驼峰过程控制系统课件.ppt

1、LOGO驼峰过程控制系统驼峰过程控制系统主要内容主要内容TW-2型组态式驼峰过程控制系统1TBZK II型驼峰过程控制系统2FTK-3型驼峰过程控制系统3TXJK III型驼峰过程控制系统4TYWK型驼峰全电子控制系统5系列：系列：8080 座座型：型：3434 座座型：型：4646 座座累计运行时间累计运行时间:260260 年年TW系列驼峰自动化系统推广地域分布图系统的功能模块包括：驼峰头部联锁溜放进路自动控制一二部位减速器间隔自动控制三部位减速器目的自动控制股道空闲长度测量可控顶自动控制平面单勾溜放TW-2型组态式驼峰过程控制系统1、综述TW-2型组态式驼峰过程控制系统北京全路通信信号研

2、究设计院 TW-1系统系统TW-2系统系统人机界面设备人机界面设备终端终端工作站工作站人机界面操作平台人机界面操作平台DOS环境环境WINDOWS NT环境环境人机界面与上层机通信人机界面与上层机通信RS232串行通信串行通信以太网以太网人机界面与上层机通信速度人机界面与上层机通信速度960010兆兆可配置人机界面数量可配置人机界面数量4台终端台终端10个工作站个工作站上层机与下层机通信上层机与下层机通信SDLC数据链通信数据链通信CANBUS现场总线现场总线上层机与下层机通信速度上层机与下层机通信速度96001兆兆下层机采用微处理器下层机采用微处理器808880386EX下层机存储容量下层机

3、存储容量64K1兆兆下层机下层机IO扩展扩展总线方式总线方式CANBUSIO扩展板扩展板非智能非智能智能智能IO板扩展能力板扩展能力可扩展可扩展4个个IO板板可扩展可扩展11个个IO板板IO板带电插拔能力板带电插拔能力不可带电插拔不可带电插拔可带电插拔更换可带电插拔更换报警及变化记录与检索查询报警及变化记录与检索查询用上层机兼用上层机兼专设维护工作站专设维护工作站远程诊断远程诊断可选配置可选配置基本配置基本配置统计与报告统计与报告无无有有与其他系统连接与其他系统连接串行通信串行通信串行通信或网络通信串行通信或网络通信实现双溜方式实现双溜方式增设一个进路终端增设一个进路终端多开一个溜放窗多开一个

4、溜放窗TW-2型组态式驼峰过程控制系统2、TW系统的组成 与结构TW系统结构设计为分上下层的集散式控制系统：下层可针对不同的控制范围和规模用不同种类和数量的硬件模块（包括：减速器控制JB、测长CB、溜放进路控制LB、联锁控制ZB等）上层无论大小均采用一台工业PC机统一管理。对上层而言，针对不同的集成方式仅仅是软件模块的组态不同，硬件仅仅是处理速度略有不同，例如选486、586、P6等等。由于下层机为专用嵌入式控制模块，上层机为通用系统机，上层机价格远远低于下层机，所以这种下层用硬件组态，上层用软下层用硬件组态，上层用软件组态件组态的方法不会由于站场小，功能单一而显得系统臃肿和昂贵，也不会由于站

5、场规模大，功能全而处理能力不够，或影响自动化程度。TW-2型组态式驼峰过程控制系统2.1 系统安装设计方案系统安装设计方案u关于与既有设备的关系u关于信号楼布置 u关于设备楼布置 TW-2型组态式驼峰过程控制系统2.2 TW系列的室外设备l 道岔转辙设备道岔转辙设备ZD6，ZD7，ZD7A，ZK3等型号。l 轨道电路轨道电路包括道岔区段、无岔区段、警冲标区段和减速器区段等轨道电路。l 色灯信号机色灯信号机包括驼峰信号机和调车信号机。l 车辆减速器车辆减速器目的调速用TJK2A或TJK1C型的车辆减速器，间隔调速用TJK或TJK3A。TW-2型组态式驼峰过程控制系统2.2 TW系列的室外设备l

