 将从俞范为起点，镇海港区杂货线化工线为终点的6站点16路照明控制点集中到镇海到发场站行车室进行集中控制。 目标值： （1）6站16点全部集中到镇海到发场行车室； （2）港区装煤线与镇海到发场仍需能共同控制； （3）安装后实现控制转移要一次成功不能影响照明使用。 （4）在工区办公室能监控到各站点的照明电源状态。 （5）控制有反应灯已开启和关闭的状态。 （6）整个系统要求费用不超1万元。 2.目标可行性分析自创新工作室成立至今，我们一直致力于 三菱和西门子自动化控制系统的学习和实践，自2010年我们首创利用国产ＰＬＣ开发出道口列车接近告警系统以来，2013年我们又利用三菱ＰＬＣ和 触摸屏实现了俞范无人值守的可靠电源保证和远程监控系统；去年我们又利用西门子新一代的逻辑控制器ＬＯＧＯ！7实现了多机房远程综合监控系统，因此在技术掌握上是可行的。 近年来随着西门子新的自动化产品不断推出，适合不同控制的，尤其是小型的适应物联网技术的自动化控制器件的开发，灵活而又经济的控制方案均可组成。器件的选择性非常广泛，这更加增加了我们自主开发这一控制系统的信心。 同时经过大家的再三讨论，公司近年来的网络发展也非常快，铁路沿线各点大部分因监控需要都通有网络，这正好适合带网络通讯的西门子小型控制器件的应用。 四、提出方案并确定最佳方案小组成员在王剑军组长的带领下，开会商讨硬件设计方案，并对各方案进行可行性分析及评估，以确定最佳方案。 1.方案的提出file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image025.gif小组成员围绕课题小组活动目标，提出了如下三套对策方案，见图6-1：
| | file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image026.giffile:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image027.gif |
制图：范铁锋 图6-1 硬件组成方案 2.选择最佳方案： file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image028.gif 方案 分析 | 方案一、西门子PLCＳ7—Smart加SMART 700IE触摸屏组合 | 方案二、西门子LOGO 0BA8加SMART 700IE触摸屏组合 | 方案三、西门子LOGO 0BA8 与三菱plc触摸屏组合 | | 在每一个控制安装一个西门子S7—200SmartPLC SR20在集中控制点加西门子触摸屏SMART 700 IE | 西门子LOGO 0BA8 230RCE加西门子触摸屏SMART 700 IE | 西门子LOGO 0BA8 230RCE加原监控系统的三菱触摸屏GT—10000和FX2n—48PLC的硬件上 | | 西门子S7—200SmartPLC SR20是一款高性价比小型PLC产品。结合SINAMICS驱动产品及SIMATIC人机界面产品，以S7-200 SMART为核心的小型自动化解决方案。 技术上我们也已掌握了它的编程和通讯，硬件组成安装实现容易，软件编程稍难。 价格估算：全部费用1.2万元。 | 经过实验，发现触摸屏只能对LOGO 0BA8进行读操作，而不能进行写操作。 不能写就表示控制还得另加控制按钮。控制箱面板得加14个开关按钮，面板整洁有影响，内部接线较多。扩展性会明显降低。 价格估算：费用6千元。 | 采用西门子LOGO 0BA8 230RCE再加数字量扩展模块作为照明系统的主控制器，再通过俞范电源监控装置的 需要增加控制箱内部接线多一些，面板美观整洁，无须购买触摸屏。 编程实现相对简单容易实现。 价格估算：费用5千元。 | | | | 可以采用，可利用三菱ＰＬＣ和触摸屏资源，节约费用5千元，予以采用 |
制表：贺宏阳 时间：2016年6月 通过对各种硬件组成从接线组合，编程实现、安装维修难易度、扩展实现等，进行可行性分析后，认为西门子LOGO 0BA8 230RCE的采用可以解决在不增加通讯模块的情况下实现器件间通讯，控制界面可加在原监控系统的三菱触摸屏和PLC器件上的方法，借用现成人机界面进行一些简单编程，有无须在面板上增加控制按钮的好处，同时它还有精简控制集成度，减少费用支出，质量可控性高、安装维修操作简易、成本低的优点，为此我们确定此方案三为最佳方案。
