第一篇：研祥CPCI產(chǎn)品在高速鐵路信號(hào)控制平臺(tái)中的應(yīng)用

研祥CPCI產(chǎn)品在高速鐵路信號(hào)控制平臺(tái)中的應(yīng)用

一.系統(tǒng)概述

高速鐵路信號(hào)控制平臺(tái)安全型計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖（VPI）系統(tǒng)要求計(jì)算機(jī)設(shè)備具有足夠高的安全性和可靠性，以確保列車管理管理系統(tǒng)的安全性。中國(guó)鐵路通信信號(hào)總公司研究設(shè)計(jì)院基于研祥公司的雙冗余CPCI總線系統(tǒng)開(kāi)發(fā)了安全型計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖（VPI）系統(tǒng)，成功的應(yīng)用于中國(guó)鐵路的各個(gè)區(qū)域。

二.系統(tǒng)要求

鐵路車站聯(lián)鎖系統(tǒng)對(duì)車站上的信號(hào)機(jī)、道岔和軌道鐵路等信號(hào)設(shè)備進(jìn)行相互關(guān)聯(lián)控制，為在車站行駛的列車建立一條安全的行駛線路。傳統(tǒng)的車站聯(lián)鎖設(shè)備采用繼電器電路實(shí)現(xiàn)，稱為繼電器聯(lián)鎖。計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖采用計(jì)算機(jī)技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)鐵路車站信號(hào)設(shè)備的運(yùn)算和控制，是新一代車站聯(lián)鎖設(shè)備，廣泛應(yīng)用于現(xiàn)在的高速鐵路線路上。車站聯(lián)鎖設(shè)備是直接關(guān)系到列車行駛安全和運(yùn)輸效率的重要裝置。

三..系統(tǒng)描述

安全型計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖（VPI）系統(tǒng)是一種“故障-安全”的、以微處理器為基礎(chǔ)的車站聯(lián)鎖信號(hào)控制系統(tǒng)。

VPI是具有部分“固有故障-安全”電路，既采用了二取二的“組合故障-安全”技術(shù)，又采用了“反應(yīng)故障-安全”技術(shù)的綜合安全系統(tǒng)。

VPI雙冗余熱備系統(tǒng)既滿足了鐵道部對(duì)可靠性和可用性的高要求。VPI系統(tǒng)采用完全冗余架構(gòu)，其主系統(tǒng)和備用系統(tǒng)分別執(zhí)行同一工作，并經(jīng)同步檢查，確保主備系統(tǒng)同步工作，實(shí)現(xiàn)真正的熱備冗余。

四.系統(tǒng)框圖

車站計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)的組成：由控制臺(tái)子系統(tǒng)、檢測(cè)子系統(tǒng)、聯(lián)鎖子系統(tǒng)、輸入輸出子系統(tǒng)和繼電器接口電路五部分組成。

為了滿足對(duì)高可靠性和安全性的要求，聯(lián)鎖機(jī)采用三個(gè)90-70三取二表決方式同步工作。聯(lián)鎖處理子系統(tǒng)（IPS）

IPS Interlocking Computer IPS是整個(gè)VPI系統(tǒng)的核心，它由兩套“雙系熱冗余組合故障安全” 加“NISAL反應(yīng)故障安全”專用聯(lián)鎖機(jī)（IPSA和IPSB）組成，根據(jù)需要可以分中央邏輯控制（CLC）和區(qū)域邏輯控制（ZLC）的分層結(jié)構(gòu)。

項(xiàng)目產(chǎn)品清單

CPCI加固通訊終端高鐵信號(hào)控制平臺(tái)系統(tǒng)配置如下:

CPC-8716 整機(jī)

7U雙系統(tǒng) 14槽 19"標(biāo)準(zhǔn)CPCI上架機(jī)型

每系統(tǒng)1個(gè)系統(tǒng)槽，6個(gè)外設(shè)槽

每系統(tǒng)1+1冗余CPCI電源，兼容AC/DC輸

風(fēng)扇可拆卸

CPC-1814CLD5NA-N雙核主控板

Intel? Core? 2 Duo Processor L7500/T7500，BGA，4M L2 cache，800Mhz FSB

板載2GB 667MHz DDR2 SDRAM

RAID 0/1/10存儲(chǔ)模式，5個(gè)千兆網(wǎng)口

寬溫工作范圍：-40℃ ~ +80℃

CPC-16COM

16個(gè)串口支持RS232/422/485，最高速率支持115200bps

工作溫度：-40℃ ~ +80℃

CPC-2CAN-6U

DB9接口，雙路智能CAN口，符合DeviceNET和CANopen標(biāo)準(zhǔn)

