试议PLC在智能型铁路信号电源屏中的技术应用

　0 引言
　　所谓铁路信号电源屏，就是由稳压电源、防护单元、检测单元以及输入、输出配电单元所组成的一种电源屏。在上世纪九十年代，数字技术、电子技术以及计算机技术的发展使智能电源屏开始兴起，它对信号电源交、直流输出质量的提高起了重要作用，同时还可对电源系统运行状态进行监测以及远程传输等。智能电源屏的出现为信号电源技术打开了一个新局面，它的网络设计方面也应该被重视起来。
　　1 关于PLC组网的类型
　　1.1 公司内部网络 特定的公司内部网络是由PLC开发商提供的网络适配器以及系统协议构成的，它具有不公开网络协议的特点，而且需要采用该厂商提供的与之相配套的下位机组态软件以及支持相应协议的外设。
　　1.2 集散控制网络 集散控制网络是以现场总线为主要基础，针对开放的工业现场的总线进行设计的。例如西门子S7-200系列PLC，它就是针对现场总线而设置的，它可以与PROFIBUS现场总线网络进行连接，它们之间的媒介就是PROFIBU-DP通信口。这种集散控制网络有一个优点，就是可以充分利用总线的通信能力，将PLC的某些性能进行优化，例如可以将其控制范围扩大。
　　1.3 PLC及工控机的分布式网络 在PLC及工控机的分布式网络中，对PLC组网的各种类型的功能、实用性以及所用成本等进行了整体的考虑，确定了PLC及工控机的分布式网络的实用性比较好，性价比高，并且能够在各种系统的设计中得到灵活的应用，所以它在我国的很多系统设计中被广泛的运用。
　　2 智能电源屏对系统的要求
　　在智能型铁路信号电源屏的网络设计中，智能型铁路信号电源屏的要求比较多，所以要注意的方面也有很多。要对电源屏内的电压、频率、电流等模拟信号的具体情况进行了解并取样；对收集到的开关量以及模拟量的有关数据进行分析，用来衡量电源屏的工作是否处在正常状态；在各项设备的运行中，要对接触器的状况、开关问题以及设备运行的具体情况等进行有效的控制与检测。如果在此过程中，电源屏的运行出现问题，就要启动声光报警，将电源屏的各项参数聚集起来，通过人机界面进行显示，同时要保持微机监测系统此时能够收到电源屏内所上传的参数。
　　3 关于智能电源屏的硬件组成
　　在智能型铁路信号电源屏的网络设计中，智能电源屏是由多面屏所构成的，本文以a屏、b屏、c屏作为例子来进行阐述。智能电源屏的监控系统是由扩展模块、传感器、辅助电源、中央处理单元等所构成的。
　　3.1 此监控系统的中央处理单元使用的是S7-200系列的CPU226与CPU222。在开关方面，中央处理器单元自身就带有开关量的输入以及输出接口。CPU226是a屏与c屏所使用的，其中有两个通信接口，分别是PORT1与PORT0，这样可以使各个屏之间能够进行有效的通信，并能使微机监测系统和电源屏的之间保持一定的联系，同时这两个接口可以结合不同的情况，将自身的通信速率进行合理的调整，这在一定程度上体现了其通信的灵活性。至于CPU222处理单元，是b屏所使用的。
　　3.2 可以将各屏的监测量作为主要依据，适当的增加一些扩展模块。在此种系统中，往往使用数字量输入扩展模块以及模拟量输入扩展模块，在模块的扩展过程中，要控制好模块的数量，不能超过七个模块。
　　3.3 随着科技以及工业的现代化发展，如今的智能电源屏采用的是触摸式显示屏。主站是人机界面，通过人机界面和PLC进行实时通信，这样可以将PLC所收集到的各项数据明确的体现出来，自动将报警信息弹出来，同时可对以往的故障情况进行相关的记录，作为以后查找故障的依据。
　　3.4 智能电源屏的传感器有着至关重要的作用，它可以把频率量、各种电流以及电压进行相应的转换，再将转换后的标准信号向模拟量输入扩展模块进行传送，最后以A/D转换模式进行转换，并采用中央处理器对相关的数据进行处理。
　　3.5 关于智能型电源屏的扶住电源，是由各个单元模块的工作电源所组成的。
　　4 关于智能型铁路运输信号电源屏的软件设计
　　4.1 软件的构成 在智能型铁路运输信号电源屏的软件设计中，使用的是西门子SIMATIC指令系统，利用梯形图编辑器将各个屏的程序进行编写，待全部编写完成后，结合实际情况，合理的设定通信方法以及通信速率，最后进行联机操作便可以运行。
　　4.2 软件运行的流程 在系统软件的运行中，要对接触器、断路器以及模块的运行情况进行有效的监测与掌控，对报警信息进行判断并启动报警；对电源屏内的频率、电压、电流等的具体状况要进行实时监测；将电源屏的各项参数聚集起来，通过触摸屏进行显示，同时要保持微机监测系统能够收到电源屏内所上传的参数。系统软件的具体情况详见图1。
　　此种系统所使用的运行方式是多主机的组网方式。主站分别由a屏以及c屏构成，b屏作为从站，系统通过SIMATIC指令系统中的NETR指令以及NETW指令来完成各个屏之间的通信与联系。a屏要采用NETR指令，通过PORTO将b屏与c屏的各项参数读出，传送到a屏的数据缓冲区中，再以相关的标准要求为依据分区存放，再触摸显示屏对PLC中的数据进行采集，并将采集到的数据集中体现在显示屏上。c屏也同a屏的流程一样，利用NETR指令将a屏以及b屏的数据读出，传送到c屏的数据缓冲区中。
　　微机监测和PLC之间是采用RS-485的串行接口进行通信的。具体的通信协议是根据铁道部的《铁道信号智能电源屏与微机监测设备通信协议》所制订的，详见表1。
　　5 结束语
　　西门子S7-200PLC的实用性较高，功能也比较全面，编程的过程也简单快捷，并且具有一定的可靠性，在智能型铁路信号电源屏中能够灵活的运用。同时西门子S7-200PLC还具有操作简便、触摸屏美观大方、监测系统可靠等优点，通过应用表明，西门子S7-200PLC在智能型铁路信号电源屏网络的运行中发挥了很大的作用，并且可靠实用，可使智能型铁路信号电源屏对通信的需求得到满足。
　　参考文献： 本文选自《价值工程》2014年第15期，版权归原作者和期刊所有。