Traducido del inglés al español - www.onlinedoctranslator.com Pasos a nivel Introducción del sistema PLC de seguridad Hima HIMatrix en la señalización ferroviaria del Reino Unido marca o'neil Durante varios años, Amey, en colaboración con aplicaciones de señalización, como controlador de Las unidades de PLC se pueden conectar Sella Controls (la rama británica de la empresa paso a nivel y enclavamiento SIL 4. Las referencias directamente a las unidades de E/S remotas alemana Hima) han estado trabajando juntos de Hima de mediados de 2018 mostraban 366 mediante un cable Ethernet. Las unidades se para desarrollar una nueva solución de control de enclavamientos y 260 pasos a nivel desplegados comunican a través de Ethernet utilizando el señalización para el Reino Unido, basada en el hasta el momento. El PLC también se ha utilizado protocolo Hima Safe-Ethernet. Sin embargo, el controlador lógico programable (PLC) de para el control de trenes a bordo y se ha instalado sistema se puede programar con una serie de seguridad Hima HIMatrix. Este artículo en los trenes subterráneos de Londres para el protocolos, incluidos los específicos de otros proporciona una descripción general del sistema sistema de habilitación de puertas laterales sistemas o usuarios. Por ejemplo, el PLC incluye el de PLC de seguridad, sus capacidades y cómo se correctas críticas para la seguridad. El sistema protocolo RaSTA, que se utiliza para EULYNX, y puede adaptar el PLC para proporcionar una serie tiene varios controladores lógicos y módulos de E/ puede comunicarse con el módulo contador de de soluciones de control de señalización S. Con su tamaño compacto y arquitectura ejes Frauscher utilizando su protocolo Safe- rentables. configurable, el PLC es muy flexible y adaptable, y Ethernet. PLC de seguridad El concepto de sistemas de control informático seguros no es nuevo y se han desarrollado varias técnicas a lo largo de los años en varias industrias relacionadas con la seguridad, incluida la señalización ferroviaria. El concepto de PLC de seguridad se ha estandarizado durante más de 20 años y ahora es un producto maduro. Los PLC de seguridad se rigen por normas comunes como la EN 61508 y la 61131. En cuanto a la seguridad de las máquinas industriales, la ISO 13849 describe las metodologías y arquitecturas para lograr diferentes niveles de seguridad, definidos mediante Categorías (Cat) y Niveles de rendimiento (PL), y la EN 62061 relaciona estos a los niveles SIL. El PLC de seguridad HiMatrix cumple con los niveles de seguridad Cat 4 PL y SIL 3 más altos utilizados en la seguridad de procesos y máquinas, pero estas industrias rara vez usan SIL 4, ya que las fallas catastróficas no provocan una gran cantidad de muertes públicas. se ha personalizado para una serie de entornos de sistemas de control donde tanto la seguridad como la confiabilidad son fundamentales. Componentes La familia de PLC de seguridad HIMatrix se basa en tres grupos de dispositivos: • Unidad PLC modular (F60). • Unidades PLC compactas (F35 y F30). • Unidades Compact I/O (F1, F2 y F3). El sistema de PLC modular F60 es una pequeña unidad basada en bastidor que puede aceptar hasta seis tarjetas de entrada/salida (E/S) con varios tipos de configuraciones analógicas y digitales. Para la solución de señalización del Reino Unido, solo se ha utilizado la tarjeta de 24 entradas/16 salidas, lo que da 144 entradas y 96 salidas. Los PLC son pequeñas unidades montadas en carril DIN. El F35 tiene entradas/salidas (E/S) tiene E/S digitales (20E/8S). La unidad F35 es la que se implementa en la solución de paso a nivel del Reino Unido. Las unidades de E/S compactas son (serie F2) y E/S combinadas (serie F3). La unidad F3 El sistema PLC de seguridad HIMatrix ya se ha utilizado en Europa durante También se pueden programar protocolos específicos del equipo. La solución del Reino Unido se basa en la unidad de PLC F30 o F35 como elemento lógico principal y la unidad de E/S F3 como controlador de objeto principal. Cada PLC F30 o F35 puede conectarse a 128 controladores de objetos de E/S F3 en varias topologías redundantes según cómo esté configurada la Ethernet. La solución se puede ver como una versión compacta moderna de SSI, pero con el doble de capacidad del controlador de objetos, tiempos de ciclo significativamente reducidos de alrededor de 100 ms, sin limitación en la longitud del enlace de comunicación y costos significativamente reducidos. digitales y analógicas, mientras que el F30 solo de tres tipos: solo entrada (serie F1), solo salida Uso en toda Europa Además de los puertos Ethernet, los PLC tienen conectores seriales tipo D que pueden permitir programar una serie de protocolos para comunicaciones que no son de seguridad, incluidos MODBUS, PROFIBUS y TCP/IP. De nuevo, con 16I y 8O ha sido seleccionada como controlador de objetos en tierra. Los PLC HIMatrix se muestran en la Figura 1 al dorso. El F30/F35 tiene cuatro puertos Ethernet y el F3 tiene dos. El F30/F35 también tiene tres conectores tipo D para otras conexiones seriales. En nuestra solución, la conexión en serie