光電隔離，隔離電壓2500VDC

五、EVOC產(chǎn)品優(yōu)勢(shì)

1、國(guó)內(nèi)最強(qiáng)大的CPCI產(chǎn)品研發(fā)隊(duì)伍，可提供國(guó)內(nèi)最完善、最齊全的CPCI加固產(chǎn)品解決方案。

2、研祥CPCI產(chǎn)品應(yīng)用于軍工、通訊、軌道交通、安防、電力、鋼鐵等多個(gè)行業(yè)

3、產(chǎn)品經(jīng)過(guò)如性能、功能、可靠性、可維護(hù)性、抗震動(dòng)性、抗沖擊性、抗寬溫環(huán)境變化性等各種測(cè)試，完全能保證其產(chǎn)品的穩(wěn)定性與可靠性。

第二篇：研祥MEC整機(jī)在鐵路平交道口自動(dòng)預(yù)警監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用

一、系統(tǒng)概述

鐵路道口安全是鐵路運(yùn)輸安全的重要組成部分，道口安全系統(tǒng)也是鐵路行車安全保障系統(tǒng)的重要組成部分。目前，全國(guó)鐵路提出了鐵路運(yùn)輸行業(yè)的跨越式發(fā)展思路，鐵路運(yùn)輸?shù)目焖侔l(fā)展必然使列車速度的迅速提高和列車密度的顯著增大，從而也對(duì)鐵路安全提出了新的要求，在鐵路道口方面就表現(xiàn)在占用頻率也就會(huì)顯著提高，列車均占用道的時(shí)間也相應(yīng)縮短，因此，鐵路路口的安全防護(hù)任務(wù)就越來(lái)越繁重，道口比然會(huì)成為制約鐵路行車安全的瓶頸之一。據(jù)數(shù)據(jù)文件顯示，除去明顯意圖地自殺和脫軌事故以外，2012日本共發(fā)生294起火車與汽車和行人相撞事故。其中，僅有12起事故記載了“防止類似事故再次發(fā)生對(duì)策”。而且，很多也僅是“對(duì)司機(jī)進(jìn)行指導(dǎo)，使其提高注意力不疏忽駕駛”的簡(jiǎn)單內(nèi)容。在事故“概況”一欄當(dāng)中，很多鐵路運(yùn)營(yíng)商未提及發(fā)生道口事故的理由，甚至連火車速度等信息也未填寫。對(duì)此，日本國(guó)土交通省鐵路局相關(guān)負(fù)責(zé)人解釋說(shuō)：“對(duì)于行人在火車正前方橫穿等情況，經(jīng)營(yíng)商很難做出防止再次發(fā)生對(duì)策。

道口已成為鐵路運(yùn)輸安全生產(chǎn)中的薄弱環(huán)節(jié)，也是道路運(yùn)輸?shù)奈ｋU(xiǎn)地段，直接威脅著交通參與者的人身安全，是鐵路及道路安全系統(tǒng)中迫切需要加以研究解決的一個(gè)重要問(wèn)題；針對(duì)鐵路平交道口安全管理中存在的管理體制、管理手段、預(yù)警監(jiān)控和防護(hù)等現(xiàn)狀，以系統(tǒng)論的觀點(diǎn)，分析道口事故頻繁發(fā)生的主要原因和影響道口安全的主要因素，建立起適合道口的管理體制。在該體制下，提出道口安全及違章管理辦法，同時(shí)構(gòu)建以工控機(jī)為控制核心的列車接近道口數(shù)字化智能動(dòng)態(tài)預(yù)警、列車通過(guò)道口智能防護(hù)、道口安全實(shí)時(shí)監(jiān)控為主要特征，人、車、路為一體，預(yù)警、監(jiān)控、防護(hù)、管理相結(jié)合的智能型數(shù)字化道口安全系統(tǒng)，將道口安全從以防護(hù)為主的觀念轉(zhuǎn)到以預(yù)警、監(jiān)控和防護(hù)相結(jié)合的觀念上來(lái)，最終實(shí)現(xiàn)道口安全的綜合管理。

