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皮爾磁工業(yè)自動化（上海）有限公司

隨著鐵路控制系統(tǒng)的老化，故障和損壞情況越來越頻繁，經(jīng)常導(dǎo)致地鐵運(yùn)行中斷，從而對本地公共交通運(yùn)輸產(chǎn)生較大影響。Pilz基于軟件的創(chuàng)新控制與安全解決方案在不干擾復(fù)雜外圍電氣設(shè)備的前提下，用達(dá)到SIL 4要求的自動化系統(tǒng)PSS 4000取代了安特衛(wèi)普市中心三條地鐵線路地下路口處過時(shí)的電子板。此后，中央火車站附近的地鐵運(yùn)行一直較為穩(wěn)定可靠。

1　項(xiàng)目背景

安特衛(wèi)普是比利時(shí)重要的工業(yè)城市之一，在其地下，三條地鐵線路在三個(gè)站點(diǎn)——Astrid站、Opera站和Diamant站——構(gòu)成的三角形中交匯。運(yùn)行過程中，有兩條線路會占用這三個(gè)站點(diǎn)的一部分軌道。控制和監(jiān)控系統(tǒng)必須確保每次只有一趟列車進(jìn)站。過去，這些站點(diǎn)中斷運(yùn)行的情況不斷增加。“電路板和電磁組件已經(jīng)服役超過35年，要買到適合的備件變得越來越難。而且，熟悉該技術(shù)的員工也越來越少。”安特衛(wèi)普本地公共運(yùn)輸運(yùn)營商De Lijn的電子工程師Guido Maesschalck解釋說。

2　項(xiàng)目實(shí)施

2.1　現(xiàn)代的自動化樞紐

顯然，這種情況需要立刻采取行動：使用基于軟件的現(xiàn)代化解決方案取代老化的控制和監(jiān)測技術(shù)。另外，還有一個(gè)基本要求：不能對這些站點(diǎn)及控制柜周圍的整個(gè)電工技術(shù)基礎(chǔ)設(shè)施造成干擾。

鐵路運(yùn)營商對該項(xiàng)目進(jìn)行招標(biāo)，德國自動化公司Pilz由于鐵路部門的推薦而參與其中。該公司自1995年起在比利時(shí)設(shè)立了分支機(jī)構(gòu)。“在我們與Pilz合作執(zhí)行了最初的參考項(xiàng)目后，我們就感覺已經(jīng)找到了合適的合作伙伴來對這個(gè)敏感三角地帶的控制及安全相關(guān)技術(shù)進(jìn)行現(xiàn)代化改造。”Guido Maesschalck說。

第一個(gè)挑戰(zhàn)是針對這種特定情況開發(fā)一個(gè)項(xiàng)目方案。“一開始，我們實(shí)際上只有一些舊的電路圖和軌道圖。首先，我們分析了符合要求的硬件和軟件，同時(shí)構(gòu)建了項(xiàng)目工作流程。”負(fù)責(zé)的Pilz比利時(shí)項(xiàng)目經(jīng)理Geert de Bruycker說。具有約束力的時(shí)間表用于定義各個(gè)重要階段，選擇硬件工具并開發(fā)相應(yīng)的軟件應(yīng)用程序。

2.2　通過認(rèn)證的鐵路運(yùn)行自動化系統(tǒng)

自動化系統(tǒng)PSS 4000是全新控制與安全解決方案中的核心組件。為滿足鐵路運(yùn)輸?shù)奶囟ㄒ螅琍ilz開發(fā)了業(yè)界認(rèn)可的自動化系統(tǒng)：這些特殊模塊的類型為-R（“鐵路”）型，能夠抵抗鐵路環(huán)境中常見的電磁干擾、極端溫度與極端機(jī)械負(fù)荷。PSS 4000自動化系統(tǒng)內(nèi)的-R模塊已通過CENELEC的認(rèn)證，符合EN 50126、EN 50128、EN 50129和EN 50155標(biāo)準(zhǔn)。PSS 4000-R也已通過鐵路的特定安全認(rèn)證。這些模塊可用于鐵路行業(yè)內(nèi)安全完整性等級不同的各種應(yīng)用。包括軌道施工機(jī)械和牽引設(shè)備的控制功能，以及信號傳送區(qū)域內(nèi)的控制或監(jiān)控功能，例如對平交道口、控制和安全技術(shù)，或站間信號等進(jìn)行信號監(jiān)控。該自動化系統(tǒng)在整個(gè)應(yīng)用中都可達(dá)到SIL4要求。