tipo D se utiliza para la interfaz con los datos aprobados por Network Rail 3 Noticias IRSE | Número 301 | julio/agosto 2023 Para las entradas externas, el PLC incluye una Figura 1: unidades de PLC HiMatrix. funcionalidad de monitoreo adicional conocida como 'Line Control'. El control de línea está diseñado para superar una de las fallas más graves en un sistema de control crítico para la seguridad, donde una señal de entrada o salida puede permanecer energizada debido a cortocircuitos dentro de los cables o cableado. El control de línea envía una señal pulsada corta en cada entrada que puede detectar un circuito abierto, un cortocircuito o una conexión cruzada. El control de línea se puede utilizar para circuitos de doble corte externos y se ha aplicado en circuitos de detección puntual. Para las salidas externas, normalmente se utiliza la configuración de doble polo. Para bipolar, cada salida tiene un retorno dedicado. La configuración de doble polo también permite pulsos de diagnóstico de línea corta para detectar circuitos abiertos y cortocircuitos, incluidos los cortocircuitos dentro de los cables. Los pulsos son tan cortos que no pueden energizar la salida. registradores De esta manera, las capacidades de o si es un fallo del sistema, todas las entradas y registro de datos y monitoreo de condición del PLC salidas se desactivan. Las salidas también pueden pueden conectarse directamente con el sistema de utilizar el principio de activar para disparar, en el mantenimiento de Network Rail. que se activa el estado de salida seguro. Esto es Principios de seguridad similar al principio de retención de rojo en SSI y se ha utilizado para aspectos de señal roja. El estado El PLC de seguridad tiene dos microprocesadores y energizado seguro requiere una fuente de funciona según el principio de configuración alimentación de respaldo duplicada y segura para 1oo2D, como se muestra en la Figura 2. Es uno de cumplir con los requisitos de seguridad. dos con diagnóstico, que consta de dos canales independientes que calculan los datos de salida y Como la salida de doble polo puede detectar que se extrae corriente de la salida, puede proporcionar la funcionalidad de detección de corriente en algunas señales LED (nota: el PLC puede controlar señales LED de 24 V CC directamente, con cada salida F3 capaz de controlar 2 A, con un máximo de 8A por módulo). Las salidas de doble polo se muestran en la Figura 3. Cuando una salida requiere un voltaje superior a 24 Entradas y salidas VCC, el PLC puede usar un módulo de salida de relé (la comparan el resultado. También se utiliza un módulo de vigilancia para proporcionar un El PLC utiliza una fuente de alimentación interna de hasta 60 VCC u 8 salidas de relé clasificadas para hasta apagado independiente. Esto se define en 24 V CC tanto para las entradas como para las salidas. 250 VCA) o relés de interfaz individuales. Los relés EN50129 como una estructura a prueba de fallas Las entradas pueden ser a través de contactos sin BR930 de 24 V CC han sido controlados directamente compuesta con comparación a prueba de fallas. voltaje o a través de un voltaje de entrada directo por el PLC, pero también hemos utilizado los relés de desde un dispositivo externo. Las entradas vienen en seguridad RS4 SIL 4 montados en carril DIN grupos de cuatro, y cada grupo tiene un suministro recientemente desarrollados que se han utilizado en dedicado. Las salidas vienen en dos tipos, unipolares aplicaciones de señalización fuera del Reino Unido. El y bipolares. Las salidas de un solo polo son donde se PLC también puede monitorear los contactos frontales usa un suministro o retorno común para alimentar (normalmente abiertos) y posteriores (normalmente una serie de salidas, como bobinas de relé. Las cerrados) de un relé para determinar que el relé salidas de un solo polo se utilizarán para los circuitos funciona correctamente y que no es posible una internos dentro de la carcasa del equipo del PLC. entrada insegura de los contactos del relé (es decir, Además de la comparación de seguridad de ambos canales y el watchdog, el sistema realiza una serie de pruebas para garantizar un comportamiento seguro tanto del hardware como del software. Las principales autopruebas incluyen: unidad F2 tiene 16 salidas de relé clasificadas para • Comparación de las áreas de memoria de ambos procesadores en pasos definidos en el programa. • Comparación de los comandos y modos de direccionamiento de la UCP. una alimentación falsa). Esta característica de seguridad es Figura 2: estructura de seguridad 1oo2D del PLC HiMatrix F30. SOCIEDAD ANÓNIMA • Las conexiones entre las CPU y las E/S. Canal 1 • El funcionamiento del perro guardián. Las E/S también se prueban al principio y al final de cada ciclo para garantizar que la entrada sea tal como la lee la CPU y que la salida sea la misma que ordena la CPU. El PLC funciona según el principio de desexcitación para disparo. En el caso de que se detecte una falla, la entrada o salida afectada se cambia al estado seguro desenergizado, 4 Aporte Lógica Aporte Producción comparador