二、系統(tǒng)描述

平交道口（grade crossing）是指鐵路和道路在同一平面上互相交叉的處所。當(dāng)鐵路與道路交叉時(shí)，道路交通量不大或沒(méi)條件設(shè)置立體交叉時(shí)，應(yīng)合理合并道路后設(shè)置平交道口（簡(jiǎn)稱道口）。平交道口自動(dòng)預(yù)警監(jiān)控系統(tǒng)是一套針對(duì)公路和鐵路平面交叉道口設(shè)計(jì)的，對(duì)鐵路列車來(lái)車實(shí)現(xiàn)自動(dòng)預(yù)警并實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制的監(jiān)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)可提前預(yù)知列車的時(shí)速、方向；通過(guò)控制主機(jī)自動(dòng)遙控信號(hào)燈、警號(hào)，警示公路車輛、行人及時(shí)遠(yuǎn)離道口，并實(shí)現(xiàn)自動(dòng)落桿；同時(shí)，可提醒道口值守人員按要求出勤維護(hù)交通秩序，全程錄制火車通過(guò)過(guò)程的道口圖像信息和值守人員操作信息。該系統(tǒng)的使用可確保平交道口的值守作業(yè)規(guī)范化，減輕值班人員工作強(qiáng)度，提高列車行車安全，減少路外安全事故的發(fā)生，已成為平交道口安全管理的必要保障系統(tǒng)。

三、系統(tǒng)特點(diǎn)

環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)

考慮到鐵路野外環(huán)境因素，系統(tǒng)采用工業(yè)級(jí)設(shè)備，耐高溫、低溫運(yùn)行，經(jīng)惡劣環(huán)境測(cè)試，可穩(wěn)定長(zhǎng)期運(yùn)行。系統(tǒng)的無(wú)線接入模式，具有能耗管理功能可利用太陽(yáng)能在陰雨條件下可連續(xù)工作10天，系統(tǒng)因超長(zhǎng)惡劣天氣致電力不足時(shí)可提前預(yù)警，轉(zhuǎn)入人工值守模式。系統(tǒng)可采用有線接入模式，抗干擾性強(qiáng)，穩(wěn)定性更高，可進(jìn)行多股道的復(fù)雜來(lái)車信號(hào)綜合判斷。適合在大型作業(yè)站場(chǎng)使用。

系統(tǒng)的安全性高

自然災(zāi)害如雷電、高低溫等因素都可能對(duì)前端采集設(shè)備造成沖擊，影響設(shè)備安全運(yùn)行。為確保系統(tǒng)的綜合安全性，系統(tǒng)具有設(shè)備上線自檢功能。前端設(shè)備在出現(xiàn)通信中斷、電壓過(guò)低、溫度過(guò)低等可能引發(fā)系統(tǒng)故障因素時(shí)，系統(tǒng)可發(fā)出故障告警提示。道口值守人員在來(lái)車預(yù)警功能失效前可轉(zhuǎn)入人工值守模式，保證安全作業(yè)。

系統(tǒng)的容載性強(qiáng)

系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計(jì)，根據(jù)不同道口的配置需求變化，可實(shí)現(xiàn)不同級(jí)別道口采用不同的配置，可實(shí)現(xiàn)復(fù)雜預(yù)判需求的智能管理，可實(shí)現(xiàn)來(lái)車預(yù)警、道閘控制、道口信號(hào)機(jī)控制、聲音告警等模塊的選配控制和流程配置。

標(biāo)準(zhǔn)化安全作業(yè)

系統(tǒng)檢測(cè)到來(lái)車信號(hào)后可通過(guò)多種方式提醒值班人員并進(jìn)行道口設(shè)備控制?？刂泼姘逯甘緹籼崾绢A(yù)警、控制警號(hào)進(jìn)行聲音預(yù)警、通過(guò)音箱進(jìn)行語(yǔ)音告警、通過(guò)控制道口信號(hào)機(jī)進(jìn)行告警。系統(tǒng)預(yù)先按控制要求對(duì)各控制設(shè)備的人為干預(yù)點(diǎn)進(jìn)行設(shè)定，并能夠?qū)⑺懈婢涂刂苿?dòng)作、按鈕操作信息保存在系統(tǒng)中，供管理人員事后查詢，提示職守人員按規(guī)范進(jìn)行操作。

四、平交道口智能控制系統(tǒng)對(duì)工控機(jī)要求：

全密封無(wú)風(fēng)扇、高性能、低功耗控制單元；

高溫、低溫滿足戶外安裝使用要求；

抗震動(dòng)滿足車載要求；

寬電壓范圍輸入，滿足電源不穩(wěn)定因數(shù)；

開(kāi)放的數(shù)據(jù)接口、安全性能高；

方便的遠(yuǎn)程維護(hù)、易維護(hù)、易集成；

五、結(jié)論

推薦產(chǎn)品: 研祥MEC-5007(酷睿)/MEC-4032(ATOM)

