Решения ICP DAS для обеспечения безопасности на транспорте

Система мониторинга транспортных потоков на шоссе

В современном мире дорожное движение представляет собой сложный и непрерывный процесс. При недостатке анализа и регулирования на дорогах возникают заторы, пробки и аварийные ситуации. Именно поэтому сегодня невозможно представить скоростную трассу без сложной системы мониторинга. Один из вариантов реализации такой системы — применение оборудования ICP DAS, а именно программируемого контроллера автоматизации WP-8421-CE7, модуля дискретного ввода I-8053W-A1-G и модуля дискретного вывода I-8057W-G (рис. 1).

Рис. 1. Схема реализации системы мониторинга транспортных потоков на скоростном шоссе

Популярным способом регистрировать дорожный трафик является датчик индукционной петли, монтируемый в дорожное полотно. Такой датчик обладает высокой точностью и реагирует исключительно на транспортные средства. Информация, поступающая от системы таких датчиков, помогает лучше управлять трафиком.

Система мониторинга транспортных потоков ICP DAS позволяет собирать и анализировать массивный объем данных о ситуации на дороге, повышать эффективность региональной транспортной системы и оперативно устранять проблемы движения на скоростных автомагистралях. Компактное решение ICP DAS можно интегрировать в глобальную систему менеджмента дорожного движения в реальном времени.

Ключевым устройством в описываемой системе мониторинга транспортных потоков является программируемый контроллер автоматизации WP-8421-CE7. В слоты контроллера устанавливаются модули расширения I-8053W-A1-G и I-8057W-G для ввода и вывода дискретных сигналов.

Контроллер WP-8421-CE7 снабжен различными интерфейсами связи (Ethernet, RS-232/485) и четырьмя слотами для модулей расширения. Помимо обмена данными с входными и выходными сигналами в замкнутом контуре, контроллер также передает информацию на верхний уровень — в центр управления, по протоколу Modbus TCP (Ethernet). Контроллер имеет резервированные входы питания с защитой от перенапряжения до 1 кВ. Широкий диапазон рабочих температур (–25…+75 °C) позволяет использовать его в достаточно суровых условиях.

Модули расширения серии I-8000 дают возможность адаптировать конфигурацию контроллера под разные задачи и обмениваются данными с контроллером по высокоскоростному параллельному интерфейсу. Они обеспечивают быстрый сбор большого объема точных данных о дорожном движении.

Модуль I-8053W-A1-G собирает дискретные сигналы с датчиков индукционной петли и передает их на контроллер, который анализирует данные о транспортном потоке, а затем отправляет выборочные данные в центр управления по протоколу Modbus TCP.

С помощью WP-8421-CE7 и модуля дискретного вывода I-8057W-G сотрудники службы по контролю дорожного движения могут удаленно управлять динамическими дорожными знаками и светофорами.

Программируемые контроллеры автоматизации от ICP DAS поддерживают различные промышленные протоколы передачи данных, включая Modbus TCP/RTU, CANopen, EtherCAT и др. Они также часто совместимы с устройствами других брендов.

Благодаря тому что программируемый контроллер автоматизации WP-8421-CE7 имеет четыре слота для модулей расширения, а также дополнительные последовательные интерфейсы и второй порт Ethernet, систему можно масштабировать и расширять в зависимости от текущих задач и потребностей.

Используемые в системе модули ввода/вывода оснащены средствами защиты, позволяющими нейтрализовать различные помехи при сборе и передаче данных. Например, I-8053W-A1-G имеет гальваническую развязку с использованием оптопар, которая обеспечивает стабильную работу модуля передачи данных.

Благодаря системной интеграции контроллера главный центр управления может обеспечить удаленный мониторинг, который поможет операторам получать информацию о ситуации на дорогах в режиме реального времени, а также повысит общую эффективность работы.

Система мониторинга работы железнодорожного стрелочного перевода

Стрелочные переводы играют важную роль в обеспечении работы железнодорожного транспорта и движения составов в правильном направлении. Сегодня за организацию движения поездов и планирование маршрутов отвечает центр управления, а сами стрелочные переводы управляются дистанционно и являются частью сложной интеллектуальной системы управления. В системе можно использовать оборудование ICP DAS: контроллер WP-8828-CE7, модуль аналогового ввода I-8017HW-G, модуль дискретного ввода I-8046W-G и 8-канальный модуль силовых реле I-8064W-G (рис. 2).