五、制定对策 file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image030.jpg1.方案三的具体实施分析实现西门子LOGO 0BA8 230RCE加原监控系统的三菱触摸屏和PLC的硬件上的方案需要解决好，在不影响原照明控制情况下，实现一次性软硬件安装工作。它的硬件安装需要做好三菱PLC与触摸屏的位置预留，装煤线照明互控也要在一天内完成器件接线变换工作，这样就不会影响正常的照明使用。关键工作点在于： 各站点的硬件安装和基本设置，通讯调试都要提前做好， 原三菱触摸屏和PLC程序改变也要在整体交割时一天内完成。 还有装煤线两地联控点也需要对硬件进行重新设置，接线的改变也需同一天完成，如当天不能完成夜间调车作业就不能使用照明。 2.方案三的硬件组合可行性分析为了解决通讯的实现，可采用西门子器件主从站组合体与三菱触摸屏和ＰＬＣ系统进行在同一控制箱内的直接Ｉ/Ｏ点硬连线法，来解决不同硬件通讯实现难的问题。况且原三菱ＰＬＣ控制点空闲足够照明点的使用。 针对以上关键工作点，小组成员进行认真、细致地讨论分析，研究出解决问题的方案措施，并分工落实各自的任务，制定了如下对策表： 表5-1 对策表 | | | | | | | | | 采取先建总站和对照明没有影响的分站，调试好通讯和控制开关，状态反馈信号等。 | 控制总站的程序编程合理正确，能控制和反应分站的开关状态。 | 编好地址与对应的站点表和I/O分配表；对总站进行编程、模拟和调试， 设计总站控制箱。并画好原理图和接线图。 设计好各分站的原理图和接线图。 | | | | | 可预先编写调试三菱触摸屏和PLC程序； 写好软硬件对接实施工作流程 | | 程序调试利用三菱的彷真软件进行调试和修正。 画出硬件接线图并校对。 编写正确的工作流程 | | | | | | | 采用先安装一个过渡器件； 对过渡器件进行通讯和软件调试； | | |
制表：贺宏阳 时间：2016年6月
六、对策实施file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image031.gif
我们从2016年7月4日开始进行了以下工作： 1.各站点的硬件安装和基本设置，通讯调试，首先根据需要向公司网管审请需要的IP地址，并给每个站分配设置一个地址作为服务器（从站），在镇海到发场站行车室安装了控制系统的总站作为客户机（主站），根据图纸作好硬件联接，然后通过局域网内的远程计算机通过编程软件—西门子LOGO!编程软件V8.0完整版，对各站进行配置连接和调试。 图：照明远程集中控制系统通讯及硬件组成原理图 file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image033.jpg 图8—1通讯方式实现图 制图：范铁峰 2. 对各远程站进行地址分配 如表8—1所示。 file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image035.jpg 表8－1 3．编写输入输出分配表 file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image037.jpg file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image039.jpg 制表人：贺宏阳 表：8—2 4.主控制集中系统箱接线图 file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image041.jpg 制图人：王剑军 图：8—2 小组成员根据输入输出地址分配表进行主控制箱的接线，图中的扩展模块共分4路8路和12路输出，现用12路扩展输出。 5.编写LOGO 0BA8系统程序并调试 file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image043.jpg 制图人：王剑军 图8—3 6.装配总控制箱 file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image045.jpg file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image047.jpg 控制箱面板图 控制箱内布置图 制图人：王剑军 图8-4 7．对装煤线控制点作如下图8－5进行组合，装煤楼的本地控制可以在程序中调用本地输入点和远程控制点进行逻辑组合双向控制。 控制的硬件连接方式如图8-5所示。 file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image049.jpg 制图人：王剑军 图8-5 8．改写三菱PLC程序和人机界面触摸屏画面组态程序并彷真调试。 三菱PLC程序图略，人机界面（触摸屏）程序图如下： 用GX Developer 三菱编程软件对FX2n-48 PLC作程序修改；用GT Designer3对三菱HMI触摸屏进行画面组态编程；用GT Simulator3 对程序和GOT-1000HMI触摸屏进行程序仿真。修改仿真调试程序，然后输入进行试运行。 file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image051.jpg 制图人：王剑军 图8-6 实施效果确认：经过一系列的硬件安装、仿真和调试措施后，我们成功地将经济实用的多站场照明远程集中控制系统进行了安装，然后进行效果检查工作。 file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image052.gif