6、雷达雷达可用各种驼峰测速雷达l 轮轴探测器轮轴探测器(踏板踏板)采用永磁无源传感器。l 测长轨道电路测长轨道电路测长轨道电路送受电采用了工频50HZ或25HZ（电化区段）送电，室外设有一个XB2变压器箱，箱内安装有送电变压器、电抗器及可调电阻器。l 测重测重目前采用的是压磁式测重传感器。TW-2型组态式驼峰过程控制系统2.3 驼峰控制台室内设备 TW-2型组态式驼峰过程控制系统典型的TW组态式控制系统控制台室布置图 TW-2型组态式驼峰过程控制系统2.4 机房及机械室设备 控制机柜 典型的机柜单元组合示意图 TW-2型组态式驼峰过程控制系统维护站维护站维护站的显示与控制台室的其他操作工作站类同

7、，放置在机房内的计算机桌上。维护站也是在WINDOWS NT的平台上，设计了各种窗口（状态及报警窗（主窗）、站场图形窗、计划窗、溜放窗、测长窗、信息窗等），可根据需要选择开启或关闭。维护站以信息窗为主，设有报警记录和统计报告的一级查询权，该工作站配置汉字打印机，打印各种一级报告。该工作站还经常打开显示站场图形窗和溜放窗，用于监督全场溜放作业过程，打开调车计划窗，查看系统接收计划情况。2.4 机房及机械室设备 TW-2型组态式驼峰过程控制系统报警打印机报警打印机采用汉字打印机，与维护工作站相联，打印各种报告和报警记录。交流净化电源或交流净化电源或25周变频电源周变频电源用于给测长股道电路供电。U

8、PS不间断电源不间断电源给计算机柜及外围设备供电，以渡过两路电源切换时0.15s的断电时间。2.4 机房及机械室设备 TW-2型组态式驼峰过程控制系统接口继电器组合柜接口继电器组合柜(架架)安装在继电器架上的有接点电路具有以下作用：作为系统控制输出环节、采集输入环节室内与室外的电器隔离，有利于防干扰和防雷电；作为系统与控制对象电平与功率的转换媒介，例如控制器输出的是24V直流弱电，信号机需要的是交流220V强电，电动转辙机需要的是直流220V、可能达10几安培的强电；具有简单的、但是对于安全又非常重要的控制逻辑，是在基本环节上的冗余保障，例如在道岔控制电路中检查了轨道电路接点条件；该系统设计为

9、应急台上的手动控制可独立于计算机，由继电电路直接完成，是应急情况下可甩开计算机直接控制的基本保障。分线柜分线柜(盘盘)通常分室内分线柜和室外分线柜。2.4 机房及机械室设备 TW-2型组态式驼峰过程控制系统典型的TW-2型组态式控制系统结构示意图TW-2型组态式驼峰过程控制系统3 系统特点 独特的功能独特的功能 设计为双推双溜，兼容双推单溜和单推单溜。采用多媒体操作界面，具有语音报警、核对计划功能。可扩充站场图形显示的同时，混合图像显示（例如峰顶提勾）的功能。在溜放开始时推送进路自动选路与锁闭，与到达场的场间联系自动自动办理；可自动自动执行混合型的调车作业计划，除溜放勾外，可按计划逐勾自动执行

10、上下峰调车进路、禁溜线和迂徊线取送车进路，勿须操作员介入。在线束调车上下峰进路上有死区段及减速器的情况下，实现了调车进路信号自动自动关闭与进路自动自动解锁，确保了联锁关系的严密。采用轨道占用时间屏蔽等独特手段，使系统具有防止轻车跳动的功能，有效地减少了轨道电路分路不良引起的勾车掉道等险性事故，提高了作业安安全全程度。、支持远程诊断。系统可以为调车区长设置工作站，并支持运输部门的报警查询及统计报告。TW-2型组态式驼峰过程控制系统3 系统特点 独特的技术独特的技术 采用以太网、CANBUS现场总线、WINDOWS NT为平台的人机界面、32位编程、386EX的控制器、智能输入输出等90年代技术年

11、代技术。模块插件可带电插拔带电插拔。通过精心地和自成风格地系统和硬件电路设计，提高系统集成度系统集成度，简化室内设备。做到每个驼峰只用1至2个控制机柜，插件数量少，占地面积小，可靠性高，维护简单。通过提高软件的智能化，信息资源充分共享的软件设计，尽可能减少室外设备的种类和数量。例如自动化驼峰仅在每组减速器前设一个踏板，而道岔前后不设踏板，减少了不可靠因素，节省了大量的电缆和传感器，减少了维护工作量。TW-2型组态式驼峰过程控制系统3 系统特点 综合优势综合优势 在工程建设过程中，TW系统的实用化程度较高，现场调试周期最短。在自动化水平和系统稳定性较高的前提下，率先在我国大驼峰实现一个信号楼全场

