淺析控創(chuàng)工控機(jī)在列控中心系統(tǒng)應(yīng)用中的6大特點(diǎn)

列控中心系統(tǒng)是整個(gè)CTCS（China Train Control System）中的一個(gè)關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，它作為地面各種軌道信號(hào)設(shè)備的總負(fù)責(zé)系統(tǒng)，既需要和CTC/TDCS、計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖/6502電氣集中、微機(jī)監(jiān)測(cè)等既有系統(tǒng)接口，又是地面電子單元（LEU）和點(diǎn)式應(yīng)答器設(shè)備的控制中心，列控中心系統(tǒng)的應(yīng)用功能、系統(tǒng)可靠性、可維護(hù)性、系統(tǒng)抗干擾能力等，均滿足鐵道部的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際需要。系統(tǒng)的軟件及系統(tǒng)硬件的防雷和電磁兼容特性，均通過了鐵道部的測(cè)試。所以列控中心是中國列控系統(tǒng)CTCS-2級(jí)標(biāo)準(zhǔn)中的核心安全設(shè)備。

列控中心系統(tǒng)中的上位機(jī)是整個(gè)系統(tǒng)的監(jiān)控設(shè)備，系統(tǒng)中所有狀態(tài)都要實(shí)時(shí)地通過上位機(jī)顯示給操作人員，以便操作人員能夠及時(shí)地了解并處理發(fā)生的各種問題。

Passau60是在綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的一種通信和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置，它具備多種類型的標(biāo)準(zhǔn)通信接口來實(shí)現(xiàn)保護(hù)、智能電子設(shè)備等裝置與調(diào)讀端之間的信息聯(lián)系。用于多種繼電保護(hù)裝置及其它裝置與保護(hù)主站、當(dāng)?shù)乇O(jiān)控系統(tǒng)之間的通信轉(zhuǎn)接及規(guī)約轉(zhuǎn)換。對(duì)下通過串行接口與發(fā)變組保護(hù)裝置進(jìn)行通信，搜集各類保護(hù)信息，對(duì)上通過網(wǎng)絡(luò)口或串口，經(jīng)規(guī)約轉(zhuǎn)換后送往當(dāng)?shù)乇O(jiān)控或DCS等。也可用于變電站與調(diào)度系統(tǒng)之間的通信轉(zhuǎn)接及規(guī)約轉(zhuǎn)換。

它是控創(chuàng)公司于2009年初推出的一款2U無風(fēng)扇工控機(jī)。系統(tǒng)的監(jiān)控信息由各組雙冗余的主控制器通過以太網(wǎng)傳遞到上位機(jī)Passau60，同時(shí)Passau60把需要的信息通過以太網(wǎng)送達(dá)整個(gè)列控系統(tǒng)的微機(jī)監(jiān)測(cè)設(shè)備。Passau60能夠很好地完成列控中心上位機(jī)的工作主要憑借以下幾方面的特點(diǎn)：

1、無風(fēng)扇塵密結(jié)構(gòu)

潮濕和灰塵是工控機(jī)的兩大殺手，對(duì)于安裝有機(jī)箱風(fēng)扇或機(jī)箱開有通風(fēng)孔的工控機(jī)而言，如何在高濕或高塵環(huán)境下長期穩(wěn)定地工作是一個(gè)比較棘手的難題，定期的濾網(wǎng)除塵和風(fēng)扇檢查、更換等維護(hù)工作需要不少成本的投入正是為了避免以上情況的出現(xiàn)，提高可靠性，Passau60選擇了被動(dòng)散熱的方式，將CPU、芯片組、電源等高熱部件產(chǎn)生的熱量通過熱管傳導(dǎo)到機(jī)箱側(cè)壁上進(jìn)行散熱。同時(shí)Passau60采用的是Intel專用的高性能/功耗比的L系列低功耗CPU，這種CPU在保持性能的基礎(chǔ)上大幅降低了功耗，其TDP甚至只有筆記本用CPU的1/2。而且采用被動(dòng)散熱的方式還可以很容易地做到全密閉機(jī)箱，從而大大提高了設(shè)備抵抗灰塵和腐蝕性空氣（潮濕、鹽霧）等影響的能力。

2、豐富的通信接口

Passau60提供了6個(gè)串行通信接口和6個(gè)網(wǎng)絡(luò)接口，在列控中心上位機(jī)的應(yīng)用中最多會(huì)用到6個(gè)以太網(wǎng)接口，而普通的工控機(jī)一般只能提供3個(gè)網(wǎng)口，要想實(shí)現(xiàn)同樣的功能就需要增加多塊以太網(wǎng)卡，不但增加成本，同時(shí)也增加了故障點(diǎn)。而本身即集成6個(gè)網(wǎng)絡(luò)接口的Passau60則很輕松地滿足了這一需求。

Passau60的串行通信接口采用模塊化形式設(shè)計(jì)，不但可靈活替換，而且一個(gè)串口的故障也不會(huì)對(duì)其它串口模塊的正常工作造成任何影響。

