皮爾磁工業(yè)自動(dòng)化（上海）有限公司

隨著(zhù)鐵路控制系統的老化，故障和損壞情況越來(lái)越頻繁，經(jīng)常導致地鐵運行中斷，從而對本地公共交通運輸產(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雜外圍電氣設備的前提下，用達到SIL 4要求的自動(dòng)化系統PSS 4000取代了安特衛普市中心三條地鐵線(xiàn)路地下路口處過(guò)時(shí)的電子板。此后，中央火車(chē)站附近的地鐵運行一直較為穩定可靠。

1　項目背景

安特衛普是比利時(shí)重要的工業(yè)城市之一，在其地下，三條地鐵線(xiàn)路在三個(gè)站點(diǎn)——Astrid站、Opera站和Diamant站——構成的三角形中交匯。運行過(guò)程中，有兩條線(xiàn)路會(huì )占用這三個(gè)站點(diǎn)的一部分軌道?？刂坪捅O控系統必須確保每次只有一趟列車(chē)進(jìn)站。過(guò)去，這些站點(diǎn)中斷運行的情況不斷增加?！半娐钒搴碗姶沤M件已經(jīng)服役超過(guò)35年，要買(mǎi)到適合的備件變得越來(lái)越難。而且，熟悉該技術(shù)的員工也越來(lái)越少?！卑蔡匦l普本地公共運輸運營(yíng)商De Lijn的電子工程師Guido Maesschalck解釋說(shuō)。

2　項目實(shí)施

2.1　現代的自動(dòng)化樞紐

顯然，這種情況需要立刻采取行動(dòng)：使用基于軟件的現代化解決方案取代老化的控制和監測技術(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?chē)恼麄€(gè)電工技術(shù)基礎設施造成干擾。

鐵路運營(yíng)商對該項目進(jìn)行招標，德國自動(dòng)化公司Pilz由于鐵路部門(mén)的推薦而參與其中。該公司自1995年起在比利時(shí)設立了分支機構?！霸谖覀兣cPilz合作執行了最初的參考項目后，我們就感覺(jué)已經(jīng)找到了合適的合作伙伴來(lái)對這個(gè)敏感三角地帶的控制及安全相關(guān)技術(shù)進(jìn)行現代化改造?！盙uido Maesschalck說(shuō)。

第一個(gè)挑戰是針對這種特定情況開(kāi)發(fā)一個(gè)項目方案?！耙婚_(kāi)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)構建了項目工作流程?！必撠煹腜ilz比利時(shí)項目經(jīng)理Geert de Bruycker說(shuō)。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(kāi)發(fā)相應的軟件應用程序。

2.2　通過(guò)認證的鐵路運行自動(dòng)化系統

自動(dòng)化系統PSS 4000是全新控制與安全解決方案中的核心組件。為滿(mǎn)足鐵路運輸的特定要求，Pilz開(kāi)發(fā)了業(yè)界認可的自動(dòng)化系統：這些特殊模塊的類(lèi)型為-R（“鐵路”）型，能夠抵抗鐵路環(huán)境中常見(jiàn)的電磁干擾、極端溫度與極端機械負荷。PSS 4000自動(dòng)化系統內的-R模塊已通過(guò)CENELEC的認證，符合EN 50126、EN 50128、EN 50129和EN 50155標準。PSS 4000-R也已通過(guò)鐵路的特定安全認證。這些模塊可用于鐵路行業(yè)內安全完整性等級不同的各種應用。包括軌道施工機械和牽引設備的控制功能，以及信號傳送區域內的控制或監控功能，例如對平交道口、控制和安全技術(shù)，或站間信號等進(jìn)行信號監控。該自動(dòng)化系統在整個(gè)應用中都可達到SIL4要求。

2.3　每次一趟列車(chē)，確保安全

簡(jiǎn)單地說(shuō)，Pilz自動(dòng)化系統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(dòng)化解決方案可確保每次只有一趟列車(chē)被許可進(jìn)站。如站內有列車(chē)停留，兩個(gè)軌道信號燈則顯示紅色。如果兩趟列車(chē)幾乎同時(shí)到達，自動(dòng)化系統將按照規定的模式?jīng)Q定列車(chē)的優(yōu)先權。PSS 4000不僅控制并監測道岔位置和信號燈，還會(huì )監控與路基連接的傳感器和探測器。這些設備用于監測兩趟列車(chē)之間的最短距離。如果距離小于最低值，自動(dòng)化系統將自動(dòng)對后面的列車(chē)進(jìn)行制動(dòng)。列車(chē)司機可通過(guò)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(dòng)化系統將再次對該列車(chē)進(jìn)行制動(dòng)。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，并采取相應的安全相關(guān)措施。

2.4　節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(guò)SafetyNet p進(jìn)行通信。PSS 4000包含數個(gè)功能組，安全PLC、I/O設備和各種I/O模塊則作為安全與自動(dòng)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)給軌道信號系統控制柜中。

Pilz自動(dòng)化系統PSS 4000

3　項目總結

總之，自動(dòng)化系統PSS 4000在對鐵路控制與監測基礎設施進(jìn)行現代化改造過(guò)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。所有的電子外圍設備，包括信號、控制、報警技術(shù)，以及控制柜布線(xiàn)，均保持不變。此外，自動(dòng)化系統PSS 4000還可以起到舊控制箱之間的接口功能。

模塊化技術(shù)是高度標準化的技術(shù)；可根據特定任務(wù)輕松進(jìn)行個(gè)別調整。一旦模塊在離線(xiàn)模式下測試成功，系統可以快速投入使用。Pilz的軟件平臺PAS 4000可創(chuàng )建、配置并設置安全相關(guān)應用的參數，并將其下載至控制系統中。

“對于我們來(lái)說(shuō)，自動(dòng)化系統是技術(shù)基礎，未來(lái)幾年，在此基礎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(huì )步入正軌?！盙uido Maesschalck總結說(shuō)。

摘自《自動(dòng)化博覽》2017年12月刊