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摘要:介绍了北京城市轨道交通计算机联锁控制系统在系统结构方面的硬件改进,阐述了诸如扣车、紧急关闭和轨道区段故障时单独操纵道岔等特殊联锁功能和与ATP系统结合的安全编码逻辑功能的软件实现。
关键词:市轨道交通 计算机 联锁
考虑到信号工程的技术趋势和经济上的合理性,北京城市轨道交通13号线信号计算机联锁控制系统,采用铁科院开发研制的TYJL2Ⅱ型系统。虽然此系统已在全路400余个站场投入使用,但在满足现有的各项技术条件要求,实现进路上的道岔、信号机和轨道电路的正确联锁关系,确保列车运行安全的同时,还必须进行一系列的改进和完善,以满足城市轨道交通所要求的特殊联锁功能,并实现与ATP系统结合的安全编码逻辑功能。
1、系统结构的改进
根据北京城市轨道交通的特点,对TYJL2Ⅱ型计算机联锁的系统结构做了如下的改进。
1、各站通常不设信号维修人员,为了确保系统在监控机或控制台故障的情况下仍能够不间断地可靠运行,将监控机和控制台纳入到了双机热备的覆盖范围之中,使其在故障时可由相应的联锁机申请切换。具体地讲,对站场简单的车站,直接将监控机安装在联锁机柜内,取消联锁总线的切换电路。A监控机和A控制台随着A联锁机的切换而切换,B监控机和B控制台也如此。而对站场复杂的车站,除切换方式同简单车站外,仍采用原有TYJL2Ⅱ型计算机联锁系统的结构,保留联锁总线的切换电路。
2、由于计算机联锁控制系统的操作方式分为控制中心集中控制和车站分散控制,且通常采用中心集中控制方式,因此系统在各站的监控机部分增加了与CTC分机的接口,接收中心集中控制时的命令信息,并向中心发送本站的表示信息,接口采用RS2422双网结构。车站分散控制时,系统采用鼠标式控制台和按钮式单元控制台互为备用的原则进行设计,使操作方式更加方便灵活。
3、为了便于维修,计算机联锁控制系统的采集、驱动电路板均改为6U标准,计算机电源、采集电源、驱动电源和地线检查器改为插接方式。同时,为适应北京城市轨道交通机柜上出线的要求,系统的联锁机柜结构也相应地改为采集、驱动层在上,计算机层、电源层在下。
4、在保持原有TYJL2Ⅱ型计算机联锁系统电路结构不变的情况下,为提高系统的可靠性和抗干扰能力,采取的措施主要包括:提高印制板采用的芯片等级,按5V计算机电路与12V采集、驱动电路分别布线,并且分开设置接插件;在接口架的驱动条件线上增加防雷器件;采集、驱动32芯电缆靠电路板一侧增加抗电磁干扰磁环等等。
2、系统特殊联锁功能的实现
由于北京城市轨道交通计算机联锁控制系统增加了诸如自动进路、自动折返、扣车、紧急关闭和轨道区段故障时单独操纵道岔等一系列特殊联锁功能,因此在联锁软件中又增加了相应的模块,具体可分为3类。
1、原联锁软件中没有与其类似的功能,需要建立全新的算法,增加新模块。如,扣车必须确定扣车状态的输入与哪些所要驱动的发车进路的信号控制输出有关;扣车状态的输出与哪些扣车按钮的输入有关。在此基础上建立实现扣车这种特殊联锁功能的算法,并予以实现,完成扣车作业。
2、原联锁软件中有与其类似的功能,可利用原有算法。如,紧急关闭与原有的超限绝缘检查功能非常类似,其技术条件也基本相同。因此,可利用原联锁逻辑模块中的超限检查的算法,在股道的二端分别设置与超限检查模块类似的紧急关闭模块来实现紧急关闭作业。
第二篇:计算机在工业自动控制系统应用
计算机在工业自动控制系统应用
摘 要:随着科学技术的快速发展,计算机应用技术被应用到各个领域,特别是在冶金、电力、印刷等行业,不仅提高了生产效率,也促进了企业的快速发展。
本文主要阐述了计算机技术在工业自动控制系统中的应用。
关键词:计算机应用;工业自动控制;系统;应用
概述
自从工业技术革命以来,工业生产技术得到了快速发展。
在工业生产过程中自动化系统的发展受到了人们的广泛关注,计算机技术在自动化系统中的应用,取得了非常明显的效果。
当前,它已经成为了工业生产中不可或缺的工具。
1 生产过程自动化系统和生产管理系统的融合
在LS0的六层功能模型中,把从检测执行,驱动到一年级的控制和管理共分成六层功能,构成这种多层功能结构的出发点、是按经营、生产管理、控制功能的划分,而不是按控制和管理计算机系统硬件结构来划分的。
只不过过去由于当初计算机技术和网络技术的限制以及计算机系统设计人员理解的不充分,长期以来把计算机系统按六层功能模型相对应的分成六级计算机系统工程层次结构。
2 计算机控制系统的范围和优点
优异性能指标,具体来讲有以下:控制规律灵活、多样、行动方便;控制与管理结合.自动化程度进一步提高:计算机控制投资少、见效快、收益大;实现最优控制。
3 计算机技术在工业控制领域中的应用――PC-Based技术
在工业控制领域中,控制层的主要任务就是把工业现场总线所采集的信息进行分解,并把分析的结果通过现场总线传送到现场。
