基于現(xiàn)場(chǎng)總線的鐵路大型養(yǎng)路機(jī)械電氣控制系統(tǒng)
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4.2.2 現(xiàn)場(chǎng)控制層
現(xiàn)場(chǎng)控制層由主站（PLC控制器、總線分支模塊、本地I/O），現(xiàn)場(chǎng)總線，從站（總線藕合器BK、遠(yuǎn)程I/O）和現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備四部分組成。主站安裝于作業(yè)室內(nèi)，從站的數(shù)量根據(jù)實(shí)際需要而定，它分布于車體的不同位置。現(xiàn)場(chǎng)控制層主要完成以下功能：（1）各種輸入信號(hào)的采集；（2）各種控制信號(hào)的輸出；（3）各種信號(hào)的處理；（4）與監(jiān)控層的通訊。
圖2：基于PPC、PLC及INTERBUS的鐵路大型養(yǎng)路機(jī)械控制系統(tǒng)
4.3 系統(tǒng)硬件配置
本系統(tǒng)是基于Phoenix Contact公司的自動(dòng)化產(chǎn)品配置而成的。主要配置如下：
PPC工業(yè)計(jì)算機(jī)：PPC 5115
TP觸摸屏顯示器：TP 15T
PLC控制器：ILC 370 ETH 2TX-IB，帶2個(gè)以太網(wǎng)端口、1個(gè)RS232端口。
總線分支模塊：IBS IL 24 RB-T-PAC
總線藕合器BK：IBS IL 24 BK-T/U-PAC
各種Inline I/O模塊：IB IL 24 DI 16-NPN-PAC，IB IL 24 DI 2-NPN-PAC，IB IL 24 DI 32/HD-NPN-PAC，IB IL 24 DI 4-PAC，IB IL 24 DO 2-2A-PAC，IB IL 24 DO 2-NPN-PAC，IB IL 24 DO 32/HD-NPN-PAC，IB IL 24 DO 4-PAC，IB IL 24 DO 8-NPN-PAC，IB IL 24 TEMP 2 RTD-PAC， IB IL AI 2/SF-PAC，IB IL AO 2/U/BP-PAC，IB IL CNT-PAC等。
4.4 系統(tǒng)軟件配置
系統(tǒng)軟件配置包括Windows NT操作系統(tǒng)、IBS OPC SERVER、Diag+故障診斷軟件、軌道參數(shù)記錄及打印程序、上位機(jī)監(jiān)控軟件Visu+、下位機(jī)編程軟件PC WORX 5。
4.4.1 上位機(jī)監(jiān)控軟件
本系統(tǒng)采用Visu+作為上位監(jiān)控軟件。對(duì)于過(guò)程的組態(tài)，所有的Phoenix Contact公司的HMI設(shè)備均使用強(qiáng)大的組態(tài)軟件Visu+，它除了完全的SCADA功能（例如：操作與監(jiān)控、趨勢(shì)圖、報(bào)警信息等）之外，同時(shí)還提供諸如：數(shù)據(jù)采集、記錄、配方管理、數(shù)據(jù)庫(kù)連接、企業(yè)資源計(jì)劃系統(tǒng)（ERP）連接等。Visu+軟件的開發(fā)接口設(shè)計(jì)清晰、操作直觀、所有的組態(tài)畫面元素能夠輕松的通過(guò)鼠標(biāo)點(diǎn)擊或拖拽實(shí)現(xiàn)。
4.4.2 IBS OPC SERVER軟件
OPC適用于可視化的標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)行階段接口。通過(guò)INTERBUS OPC服務(wù)器，這個(gè)接口可以用于INTERBUS主站和PC WORX編程控制系統(tǒng)、PC接口和嵌入式解決方案中。通過(guò)這種方式，可以簡(jiǎn)單地與使用OPC客戶端的可視化軟件相連接，如Genesis 32，Visu+等
4.4.3 Diag+故障診斷軟件
INTERBUS提供了操作舒適的全面診斷功能，并且Diag+軟件工具完全支持這些功能。通過(guò)Diag+，可以實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單而全面的診斷，也可以實(shí)現(xiàn)基本的INTERBUS功能。Diag+可以作為獨(dú)立的診斷工具來(lái)操作，也可以作為ActiveX組件將INTERBUS診斷集成在設(shè)備和系統(tǒng)的可視化軟件中。圖形化設(shè)計(jì)使得診斷功能可采用低分辨率顯示，因此也適用于小型手持診斷設(shè)備。這些診斷可以通過(guò)INTERBUS主站上的任意接口（以太網(wǎng)、V.24和ISA/PCI總線）來(lái)完成。這樣，通過(guò)一個(gè)INTERBUS主站，就可以從任何位置對(duì)控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中的每個(gè)控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)診斷。這意味著INTERBUS系統(tǒng)的診斷變得更加簡(jiǎn)便和通用。