Рис. 2. Схема реализации мониторинга стрелочных переводов для метрополитена

Решение ICP DAS для мониторинга стрелочных переводов предоставляет обслуживающему персоналу актуальный статус каждого перевода, что позволяет им оперативно реагировать на любые отклонения и неисправности. Это открывает доступ к превентивному обслуживанию оборудования и уменьшает затраты на ремонт, повышая при этом безопасность и надежность железнодорожной транспортной системы.

В нашем примере интеллектуальное решение ICP DAS используется для мониторинга стрелочных переводов в метрополитене.

Программируемый контроллер автоматизации и модули ввода/вывода ICP DAS регистрируют различные параметры железнодорожного стрелочного перевода — напряжение и силу тока электродвигателя, а также показания датчиков положения самой стрелки.

Система мониторинга железнодорожных стрелочных переводов состоит из двух частей: первая реализуется в центре управления железнодорожными путями, а вторая — непосредственно на железной дороге.

В центре управления развернута SCADA-система для динамической визуализации в режиме реального времени данных мониторинга изменений тока и напряжения двигателя каждого стрелочного перевода, напряжения в каждой отслеживаемой точке и количества поворотов стрелки. Центром системы, расположенной на железнодорожных путях, является программируемый контроллер автоматизации WP-8828-CE7 с модулями расширения ввода аналогового сигнала I-8017HW-G, ввода дискретного сигнала I-8046W-G и силовых реле I-8064W-G. Данный контроллер используется для сбора данных по току и напряжению двигателя стрелочного перевода, а также времени работы, пускового тока и среднего значения тока.

Контроллер WP-8828-CE7 представляет собой высокопроизводительное устройство на базе ОС Windows CE7. Помимо этого, он поддерживает среду разработки Win-GRAF, которая позволяет создавать программы на языках стандарта МЭК 61131-3. Контроллер имеет восемь слотов для модулей расширения, а также интерфейсы RS-232/RS-485 и Ethernet. Последний используется для передачи информации на верхний уровень по протоколу Modbus TCP.

I-8017HW-G — это высокоскоростной модуль ввода аналогового сигнала, который может использоваться для измерения напряжения и силы тока. В этой системе он используется для получения информации о напряжении двигателя стрелочного перевода и прямом/обратном токе.

I-8046W-G представляет собой 16-канальный модуль ввода цифрового сигнала, используемый для измерений, проводимых на больших расстояниях. Максимальное эффективное расстояние для подключения «сухого» контакта составляет 500 м. В данном решении этот модуль собирает сигналы прямого/обратного хода и получает сигналы позиционирования рельсов с датчиков, расположенных спереди и сзади стрелочного перевода.

С помощью 8-канального модуля силовых реле I-8064W-G осуществляется передача управляющих сигналов на стрелочный перевод.

Благодаря постоянному мониторингу обслуживающий персонал может анализировать данные и эффективно определять первопричины при отказе стрелочных переключателей.

Поскольку железные дороги относятся к высоковольтным наружным системам, используемое на них электронное оборудование должно быть устойчивым к высоким температурам и влажности, а также иметь механизм нейтрализации электромагнитных помех. Все продукты ICP DAS проходят тестирование на соответствие этим требованиям.

Программируемый контроллер автоматизации WP-8828-CE7 имеет встроенный резервный входной порт питания, который может быть подключен к резервной системе питания (RPS) или системе бесперебойного питания (UPS), чтобы гарантировать мониторинг двигателя стрелочного перевода даже в случае внезапного отключения энергоснабжения.

Систему возможно масштабировать и расширять в зависимости от текущих задач и потребностей.

