皮尔磁工业自动化（上海）有限公司

随着铁路控制系统的老化，故障和损坏情况越来越频繁，经常导致地铁运行中断，从而对本地公共交通运输产生较大影响。Pilz基于软件的创新控制与安全解决方案在不干扰复杂外围电气设备的前提下，用达到SIL 4要求的自动化系统PSS 4000取代了安特卫普市中心三条地铁线路地下路口处过时的电子板。此后，中央火车站附近的地铁运行一直较为稳定可靠。

1　项目背景

安特卫普是比利时重要的工业城市之一，在其地下，三条地铁线路在三个站点——Astrid站、Opera站和Diamant站——构成的三角形中交汇。运行过程中，有两条线路会占用这三个站点的一部分轨道。控制和监控系统必须确保每次只有一趟列车进站。过去，这些站点中断运行的情况不断增加。“电路板和电磁组件已经服役超过35年，要买到适合的备件变得越来越难。而且，熟悉该技术的员工也越来越少。”安特卫普本地公共运输运营商De Lijn的电子工程师Guido Maesschalck解释说。

2　项目实施

2.1　现代的自动化枢纽

显然，这种情况需要立刻采取行动：使用基于软件的现代化解决方案取代老化的控制和监测技术。另外，还有一个基本要求：不能对这些站点及控制柜周围的整个电工技术基础设施造成干扰。

铁路运营商对该项目进行招标，德国自动化公司Pilz由于铁路部门的推荐而参与其中。该公司自1995年起在比利时设立了分支机构。“在我们与Pilz合作执行了最初的参考项目后，我们就感觉已经找到了合适的合作伙伴来对这个敏感三角地带的控制及安全相关技术进行现代化改造。”Guido Maesschalck说。

第一个挑战是针对这种特定情况开发一个项目方案。“一开始，我们实际上只有一些旧的电路图和轨道图。首先，我们分析了符合要求的硬件和软件，同时构建了项目工作流程。”负责的Pilz比利时项目经理Geert de Bruycker说。具有约束力的时间表用于定义各个重要阶段，选择硬件工具并开发相应的软件应用程序。

2.2　通过认证的铁路运行自动化系统

自动化系统PSS 4000是全新控制与安全解决方案中的核心组件。为满足铁路运输的特定要求，Pilz开发了业界认可的自动化系统：这些特殊模块的类型为-R（“铁路”）型，能够抵抗铁路环境中常见的电磁干扰、极端温度与极端机械负荷。PSS 4000自动化系统内的-R模块已通过CENELEC的认证，符合EN 50126、EN 50128、EN 50129和EN 50155标准。PSS 4000-R也已通过铁路的特定安全认证。这些模块可用于铁路行业内安全完整性等级不同的各种应用。包括轨道施工机械和牵引设备的控制功能，以及信号传送区域内的控制或监控功能，例如对平交道口、控制和安全技术，或站间信号等进行信号监控。该自动化系统在整个应用中都可达到SIL4要求。

2.3　每次一趟列车，确保安全

简单地说，Pilz自动化系统PSS 4000在三个交通枢纽的任务是确保有序、安全、高效的运作流程。比之前采用的技术更可靠、有效。在三个相同的轨道交叉路口，基于软件的全新自动化解决方案可确保每次只有一趟列车被许可进站。如站内有列车停留，两个轨道信号灯则显示红色。如果两趟列车几乎同时到达，自动化系统将按照规定的模式决定列车的优先权。PSS 4000不仅控制并监测道岔位置和信号灯，还会监控与路基连接的传感器和探测器。这些设备用于监测两趟列车之间的最短距离。如果距离小于最低值，自动化系统将自动对后面的列车进行制动。列车司机可通过显示屏了解他在具体情况下可以行驶的最高速度。如果他忽略此显示，自动化系统将再次对该列车进行制动。PSS 4000还可以检测电缆断裂、信号灯及距离传感器故障或失灵，并采取相应的安全相关措施。

2.4　节省空间的紧凑型控制柜

三个PSS 4000模块单元分别用于三个铁路道岔，并通过SafetyNet p进行通信。PSS 4000包含数个功能组，安全PLC、I/O设备和各种I/O模块则作为安全与自动化功能的硬件组件使用。模块化单元在控制柜所占的空间与旧的电路板完全相同。具有更高级控制及监测功能的主模块（MAW）安装在这些站点旁的中央控制柜中，两个从模块（MV"- 和MV"+）则位于进给轨道信号系统控制柜中。

Pilz自动化系统PSS 4000

3　项目总结

总之，自动化系统PSS 4000在对铁路控制与监测基础设施进行现代化改造过程中显示出了诸多优势。这些改造措施可以分阶段实施。所有的电子外围设备，包括信号、控制、报警技术，以及控制柜布线，均保持不变。此外，自动化系统PSS 4000还可以起到旧控制箱之间的接口功能。

模块化技术是高度标准化的技术；可根据特定任务轻松进行个别调整。一旦模块在离线模式下测试成功，系统可以快速投入使用。Pilz的软件平台PAS 4000可创建、配置并设置安全相关应用的参数，并将其下载至控制系统中。

“对于我们来说，自动化系统是技术基础，未来几年，在此基础之上可以打造其它更安全、更可靠的轨段。凭借Pilz的硬件和软件，以及出色的支持和建议，我们一定会步入正轨。”Guido Maesschalck总结说。

摘自《自动化博览》2017年12月刊