12、集中控制。按风险分散设计的集散式系统结构，保证了系统从不发生全场失控。逐步积累并久经考验的故障导向安全、故障软化、故障降级处理软件，对不同水平的室外设备适应范围较宽。TW-2型组态式驼峰过程控制系统3 系统特点 CAD辅助设计手段辅助设计手段 接口电路工程设计接口电路工程设计CAD自动生成软件：自动生成软件：用该软件可自动生成有关继电接口的组合排列表、电路图、配线图、机柜零层、室内外分线盘及组合内部电路图的工程图。机柜内部安装配线机柜内部安装配线CAD自动生成软件：自动生成软件：用该软件可自动生成与工厂生产制造有关的机箱插件配置、机柜机箱内部配线等图。该图还作为随系统资料提供给现场维护使用。软

13、件组态数据软件组态数据CAD自动生成软件：自动生成软件：TW系统按照模块化和组态式设计方式，通常在不同的站间程序总是相同的，所不同的是各站的数据各不相同，这些数据包含了站场的详细描述和与联锁有关的信息。该软件提供给程序员使用，可通过直观的人机交互手段，生成一个站有关的上层机、下层机及工作站数据，并且在站场发生变化时可在该软件支持下很简单的修改，重新生成即可。TW-2型组态式驼峰过程控制系统4、系统主要技术条件、系统主要技术条件 适应于大、中、小能力驼峰不同自动化程度的要求。适应于不同制式和不同功能取舍的组态要求。适用于电气化和非电气化区段。在2个峰位的站场，可实现双推双溜，并兼容双推单溜和单推

14、单溜。系统硬件采用DCS（集散式）主体结构。其进路控制部分采用全套双机热备，调速部分采用上层双机热备，下层控制器共享。下层印刷板插件同种类（进路插件、联锁插件、测长插件、同一部位的减速器控制器插件、IO智能接口插件、电源插件等）之间可互换。可带电插拔所有下层印刷板插件，某下层印刷板插件故障和更换，不影响其它插件的工作。采用计算机工作站作为人机界面。可选用键盘、轨迹球、鼠标等不同的操作工具。系统全部人机界面均汉字化。系统具有普通话语音提示和报警功能。系统应具有达到工业标准的防止雷电击坏的措施。TW-2型组态式驼峰过程控制系统5、硬件工作原理、硬件工作原理型驼峰自动控制系统采用DCS集散式结构，如

15、下所示，主备双机热备方式。一层工作站二层上层管理三层下层控制器四层智能输入输出扩展接口TW-2型组态式驼峰过程控制系统p工作站负责系统的人机界面，采用工业控制PC机，主机箱体积要求较小。由于工作站运行Windows NT Workstation，在运算速度、内存、和显示方面有较高要求。p上层管理机采用工业控制机（例如TEXAS MICRO），在可靠性方面有非常高的要求。p下层控制器和输入输出扩展模块为自行开发研制的专用微机系列，系统的下层模块和输入输出扩展模块是按功能和范围划分的一组带CPU的控制器阵列，负责系统信息的采集输入和直接发控制指令，包括实时性要求较高的闭环控制运算，是系统的最关键部

16、分。本系统使用的各种专用微机插件尺寸均为221mm X 234mm，在硬件上设计了3种插件：开关量插件、模拟量插件和智能IO扩展插件。TW-2型组态式驼峰过程控制系统6、系统工作原理、系统工作原理各层间的分工原则：p下层处理实时性要求高的控制，上层处理信息相关联的综合；p下层侧重分别控制，上层侧重集中管理；p下层负责信息的采集，信息的共享在上层 TW-2型组态式驼峰过程控制系统下层控制器下层控制器上层管理机上层管理机操作工作站操作工作站联锁联锁信息采集，联锁核对，信息采集，联锁核对，比较，执行比较，执行选路，联锁选路，联锁信息图形显示，进信息图形显示，进路办理操作接口路办理操作接口溜放进路控溜

17、放进路控制制信息采集，勾车跟踪，信息采集，勾车跟踪，进路执行进路执行调车作业计划数调车作业计划数据库的保存据库的保存调车作业计划输入、调车作业计划输入、编辑、显示，溜编辑、显示，溜放控制操作接口放控制操作接口调速调速信息采集，减速器闭信息采集，减速器闭环过程控制环过程控制(半自动半自动功能功能)减速器出口速度减速器出口速度计算计算(自动定自动定速功能速功能)速度等信息图形显速度等信息图形显示，人工定速操示，人工定速操作作测长测长信息采集，走长计算，信息采集，走长计算，鉴停，停长计算鉴停，停长计算动长计算动长计算测长显示测长显示报警记录报警记录各种信息源产生，基各种信息源产生，基本分析本分析信息

