基于现场总线技术的铁路信号控制系统的探讨

张元

中国铁路呼和浩特局集团有限公司 内蒙古呼和浩特市010100

摘要：在铁路信号系统的控制技术中，对信号机、轨道电路、转辙机等室外现场设备的控制，基本都采用信号电缆作为传输介质，其工程投资占据整个信号系统工程总投资的20％～40％。

关键词：现场总线技术；铁路信号控制系统；应用

前言

客观来说，铁路信号控制系统是我国信息化进程在铁路交通领域的产物，整合了信息科学技术和信号控制技术，可与有效针对铁路信号、铁路进路、岔道间操作流程等内容进行严格控制，确保了的铁路行车安全。本文将详细的针对铁路信号控制系统及现场总线技术运用进行研究。

1铁路信号控制系统内涵概述

铁路信号控制系统是在信息技术支撑之下，针对铁路信号所构建出的铁路信号连锁控制系统。铁路信号控制系统最为重要的组成结构便是铁路信号设备，将铁路信号设备的各项技术手段进行合理的整合，最大程度上进行系统化连锁统筹，其目的便是保障我国铁路交通的从业安全、提升铁路交通实际运输效率。从我国信息技术发展的角度来看，铁路信号控制系统是信息技术在铁路交通行业当中运用的成果，通过网络技术、信息搜集技术等内容，可以在第一时间内将铁路运输的信息进及时传输，以便于铁路工作人员及时地了解当前铁路运输情况，并结合情况信息内容，制定出相应的铁路信号控制策略。信息技术已经成为当前铁路行业发展的必然趋势，是解决运输行业问题的必然手段，不仅可以协调行车线路不协调的问题，而且减少了行车事故发生率。

2现场总线技术特点

现场总线技术可以将基础控制设备与智能化信息仪表进行紧密的联系，在信息化通信技术的支持下，让其成为一个具有交互性的互通控制通信网络，这种网络形式的实时性相对较强，可以有效满足铁路信号通信的实际需求。现场总线技术开展与应用一般会使用ISO和OSI开放系统，将其进行互联，并成为参考模型当中的一个组成部分[2]。严格的结合国际电工委员会协议的相关运行要求，以国家电工委员会IEC/SC65C的相关原则定义，在实施现场总线技术实施的过程当中，必须要结合铁路交通的实际需求，科学的开展智能控制装置整合，并通过串行式、数字式、多点通讯等多种手段，保障现场总线技术的实际效率。现场总线技术在一定程度上可以说是3C技术在铁路交通领域当中的运用。所谓的3C技术便是指COMPUTER计算机技术，CONTROL控制技术,COMMUNICATION传递技术的统称。在开展现场总线技术运用的过程中，其特点主要有以下几点。其一，数字化。数字化的内涵便是在原有的控制技术当中，融入了数字化内容，充分的结合数字化通信的整体优势，保障信号传输精准性与安全性。其二，实用性特点。所谓实用性特点便是在实际工作当中的使用效率。现场总线技术的交互性非常强，可以有效的连接各项系统设备，保障铁路交通信号的传递与接受。并且现场总线技术可以规避不同设备生产厂家设备之间互斥性，保障了各个设备之间的信息交互。铁路信号控制系统是由各种类型的铁路信号设备组成的,这些设备是铁路支使行业的必要基本设备,正是这些设备保障了铁路行业安全、改善了运输效率、提升了铁路行业的劳动条件。从我国的信息技术的发展水平来看,当代的信息技术已经具备了服务于铁路运输行业的能力,可以将最新的实时信息提供给铁路运输行业,还可以使铁路行业的工作人员轻松地实现对于铁路运行情况的控制。现代的信息技术已经成为了解决铁路运输行业中种种矛盾的重要且有效的手段。比如说,铁路行车的事故发生率、行车路线的点线不协调问题等等,都可以通过现代的信号技术加以解决。

