工業(yè)自動化控制產(chǎn)品的新銳――PCC

1、第一作者簡介 :趙聯(lián)眾 , 男 , 1968年 11月生 , 黑龍江省哈爾濱市人 , 1992年畢業(yè)于哈爾濱理工大學 , 工程師 , 阿繼集團哈爾濱泛微電子工程公司 , 黑龍 江省哈爾濱市南崗區(qū)先鋒路 , 150080.文章編號 :1005-6033(2002 03-0147-01收稿日期 :2002-02-04工業(yè)自動化控制產(chǎn)品的新銳 PCC趙聯(lián)眾摘要 :通過 PCC 產(chǎn)品與各種工業(yè)自動化控制產(chǎn)品的比較 , 介紹了 PCC 的特點及其代表的工業(yè)自動化控制產(chǎn)品的發(fā)展方向 。 關鍵詞 :工業(yè)自動化控制 ; 工控產(chǎn)品 ; PCC 中圖分類號 :T P 23文獻標識碼 :A 目前 , 工業(yè)自動化控制

2、領域的產(chǎn)品可謂豐富多彩 , 各具特色 。 其中比較 有代表性的控制方式可以分成以下 4類 :一是單片機及單片機系統(tǒng) ; 二是 工業(yè)控制機 (IPC ; 三是計算機集散控制系統(tǒng) (DCS ; 器 (PL C 限制 , 雖然價格低 , 但是通用性 、 (IPC , 準化程度高 , , 運行速度快 , 實時 性強 , I O , 價格也較高 。 計算機集 散控制系統(tǒng) (DCS , 其優(yōu)勢在于模擬量的處 理及回路調(diào)節(jié)功能 。自 20世紀 70年代初期問世以來 , 得到了迅速的發(fā)展 , 微處理器特別是單片機的出現(xiàn)和通信技術的成熟 , 使得計算機集散控制系 統(tǒng)把順序控制裝置 、 數(shù)據(jù)采集裝置 、 過程控制

3、的模擬量儀表有機地結合在 一起 , 形成了滿足各種不同要求的集散型控制系統(tǒng) 。傳統(tǒng)的可編程邏輯控 制器 (PL C 其實是作為繼電器邏輯控制的替代產(chǎn)品 , 它按照用戶程序存儲 器的指令安排 , 通過輸入接口采入現(xiàn)場信息 , 執(zhí)行邏輯或數(shù)值運算 , 然后通 過輸出接口去控制各種執(zhí)行機構動作 。1 PCC 與各種工控產(chǎn)品的比較PCC 是可編程計算機控制器的英文縮寫 (P rogramm ble ComputerContro ller , 它充分利用了微機 、現(xiàn)場總線和軟件等方面的先進成熟技術 , 采用了優(yōu)秀的 、 具有前瞻性的設計思想 , 代表了工業(yè)控制自動化產(chǎn)品的發(fā) 展方向 。 PCC 采用了高

4、性能的 16位 R ISC (精簡指令微機 作為 CPU , 使運 算速度得到保證 , I O p rocesso r (即 I O 處理器 主要負責獨立于 CPU 的數(shù) 據(jù)傳輸工作 。 D PR -Contro ller (即雙向口控制器 主要負責網(wǎng)絡及系統(tǒng)的管 理 。 可見 , 1個模塊上有 3個處理器 , 它們既相互獨立 , 又相互關聯(lián) (通過D PR , 從而使主 CPU 的資源得到了合理使用 , 同時又最大限度地提高了整個系統(tǒng)的速度 。 這樣的設計突破了單片機等的 I O 系統(tǒng)的瓶頸 , 使系統(tǒng) 速度有很大的提高 。由于 PCC 在硬件上采用了高達 100K 16M 的應用程 序存儲