除此以外，Passau60提供了7個(gè)USB接口（包括一個(gè)內(nèi)置USB接口）、1個(gè)VGA接口、帶功放輸出的AUDIO接口和2個(gè)PS2接口，可以全方位地滿足客戶在各種情況下的需要。

3、高品質(zhì)的電源

電源部分是工控機(jī)的關(guān)鍵部件之一，重要性就如同工控機(jī)的心臟，它即使出一點(diǎn)小問題就可能導(dǎo)致整個(gè)機(jī)器無法正常工作。Passau60的電源在各方面性能優(yōu)異，不僅達(dá)到很高的MTBF，而且支持冗余配置并可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)負(fù)載均衡。這些特性特別適合高可靠性應(yīng)用的需求。

4、優(yōu)良的抗EMC干擾性能

Passau60在EMC方面按照高標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，并通過了國家電科院的高等級(jí)EMC測(cè)試，完全達(dá)到了軌道交通行業(yè)的要求。

地的處理

Passau60系統(tǒng)包含三個(gè)不同的“地”，即機(jī)殼地、信號(hào)地和數(shù)字地。機(jī)殼地也就是系統(tǒng)的保護(hù)地，通過電源的地線與大地連接，是干擾信號(hào)的主要泄放通道。

串口信號(hào)的地與保護(hù)地是絕緣的，這樣是考慮到通信對(duì)端的信號(hào)地有可能與大地絕緣。但串口的所有信號(hào)與保護(hù)地之間安裝了ESD和浪涌保護(hù)器件，一旦出現(xiàn)異常的干擾信號(hào)，會(huì)立即被導(dǎo)入大地，從而避免對(duì)后端器件造成影響。

Passau60的數(shù)字地與保護(hù)地、信號(hào)地之間都有高壓隔離器件，即使外部電磁環(huán)境非常惡劣，內(nèi)部數(shù)字電路仍可不受影響地正常工作。

阻擋與疏導(dǎo)并用

在處理好三個(gè)“地”的關(guān)系后，Passau60就可采用“阻擋”與“疏導(dǎo)”并用的方法將電磁干擾完全消除。

“阻擋”的辦法也是從抗輻射和抗干擾兩個(gè)思路出發(fā)，使用了機(jī)箱屏蔽、電源隔離、信號(hào)隔離的方法。Passau60的機(jī)箱使用的是1.5mm的鋼板，無論是對(duì)大功率工頻磁場(chǎng)還是高頻電磁波均有很好的屏蔽作用，這樣就阻斷了輻射干擾的路徑。同時(shí)Passau60在電源接口、網(wǎng)絡(luò)接口和串口均采用了高壓隔離的器件，即使外部產(chǎn)生了高壓干擾，也不會(huì)傳導(dǎo)到內(nèi)部的數(shù)字電路，這樣就切斷了傳導(dǎo)干擾的傳輸。另外電源接口還設(shè)計(jì)了濾波器，可以為內(nèi)部的AC/DC適配器提供純凈的工頻電源，同時(shí)也能避免開關(guān)電源產(chǎn)生的干擾傳導(dǎo)到外部供電線路中。

當(dāng)然如果只采用阻擋的辦法不夠的，這其實(shí)是系統(tǒng)的最后一道防線。Passau60在設(shè)計(jì)上主要依靠“疏導(dǎo)”的策略，在電源、和串口都設(shè)計(jì)了高等級(jí)的浪涌防護(hù)器件，同時(shí)所有的接口均有高等級(jí)的ESD防護(hù)器件。而電源、串口和網(wǎng)絡(luò)接口與內(nèi)部電路是隔離的，它們的泄放通道也是保護(hù)地，這樣無論是對(duì)電磁信號(hào)的“阻擋”還是“疏導(dǎo)”均不會(huì)對(duì)內(nèi)部電路造成任何影響。最大限度地保證了系統(tǒng)健壯性。

5、良好的擴(kuò)展能力

Passau60提供了3個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的PCI或ISA的擴(kuò)展接口，如果需要額外的功能，完全可以通過這些標(biāo)準(zhǔn)接口輕松實(shí)現(xiàn)各種功能的擴(kuò)展。

6、配置靈活

Passau60采用了模塊化設(shè)計(jì)，以上介紹的串口、電源、PCI/ISA擴(kuò)展背板等均可根據(jù)實(shí)際需要靈活選擇是否配置或配置的數(shù)量。最高支持Inter Core 2 Duo的CPU和2G DDR2內(nèi)存，可以滿足大負(fù)荷的通信、控制、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)等任務(wù)。除此之外，Passau60可支持包括酷睿、Pentium-M、ATOM在內(nèi)的多種處理核心，以適應(yīng)不同應(yīng)用對(duì)運(yùn)算能力的需要。

模塊化設(shè)計(jì)不僅可以讓客戶根據(jù)應(yīng)用的具體情況選擇最佳配置，而且可以把成本控制在最合理的范圍。

結(jié)論：

正是因?yàn)镻assau60具有如此多的特點(diǎn)，所以它不僅具有很強(qiáng)的通用性，而且可以工作在各種苛刻的環(huán)境中，這使Passau60在軌道交通行業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用。