鐵路道口防護(hù)對(duì)提高鐵路、道路的通過(guò)能力和保證行車安全具有重要的意義，采用自動(dòng)預(yù)警監(jiān)控系統(tǒng)后，雖然機(jī)動(dòng)車輛不斷增多，但交通事故反而會(huì)大幅度下降，這就是智能化信息管理的魅力之處。

第三篇：通用控制系統(tǒng)在智能化糧庫(kù)平臺(tái)中的應(yīng)用(第2稿)

通用控制系統(tǒng)在智能化糧庫(kù)平臺(tái)中的應(yīng)用

張國(guó)亮 任遠(yuǎn) 陳滎 蔡其星

(浙江中控技術(shù)股份有限公司，浙江杭州，310053)摘要：目前國(guó)內(nèi)糧庫(kù)主要使用專用控制系統(tǒng)，可靠性差，標(biāo)準(zhǔn)化程度較低。重點(diǎn)對(duì)糧庫(kù)自動(dòng)化過(guò)程中的需求進(jìn)行分析，在此基礎(chǔ)上提出了一種基于GCS通用控制系統(tǒng)和VxSCADA通用監(jiān)控軟件設(shè)計(jì)的智能化糧庫(kù)平臺(tái)解決方案，針對(duì)糧儲(chǔ)行業(yè)的應(yīng)用特點(diǎn)進(jìn)行了產(chǎn)品適用性改造和二次開(kāi)發(fā)，取得了很好的預(yù)期效果。關(guān)鍵詞：糧食儲(chǔ)藏 控制系統(tǒng) 智能化

The Solution Of Intelligent Platform Of Grain Depot Based

On General Control System Zhang Guoliang Ren Yuan Chen Ying Cai Qixing(Zhejiang SUPCON technology CO.LTD.Hangzhou Zhejiang 310053)Abstract: Currently, the special purpose control system of the domestic Grain Depot has low reliability and low standardization.Put emphasis on the analysis of the need of the process automation, then put forward a solution of intelligent platform of Grain Depot, which is the design based on the GCS general control system and VxSCADA general monitor software.Withing the reform of the applicability and development, according to the characteristics of the application of the grain storage industry, this solution achieved the good expectation.Keywords：grain storage, control system, intelligentize

“民以食為天”，糧食問(wèn)題是關(guān)系國(guó)計(jì)民生的大問(wèn)題，隨著近年糧食產(chǎn)量十連增和國(guó)家儲(chǔ)備糧收購(gòu)政策，多地投資新建了大型現(xiàn)代化糧庫(kù)，并對(duì)原有糧庫(kù)進(jìn)行自動(dòng)化改造升級(jí)。糧庫(kù)建設(shè)正在往大型、超大型的方向發(fā)展，裝卸、輸送、處理設(shè)備也趨向于大型化，廣泛配備糧情測(cè)控、機(jī)械通風(fēng)、環(huán)流熏蒸、谷物冷卻等現(xiàn)代化裝備，采用低溫、氣調(diào)等儲(chǔ)糧技術(shù)，結(jié)合先進(jìn)的自動(dòng)化技術(shù)、信息化技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)，提高糧庫(kù)的智能化、信息化管理水平，為保持糧食品質(zhì)，延緩品質(zhì)劣變，減少重量損失，降低保管費(fèi)用，起到重要作用。

目前國(guó)內(nèi)新建的糧庫(kù)雖然基本實(shí)現(xiàn)了測(cè)、控、管自動(dòng)化，但大多將氣調(diào)、空調(diào)、糧情測(cè)*基金項(xiàng)目“石化、軌道交通行業(yè)分布式綜合監(jiān)控系統(tǒng)（SCADA）研發(fā)及應(yīng)用示范”資助（立項(xiàng)時(shí)間2012年10月）控等系統(tǒng)建設(shè)成獨(dú)立的系統(tǒng)，相互之間沒(méi)有聯(lián)系，監(jiān)控也各自獨(dú)立，形成一個(gè)個(gè)“信息孤島”。由于室內(nèi)外溫濕度、倉(cāng)內(nèi)溫濕度等參數(shù)在氣調(diào)、空調(diào)和糧情測(cè)控等系統(tǒng)內(nèi)都需要用到，各獨(dú)立系統(tǒng)難免會(huì)出現(xiàn)重復(fù)建設(shè)的現(xiàn)象；不同系統(tǒng)各自建立數(shù)據(jù)庫(kù)、報(bào)表等，整合困難，不能充分共享數(shù)據(jù)，無(wú)法對(duì)糧情數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一管理、深入挖掘分析。因此，在新型智能糧庫(kù)的建設(shè)過(guò)程中，對(duì)糧庫(kù)控制系統(tǒng)和信息化平臺(tái)提出了更高的要求。

