基于PPC、PLC及現場(chǎng)總線(xiàn)的鐵路大型養路機械電氣控制系統

　　4.2.2現場(chǎng)控制層

　　現場(chǎng)控制層由主站(PLC控制器、總線(xiàn)分支模塊、本地I/O)，現場(chǎng)總線(xiàn)，從站(總線(xiàn)藕合器BK、遠程I/O)和現場(chǎng)設備四部分組成。主站安裝于作業(yè)室內，從站的數量根據實(shí)際需要而定，它分布于車(chē)體的不同位置?，F場(chǎng)控制層主要完成以下功能：(1)各種輸入信號的采集;(2)各種控制信號的輸出;(3)各種信號的處理;(4)與監控層的通訊。

　　圖2：基于PPC、PLC及INTERBUS的鐵路大型養路機械控制系統

　　4.3系統硬件配置

　　本系統是基于Phoenix Contact公司的自動(dòng)化產(chǎn)品配置而成的。主要配置如下：

　　PPC工業(yè)計算機：PPC 5115 TP觸摸屏顯示器：TP 15T PLC控制器：ILC 370 ETH 2TX-IB，帶2個(gè)以太網(wǎng)端口、1個(gè)RS232端口。

　　總線(xiàn)分支模塊：IBS IL 24 RB-T-PAC總線(xiàn)藕合器BK：IBS IL 24 BK-T/U-PAC各種Inline I/O模塊：IB IL 24 DI 16-NPN-PAC，IB IL 24 DI 2-NPN-PAC，IB IL 24 DI 32/HD-NPN-PAC，IB IL 24 DI 4-PAC，IB IL 24 DO 2-2A-PAC，IB IL 24 DO 2-NPN-PAC，IB IL 24 DO 32/HD-NPN-PAC，IB IL 24 DO 4-PAC，IB IL 24 DO 8-NPN-PAC，IB IL 24 TEMP 2 RTD-PAC，IB IL AI 2/SF-PAC，IB IL AO 2/U/BP-PAC，IB IL CNT-PAC等。

　　4.4系統軟件配置

　　系統軟件配置包括Windows NT操作系統、IBS OPC SERVER、Diag+故障診斷軟件、軌道參數記錄及打印程序、上位機監控軟件Visu+、下位機編程軟件PC WORX 5.

　　4.4.1上位機監控軟件

　　本系統采用Visu+作為上位監控軟件。對于過(guò)程的組態(tài)，所有的Phoenix Contact公司的HMI設備均使用強大的組態(tài)軟件Visu+，它除了完全的SCADA功能(例如：操作與監控、趨勢圖、報警信息等)之外，同時(shí)還提供諸如：數據采集、記錄、配方管理、數據庫連接、企業(yè)資源計劃系統(ERP)連接等。Visu+軟件的開(kāi)發(fā)接口設計清晰、操作直觀(guān)、所有的組態(tài)畫(huà)面元素能夠輕松的通過(guò)鼠標點(diǎn)擊或拖拽實(shí)現。

　　4.4.2 IBS OPC SERVER軟件

　　OPC適用于可視化的標準運行階段接口。通過(guò)IN

　　TERBUS OPC服務(wù)器，這個(gè)接口可以用于INTERBUS主站和PC WORX編程控制系統、PC接口和嵌入式解決方案中。通過(guò)這種方式，可以簡(jiǎn)單地與使用OPC客戶(hù)端的可視化軟件相連接，如Genesis 32，Visu+等

