德国铁路股份公司在全国有1900多个调度站。其中有新的调度装置使用在Mannheim Rheinau电子调度站(ESTW),如图1所示。这个调度站在Mannheim至Karlsruhe之间的路段上,在此路段上运行的货运列车主要是为Mannheim的大型火力发电厂供应煤。此外,这段轨道也用于城市的轻轨列车行驶,并且作为欧洲城际快车(ICE)调度车使用。大约从1820年以来,铁路道岔和信号就使用钢绳牵引来进行调节,但用这种方法只能连接较短的路段,在10km长的路段上需要有好几个机械调度装置。如图2所示。现在的操作则用一个电子调度装置进行监控,将来可以实现对Karlsruhe运营中心的遥控操作。
图1 Mannheim Rheinau新的电子调度装置的操作台
图2 在Mannheim Rheinau的机械调度装置中,道岔和信号的调节通过钢绳牵引进行
Mannheim Rheinau 电子调度站(ESTW)于2006年3月投入使用,由Bombardier 运输公司总负责。该调度站使用的调度装置是为德国市场提供的第一个ESTW B950 型系统,其以在世界上广泛使用的EBILock 950 平台为基础,将来德国铁路公司也要采用这种平台。在不同的计算机平台基础上,该调度装置对60个信号、36个道岔和轨道制动器以及1个铁路道口进行控制,确保了铁路交通的安全。该调度装置通过信息组接口和Mannheim火车总站、Mannheim调车站及Schwetzingen车站连接起来。ESTW电子调度站装备了一个火车车次信号装置和一个列车自动转向装置,便于从Karlsruhe的运营中心进行遥控操作。
菲尼克斯电气公司的Automationworx自动化系统承担了位于Neckarau和Rheinau的ESTW调度站开关柜功能的监控和控制工作。该自动化系统把整个装置运行状态的数据通过标准化的OPC接口提供给调度站系统的诊断计算机。采用这种技术建立了独立于调度站装置的具有冗余供电的基础设施诊断系统,使用这个系统可以对调度装置的安全技术外围设备进行控制。因为这种积木式结构的调度装置可以快速地安装和改装,并且由于使用标准化部件而降低了布线和备件储存费用,所以推荐使用由Automationworx系统标准组件构成的积木式Inline(联机)输入/输出系统,用于开关柜的分散信号的接收和输出。
Inline系统可以提供所有的标准功能,如数字和模拟的输入/输出、试验和温度调节等,并且可以协助维修人员查找故障。如图3所示。该装置在工厂里就被安装在开关柜中,简单地用槽口卡在汇流排上。它们通过Interbus总线进行联网,可以使用通用的网络结构和各种不同的传输介质,如铜或光波导体等。可以通过一个标准的插头连接到开关柜的输出。在现场只要将各个开关柜用电缆连接起来即可,任何其他的开关柜接线都不需要。例如,通过Inline系统可以在每一个ESTW开关柜中测量温度,以及开关风机等。不间断供电的电源、电网备用装置及厂房和轨道现场的配电系统同样是通过该系统连接起来的,并由调度装置进行监控。
图3 Inline装置用于过电压保护和绝缘监控仪的监控
和上置系统的开放式接口由ILC 200 Uni 型Inline控制器承担该监控系统人工智能的功能和与诊断计算机的耦合,该控制器是按照IEC 61131-3进行编程的。如图4所示。菲尼克斯电气公司的ILC系列产品提供了各种性能的结构紧凑的模块化控制装置。其特点是:具有和上置系统的开放式接口。用户只需简单地从Inline系统的总线中选择调节和主控系统连接的元件即可。除了在ESTW电子调度站使用的以太网总线之外,还有Profibus DP、Interbus 、CANopen、Modbus和DeviceNet用的总线。
图4 Inline 控制器有一个以太网接口和一个冗余的供电电源
使用自动化软件PC Worx对控制进行编程——使用所有在IEC61131-3中定义的语言,如指令表(AWL)、功能元件语言(FBS)、接点图(KOP)、流程语言(AS)或结构文本(ST)等。此外,在PC Worx中包含了一个总线配置器软件,以便规划在Interbus或Profinet系统中的网络结构。因此在调度站的环境中只需要惟一的一种软件,以对调度站系统的整个监控操作全部进行编程、配置和诊断。
另一个挑战是调度站的开关柜监控的联网问题。所有的诊断数据必须集中传送到上置的诊断计算机中。对于数据传输,只有通常的有少数芯线的远程传输线可供使用。在这里可以使用通过扩展具有远程作用技术功能的遥控系统用的Automationworx系统。和相应的专用线调制解调器(Modem)相结合,Inline控制器可以在专用线的基础上进行长达20km的联网。使用PC-Worx 编程表面的功能元件可以对远程作用路段进行简单和方便的配置。因此,分散分布的控制器的数据也可以作为其他控制装置的变量进行利用。除了通过远程传输线的专用线连接以及光波导体或无线电以外,也可以利用固定或移动无线电网的选择(拨号)连接或因特网连接。此外每个控制装置还可以发送SMS(脉冲磁化螺线管)信号。这样,菲尼克斯电气公司的自动化解决方案可以精确地与安全技术模块和分散的结构相匹配。
图5 空间上分离的电网备用装置通过LWL接口和Inline装置连接起来
常规道路的列车车次信号装置给运行业务经理提供了火车所在地点的信息,减轻他们在常规任务中的负担。每列火车都有一个列车编号(车次),它同时和运行的火车一起从一个调度站传递到另一个调度站。传递是通过ZLV总线进行的,这是一条和铁轨平行的数据总线。然后,由列车制导计算机控制火车自动通过调度站的范围,并且通过调度装置自动调节道岔和信号。如图6所示。
图 6 Mannheim Rheinau 电子调度站(ESTW)对道岔和信号进行电子调节
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