一、背景:
某市輕軌道岔分單開關(guān)節(jié)型道岔、多開關(guān)節(jié)型道岔、可擾型道岔三種類型。關(guān)節(jié)型道岔多在站場和停車場內(nèi),每年運行10萬次左右,每三分鐘完成一次道岔轉(zhuǎn)換。對道岔控制的可靠性、安全性、適時性要求比較高。
二、工作環(huán)境條件:
1、控制柜放于露天,高溫、寒冷、多酸雨、鹽霧天氣,有強烈的電磁場干擾。
(1)、溫度:-10——-+80攝氏度;
(2)、濕度:10%——-95%。
2、技術(shù)要求:(1)MTBF=50000;
(1)、安全系數(shù)As=2.1;
(2)、Run_Time=4.58 秒/轉(zhuǎn);
(3)、Run_Frequence:每隔3 分鐘轉(zhuǎn)一次。
三、系統(tǒng)方案設(shè)計:
由于安全性、可靠性要求較高,故采用一主一熱備份的雙CPU抗干擾冗余系統(tǒng),兩路供電回路,三點檢測兩點有效的檢測回路,故障顯示采取復(fù)示電路。輸入輸出點數(shù)統(tǒng)計如下:
DI:29點 AI:2點 DO:18點 。
1、系統(tǒng)方案圖設(shè)計如下:
2、方案論證及確定:
A、 輕軌道岔控制的特點:
輸入、輸出的點數(shù)不多,單開關(guān)節(jié)型道岔的控制點數(shù)在60點以下,多開關(guān)節(jié)型道岔控制的輸入/輸出點數(shù)也在一百點以下。故選用小型或微型控制器就可以了。
(1) 由于需與上位中控室、列車運行自動監(jiān)控系統(tǒng)(ATP)、列車駕駛(ATO)協(xié)同配合動作,并且需經(jīng)常在線獲取技術(shù)支持、維修和服務(wù),所以要求網(wǎng)絡(luò)通訊功能強大。
(2) 就地控制現(xiàn)場環(huán)境惡劣,不設(shè)工控機,由于需計算道岔轉(zhuǎn)撤??刻枖?shù)(并需把該信號輸出給LED顯示屏)、轉(zhuǎn)撤行程及調(diào)速,故需運算能力強、精度高的PLC。
B、控制器硬件選型:
德維森PPC PLC屬于一種開放型、柔性的PC—BASED 控制系統(tǒng);PPC31 – 除了PLC功能,同時具有Intranet, Java,及Web Server功能:
. PPC31與A-B PLC5 具有相同功能與相同指令,編程方便、指令豐富、功能強大;
. PPC31亦可執(zhí)行C/C++程序, Java程序;
. PPC31可發(fā)送e-mail;
. PPC31具有Web server功能, 網(wǎng)站,網(wǎng)頁盡在PPC31中;
利用網(wǎng)際網(wǎng)絡(luò),在世界任何地方,透過網(wǎng)絡(luò)瀏覽器(Web Browser)。
就可與遠程的設(shè)備或現(xiàn)場溝通。
抗干擾能力強,可靠性高;MTBF=57766。
C、方案確定:
選用四級控制方案,即中央控制室通過ENTHERNET網(wǎng)際網(wǎng)路實現(xiàn)全自動控制;若網(wǎng)際網(wǎng)路出現(xiàn)故障,在現(xiàn)場觸摸屏(HMI—GOT)上輸入指令,運行PLC控制程序,實現(xiàn)自動轉(zhuǎn)撤,若一個PLC出現(xiàn)故障,自動啟動另一熱備份PLC;若雙PLC都出現(xiàn)故障;可通過操作現(xiàn)場手操箱——-繼電器硬聯(lián)鎖箱上的按鈕實現(xiàn)手動轉(zhuǎn)撤道岔;若整個電氣控制回路都出現(xiàn)故障,可通過人工搖臂搖動齒輪箱實現(xiàn)人工轉(zhuǎn)撤道岔。
3、技術(shù)設(shè)計:
(1)、硬件電路設(shè)計:(略)
(2)、軟件設(shè)計: 輸入、輸出點數(shù)統(tǒng)計
(3)、軟件編程:參見BUTERFLY。
4、安裝、調(diào)試:
A、 模擬調(diào)試實驗:
B、 聯(lián)合調(diào)試實驗及其大綱:
C、 現(xiàn)場施工、安裝調(diào)試及其驗收報告:
5、小結(jié):
本控制系統(tǒng)由于既保留了傳統(tǒng)的繼電器硬接線聯(lián)鎖,又應(yīng)用了先進的PLC冗余控制、觸摸屏組態(tài)監(jiān)控及手動控制、網(wǎng)絡(luò)通信及遠程WEB站點技術(shù)支持、維修服務(wù)。所以,基于柔性控制的開放的PPC系統(tǒng)比傳統(tǒng)的邏輯控制器給用戶帶來了更安全、更可靠、更方便的技術(shù)服務(wù) 。