18、高级分析、信息高级分析、整理，信息整理，信息格式化格式化信息存入数据库，信息存入数据库，信息检索处理信息检索处理TW-2型组态式驼峰过程控制系统7、系统可靠性和安全性设计l优化硬件的系统设计l高可靠支持l双机热备l下层控制器看门狗l系统看门狗l安全通信l输出冗余l动态输出l输入冗余l输出回读l电气隔离l规范软件系统设计l联锁检查l系统防干扰TBZK II型驼峰过程控制系统TBZK 驼峰进路控制系统结构TBZK II型驼峰过程控制系统TBZK II型驼峰过程控制系统TBZK II型驼峰过程控制系统主要功能主要功能 (1)操作员利用鼠标以始终端的方式排列调车进路，系统自动进行选路处理。(2)系统允

19、许排列长调车进路。(3)根据操作员的操作和车列走行情况，可实现进路正常解锁、中途返回解锁、取消进路、人工解锁进路。(4)以驼峰主体信号机内方第1架上峰调车信号机为界，峰上调车进路的正常解锁，严格进行三点式检查，进路逐段解锁。峰下调车进路采用进路出清后一次解锁的方式。(5)根据操作命令自动完成推送进路的选路和锁闭，实现与到发场的联锁，并完成驼峰主体信号控制。TBZK II型驼峰过程控制系统 (6)在溜放过程中，根据作业计划和溜放车组走行、自动完成作业命令的逐级传递，控制分路道岔的转换，保证车组进人预定股道。(7)溜放过程中的异常情况，如摘错、追钩、钓鱼、溜错方向、溜错、峰下摘钩、前追后分等系统均

20、能自动处理。(8)具有途停和侧撞自动处理功能。(9)可与信息管理系统联网，自动接收作业计划，并返回溜放结果。TBZK II型驼峰过程控制系统可靠性设计可靠性设计 1、系统采用的PC-104工业控制计算机，其可靠性远高于普通工业控制计算机。采用I/O总线结构将CPU模块与其他接口电路隔开，使二者不发生直接联系，保证CPU模块运行的相对独立，最大限度地减少了外界干扰对CPU运行的影响，避免了死机现象的出现。2、设计了专用接口模板，将与某一控制对象有关的输入、输出、车轮传感器接口电路集中在一块模板，便于迅速判断定位至模板，压缩了故障维修时间。模板上设有输出信号和车轮传感器信号的发光二极管显示，为维修

21、人员提供了便利。模板的插接件选用了满足欧洲标准系列的插件，所有元器件均经过筛选。TBZK II型驼峰过程控制系统可靠性设计（续）可靠性设计（续）3、控制计算机为双机热备方式。一套机器发生故障，另一套立即投人使用，不会影响控制，备用机可以离线维修，不会影响主用机的正常工作。4、控制计算机的所有输出信号均有回采检查，不一致立即报警。5、系统中所有至室外的通道，均设有防雷部件，控制计算机电源输人端设有隔离变压器，所有的输人和输出均采用光电隔离技术，以满足系统高可靠性的要求。TBZK II型驼峰过程控制系统安全性设计安全性设计 1、控制机的调车进路部分采用的双套软件构成，双套程序的运算结果经比较一致后

22、给出安全输出。涉及安全的采集接口电路，均采用动态输入方式，任何固定电平的故障均造成安全侧输入。涉及安全的控制输出，均采用了脉冲驱动的动态继电器，保证在接口电路发生故障时，控制输出导向安全。2、联锁数据的组成和有效性定义符合故障安全原则，采用信息冗余技术，以多位码元的形式进行存储和运算。联锁数据的信息交换、采用多重抗干扰编码和检错技术，保证信息传输的安全性。FTK-3型驼峰过程控制系统一、系统简介一、系统简介FTK-3型驼峰自动控制系统（以下简称FTK系统）是一个实时多任务过程控制系统。系统包括进路自动控制和速度自动控制。系统能满足双推双溜、双推单溜、单推单溜、套溜等多种作业方式；能适用于大、中