5、器 , 使其可運行較大的軟件 , PG 2000操作系統(tǒng)使其具有了大型機才 有的多任務分時操作系統(tǒng) 。它可以將整個操作界面分成數(shù)個分別具有不同 優(yōu)先權的任務等級 (T ask C lass 。 其中優(yōu)先權高的任務等級 , 有著較短的巡 回周期 , 而且每個任務等級可包括多個具體任務 , 在這些任務中間可以再 細分其優(yōu)先權的高低 。在這種操作系統(tǒng)的管理下 , 優(yōu)先權高的任務等級總 是先被執(zhí)行 , 剩下的時間里可執(zhí)行優(yōu)先權較低的任務等級 。這樣使得整個 控制系統(tǒng)得到優(yōu)化 , 具有較好的實時性 。無論是單片機系統(tǒng) , 還是工業(yè)控制機 、 計算機集散控制系統(tǒng) 、 可編程邏 輯控制器組成的工業(yè)自動化系統(tǒng)

6、 , 其可擴展性和開放性都比較差 , 尤其是 引入第三方設備和應用多種通訊規(guī)約時 , 就更顯得困難 。 PCC 引入的智能 分布式控制思想和現(xiàn)場總線技術 , 較好地解決了這個問題 。智能分布式控 制將整個控制系統(tǒng)分為管理層 、 控制層和現(xiàn)場層 。管理層是整個網(wǎng)絡的最高層 , , 。它同時 。 , 傳感器或現(xiàn)場信號及 , 控制系統(tǒng)對執(zhí)行機構的指令能迅速得以貫徹實施 。 PCC 具備以 太網(wǎng) 、 PRO F Ibus 以及 CAN bus 等標準網(wǎng)絡或現(xiàn)場總線的全面支持 , 使系統(tǒng) 有很高的開放性和兼容性 , 從而可以實現(xiàn)多種智能拓撲結構 , 使整個系統(tǒng) 具備高度的安全可靠性 。2 應用心得在實際

7、應用中 , PCC 的各優(yōu)良特點表現(xiàn)得很突出 , 很容易組建性能優(yōu) 異的 、 開放的監(jiān)控系統(tǒng) 。 我們曾用 PCC 完成了一個有多個廠家的產(chǎn)品 、 多種 通信協(xié)議的變電站的監(jiān)控系統(tǒng)的設計和調(diào)試 。這個變電站中有上位機和工 程 師工作站 , 有采用標準的部頒規(guī)約 DL 451-92(循 環(huán) 遠 動 規(guī) 約 和R S 232C 接口的小電流接地裝置和微機監(jiān)控直流電源系統(tǒng) , 還有采用廠家提供通信協(xié)議的智能電度表 。 PCC 產(chǎn)品中有多種通信接口模塊 , 選擇具有 相應接口的模塊 , 硬件的問題即可解決 。由于 PCC 擁有實時多任務的操作 系統(tǒng) PG 2000, 只要針對不同的任務編多個程序 ,

8、就可大大簡化編程的難 度 , 提高工作效率 。同樣 , 采用 IEC 608070-5-103規(guī)約與上位機和工程師 工作站的通訊 , 用以太網(wǎng)的結構 , 用幀驅動的方式也可解決問題 。 實踐中 , PCC 與上位機和工程師工作站 、小電流接地裝置和微機監(jiān)控直流電源系 統(tǒng) 、 智能電度表的通訊波特率分別達到 115200、 2400、 38400、 1200。其結 構框圖如圖 1所示 :圖 1 PCC 結構框圖3 結束語通過以上分析 , 我們不難得出以下幾個結論 :工業(yè)控制機 (IPC 及計算 機集散控制系統(tǒng) (DCS 以及 PL C 在走著一條相互融合的道路 , PCC 就是一 個成功的范例