我们在2008年7月8日做了以下工作： 为了确保新的系统能在一天之内完成全部主要硬件的接线和调试工作，保证夜间能开启各站照明，不影响调车作为，我们把工作分成三部分二个工作组，第一部分为主控制箱接线工作半天，第二部分为各分站接线，下午为总程序输入和调试开通，最后对原俞范电源监控系统的程序进行确认调试，以确保移植后的接线与原程序设计相符。 实施效果确认：硬件接线正确美观，程序运行正常，与原设计意图相符，主站PLC与触摸屏程序软件调试运行符合设计运行要求；原俞范无人值守系统运行正常，同时还扩展实现了可以在信号值班室和工区办公室三地进行监控的功能。 file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image053.gif 扩展功能的实现大大方便了技术人员对现场设备运行的监控和故障预报状态的分析判断掌握。同时由于采用了新一代的西门子逻辑控制器0BA8，它集成了远程通讯和WEB功能，因此可以通过编程软件登陆对程序运行过程中发现的问题进行在线修改，手机APP功能可以实现现场技术人员在外地或是节假日对设备出现的状况进行远程诊断，以便快速处理设备故障。 实施效果确认：？ 七、效果确认1.目标值实现情况小组成员通过对完成后的6个分站进行现场调试及一个月的试运行系统运行可靠，完全符合设计要求。 小组经过近4个月的攻关活动，完成了课题，达到了预期目标，取得了显著的效果。经过行车部门的实际使用，技术设备部级和公司级三级检查验收，6个控制点均符合控制目标值。 系统不光能在总控制点对各分站进行照明开关操作并实现电源状态监控，还可以在监控分站工区办公室的文本显示器和通过计算机浏览器登陆主站LOGO 8进行控制和监视，方便照明维修和因电源故障的及时获知，可以减少夜间克服故障的次数，同时也扩展了俞范电源系统的监控点，从原来的只有行车室一个点扩展到了行车室，信号值班室和工区办公室三个点。另外还可以通过VPN在外网进行登陆操作和查询照明设备的使用。减少照明维修中的能源损耗，提高维修效率。file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image055.jpg 2.技术效益通过本次攻关活动，使我们积累了第一手的远程集中控制系统设计和施工经验，总结了一套系统的安装方法，为今后顺利完成工程实际当中的远程控制技术打下了坚实的基础。 file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image056.gif由于系统具有良好的扩展性，因此在今后控制点需要调整时再不需要通过繁复的设计和施工，只需要在所需的控制点增加一些简单的硬件和接线，修改一下程序即可。大大方便了照明设备的调整更改。 3.经济效益1、由于系统为自行设计自行安装，节省了直接费用约8万元。 2、释放了原来加载于信号系统的照明控制资源，腾出信号设备的部分宝贵资源，约5万元。 3、可以有效合理地控制照明使用，减少因不能确定照明设备的实际使用状态而浪费宝贵的电力资源。 4、由于维修人员可以在远程对需要的照明设备进行操作，减少了维修状态的开启范围和维修使用时间，也缩短了因维修电能浪费。 5、由于对各照明控制点的电源能实时进行监测反映，对白天出现的故障能及时得到修复，减少了夜间修理的出工次数。维修人员的维修压力明显减轻。 6、由于系统增加了照明状态在触摸屏上的实时反应，避免了白天因忘记关灯而造成点天灯的浪费 4.综合提高1、通过本次活动，各组员利用QC各种工具分析和解决问题，确保了设计和安装质量，取得了较好的社会效益的同时，也提高了组员自身的综合素质，详见下表： 表9-4 小组综合素质评价表 2、通过本次活动，在很好完成设定目标值的同时，QC小组得到了业主、监理等单位的好评，进一步增强了公司的品牌竞争力，为公司开拓更广泛的市场做出了一定的贡献。
八、标准化在安装和投入运行前，我们对器件的结线和箱体的设计以及程序的编写进行了一系列的标准化操作，如结线全部采用端子压接法，以减少结线的松头现象，对器件的安装和布线进行了最佳位置组合研究，以求布线美观，走线路径最短；对面板进行了美化，采用阿力克喷字粘贴，增加了可视性；接入试运行后编写了使用说明，为方便今后维修工作编写了系统原理说明书，并在试运行后修改完善了程序和接线，并画出了竣工原理图、接线纸及硬件布置图。使每个维修人员都了解系统的原理和接线，并能查找和克服故障及应急处理方法。 九、总结和下一步打算1、小组总结了这次远程集中控制的设计和安装经验，并将其中的经验和安装过程中出现的问题一一作了记录，同时对一些存的不足不断进行思考，以便以后作进一步的改进，使该技术不断得到巩固。 2、今后，我们仍要将QC小组活动认真、深入地开展下去，解决实际工作中遇到的各种难题。针对目前送、配电及重要机房的设备状态和计量等工作对技术的利用，技术手段应用的提高，作为下一个QC活动的课题。
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发表于 2016-10-20 19:02:44
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发表于 2017-1-15 00:53:20