Система обеспечения безопасности гидроизоляции переходов и тоннелей

Подземные переходы и автомобильные тоннели широко распространены: первые позволяют обеспечить безопасное пересечение оживленной дороги для пешеходов, а последние — проложить дорогу в ранее недоступных местах. Однако в некоторых районах подобные сооружения подвержены опасности затопления, поэтому для обеспечения безопасности необходим постоянный контроль протечек и уровня воды. Его можно реализовать с помощью устройств ICP DAS — датчика протечки CA-LLD-DP100, модуля обнаружения протечек iSN-101, промышленного контроллера IIoT WISE-5231, светодиодного дисплея iKAN-224-IP65, 3-канального изолированного модуля цифрового ввода и релейного 3-канального модуля питания tM-PD3R3 (рис. 3).

Рис. 3. Схема реализации системы интеллектуального мониторинга уровня воды в подземных переходах и тоннелях

Решение ICP DAS для интеллектуального мониторинга уровня воды включает датчики протечки и интеллектуальный контроллер серии WISE от ICP DAS. Эта система отправляет данные об уровне воды в тоннелях в центр управления. Для удаленного мониторинга используется программное обеспечение для управления облаком IoTstar IIoT. В случае затопления тоннеля данная система отправит предупреждение персоналу, отобразит уровень воды на электронном дисплее, запустит двигатель насоса и опустит заграждение, чтобы люди и транспортные средства не смогли попасть на небезопасный участок.

В нашей системе используется датчик протечки CA-LLD-DP100 для определения уровня воды в подземном переходе. Для сбора и передачи данных с этого датчика применяется модуль обнаружения протечек iSN-101, который передает данные на IIoT-контроллер WISE-5231 по протоколу связи Modbus RTU. Когда уровень воды превышает заданное значение, на светодиодном дисплее iKAN-224-IP65 появляется предупреждение, на объекте опускается шлагбаум, останавливающий движение, и запускается двигатель насоса, начинающий выкачивание воды. Программное обеспечение IoTstar ICP DAS собирает информацию об уровне воды на месте в режиме реального времени.

IIoT-контроллеры серии WISE от ICP DAS широко используются для управления и мониторинга в решениях различных промышленных задач. Они предоставляют функции для осуществления математических операций, планирования и отправки уведомлений по электронной почте или другим способом. Программирование этих контроллеров осуществляется простым заданием правил «ЕСЛИ—ТО» в веб—интерфейсе устройства.

Датчик протечки CA-LLD-DP100 позволяет определять уровень воды в заданном месте. Он подходит для дренажных труб, резервуаров для хранения воды, контейнеров и других ограниченных пространств. Это устройство имеет два сенсора. Чтобы замкнуть цепь и вызвать сигнал тревоги, вода должна касаться обоих сенсоров одновременно. Датчик протечки CA-LLD-DP100 необходимо использовать вместе с модулем обнаружения протечек iSN-101 для передачи данных на контроллер.

Светодиодный дисплей серии iKAN поддерживает применение символов ASCII и Unicode и может отображать текстовые сообщения на разных языках. Он поддерживает широко распространенный протокол Modbus. В этом примере предупреждения отображаются на светодиодном дисплее iKAN-224-IP65 с двумя строками и классом защиты IP65.

Модуль цифрового ввода и силового реле tM-PD3R3 опускает или поднимает шлагбаум и включает или останавливает двигатель насоса в соответствии с командами, полученными от контроллера WISE-5231. Когда уровень воды достигает заданного значения, опускаются заграждения и включается двигатель насоса для откачивания воды. Когда уровень воды падает, заграждения поднимаются.

Светодиодный дисплей серии iKAN обеспечивает возможность комбинирования различных текстовых сообщений, имеет память для хранения 128 наборов обычных текстовых сообщений, 20 наборов экстренных сообщений, а также 7 вариантов цвета текста для определения степени срочности, что значительно улучшает читаемость сообщений. Также дисплей имеет класс защиты IP 65, поэтому пользователям не нужно беспокоиться о возможном повреждении наружного оборудования из-за погодных условий.

Интеллектуальный пограничный контроллер IIoT серии WISE предоставляет простой в эксплуатации веб-интерфейс для редактирования логики управления. Разработчику не требуются навыки программирования.

Контроллеры серии WISE можно оснастить платами расширения ввода/вывода серии XV-board для экономии места и расширения системы.