工业自动化控制产品的新锐――PCC

1、第一作者简介 :赵联众 , 男 , 1968年 11月生 , 黑龙江省哈尔滨市人 , 1992年毕业于哈尔滨理工大学 , 工程师 , 阿继集团哈尔滨泛微电子工程公司 , 黑龙 江省哈尔滨市南岗区先锋路 , 150080.文章编号 :1005-6033(2002 03-0147-01收稿日期 :2002-02-04工业自动化控制产品的新锐 PCC赵联众摘要 :通过 PCC 产品与各种工业自动化控制产品的比较 , 介绍了 PCC 的特点及其代表的工业自动化控制产品的发展方向 。 关键词 :工业自动化控制 ; 工控产品 ; PCC 中图分类号 :T P 23文献标识码 :A 目前 , 工业自动化控制

2、领域的产品可谓丰富多彩 , 各具特色 。 其中比较 有代表性的控制方式可以分成以下 4类 :一是单片机及单片机系统 ; 二是 工业控制机 (IPC ; 三是计算机集散控制系统 (DCS ; 器 (PL C 限制 , 虽然价格低 , 但是通用性 、 (IPC , 准化程度高 , , 运行速度快 , 实时 性强 , I O , 价格也较高 。 计算机集 散控制系统 (DCS , 其优势在于模拟量的处 理及回路调节功能 。自 20世纪 70年代初期问世以来 , 得到了迅速的发展 , 微处理器特别是单片机的出现和通信技术的成熟 , 使得计算机集散控制系 统把顺序控制装置 、 数据采集装置 、 过程控制

3、的模拟量仪表有机地结合在 一起 , 形成了满足各种不同要求的集散型控制系统 。传统的可编程逻辑控 制器 (PL C 其实是作为继电器逻辑控制的替代产品 , 它按照用户程序存储 器的指令安排 , 通过输入接口采入现场信息 , 执行逻辑或数值运算 , 然后通 过输出接口去控制各种执行机构动作 。1 PCC 与各种工控产品的比较PCC 是可编程计算机控制器的英文缩写 (P rogramm ble ComputerContro ller , 它充分利用了微机 、现场总线和软件等方面的先进成熟技术 , 采用了优秀的 、 具有前瞻性的设计思想 , 代表了工业控制自动化产品的发 展方向 。 PCC 采用了高

4、性能的 16位 R ISC (精简指令微机 作为 CPU , 使运 算速度得到保证 , I O p rocesso r (即 I O 处理器 主要负责独立于 CPU 的数 据传输工作 。 D PR -Contro ller (即双向口控制器 主要负责网络及系统的管 理 。 可见 , 1个模块上有 3个处理器 , 它们既相互独立 , 又相互关联 (通过D PR , 从而使主 CPU 的资源得到了合理使用 , 同时又最大限度地提高了整个系统的速度 。 这样的设计突破了单片机等的 I O 系统的瓶颈 , 使系统 速度有很大的提高 。由于 PCC 在硬件上采用了高达 100K 16M 的应用程 序存储

5、器 , 使其可运行较大的软件 , PG 2000操作系统使其具有了大型机才 有的多任务分时操作系统 。它可以将整个操作界面分成数个分别具有不同 优先权的任务等级 (T ask C lass 。 其中优先权高的任务等级 , 有着较短的巡 回周期 , 而且每个任务等级可包括多个具体任务 , 在这些任务中间可以再 细分其优先权的高低 。在这种操作系统的管理下 , 优先权高的任务等级总 是先被执行 , 剩下的时间里可执行优先权较低的任务等级 。这样使得整个 控制系统得到优化 , 具有较好的实时性 。无论是单片机系统 , 还是工业控制机 、 计算机集散控制系统 、 可编程逻 辑控制器组成的工业自动化系统

6、 , 其可扩展性和开放性都比较差 , 尤其是 引入第三方设备和应用多种通讯规约时 , 就更显得困难 。 PCC 引入的智能 分布式控制思想和现场总线技术 , 较好地解决了这个问题 。智能分布式控 制将整个控制系统分为管理层 、 控制层和现场层 。管理层是整个网络的最高层 , , 。它同时 。 , 传感器或现场信号及 , 控制系统对执行机构的指令能迅速得以贯彻实施 。 PCC 具备以 太网 、 PRO F Ibus 以及 CAN bus 等标准网络或现场总线的全面支持 , 使系统 有很高的开放性和兼容性 , 从而可以实现多种智能拓扑结构 , 使整个系统 具备高度的安全可靠性 。2 应用心得在实际

7、应用中 , PCC 的各优良特点表现得很突出 , 很容易组建性能优 异的 、 开放的监控系统 。 我们曾用 PCC 完成了一个有多个厂家的产品 、 多种 通信协议的变电站的监控系统的设计和调试 。这个变电站中有上位机和工 程 师工作站 , 有采用标准的部颁规约 DL 451-92(循 环 远 动 规 约 和R S 232C 接口的小电流接地装置和微机监控直流电源系统 , 还有采用厂家提供通信协议的智能电度表 。 PCC 产品中有多种通信接口模块 , 选择具有 相应接口的模块 , 硬件的问题即可解决 。由于 PCC 拥有实时多任务的操作 系统 PG 2000, 只要针对不同的任务编多个程序 ,

8、就可大大简化编程的难 度 , 提高工作效率 。同样 , 采用 IEC 608070-5-103规约与上位机和工程师 工作站的通讯 , 用以太网的结构 , 用帧驱动的方式也可解决问题 。 实践中 , PCC 与上位机和工程师工作站 、小电流接地装置和微机监控直流电源系 统 、 智能电度表的通讯波特率分别达到 115200、 2400、 38400、 1200。其结 构框图如图 1所示 :图 1 PCC 结构框图3 结束语通过以上分析 , 我们不难得出以下几个结论 :工业控制机 (IPC 及计算 机集散控制系统 (DCS 以及 PL C 在走着一条相互融合的道路 , PCC 就是一 个成功的范例

