根據(jù) EN 50129 實現(xiàn)軌道交通行業(yè)的控制系統(tǒng)安全構(gòu)架
文:皮爾磁中國2022年第六期
導(dǎo)語:隨著需求的多樣化和技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展,地鐵、輕軌、磁懸浮、有軌電車和捷運系統(tǒng)等逐漸面世,組成了我們現(xiàn)在所熟知的軌道交 通業(yè),本文著重介紹了皮爾磁(Pilz)根據(jù) EN 50129 實現(xiàn)軌道交通行業(yè)的控制系統(tǒng)安全構(gòu)架。
1 以古鑒今 軌交安全值千金
鐵路交通,在汽車、航空和管道運輸還未迅速發(fā)展 的上世紀(jì),是運輸?shù)闹髁姡恢碧幱趬艛嗟匚?,?的誕生和發(fā)展與世界工業(yè)的革命乃至文化的交流密不 可分。如今,隨著需求的多樣化和技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展,地 鐵、輕軌、磁懸浮,有軌電車和捷運系統(tǒng)等逐漸面世, 組成了我們現(xiàn)在所熟知的軌道交通業(yè)。
1918年11月1日,一輛在布魯克林剛開放運營的列 車,因操作員經(jīng)驗不足超速過彎,導(dǎo)致百余條生命的消 逝。1977年,美國芝加哥發(fā)生兩車相撞事故,導(dǎo)致列車 墜落,所付出的代價是極其慘痛的。類 似 的 事 故 在 軌 道 交通的發(fā)展歷程中屢見不鮮,付出的代價則是一條條 鮮活的生命和運營商們長期以來好不容易樹立的良好 聲譽。
由于類似事故的頻發(fā),全球的專家們夜以繼日地 研究和落實相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)和要求,并作為準(zhǔn)則來指導(dǎo)各國軌道交通廠商的實際應(yīng)用,力求“安全”無憂。EN50129:2018/AC:2019(通訊,信號和處理系統(tǒng) — 安全相關(guān)電子系統(tǒng)) 便是為此而生的標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)它的要求,廠商可以搭建符合安全性要求的控制體系, 避免不必要的安全事故。
其實SIL4構(gòu)架我們可以看作成是由兩套完全一模一樣的 SIL 2系統(tǒng)物理組合實現(xiàn)的,這兩套系統(tǒng)互相之間還必須 有輸入信號的交叉校驗以及輸出信號的交叉校驗, 具體 的輸入輸出接線示例如圖4所示。
圖 4 SIL 4 輸入輸出接線示例圖
2 SIL4構(gòu)架程序信號交叉校驗
當(dāng)我們搭建起了SIL4的初步構(gòu)架,兩套系統(tǒng)該如何 正確地執(zhí)行輸入輸出信號之間的交叉校驗?zāi)?
如圖5“交叉校驗基本概念圖”所示,根據(jù)要求,同 一個傳感器信號必須同時被兩套系統(tǒng)處理分析, 那么這 就意味著雙通道結(jié)構(gòu)的2個傳感器信號將被處理四次。只 有當(dāng)四次處理結(jié)果是一致的,整個SIL4系統(tǒng)才會判定該 雙通道傳感器的信號為有效。輸出使能信號, 亦是采用 類似的方式進行交叉校驗。
圖 5 交叉校驗基本概念圖
3 搭建控制系統(tǒng)安全構(gòu)架的好幫手
2012年 ,皮爾磁 (P i lz ) 針對軌道交通行業(yè)的應(yīng)用特點,推出了PSS 4000 - R安全系統(tǒng),它順利通過了 TüV SüD嚴格的型式試驗和測試,擁有相關(guān)證書,能夠 幫助行業(yè)用戶輕松實現(xiàn)EN 50129的3種構(gòu)架。
圖 6 皮爾磁 PSS 4000-R 安全系統(tǒng)
PSS 4000 - R安全系統(tǒng)自身滿足IEC 61508 SIL3 的要求。因此,一套PSS 4000 - R系統(tǒng)就可以實現(xiàn)SIL2 和SIL3的應(yīng)用需求。對于SIL4應(yīng)用的高要求,兩套PSS 4000 - R系統(tǒng)即可輕松搞定,再配合皮爾磁(Pilz)提供的信號交叉校驗邏輯圖,達到SIL4構(gòu)架中的軟件要求也是不在話下。
PSS 4000 - R系統(tǒng)的運行環(huán)境溫度在 -40℃~+70℃, 良好的散熱性確保其能用于高原鐵路中,安裝海拔高度最高可至5000米。模塊化的系統(tǒng)構(gòu)架能讓用戶依據(jù)實際需求擴展相應(yīng)的I/O模塊,獨特的M12類型以太網(wǎng)接口可滿足軌道交通車載應(yīng)用的要求。
作為一家專業(yè)的自動化技術(shù)公司,皮爾磁(Pi l z) 始終致力于幫助客戶輕松、專業(yè)地實現(xiàn)各個行業(yè)領(lǐng)域的安全應(yīng)用,讓生產(chǎn)運營環(huán)境更加安全、穩(wěn)定和可靠。
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