9、。智能分布式控制是可編程控制系統(tǒng)基于現(xiàn)場總線的新型控 制思想 。系統(tǒng)的智能性越來越重要 , 因此系統(tǒng)的分析運算能力將越來越強 。 基于標準化的開放性和兼容性是工業(yè)自動化控制產(chǎn)品發(fā)展的新方向 。(下轉第 149頁 7 41科技情報開發(fā)與經(jīng)濟 SC I T ECH I N FORM A T I ON D EV ELO PM EN T &ECONOM Y 2002年第 12卷第 3期現(xiàn)場人員逐個確認 , 進路的開通沒有一個直觀的視覺表達 , 致使接發(fā)列車 及調(diào)車作業(yè)效率大大下降 , 從而降低了運輸工作的效率 。本設備投入使用之前 , 在非正常情況下接發(fā)列車 , 由于設備控制條件 喪失 , 主

10、要靠人工控制 , 如果管理不到位 , 職工業(yè)務技術不精通或應變能力 差 , 某一環(huán)節(jié)稍有疏忽就有可能引發(fā)事故 。長期對信號聯(lián)鎖設備的熟練使用 , 難免對設備產(chǎn)生依賴性 , 如果人員 業(yè)務素質不過硬 , 就難以適應非正常情況下的行車作業(yè) , 輕者影響運輸效 率 , 重者釀成事故 。2. 2應用非正常作業(yè)進路安全監(jiān)督裝置防范事故隱患“非正常作業(yè)進路安全監(jiān)督裝置” 的應用 , 較好地解決了非正常作業(yè)時 現(xiàn)場施工中存在的以上問題 。由于通?，F(xiàn)場施工時 , 道岔的扳動 、 加鎖 、 安全防護等都是由現(xiàn)場工作 人員完成的 , 同時道岔的開通位置也是由現(xiàn)場工作人員以口頭方式匯報給 車站值班員 , 值班員頭腦

11、中沒有一個較為直觀的印象 , 現(xiàn)場施工及作業(yè)人 員對進路道岔開通位置的確認 , 需要通過站場行車安全防護人員憑肉眼逐 一確認 , 尤其對于有較多復式交分道岔的進路 , 甚至需要用進路小車從頭 到尾走行一遍的方式加以確認 , 這種辦法對于較大的站場來說既費時費力 又沒有安全保障 , 對于重量較輕的小車來說 ,可能 , 其本身就存在有不安全的因素安裝在現(xiàn)場道岔處的子機與傳感器 , ,屏幕的站場圖形上 ,有效地防止了錯辦進路事故 的發(fā)生 。在鐵路行車作業(yè)中 , 采用的是人機控制體系 , 即人為控制與設備控制 相結合的體系 , 在正常情況下 , 對于作業(yè)者的錯誤操作 , 設備可以起到一些 防范和反控制

12、的作用 ; 但是 , 在非正常情況下 , 設備控制條件喪失 , 全靠人 為因素控制 , 作業(yè)人員一旦違反或遺漏作業(yè)程序 , 在產(chǎn)生潛在隱患的情況 下就容易發(fā)生事故 。在使用非正常作業(yè)進路安全監(jiān)督裝置的情況下 , 通過 裝置對現(xiàn)場道岔和進路的有效監(jiān)督 , 可以使作業(yè)人員隨時直觀了解現(xiàn)場道 岔和進路的開通狀況 , 有效地配合行車作業(yè)人員指揮行車 , 若道岔和進路 顯示不正確 , 值班員就會指示現(xiàn)場作業(yè)人員重新確認道岔開通位置及進路 開通方向 , 確保行車安全 , 杜絕事故隱患 。信號聯(lián)鎖設備停用或失效時 , 在非正常情況下的接發(fā)列車作業(yè)中 , 人 員對作業(yè)程序的熟練程度遠遠不及正常情況 , 況且非