一直到二十世纪九十年代初期,都使用PLC控制器,各自控制着自己的变成语言,相互之间没有什么实质性的联系,更不可以兼容。
随着计算机技术的不断发展,PLC控制器将会被PC机的控制器所代替,也就是实现统一的通行的能够把所有层面的东西不停留的垂直的集成,将不同作用的软件和硬件中的单个部件集成到一个控制系统中,实现生产产品的互相操作性,适合大规模的工业自动化控制。
4 自动化的发展前景
4.1 工业智能化
从工业自动化仪表的发展趋势看,智能化是其核心部分,所谓智能化表现在其具有多种新功能。
例如过去当流量仪表需要进行温度,压力的补偿时需要分别测量流量,温度和压力的三台变送器,并且需要运算器来计算,现在一台智能化的流量变送器就可以包揽这一任务;又如一台智能化执行器,由于具有多种的自诊断功能,过去控制的算法,只能由调节器或DCS来完成,如今一台智能化的变送器或者执行器,只要值入PID模块,就可以与有关的现场仪表在一起,在现场实现自主调节从而实现控制的彻底分散,从而减轻了DCS主机的负担,使调节理加及时,并提高整个系统的可靠性。
4.2 工业高精度化
随着工业产品质量的要求不断提高,国家对节能减排问题的重视程度也在不断提高,所以我们应该不断的加强测量仪器和控制系统的精度,保证工业生产和生态环境和谐发展。
比如变送器的精度,应该由原来的百分之零点七五提升到百分之零点零四。
目前,在贸易交换中使用到的科氏质量流量计的精度已经达到了百分之零点零四。
在未来的工业发展中,其精度也会越来越高。
4.3 工业无线化
在工业实现无线化的过程中,现场总线其实是一个十分有前途的工业技术,可以很快速的被推广,但是它受到了国际上标准的过多约束,严重影响到该技术的广泛推广,比如,第一代工业现场总线已经达到国家标准的就有十多种,几年之后,第二代的工业无线化实现了以太网,已经达到了国际上的标准有很多种,第三代通信方案兴起时,各大公司和组织都根据自身的发展情况制定了各自的标准,例如,西门子等大公司都根据自身的情况制定了符合自己的天线标准,但是如果标准过多的话,对于使用者来说没有太多的好处,所以用户想要根据自己的实际情况制定单一的国际便准。
工业生产要求高质量、高效率、低能耗、安全的生产技术和环境。
如果能够实现工业无线化,工业维修率就会很大程度的减少,所以当前研发一种可靠的无线通信技术是十分重要的课题。
4.4 安全仪表系统
在生产规模不断扩大的过程中,一旦发生事故,不仅会造成巨大的经济损失,也会对人员造成生命财产安全造成威胁,所以我们应该对生产安全问题加以重视。
当前,有一部分企业已经认识到了生产安全的重要性,特别是一些化工企业和石化企业已经安装了安全系统,这种安全系统主要分为两个组成部分,一个是专门的PLC,一个是DCS。
随着这种新型的DCS的功能不断的增多,并且已经有的具备了安全仪表系统,所以我们可以使用带有这种安全功能的DCS来对工业生产进行管理。
但是虽然这样做受到了业主们的欢迎,但是保险公司还需要第三方认证,但是这种认证需要一个量化的概念。
所以就制定了安全整性等级。
根据当前的生产制造水平,想要满足一定的安全等级,需要采取冗余的措施。
根据安全等级测试,只有符合SIL3的标准才能够满足石化企业或者化学企业的安全等级要求。
4.5 MⅣ模式
目前建新的一些大型石化装置如乙烯项目都采用MIV承包模式,所谓MIV就是主要仪表承包商这种做法利于大型工程的建设.保证项目顺利按时投产,如百万吨级的乙烯项目,其下产品很多。
一般有十几个装置需要同时投产否则误工一天.就会有上亿元的损失,为了便于和理.工程公司和企业都愿意这样做,但这种模式也不是一成不变的。
例如海南的CSPC乙烯项目采用的是MAC模式.福建的乙烯项目采用的是MICC,对于承包的仪表厂商来讲这是一种增值的服务。
作为MIV的公司也需要一定的资源质,即除了能提供一定水平的DCS外。
还要有较广泛的,质量过硬的现场仪表而且还要熟悉工艺或有这个方面的经验。
4.6 科学仪器的在线化
伴随着科学技术的不断进步,科学仪器变得越来越高端化、体积不断的减小、操作起来也越来越简便,同类产品为了获得市场竞争力,价格也在不断的降低。
当前的生产条件下,已经可以实现把实验室内才能操作的科学仪器在生产线上实现大规模的生产。
例如,在高炉上试用的用来分析炉顶煤气的成分的质谱仪。
从当前应用的角度来说,这种仪器已经成为了工业仪器表的一个成员了。
根据今后发展的趋势,还会加速科学仪器的在线化。
结语
综上所述,我国工业自动控制系统技术将不断地向前发展,以世界先进工业技术为目标,同时还要以灵活的低成本为基础,使用科学的见效快的自动化技术,进一步提高我国工业生产技术,生产出更多高质量的工业产品,走上可持续发展的工业化道路。
参考文献
[1]章昌南.浅淡我国工业自动化发展状况[J].金属加工:冷加工.2008.
[2]金建祥.科技创新推动工、世自动化发展[J].世界仪表与自动化.2006.