4.4.4 下位機(jī)編程軟件配置
本系統(tǒng)采用PC WORX 5作為下位機(jī)編程軟件。下位機(jī)編程軟件PC WORX 5為控制系統(tǒng)提供了一個(gè)現(xiàn)代化開發(fā)工具。當(dāng)PC WORX 5連接到現(xiàn)場(chǎng)總線的控制系統(tǒng)上時(shí)，它不僅提供了符合IEC 61131-3標(biāo)準(zhǔn)和IEC 61131-5標(biāo)準(zhǔn)的方便編程工具，還可方便進(jìn)行INTERBUS組態(tài)。PC WORX 5還包括對(duì)INTERBUS的簡(jiǎn)易診斷。
4.4.5 軌道參數(shù)記錄及打印程序
軌道參數(shù)記錄及打印程序是為實(shí)現(xiàn)鐵路大型養(yǎng)路機(jī)械電氣控制系統(tǒng)中傳統(tǒng)記錄儀功能而開發(fā)的一個(gè)專用程序。它可以實(shí)現(xiàn)軌道參數(shù)的記錄、查詢、分析及打印。
5 結(jié)束語(yǔ)
在當(dāng)今科學(xué)技術(shù)迅猛發(fā)展的時(shí)代，各種新技術(shù)、新產(chǎn)品、新的控制理念不斷涌現(xiàn)。鐵路大型養(yǎng)路機(jī)械產(chǎn)品電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路也應(yīng)跟上科技發(fā)展的步伐，采用新的設(shè)計(jì)理念和目前世界上比較先進(jìn)的控制技術(shù)。
過(guò)去，總線在鐵路大型養(yǎng)路機(jī)械電氣控制系統(tǒng)中已經(jīng)有成功的應(yīng)用。如在普拉塞―陶依爾公司生產(chǎn)的CEM 100型架線車上全套使用RS-485工業(yè)總線控制系統(tǒng)；在CMG-16型道岔打磨車上使用以RS-485工業(yè)總線為主、結(jié)合Profibus-DP現(xiàn)場(chǎng)總線的控制系統(tǒng)；在CPH型道岔鋪換機(jī)組上使用以“無(wú)線發(fā)射器+無(wú)線接收器+ CANBUS總線+PLC”的“一對(duì)多”控制系統(tǒng)；以“PLC+本地I/O”組成的程序控制系統(tǒng)，也在D0832搗固車上使用，經(jīng)過(guò)半年多的試驗(yàn)，獲得成功。
現(xiàn)在，工業(yè)計(jì)算機(jī)技術(shù)、PLC技術(shù)、現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)均獲得了極大的發(fā)展和廣泛的應(yīng)用。本文提出的基于PPC工業(yè)計(jì)算機(jī)、PLC及INTERBUS現(xiàn)場(chǎng)總線的鐵路大型養(yǎng)路機(jī)械電氣控制系統(tǒng)，它集成了柴油機(jī)監(jiān)視控制、高速走行監(jiān)視控制、作業(yè)監(jiān)視控制等，它實(shí)現(xiàn)了集中監(jiān)視、集中處理、分散控制，在鐵路大型養(yǎng)路機(jī)械上則是一種新的設(shè)計(jì)和嘗試。它應(yīng)用于作業(yè)工況最差的穩(wěn)定車上，將全面檢驗(yàn)系統(tǒng)的各項(xiàng)指標(biāo)：可靠性、穩(wěn)定性、抗沖擊性能、經(jīng)受高溫、高濕的能力，特別是抗頻率振動(dòng)性能力。如果該套控制系統(tǒng)在新型穩(wěn)定車上的應(yīng)用獲得成功，那么，它的設(shè)計(jì)理念和方法在鐵路大型養(yǎng)路機(jī)械上全面推廣使用便成為可能；它作為一種完全不同于普拉塞―陶依爾公司鐵路大型養(yǎng)路機(jī)械產(chǎn)品電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)理念和方法，將成為今后具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)新產(chǎn)品開發(fā)的新的模式和方向。
參考文獻(xiàn)
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評(píng)論