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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(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的電子板。此后，中央火車站附近的地鐵運行一直較為穩(wěn)定可靠。

1　項目背景

安特衛(wèi)普是比利時重要的工業(yè)城市之一，在其地下，三條地鐵線路在三個站點——Astrid站、Opera站和Diamant站——構(gòu)成的三角形中交匯。運行過程中，有兩條線路會占用這三個站點的一部分軌道。控制和監(jiān)控系統(tǒng)必須確保每次只有一趟列車進站。過去，這些站點中斷運行的情況不斷增加。“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)普本地公共運輸運營商De Lijn的電子工程師Guido Maesschalck解釋說。

2　項目實施

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，還有一個基本要求：不能對這些站點及控制柜周圍的整個電工技術(shù)基礎(chǔ)設(shè)施造成干擾。

鐵路運營商對該項目進行招標(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年起在比利時設(shè)立了分支機構(gòu)。“在我們與Pilz合作執(zhí)行了最初的參考項目后，我們就感覺已經(jīng)找到了合適的合作伙伴來對這個敏感三角地帶的控制及安全相關(guān)技術(shù)進行現(xiàn)代化改造。”Guido Maesschalck說。

第一個挑戰(zhàn)是針對這種特定情況開發(fā)一個項目方案。“一開始，我們實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，同時構(gòu)建了項目工作流程。”負(fù)責(zé)的Pilz比利時項目經(jīng)理Geert de Bruycker說。具有約束力的時間表用于定義各個重要階段，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)，或站間信號等進行信號監(jiān)控。該自動化系統(tǒng)在整個應(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站。如站內(nèi)有列車停留，兩個軌道信號燈則顯示紅色。如果兩趟列車幾乎同時到達(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行制動。列車司機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PSS 4000模塊單元分別用于三個鐵路道岔，并通過SafetyNet p進行通信。PSS 4000包含數(shù)個功能組，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）安裝在這些站點旁的中央控制柜中，兩個從模塊（MV"- 和MV"+）則位于進給軌道信號系統(tǒng)控制柜中。

Pilz自動化系統(tǒng)PSS 4000

3　項目總結(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施。所有的電子外圍設(shè)備，包括信號、控制、報警技術(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)輕松進行個別調(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