伊斯坦布尔的马尔马拉铁路隧道是第一条贯穿该市亚洲区与欧洲区的地铁线路,日均人流量达到100万人次。该隧道跨海峡部分约1.4公里,深度为海平面以下56米,通过时间仅需4分钟。这项宏伟的隧道项目花费了九年时间,于2013年10月正式启用,它是世界上最大的基础设施项目之一。隧道全长13.6公里,将分别与海底隧道相接,最终连成一条长约76公里的跨洲铁路。自2015年起,沿着马尔马拉隧道,盖布泽到蓬迪克铁路段开通,可以行驶从安卡拉到伊斯坦布尔的长途列车。整条铁路系统于2018年完工。当然还需要精确的监控系统,以确保铁路运输保持平稳有序,而这也是倍福技术的理想应用场合。
伊斯坦布尔海峡全长30.5公里,连接黑海和附近的海域。每年有50000艘货船通过这条天然航道,是世界上最繁忙的航道之一。博斯普鲁斯海峡是沟通欧亚两洲的交通要道,将土耳其亚洲部分和欧洲部分隔开。过去,横跨海峡两岸的两座大桥每天迎接的往返乘客约300万人次,交通量非常大。马尔马拉隧道突破了这一瓶颈。
马尔马拉铁路西起欧洲的哈卡里,东到亚洲的盖布泽,设有42座车站。其中五座车站位于实际的马尔马拉隧道内,位于Ayrlk Cesmesi和Kazligesme车站之间。42座车站和15个公共建筑的楼宇控制系统包括废水排水系统、增压泵,HVAC系统和照明系统,这些系统的监测和控制将通过SCADA和嵌入式控制系统实现。为SCADA项目提供信号和控制设备的西门子铁路自动化部门,委托西班牙公司Wico de Coprel为整条铁路设计、交付、安装和调试所有 RTU系统。
嵌入式控制器确保所有系统之间的常规通讯
本项目中共使用了84台采用Intel Celeron 827E 1.4 GHz处理器的倍福CX2020-0121嵌入式控制器作为42座车站的网关控制系统。每座火车站的控制柜中都安装了两台CX2020,如果其中一台嵌入式控制器关闭,则另一台嵌入式控制器就取代它并确保不间断通讯。系统收集每个车站中不同子系统的所有数据,并使用不同协议将数据发送给楼宇管理系统。平均来说,每座车站有30个不同的接口,以控制50多套楼宇系统。嵌入式控制器还控制车站外的上位系统,包括沿铁路线上的所有6座变电站的电源。复杂楼宇管理系统中的其它各个系统也进一步展示了控制系统的性能和灵活性。
本项目中共使用了84台倍福CX2020-0121嵌入式控制器作为42座车站的网关控制系统
这些不同的楼宇系统每个生成100,000多个信号,这些信号都通过SCADA控制。每台嵌入式控制器平均可以处理2000多个信号。每一个信号都通过倍福的总线端子模块以及支持所有相应通讯协议的不同子系统(如电源、照明系统、HVAC系统等)收集。
PC控制系统所具备的强大性能、模块化和紧凑型设计给Wico de Coprel公司项目经理FranciscoAlonso留下了深刻印象:“倍福提供的产品完全满足我们的要求。除了它所具备的高性能之外,后面插接有总线端子模块的嵌入式控制器平台采用的紧凑型设计也很让人难忘。端子模块的外壳宽度仅为12毫米,可以节省控制柜中的大量空间,控制柜必须具备容纳数千个I/O组件的空间。”CPU、I/O机架和所有辅助元件与其它计算机和通讯设备一起安装在控制柜中,使得整个系统都非常紧凑和可维护,并可根据每个具体的应用场合轻松扩展。此外,各种倍福I/O端子模块让Wico de Coprel公司能够灵活地应对不可预见的变化。“由于这是一个正在实施中的项目,倍福的产品系列让我们可以灵活地借助可扩展的I/O组件轻松适应新的需求,无需修改控制系统本身。”Francisco Alonso回忆道。
优化通讯
此外,这种复杂的系统使用不同的消息协议。“倍福提供满足所有通讯要求的各种产品,无需使用第三方转换器,简化了我们的系统集工作。”Francisco Alonso继续说道。“每座车站都配有RS232、RS485和单模光纤接口;对于CX2020的可选接口,我们决定使用PROFIBUS。
基于倍福的开放式自动化理念,使用现有的TwinCAT软件库和CX上的接口集成了诸如ModbusRTU、Modbus TCP、IEC 60870-5-104、IEC61870-104、IEC 61850等不同协议;不需要使用额外的网关。另一个优点是基于PC的自动化平台能够与诸如NTP(网络时间协议)和SNTP(简单网络时间协议)等标准工具兼容。”
灵活编程
根据Francisco Alonso的说法,倍福带来的其它好处包括:种类繁多的软件系列,可以选择使用标准PLC逻辑编程语言(如用于工程环境的功能块图),可以轻松跟踪使用针对复杂PLC应用的结构化文本编写的代码,而且不同自动化语言的组合提高了灵活性。“这一切都帮助我们显著降低了我们的工程成本。”他强调道。
摘自《自动化博览》2020年10月刊