1.智能化糧庫(kù)平臺(tái)的運(yùn)行環(huán)境及控制要求

智能化糧庫(kù)平臺(tái)包括通風(fēng)、空調(diào)、配電、糧情、蟲害、熏蒸、出入庫(kù)等多個(gè)系統(tǒng)，另外還有庫(kù)區(qū)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和中控室建設(shè)及安防視頻監(jiān)控建設(shè)等內(nèi)容。為解決系統(tǒng)各自獨(dú)立的問(wèn)題，需要采用統(tǒng)一的系統(tǒng)控制平臺(tái)，將各系統(tǒng)整合到一起。這對(duì)平臺(tái)的集成能力、擴(kuò)展能力提出了很高的要求。

圖 1 智能化糧庫(kù)平臺(tái)

糧食倉(cāng)房環(huán)境惡劣，倉(cāng)內(nèi)塵土、蟲害、鼠害嚴(yán)重，糧食進(jìn)出倉(cāng)機(jī)械作業(yè)也易造成現(xiàn)場(chǎng)電子設(shè)備損壞。此外，糧食儲(chǔ)藏期間為控制蟲害霉菌生長(zhǎng)，需要時(shí)常對(duì)倉(cāng)內(nèi)糧食進(jìn)行毒氣熏蒸處理。毒氣熏蒸不但對(duì)倉(cāng)內(nèi)電子設(shè)備的元器件及PCB直接造成腐蝕，影響傳感器的測(cè)量精度甚至導(dǎo)致設(shè)備完全失效。因此，除了對(duì)電子設(shè)備按工業(yè)防護(hù)模式進(jìn)行密封防護(hù)處理外，還應(yīng)針對(duì)糧倉(cāng)毒氣成份采用相應(yīng)防化學(xué)抗老化材料。

庫(kù)區(qū)范圍大，一般多達(dá)十幾至幾十個(gè)敖倉(cāng)，存在通訊分散、功能要求多樣化的特點(diǎn)，屬于典型的分布式應(yīng)用，建設(shè)難度大。另一方面，受限于糧食儲(chǔ)藏管理費(fèi)有限，又要求系統(tǒng)簡(jiǎn)單實(shí)用、性能可靠、物美價(jià)廉。

庫(kù)房?jī)?nèi)糧食需進(jìn)行出入倉(cāng)輪換，現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備能夠適應(yīng)反復(fù)拆卸安裝；另外糧庫(kù)部門從事電控、信息專業(yè)的人員較少，設(shè)備和系統(tǒng)應(yīng)易于維護(hù)，方便倉(cāng)儲(chǔ)管理人員判斷故障和故障點(diǎn)，并及時(shí)修復(fù)或更換。

2.常見(jiàn)的糧庫(kù)智能化解決方案對(duì)比

目前國(guó)內(nèi)參與智能化糧庫(kù)平臺(tái)建設(shè)的廠商，主要分為下述2類：

1)專業(yè)從事糧食儲(chǔ)存、加工的企業(yè)，也包括糧食系統(tǒng)內(nèi)各研究設(shè)計(jì)院。他們也是設(shè)計(jì)、制造、建設(shè)糧庫(kù)自動(dòng)化系統(tǒng)最有經(jīng)驗(yàn)的幾家單位，憑借對(duì)糧儲(chǔ)行業(yè)工藝流程、控制要求的充分理解，大都采用自主研發(fā)的專用系統(tǒng)建設(shè)智能化糧庫(kù)平臺(tái)，主要由“糧儲(chǔ)專用軟件+專用IO采集單元+專用傳感器”組成，特點(diǎn)是適用性強(qiáng)，成本低廉，占領(lǐng)了國(guó)內(nèi)絕大部分市場(chǎng)。但由于這些企業(yè)所處的行業(yè)較為封閉，不擅長(zhǎng)于信息系統(tǒng)和電子設(shè)備的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)，系統(tǒng)設(shè)計(jì)思想較老，且產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)化程度低，各單位間的產(chǎn)品互不兼容，帶來(lái)了困擾；不采用工業(yè)級(jí)的控制器，而使用PC通過(guò)遠(yuǎn)程總線采集現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)并進(jìn)行控制，可靠性和穩(wěn)定性差。