9、。智能分布式控制是可编程控制系统基于现场总线的新型控 制思想 。系统的智能性越来越重要 , 因此系统的分析运算能力将越来越强 。 基于标准化的开放性和兼容性是工业自动化控制产品发展的新方向 。(下转第 149页 7 41科技情报开发与经济 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期现场人员逐个确认 , 进路的开通没有一个直观的视觉表达 , 致使接发列车 及调车作业效率大大下降 , 从而降低了运输工作的效率 。本设备投入使用之前 , 在非正常情况下接发列车 , 由于设备控制条件 丧失 , 主

10、要靠人工控制 , 如果管理不到位 , 职工业务技术不精通或应变能力 差 , 某一环节稍有疏忽就有可能引发事故 。长期对信号联锁设备的熟练使用 , 难免对设备产生依赖性 , 如果人员 业务素质不过硬 , 就难以适应非正常情况下的行车作业 , 轻者影响运输效 率 , 重者酿成事故 。2. 2应用非正常作业进路安全监督装置防范事故隐患“非正常作业进路安全监督装置” 的应用 , 较好地解决了非正常作业时 现场施工中存在的以上问题 。由于通常现场施工时 , 道岔的扳动 、 加锁 、 安全防护等都是由现场工作 人员完成的 , 同时道岔的开通位置也是由现场工作人员以口头方式汇报给 车站值班员 , 值班员头脑

11、中没有一个较为直观的印象 , 现场施工及作业人 员对进路道岔开通位置的确认 , 需要通过站场行车安全防护人员凭肉眼逐 一确认 , 尤其对于有较多复式交分道岔的进路 , 甚至需要用进路小车从头 到尾走行一遍的方式加以确认 , 这种办法对于较大的站场来说既费时费力 又没有安全保障 , 对于重量较轻的小车来说 ,可能 , 其本身就存在有不安全的因素安装在现场道岔处的子机与传感器 , ,屏幕的站场图形上 ,有效地防止了错办进路事故 的发生 。在铁路行车作业中 , 采用的是人机控制体系 , 即人为控制与设备控制 相结合的体系 , 在正常情况下 , 对于作业者的错误操作 , 设备可以起到一些 防范和反控制

12、的作用 ; 但是 , 在非正常情况下 , 设备控制条件丧失 , 全靠人 为因素控制 , 作业人员一旦违反或遗漏作业程序 , 在产生潜在隐患的情况 下就容易发生事故 。在使用非正常作业进路安全监督装置的情况下 , 通过 装置对现场道岔和进路的有效监督 , 可以使作业人员随时直观了解现场道 岔和进路的开通状况 , 有效地配合行车作业人员指挥行车 , 若道岔和进路 显示不正确 , 值班员就会指示现场作业人员重新确认道岔开通位置及进路 开通方向 , 确保行车安全 , 杜绝事故隐患 。信号联锁设备停用或失效时 , 在非正常情况下的接发列车作业中 , 人 员对作业程序的熟练程度远远不及正常情况 , 况且非

13、正常情况下的作业程 序往往要比正常情况下复杂 , 缺少了原有信联闭设备的正常功能使用 , 作 业效率就会明显下降 。在这种情况下 , 调度员往往要下达多于常规的调度 命令 , 车站值班员还要抄写各种命令并进行登记 , 随时听取现场准备进路 的各种汇报等 , 在这种紧张的工作情况下 , 极易造成错误安排 、 遗漏或者简 化作业程序 , 从而使事故隐患出现的机率大大增加 。非正常作业进路安全 监督装置的应用 , 可以有效地监督站场道岔的扳动情况 , 做到对现场道岔 及进路开通情况时刻心中有数 , 适当地减轻了值班员的心理压力 , 降低了 值班员的劳动强度和工作紧张程度 , 从而有效地避免人为事故隐

14、患的发 生 , 大大加快了在无联锁条件下接发列车和调车作业时办理闭塞 、 准备进 路的速度 , 降低了现场工作人员的劳动强度 , 节省了施工时间 , 为运输组织 工作赢得了宝贵时间 , 提高了运输生产的效率 。现场人员由于大多数时间是在正常情况下依赖行车信联闭设备作业 , 已经对设备产生了较大的依赖性 , 非正常情况下在失去信联闭设备的正常 使用后 , 对非正常作业难免有所不适 , 缺少直观印象 , 更由于本身为安全考 虑 , 人为降低了运输工作效率 , 。 在非正常作业情况 下 , , 值班员可以将现场作 , 减 。目前 , 非正常作业进路安全监督装置已在全路车务系统得到推广与应 用 , 现

15、场工作人员提出了良好建议及改进意见 , 希望将装置的监督功能进 一步扩展 , 尤其是将车列的占用情况也纳入监督范围 。随着监督技术的不 断完善与进步 , 非正常作业进路安全监督装置的应用范围将会更加广泛 。4 结束语非正常作业进路安全监督装置作为保障铁路行车安全的重要措施之 一 , 已得到铁道部的大力推广 , 装置具有携带方便 、 现场安装拆卸迅速 、 操 作简单等特点 , 并且易于现场工作人员掌握 , 使行车人员对站场道岔和进 路开通状况一目了然 , 能够有效地防止错办进路事故的发生 , 通过在现场 的推广应用 , 降低了现场工作人员的劳动强度 , 保障了行车安全 , 提高了运 输生产效率

16、, 为铁路运输的安全生产创造了良好的外部环境 。具有较好的 经济效益和社会效益 。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页 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