基于PPC、PLC及現(xiàn)場總線的鐵路大型養(yǎng)路機械電氣控制系統(tǒng)

　　4.2.2現(xiàn)場控制層

　　現(xiàn)場控制層由主站(PLC控制器、總線分支模塊、本地I/O)，現(xiàn)場總線，從站(總線藕合器BK、遠(yuǎn)程I/O)和現(xiàn)場設(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)實際需要而定，它分布于車體的不同位置?，F(xiàn)場控制層主要完成以下功能：(1)各種輸入信號的采集;(2)各種控制信號的輸出;(3)各種信號的處理;(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公司的自動化產(chǎn)品配置而成的。主要配置如下：

　　PPC工業(yè)計算機：PPC 5115 TP觸摸屏顯示器：TP 15T PLC控制器：ILC 370 ETH 2TX-IB，帶2個以太網(wǎng)端口、1個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、上位機監(jiān)控軟件Visu+、下位機編程軟件PC WORX 5.

　　4.4.1上位機監(jiān)控軟件

　　本系統(tǒng)采用Visu+作為上位監(jiān)控軟件。對于過程的組態(tài)，所有的Phoenix Contact公司的HMI設(shè)備均使用強大的組態(tài)軟件Visu+，它除了完全的SCADA功能(例如：操作與監(jiān)控、趨勢圖、報警信息等)之外，同時還提供諸如：數(shù)據(jù)采集、記錄、配方管理、數(shù)據(jù)庫連接、企業(yè)資源計劃系統(tǒng)(ERP)連接等。Visu+軟件的開發(fā)接口設(shè)計清晰、操作直觀、所有的組態(tài)畫面元素能夠輕松的通過鼠標(biāo)點擊或拖拽實現(xiàn)。

　　4.4.2 IBS OPC SERVER軟件

　　OPC適用于可視化的標(biāo)準(zhǔn)運行階段接口。通過IN

　　TERBUS OPC服務(wù)器，這個接口可以用于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。通過這種方式，可以簡單地與使用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Diag+，可以實現(xiàn)簡單而全面的診斷，也可以實現(xiàn)基本的INTERBUS功能。Diag+可以作為獨立的診斷工具來操作，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INTERBUS主站上的任意接口(以太網(wǎng)、V.24和ISA/PCI總線)來完成。這樣，通過一個INTERBUS主站，就可以從任何位置對控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中的每個控制系統(tǒng)實現(xiàn)診斷。這意味著INTERBUS系統(tǒng)的診斷變得更加簡便和通用。

　　4.4.4下位機編程軟件配置

　　本系統(tǒng)采用PC WORX 5作為下位機編程軟件。下位機編程軟件PC WORX 5為控制系統(tǒng)提供了一個現(xiàn)代化開發(fā)工具。當(dāng)PC WORX 5連接到現(xiàn)場總線的控制系統(tǒng)上時，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，還可方便進行INTERBUS組態(tài)。PC WORX 5還包括對INTERBUS的簡易診斷。

　　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現(xiàn)鐵路大型養(yǎng)路機械電氣控制系統(tǒng)中傳統(tǒng)記錄儀功能而開發(fā)的一個專用程序。它可以實現(xiàn)軌道參數(shù)的記錄、查詢、分析及打印。

　　5結(jié)束語

　　在當(dāng)今科學(xué)技術(shù)迅猛發(fā)展的時代，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)路機械產(chǎn)品電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計思路也應(yīng)跟上科技發(fā)展的步伐，采用新的設(shè)計理念和目前世界上比較先進的控制技術(shù)。

　　過去，總線在鐵路大型養(yǎng)路機械電氣控制系統(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)場總線的控制系統(tǒng);在CPH型道岔鋪換機組上使用以“無線發(fā)射器+無線接收器+ CANBUS總線+PLC”的“一對多”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)過半年多的試驗，獲得成功。

　　現(xiàn)在，工業(yè)計算機技術(shù)、PLC技術(shù)、現(xiàn)場總線技術(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)計算機、PLC及INTERBUS現(xiàn)場總線的鐵路大型養(yǎng)路機械電氣控制系統(tǒng)，它集成了柴油機監(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)路機械上則是一種新的設(shè)計和嘗試。它應(yīng)用于作業(yè)工況最差的穩(wěn)定車上，將全面檢驗系統(tǒng)的各項指標(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)計理念和方法在鐵路大型養(yǎng)路機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)路機械產(chǎn)品電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計理念和方法，將成為今后具有自主知識產(chǎn)權(quán)新產(chǎn)品開發(fā)的新的模式和方向。