2)各類系統(tǒng)集成商，以第三方制造的通用控制產(chǎn)品建設(shè)智能化糧庫(kù)平臺(tái)，主要由“通用監(jiān)控軟件+PLC+常規(guī)傳感器”組成。由于大多選擇已經(jīng)在工業(yè)領(lǐng)域被廣泛使用并充分檢驗(yàn)過(guò)的產(chǎn)品，具備各種標(biāo)準(zhǔn)的通訊接口，性能穩(wěn)定可靠。在智能糧庫(kù)的建設(shè)過(guò)程中能夠引入工業(yè)領(lǐng)域先進(jìn)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)理念，實(shí)現(xiàn)的智能化程度更高。但這類產(chǎn)品最初并非為糧儲(chǔ)行業(yè)開(kāi)發(fā)，系統(tǒng)集成商也不具備產(chǎn)品改造的能力，系統(tǒng)適用性差，只能通過(guò)工程配置的方式進(jìn)行調(diào)整，工程施工量大，整體造價(jià)也較高。

隨著糧庫(kù)智能化、自動(dòng)化的要求進(jìn)一步提高，特別提出了多個(gè)系統(tǒng)整合升級(jí)、統(tǒng)一測(cè)控平臺(tái)和數(shù)據(jù)平臺(tái)的要求。針對(duì)這一行業(yè)趨勢(shì)，浙江中控在自主研發(fā)的、工業(yè)領(lǐng)域廣泛應(yīng)用的GCS系列通用控制系統(tǒng)和VxSCADA監(jiān)控軟件的基礎(chǔ)上，聯(lián)合業(yè)內(nèi)某專業(yè)研究院，開(kāi)發(fā)了智能通風(fēng)、智能調(diào)氣等行業(yè)專用軟件包，提出了智能化糧庫(kù)平臺(tái)的整體解決方案。

3.基于通用控制系統(tǒng)的智能化糧庫(kù)平臺(tái)

3.1.網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃

引入工業(yè)領(lǐng)域常用的網(wǎng)絡(luò)分層設(shè)計(jì)思想，將系統(tǒng)分為三層網(wǎng)絡(luò)，分別為現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層的控制網(wǎng)、監(jiān)控層的操作網(wǎng)和管理層的信息管理網(wǎng)，各層網(wǎng)絡(luò)的功能分離，可以有效管理各層網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)權(quán)限、控制網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷，從而增強(qiáng)系統(tǒng)安全性和穩(wěn)定性?，F(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層的控制網(wǎng)用于過(guò)程控制信息的實(shí)時(shí)傳輸，是中控室主控系統(tǒng)與各敖倉(cāng)分布式控制站之間的連接通道。考慮到庫(kù)區(qū)各敖倉(cāng)間的距離較遠(yuǎn)，另外為了節(jié)約布網(wǎng)成本，將視頻監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)與之合并，因此選用1Gbps高速工業(yè)光纖網(wǎng)絡(luò)。

監(jiān)控層網(wǎng)絡(luò)連接控制系統(tǒng)中所有操作節(jié)點(diǎn)，包括工程師站、操作員站、數(shù)據(jù)站等，基于100Mbps/1Gbps工業(yè)以太網(wǎng)。一般可通過(guò)VxSCADA軟件將工程師站設(shè)為數(shù)據(jù)站，監(jiān)控層網(wǎng)絡(luò)內(nèi)各操作節(jié)點(diǎn)，通過(guò)數(shù)據(jù)站訪問(wèn)歷史信息、報(bào)警信息等，并下發(fā)操作指令。

管理層網(wǎng)絡(luò)可以利用庫(kù)內(nèi)部的辦公網(wǎng)絡(luò)以節(jié)約建設(shè)成本，將所有實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、流程圖、趨勢(shì)圖、報(bào)表等進(jìn)行WEB發(fā)布，管理層計(jì)算機(jī)通過(guò)IE或其他瀏覽器瀏覽。

圖 2 系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖

3.2.系統(tǒng)配置

GCS通用控制系統(tǒng)是浙江中控針對(duì)市政、環(huán)境監(jiān)控、水處理等行業(yè)推出的新一代網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)，由面向集中監(jiān)控的G5系列和面向分布式控制的G3系列組成。在糧庫(kù)項(xiàng)目中，各敖倉(cāng)之間距離較遠(yuǎn)，具備分布式控制的特點(diǎn)，適合使用G3系列控制器對(duì)各敖倉(cāng)單獨(dú)進(jìn)行控制；同時(shí)出于簡(jiǎn)化維護(hù)工作的考慮，使用G5系列控制系統(tǒng)在中控室實(shí)現(xiàn)集中監(jiān)控。