　　4.4.3 Diag+故障診斷軟件

　　INTERBUS提供了操作舒適的全面診斷功能，并且Diag+軟件工具完全支持這些功能。通過(guò)Diag+，可以實(shí)現簡(jiǎn)單而全面的診斷，也可以實(shí)現基本的INTERBUS功能。Diag+可以作為獨立的診斷工具來(lái)操作，也可以作為ActiveX組件將INTERBUS診斷集成在設備和系統的可視化軟件中。圖形化設計使得診斷功能可采用低分辨率顯示，因此也適用于小型手持診斷設備。這些診斷可以通過(guò)INTERBUS主站上的任意接口(以太網(wǎng)、V.24和ISA/PCI總線(xiàn))來(lái)完成。這樣，通過(guò)一個(gè)INTERBUS主站，就可以從任何位置對控制系統網(wǎng)絡(luò )中的每個(gè)控制系統實(shí)現診斷。這意味著(zhù)INTERBUS系統的診斷變得更加簡(jiǎn)便和通用。

　　4.4.4下位機編程軟件配置

　　本系統采用PC WORX 5作為下位機編程軟件。下位機編程軟件PC WORX 5為控制系統提供了一個(gè)現代化開(kāi)發(fā)工具。當PC WORX 5連接到現場(chǎng)總線(xiàn)的控制系統上時(shí)，它不僅提供了符合IEC 61131-3標準和IEC 61131-5標準的方便編程工具，還可方便進(jìn)行INTERBUS組態(tài)。PC WORX 5還包括對INTERBUS的簡(jiǎn)易診斷。

　　4.4.5軌道參數記錄及打印程序

　　軌道參數記錄及打印程序是為實(shí)現鐵路大型養路機械電氣控制系統中傳統記錄儀功能而開(kāi)發(fā)的一個(gè)專(zhuān)用程序。它可以實(shí)現軌道參數的記錄、查詢(xún)、分析及打印。

　　5結束語(yǔ)

　　在當今科學(xué)技術(shù)迅猛發(fā)展的時(shí)代，各種新技術(shù)、新產(chǎn)品、新的控制理念不斷涌現。鐵路大型養路機械產(chǎn)品電氣控制系統的設計思路也應跟上科技發(fā)展的步伐，采用新的設計理念和目前世界上比較先進(jìn)的控制技術(shù)。

　　過(guò)去，總線(xiàn)在鐵路大型養路機械電氣控制系統中已經(jīng)有成功的應用。如在普拉塞—陶依爾公司生產(chǎn)的CEM 100型架線(xiàn)車(chē)上全套使用RS-485工業(yè)總線(xiàn)控制系統;在CMG-16型道岔打磨車(chē)上使用以RS-485工業(yè)總線(xiàn)為主、結合Profibus-DP現場(chǎng)總線(xiàn)的控制系統;在CPH型道岔鋪換機組上使用以“無(wú)線(xiàn)發(fā)射器+無(wú)線(xiàn)接收器+ CANBUS總線(xiàn)+PLC”的“一對多”控制系統;以“PLC+本地I/O”組成的程序控制系統，也在D0832搗固車(chē)上使用，經(jīng)過(guò)半年多的試驗，獲得成功。

　　現在，工業(yè)計算機技術(shù)、PLC技術(shù)、現場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò )技術(shù)均獲得了極大的發(fā)展和廣泛的應用。本文提出的基于PPC工業(yè)計算機、PLC及INTERBUS現場(chǎng)總線(xiàn)的鐵路大型養路機械電氣控制系統，它集成了柴油機監視控制、高速走行監視控制、作業(yè)監視控制等，它實(shí)現了集中監視、集中處理、分散控制，在鐵路大型養路機械上則是一種新的設計和嘗試。它應用于作業(yè)工況最差的穩定車(chē)上，將全面檢驗系統的各項指標：可靠性、穩定性、抗沖擊性能、經(jīng)受高溫、高濕的能力，特別是抗頻率振動(dòng)性能力。如果該套控制系統在新型穩定車(chē)上的應用獲得成功，那么，它的設計理念和方法在鐵路大型養路機械上全面推廣使用便成為可能;它作為一種完全不同于普拉塞—陶依爾公司鐵路大型養路機械產(chǎn)品電氣控制系統的設計理念和方法，將成為今后具有自主知識產(chǎn)權新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的新的模式和方向。