统,使可靠性更进一步提高。
② 丰富的I/O接口模块
PLC针对不同的工业现场信号,如: 交流或直流; 开关量或模拟量; 电压或电流; 脉冲或电位; 强电或弱电等。
有相应的I/O模块与工业现场的器件或设备,如: 按钮 行程开关 接近开关 传感器及变送器 电磁线圈 控制阀
直接连接。另外为了提高操作性能,它还有多种人-机对话的接口模块;为了组成工业局部网络,它还有多种通讯联网的接口模块,等等。
③ 采用模块化结构
为了适应各种工业控制需要,除了单元式的小型PLC以外,绝大多数PLC均采用模块化结构。PLC的各个部件,包括CPU,电源,I/O等均采用模块化设计,由机架及电缆将各模块连接起来,系统的规模和功能可根据用户的需要自行组合。
④ 安装简单,维修方便
PLC不需要专门的机房,可以在各种工业环境下直接运行。使用时只需将现场的各种设备与PLC相应的I/O端相连接,即可投入运行。各种模块上均有运行和故障指示装置,便于用户了解运行情况和查找故障。
由于采用模块化结构,因此一旦某模块发生故障,用户可以通过更换模块的方法,使系统迅速恢复运行。
9) 安全技术
为保障铁路隧道监控的平台的安全可靠,本系统采用先进完整的方案:
6.4项目分析 6.4.1系统架构
1)监控主站:根据铁路部门不同的运营管理模式,防灾救援设备监控系统监控主站一般设置在综合维修工区。
2)现场控制设备:现场控制单元LCU及通信设备构成隧道现场监控子系统。 3)通信网络:分为干线网络和隧道内网,干线网基于铁路传输网SDH(Synchronous Digital Hierarchy,同步数字体系)或MSTP(Multi-Service Transfer Platform,基于SDH 的多业务传送平台)构建,隧道内网则由光纤环网组成,光纤环网由本系统和隧道照明监控系统共同组建,本系统现场控制设备经光纤交换机接入光纤环网。
6.4.2 监控子系统网络结构
自愈环形工业以太网技术是基于以太网发展起来的,继承了以太网速度快、成本低、高实效、高扩展性及高智能的优点,同时为网络上的数据传输提供了一条冗余链路,提高了网络的可靠性,不会因为通信服务器失效、网络断线或交换机故障而导致整个通信系统瘫痪。现场控制层使用这种网络,不仅可以提高通信网络的传输速度,同时也提高了控制层的通信可靠性。
在一个典型的环网中,有一个主交换机。正常工作时,主交换机的其中一个连接端口被置为阻塞状态,阻止以太网数据转发,仅允许转发冗余控制帧,保证了物理上是一个回路。这样在正常情况下,主交换机有一个转发端口和一个阻塞端口,环上其他设备节点的两个端口均为转发端口。当环网中的某个交换机出现故障时,主交换机会在50ms以内检测到故障并开启阻塞端口
6.4.3监控子系统主要硬件设备
1、冗余PLC控制器:
考虑到铁路隧道环境条件较差,现场设备要与周围环境(温湿度、灰尘、电磁干扰)相适应,选用的网络设备应达到工业级要求,以适应隧道内恶劣的工作环境。因此,隧道防灾监控系统中大多采用工业级PLC控制设备作为隧道防灾监控的核心控制器。
PLC控制器具备以下功能特点:
1)PLC不需要大量的活动元件和连线电子元件。它的连线大大减少。与此同时,系统的维修简单,维修时间短。Plc采用了一系列可靠性设计的方法进行设计。例如:冗余的设计。断电保护,故障诊断和信息保护及恢复。PLC是为工业生产过程控制而专门设计的控制装置,它具有比通用计算机控制更简单的编程语言和更可靠的硬件。
2)可以独立承担控制分区的基本控制任务,即使监控中心因故障停止运行,相邻区域的PLC控制器也能交换交通量信息;
3)具有预先处理数据和集中传输数据的能力,具有较高的故障保护能力。当某区域的监控信息出现变化时,可按预定方案和程序采取相应算法,控制相关区域防灾设备做出相应动作。
4) 提供不同类型、I/O 点数丰富的模块,单体 I/O 点数最高可达 60 点,可满足大部分设备控制需求。
5)配备专用高速处理器芯片,基本指令执行时间可达 0.15 μs,在同级别小 型 PLC 中遥遥领先。一颗强有力的“芯”,能让您在应对繁琐的程序逻辑,复杂 的工艺要求时表现的从容不迫。
2、工业以太网环网路由器
工业以太网是标准以太网和通用工业协议结合的产物,随着网络技术的不断发展,工业控制以太网日趋成熟,通过快速、全双工通信等技术实现优先级机制,保证网络带宽的利用率和网络传输的实时性,改进了应用层协议,使之适用于工业控制领域现场设备之间的实时通信。同时由于工业以太网的开放性和数字化使得工业控制网络与上层数据信息网络无缝集成,实现系统管控一体化。
在通常的工业以态网结构中,当发生传输介质损坏或有交换机发生意外停机
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