由于每個(gè)敖倉(cāng)的控制相對(duì)獨(dú)立，因此在每個(gè)敖倉(cāng)就地安裝一個(gè)以G3控制器為核心的遠(yuǎn)程控制柜，實(shí)現(xiàn)下述功能：

? 一體化G3控制器集成有IO通道和通訊接口，可就近接入倉(cāng)內(nèi)的測(cè)溫電纜、溫濕度傳感器、智能電表等儀器儀表，并通過(guò)控制網(wǎng)絡(luò)將現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)匯總到中控室。? 控制器內(nèi)置智能通風(fēng)控制功能塊，在自動(dòng)控制模式下，可根據(jù)敖倉(cāng)內(nèi)溫濕度情況，獨(dú)立控制敖倉(cāng)內(nèi)風(fēng)機(jī)、空調(diào)等設(shè)備的起停和風(fēng)道、排風(fēng)窗的開(kāi)關(guān)。

? 控制器內(nèi)置嵌入式數(shù)據(jù)庫(kù)，可記錄操作過(guò)程和現(xiàn)場(chǎng)歷史數(shù)據(jù)；具有斷點(diǎn)續(xù)傳能力，即使發(fā)生斷網(wǎng)，只要網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)正常，就可以將數(shù)據(jù)補(bǔ)傳回中控室。

? 采用高防護(hù)等級(jí)的控制柜，并對(duì)G3控制器主板進(jìn)行涂敷處理，滿足現(xiàn)場(chǎng)防塵、防腐的需求。

在中控室，使用了1套G5系統(tǒng)進(jìn)行綜合監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)下述功能：

? 作為中心管理站，通過(guò)控制網(wǎng)對(duì)各遠(yuǎn)程控制站進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、遠(yuǎn)程調(diào)度控制和運(yùn)行狀況監(jiān)視等功能。

? 接入來(lái)自消防、照明等外圍系統(tǒng)的信號(hào)點(diǎn)，納入智能平臺(tái)進(jìn)行統(tǒng)一監(jiān)控、統(tǒng)一管理。? 作為現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備統(tǒng)一的對(duì)外接口，上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)和ERP進(jìn)行交互，實(shí)現(xiàn)高級(jí)控制指令。

上述配置方案下，在各敖倉(cāng)和中控室采用分布式控制站和中心控制站的結(jié)構(gòu)，各分布式控制站可以根據(jù)敖倉(cāng)的規(guī)模靈活配置IO點(diǎn)數(shù)和控制邏輯，而中心控制站負(fù)責(zé)統(tǒng)一監(jiān)控，具有很好的擴(kuò)展性。采用工業(yè)級(jí)設(shè)計(jì)的通用控制系統(tǒng)構(gòu)成，可維護(hù)性強(qiáng)，性能穩(wěn)定可靠。

3.3.SCADA監(jiān)控中心設(shè)計(jì)

基于VxSCADA軟件組建的監(jiān)控中心是智能化糧庫(kù)平臺(tái)的核心，承擔(dān)著對(duì)整個(gè)糧庫(kù)智能化平臺(tái)進(jìn)行管理、集中數(shù)據(jù)處理、監(jiān)控和數(shù)據(jù)交換控制等功能。VxSCADA監(jiān)控平臺(tái)基于先進(jìn)的C/S架構(gòu)，服務(wù)器負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)采集、處理和分發(fā)，在此基礎(chǔ)上集成現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集、故障監(jiān)測(cè)報(bào)警、實(shí)時(shí)監(jiān)控界面、報(bào)表趨勢(shì)、遠(yuǎn)程接入等常規(guī)應(yīng)用模塊，新構(gòu)建庫(kù)區(qū)基礎(chǔ)信息管理、智能控制等行業(yè)專用模塊，對(duì)整個(gè)庫(kù)區(qū)實(shí)行全面統(tǒng)一的調(diào)度管理。

圖 3 SCADA監(jiān)控平臺(tái)軟件模塊

部分關(guān)鍵模塊的實(shí)現(xiàn)方式和功能如下： 1)庫(kù)區(qū)基礎(chǔ)信息管理

庫(kù)區(qū)基礎(chǔ)信息管理包括區(qū)域設(shè)置、庫(kù)房類型、糧食種類、風(fēng)機(jī)類型、風(fēng)道數(shù)據(jù)、通風(fēng)窗朝向等信息。