13、正常情況下的作業(yè)程 序往往要比正常情況下復雜 , 缺少了原有信聯(lián)閉設備的正常功能使用 , 作 業(yè)效率就會明顯下降 。在這種情況下 , 調(diào)度員往往要下達多于常規(guī)的調(diào)度 命令 , 車站值班員還要抄寫各種命令并進行登記 , 隨時聽取現(xiàn)場準備進路 的各種匯報等 , 在這種緊張的工作情況下 , 極易造成錯誤安排 、 遺漏或者簡 化作業(yè)程序 , 從而使事故隱患出現(xiàn)的機率大大增加 。非正常作業(yè)進路安全 監(jiān)督裝置的應用 , 可以有效地監(jiān)督站場道岔的扳動情況 , 做到對現(xiàn)場道岔 及進路開通情況時刻心中有數(shù) , 適當?shù)販p輕了值班員的心理壓力 , 降低了 值班員的勞動強度和工作緊張程度 , 從而有效地避免人為事故隱

14、患的發(fā) 生 , 大大加快了在無聯(lián)鎖條件下接發(fā)列車和調(diào)車作業(yè)時辦理閉塞 、 準備進 路的速度 , 降低了現(xiàn)場工作人員的勞動強度 , 節(jié)省了施工時間 , 為運輸組織 工作贏得了寶貴時間 , 提高了運輸生產(chǎn)的效率 。現(xiàn)場人員由于大多數(shù)時間是在正常情況下依賴行車信聯(lián)閉設備作業(yè) , 已經(jīng)對設備產(chǎn)生了較大的依賴性 , 非正常情況下在失去信聯(lián)閉設備的正常 使用后 , 對非正常作業(yè)難免有所不適 , 缺少直觀印象 , 更由于本身為安全考 慮 , 人為降低了運輸工作效率 , 。 在非正常作業(yè)情況 下 , , 值班員可以將現(xiàn)場作 , 減 。目前 , 非正常作業(yè)進路安全監(jiān)督裝置已在全路車務系統(tǒng)得到推廣與應 用 , 現(xiàn)

15、場工作人員提出了良好建議及改進意見 , 希望將裝置的監(jiān)督功能進 一步擴展 , 尤其是將車列的占用情況也納入監(jiān)督范圍 。隨著監(jiān)督技術的不 斷完善與進步 , 非正常作業(yè)進路安全監(jiān)督裝置的應用范圍將會更加廣泛 。4 結束語非正常作業(yè)進路安全監(jiān)督裝置作為保障鐵路行車安全的重要措施之 一 , 已得到鐵道部的大力推廣 , 裝置具有攜帶方便 、 現(xiàn)場安裝拆卸迅速 、 操 作簡單等特點 , 并且易于現(xiàn)場工作人員掌握 , 使行車人員對站場道岔和進 路開通狀況一目了然 , 能夠有效地防止錯辦進路事故的發(fā)生 , 通過在現(xiàn)場 的推廣應用 , 降低了現(xiàn)場工作人員的勞動強度 , 保障了行車安全 , 提高了運 輸生產(chǎn)效率

16、, 為鐵路運輸?shù)陌踩a(chǎn)創(chuàng)造了良好的外部環(huán)境 。具有較好的 經(jīng)濟效益和社會效益 。Appl ica tion of Route Safety Superv isor under I m proper Opera tionW ANG Sh i -zhen , W ANG Sh i -junABSTRACT :T h is p ap er in troduces the structu re , w o rk ing p rinci p le and featu res of rou te safety sup erviso r under i m p rop er op erati on . A

17、 cco rding to the app licati on of th is devise in traffic system , th is p ap er sketches ou t its i m po rtan t functi on of safety p ro tecti on in the case of receiving and disp atch ing train s under i m p rop er op erati on . KEY WORD S :adm issi on p assage ; i m p rop er op erati on ; safety sup erviso r(上接第 147頁 PCC :New Vanguard am ong the Products of I ndustr i a l Automa tic Con trol ZHAO L i an -zhongABSTRACT :T h rough the com p arison of PCC p roduct w ith vari ou s indu strial au tom atic c