3铁路信号控制系统的重大意义

在当今科学技术与信息技术不断发展的时代,铁路的信号技术已经进入了全面发展与应用的阶段,铁路信号技术与计算机技术、通信技术正在逐渐融为一体。随着新兴网络技术的发展,我国的铁路信号控制系统得到了进一步的升级,原来的铁路信号理念也正在转变,铁路信号的功能在不断地增加。铁路信号已经不再是铁路运输的“眼睛”,也不再单单是它的“耳朵”,在一定程度上讲,铁路信号控制系统已经成为了铁路运输行业的核心,相当于人体当中的中枢神经,在铁路运输行业中的作用在逐渐壮大。铁路信号控制系统是使铁路行业安全化、行车规律化、行业效率化与配置劳动人员最优化的重要功能系统。近些年来,随着科学技术的发展与二者间的不断融合,铁道信号系统已经发生了翻天覆地的变化。最初,铁道信号系统只能给铁路运输行业提供最为明显的信号显示信息,如今已经可以将信号信息进行加工处理,对列车的先进进行控制与指导,成为了一个综合性的信号系统。铁路运输行业最为重视的就是列车的运行安全,而铁路信号对于列车的安全运行有着重要影响。随着我国经济的发展,无论是工业生产,还是人们的日常生活,都对铁路运输有了更多的需要,我国的铁路运输行业也不断繁荣起来,运行的列车数量也在不断增加,这就使得铁路运输的安全问题引起了社会大众更为广泛的关注,而铁路信号控制系统正是可以实现铁路运输安全化的系统,在铁路运输方面是一个不可或缺的角色。

4现场总线技术

4.1场总线技术的定义

所谓的现场总线技术,就是把作为自动化最低层的现场控制设备与被称为现场智能仪表设备的设施联系起来,使其形成一个互通的控制通讯网络,这种网络具有很高的实时性。现场总线技术的开发与应用要以ISO与OSI开放系统互连参考模型的一部分甚至是全部的通讯协议为运行原则。也就是说,要以国际电工委员会IEC/SC65C的相关定义,安装在过程区域或制造的现场装置,用于控制室内的智能控制装置间的串行式、数字式与多点通讯的数据总线被称为现场总线,这就是当今社会发展过程中自动化领域的技术发展关键点之所在。

4.2现场总线技术的特征

现场总线技术,从某个角度而言,是3C技术的延伸与发展,所谓3C技术,指的就是COMPUTER计算机技术,CONTROL控制技术,COMMUNICATION传递技术。现场总线技术就是这三种技术从控制层面升级到工艺设备的现场技术的结果。关于现场总线技术的特征,主要有以下几点:第一,数字化。原先的控制系统大多数都是不完全的数字系统,而现在的现场总线技术则不同,现场总线技术已经完全实现了数字化通信,信号传递的数字化,使得信号的安全性与可靠性、精准性都得到了大幅度的提升,自我修正的功能也得以实现,并且现场总线技术的结构较为简单、费用低。第二,实用性强。现场总线技的优势有许多,而最为人所关注的就是其实用性,也可以说是互操作性和互用性。所谓的互操作性,就是指相互连接起来的系统与设备间的信号的传递与接收。所谓的互用性,就是指在不同的生产厂家,其中性能差不多的设施可以进行交换使用。

5铁路信号系统的应用

在我国的铁路运输行业,PROFIBUS是应用最为广泛的铁路信号控制系统。PROFIBUS-DP是应用在现场的数据传送系统,其数据传输具有高速性。主站定期地接收与读取下属站传递来的信号与信息,并且定期向下属站发送信号与信息。在这个过程当中,现场总线的循环时间一定要比主部的循环周期短。PROFIBUS-DP信号控制系统,除了要定期向用户输送信息之外,还要不定期地提供智能化设施的通信,从而进行诊断与组态以及报警处理。PROFIBUS-DP的应用要点主要有以下几点:第一,就传输技术而言,光缆与双线电缆,以及RS-485双绞线为主要传输工具。第二,就总线的存取而言,主要有各个主站间的信号传递,主站与下属站的信号传送,总线控制系统对于单主与多主系统都可以支持。另外,一个总线上站点的数量最多不超过。

结束语

综上所述,本文从现场总线技术的铁路信号控制系统出发,分析了现场总线技术与铁路信号系统的定义,对其特点与应用作了简要的阐述,希望以此来提高铁路运输行业对基于现场总线技术的铁路信号控制系统的重视与应用。

参考文献：

[1]柳京京.分布式现场总线控制在铁路信号系统中的应用[J].铁道通信信号,2011,47(10):10-12.

[2]周芳芳,唐小琦,宋宝,等.基于NCUCBus现场总线的驱动信号转发装置的设计与实现[J].组合机床与自动化加工技术,2012,(2):88-91.