23、、小各种能力的驼峰，以及点一连式、点一点式、全顶式等不同调速制式；能适用于电气化和非电气化区段。FTK-3型驼峰过程控制系统FTK-3型驼峰过程控制系统 二、二、FTK系统主要功能系统主要功能 1.溜放进路自动控制功能；2.溜放速度自动控制功能；3.调车进路控制功能；4.驼峰溜放信号自动控制功能；5.工频测长功能；6.调车计划单自动接收、人工输入、修改和执行结果自动回送功能；7.报告统计、记录与查询功能；8.控制全过程回放功能；9.维修诊断功能；10.远程诊断及远程维护功能；11.语音提示与报警功能；12.与各种控制系统和信息系统联机、联网功能。FTK-3型驼峰过程控制系统三、三、FTK系统特

24、色系统特色 1.全双套双机热备，系统可单套运行，另一套同时进行维护、检修及在线调试；2.系统故障自动识别，无控制断，支自动切换；3.硬件采用模块化集散式结构，同类型控制接口板可以互换；4.所有工作站软件、硬件配置完全一致，可以互换；5.系统采用动态方式输出，满足故障安全要求；6.系统全部输出有自检测功能；7.调车进路控制软件采用冗余方法，同时运行两套不同控制软件，保证输出安全态；8.两台主机同时故障时，仍能对已下峰的钩车进行速度控制，防止钩车完全失控；FTK-3型驼峰过程控制系统三、三、FTK系统特色（续）系统特色（续）9.当测速雷达、踏板。、测长、测重故障时系统仍可进行降级控制；10.系统报

25、告同时存储在多台工作站中，单台工作站故障不会引起数据遗失；11.系统报告可以永久备份保存，并可以复制至其它计算机进行分析、查询；12.主机与工作站通过IEEE I0BASE-T标准以太网通信，采用TCPIP通信协议，通信速度率快、可靠性高；13.系统运行稳定可靠，无死机现象发生；14.系统具有溜放进路、溜放速度、调车进路的仿真测试功能。FTK-3型驼峰过程控制系统 四、四、FTK系统性能指标系统性能指标 1.平均推峰进度5.5kmh；2.在有效控制距离内，安全连挂率90；3.在减速器满足技术条件下，间隔制动速度控制误差不大于1.5kmh的比例90，或速度控制平均误差0.2kmh，控制均方差0.

26、8kmh；目的制动位速度控制误差不大于1.0kmh的比例90，或速度控制平均误差0.2kmh，控制均方差0.5kmh；4.测长最长距离1050m，在道床漏泄电阻不小于10 km条件下，测量误差30m；5.系统通过铁道部全路信号防雷中心试验室雷电防护性能检验；6.系统通过国家电子计算机实验监督检验中心电磁兼容性检验；7.自动化率不小于99%。TXJK III型驼峰过程控制系统TXJK III型驼峰过程控制系统系统特点系统特点l双机热备、故障自动切换及可降级系统结构，提高了系统的可靠性。l完全独立的分线调速控制方式。I、II、III部位调速硬件、软件通用，调速控制采用以80C196单片机为核心的分

27、线独立控制单元，分散控制。l控制机软件采用图形语言编写，开放式设计，可维护性强。l人机接口与控制机之间采用controller link网连接。TXJK III型驼峰过程控制系统系统特点（续）系统特点（续）l对外联网、数据存储、分析和统计任务、溜放过程再现和远程诊断等任务由各作业分机控制，无系统主机。l车辆减速器、转辙机、信号机控制执行电路实行全电子化，涉及联锁的控制采用动态输入、输出，确保故障安全。l对溜放钩车实行精细跟踪。TYWK型驼峰全电子控制系统TYWK型驼峰全电子控制系统系统特点系统特点l控制系统上层主机与下层控制模块间的信息交换采用双层通道，CAN总线和I/O连接，互相校核，提高了系统内部信息传输的可靠性。l取消了继电器，实现了计算机对信号机、转辙机、车辆减速器的直接控制以及轨道电路占用状态的识别。l联锁关系采用三级逻辑判定。第一级：显控机根据站场作业模式，现场设备状态机进路使用情况判断作业人员键入命令的有效性；第二级：主控机采用传统的进路联锁方式，对所接收的命令进行异性判定及逻辑运算，完成命令的下达；第三级：下层智能控制模块进行综合判定，最终判断命令是否执行，提高了系统的安全性。