2)智能控制模塊設(shè)計(jì)

使用VBS腳本等二次開(kāi)發(fā)工具，根據(jù)《儲(chǔ)糧機(jī)械通風(fēng)技術(shù)規(guī)程》等設(shè)計(jì)準(zhǔn)則建立的數(shù)學(xué)模型，實(shí)現(xiàn)包括智能通風(fēng)控制模塊、智能氣調(diào)控制模塊等行業(yè)專用軟件包。以智能通風(fēng)控制模塊為例，工作流程為：根據(jù)采集到的“三溫兩濕”（指外溫、外濕、倉(cāng)溫、倉(cāng)濕、糧溫）等糧情原始數(shù)據(jù)，經(jīng)過(guò)二次計(jì)算后得到關(guān)鍵參數(shù)，之后按預(yù)設(shè)好的通風(fēng)控制策略，控制判斷庫(kù)房是否需要通風(fēng)，繼而選擇通風(fēng)方式和需使用的風(fēng)機(jī)，在達(dá)到預(yù)定的通風(fēng)目的后，退出通風(fēng)狀態(tài)。

圖 4 智能通風(fēng)控制模塊工作流程

3)實(shí)時(shí)監(jiān)控界面

按全線工藝以流程圖畫面的形式展示，采用靜態(tài)圖形、動(dòng)態(tài)變化、多圖層技術(shù)、動(dòng)畫、三維立體圖形、畫面導(dǎo)航、熱點(diǎn)選擇等效果繪制直觀、逼真的畫面；使用曲線、棒圖、表格等多種形式，使顯示直觀明晰；使用ActiveX控件，導(dǎo)入多種格式的圖形，實(shí)現(xiàn)圖形微調(diào)、圖層設(shè)置、動(dòng)作、背景模板和快捷鍵使用；以矢量方式進(jìn)行圖形繪制，實(shí)現(xiàn)流程圖無(wú)級(jí)縮放，使界面，能夠真實(shí)、全面地反映現(xiàn)場(chǎng)；采用畫面關(guān)聯(lián)跳轉(zhuǎn)技術(shù)和彈出式調(diào)整畫面，實(shí)現(xiàn)位號(hào)相關(guān)畫面的快速切換和一鍵跳轉(zhuǎn)。

4)遠(yuǎn)程接入

使用OPC、ODBC等數(shù)據(jù)接口，將庫(kù)區(qū)糧情數(shù)據(jù)、故障報(bào)警信息實(shí)時(shí)地送到糧情遠(yuǎn)程監(jiān)管中心，并接受遠(yuǎn)程監(jiān)控中心的遠(yuǎn)程控制指令。

4.結(jié)束語(yǔ)

上述智能化糧庫(kù)平臺(tái)解決方案以通用控制系統(tǒng)為基礎(chǔ)，針對(duì)糧儲(chǔ)行業(yè)進(jìn)行了適應(yīng)性改造和二次開(kāi)發(fā)，在大幅度提高行業(yè)適用性的同時(shí)，保留了通用控制系統(tǒng)可靠性強(qiáng)、擴(kuò)展性好、標(biāo)準(zhǔn)化程度高的特點(diǎn)，即滿足了現(xiàn)階段糧庫(kù)智能化建設(shè)的要求，又為今后繼續(xù)升級(jí)預(yù)留了空間。而引入國(guó)產(chǎn)化的GCS控制系統(tǒng)和VxSCADA監(jiān)控軟件，與同類解決方案對(duì)比，整體建設(shè)成本性價(jià)比更高，操作方式更貼近國(guó)人的使用習(xí)慣。

目前該解決方案已經(jīng)在浙江某國(guó)有大型儲(chǔ)備糧庫(kù)中進(jìn)行了應(yīng)用，充分滿足了現(xiàn)場(chǎng)各種需求，智能控制效果達(dá)到預(yù)期，具有良好的推廣前景。

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作者簡(jiǎn)介

張國(guó)亮(1981－)，男(漢族)，浙江省杭州市人，2004年畢業(yè)于浙江大學(xué)自動(dòng)化專業(yè)，工程碩士，工程師，從事工業(yè)自動(dòng)化及工業(yè)通訊技術(shù)工作。通訊地址：浙江杭州市濱江區(qū)六和路309號(hào)F座20樓，郵政編碼：310053，聯(lián)系電話：***，電子郵箱：zhanggl@supcon.com。