2.3　每次一趟列車，確保安全

簡單地說，Pilz自動化系統(tǒng)PSS 4000在三個(gè)交通樞紐的任務(wù)是確保有序、安全、高效的運(yùn)作流程。比之前采用的技術(shù)更可靠、有效。在三個(gè)相同的軌道交叉路口，基于軟件的全新自動化解決方案可確保每次只有一趟列車被許可進(jìn)站。如站內(nèi)有列車停留，兩個(gè)軌道信號燈則顯示紅色。如果兩趟列車幾乎同時(shí)到達(dá)，自動化系統(tǒng)將按照規(guī)定的模式?jīng)Q定列車的優(yōu)先權(quán)。PSS 4000不僅控制并監(jiān)測道岔位置和信號燈，還會監(jiān)控與路基連接的傳感器和探測器。這些設(shè)備用于監(jiān)測兩趟列車之間的最短距離。如果距離小于最低值，自動化系統(tǒng)將自動對后面的列車進(jìn)行制動。列車司機(jī)可通過顯示屏了解他在具體情況下可以行駛的最高速度。如果他忽略此顯示，自動化系統(tǒng)將再次對該列車進(jìn)行制動。PSS 4000還可以檢測電纜斷裂、信號燈及距離傳感器故障或失靈，并采取相應(yīng)的安全相關(guān)措施。

2.4　節(jié)省空間的緊湊型控制柜

三個(gè)PSS 4000模塊單元分別用于三個(gè)鐵路道岔，并通過SafetyNet p進(jìn)行通信。PSS 4000包含數(shù)個(gè)功能組，安全PLC、I/O設(shè)備和各種I/O模塊則作為安全與自動化功能的硬件組件使用。模塊化單元在控制柜所占的空間與舊的電路板完全相同。具有更高級控制及監(jiān)測功能的主模塊（MAW）安裝在這些站點(diǎn)旁的中央控制柜中，兩個(gè)從模塊（MV"- 和MV"+）則位于進(jìn)給軌道信號系統(tǒng)控制柜中。

Pilz自動化系統(tǒng)PSS 4000

3　項(xiàng)目總結(jié)

總之，自動化系統(tǒng)PSS 4000在對鐵路控制與監(jiān)測基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行現(xiàn)代化改造過程中顯示出了諸多優(yōu)勢。這些改造措施可以分階段實(shí)施。所有的電子外圍設(shè)備，包括信號、控制、報(bào)警技術(shù)，以及控制柜布線，均保持不變。此外，自動化系統(tǒng)PSS 4000還可以起到舊控制箱之間的接口功能。

模塊化技術(shù)是高度標(biāo)準(zhǔn)化的技術(shù)；可根據(jù)特定任務(wù)輕松進(jìn)行個(gè)別調(diào)整。一旦模塊在離線模式下測試成功，系統(tǒng)可以快速投入使用。Pilz的軟件平臺PAS 4000可創(chuàng)建、配置并設(shè)置安全相關(guān)應(yīng)用的參數(shù)，并將其下載至控制系統(tǒng)中。

“對于我們來說，自動化系統(tǒng)是技術(shù)基礎(chǔ)，未來幾年，在此基礎(chǔ)之上可以打造其它更安全、更可靠的軌段。憑借Pilz的硬件和軟件，以及出色的支持和建議，我們一定會步入正軌。”Guido Maesschalck總結(jié)說。

摘自《自動化博覽》2017年12月刊