V y perro guardián Aporte Lógica Canal 2 Producción Producción Noticias IRSE | Número 301 | julio/agosto 2023 Figura 3 – Salidas de doble polo. conocida como prueba de anti-valencia. El PLC también puede monitorear cuántas veces se ha operado un relé para propósitos de informes de 16/8 DIO 1 (YN) mantenimiento. Para voltajes y corrientes de CC más altos, el PLC puede controlar relés o contactores adecuados. Planeamos introducir equipos y técnicas de control eléctrico más rentables y confiables para la señalización ferroviaria en el Reino Unido, ya que hemos trabajado en sistemas SCADA para proyectos de electrificación. Un ejemplo es el uso de protección contra sobretensiones en las E/S del PLC para evitar problemas por rayos o interferencias OLE. B3 23 3 B 4 B T B5 25 3+ 5 B T T LED RE (R) B6 26 3- LED RE (L) B4 24 2- La lógica de control para el PLC utiliza los 2 B T DIRIGIÓ B2 22 T 2+ Preparación de datos 1 B T 1- SEMÁFORO DE CARRETERA YN B1 21 1+ 6 B diagramas de bloques de funciones (FBD) estándar de la industria. Los FBD se prefieren para la programación de PLC y son el método más De alguna manera, los bloques de funciones se pueden Podríamos haber reutilizado los circuitos típicos utilizado, ya que los FBD permiten que los relacionar directamente con los circuitos de relé, pero existentes como base para los FBD, pero hemos programas se junten gráficamente y son fáciles de los bloques de funciones pueden tener diferentes estado siguiendo la sección 8 de EN50128, y todos usar y configurar. Para la lógica de control de tamaños y se pueden combinar para proporcionar los requisitos para la lógica de señalización se han señalización, hemos utilizado bloques lógicos bloques más grandes dedicados a una función específica capturado primero tanto de los estándares como booleanos simples, temporizadores y pestillos (es decir, control de puntos). de los circuitos. A partir de los requisitos, se ha biestables (idénticos a un relé bloqueado en funcionalidad) para replicar directamente la lógica de señalización de relé estándar. La figura 4 ilustra cómo la lógica booleana simple en los circuitos de relé se puede traducir a un bloque de funciones. creado una nueva lógica de señalización que será verificada por ingenieros de seguridad certificados y expertos en datos para garantizar que los datos Figura 4: circuito de relé convertido a un diagrama de bloques de funciones (FBD). V AB TPR V V A RS B QRR B TPSR V V Automóvil club británico TPR TZJPR V V V un TPSR A/B HT TPR B TPSR B RS V A TPSR V un TPS TP AA AB TP COMO QR B Y Y Y B TPS HTTP A/B TZJP licenciatura B TPS un TPS Y un TPS O O Y RUTA DE PALO 5 Noticias IRSE | Número 301 | julio/agosto 2023 Figura 5 – Herramienta SILworX para diagramas de bloques de funciones. Figura 6 – Herramienta SILworX para simulación. sido escrito de la manera óptima para cumplir con los requisitos. Esto también proporcionará una mejor comprensión de la lógica de señalización, ya que varias áreas en los circuitos típicos del relé no se comprenden claramente o no se capturan las razones de la funcionalidad. los datos sean estándar, pero los datos reales que Los FBD tienen una estructura modular, con llamada SILworX. Nuevamente, en comparación con un bloques de funciones diseñados para capturar sistema SSI, SILworX es como una estación de trabajo de áreas clave de funcionalidad. Los datos se han diseño en una computadora portátil. dividido en dos partes, los datos básicos que siempre serán los mismos y los datos que se pueden configurar para el diseño específico del sitio. Los datos que son configurables están relacionados con las entradas y esto se ha estandarizado en bloques de funciones de entrada que permitirán que los datos centrales permanezcan tan estándar y repetibles como sea posible. Por ejemplo, en los pasos a nivel hay un bloque de entrada para los trenes que se aproximan y las rutas sobre el cruce normal. Ambos bloques permiten el paso a nivel del núcleo 6 forman el bloque de funciones de entrada se configuran directamente desde las tablas de control. Por lo tanto, los bloques de función de datos de entrada están diseñados en torno a las entradas de la tabla de control. Los datos se escriben en una herramienta de software En primer lugar, se asignan las E/S y se definen los bloques de funciones. La lógica dentro de cada función se dibuja gráficamente en la pantalla utilizando una función de arrastrar y soltar desde el menú. En la Figura 5 se muestra un ejemplo. SILworX también se utiliza para programar los enlaces de comunicaciones, con bloques de funciones estándar disponibles para la mayoría de los protocolos de comunicación estándar. La topología de la red y la dirección de cada equipo también se asignan mediante SILworX. SILworX también proporciona una simulación fuera de línea completa de los datos, lo que permite realizar una prueba de trabajo completa antes de la prueba funcional de los datos una vez que se cargan en el PLC en la fábrica, y un ejemplo de esto se muestra en la Figura 6. (el rojo ilustra el 1 lógico, con el 0 lógico azul; de esta manera, el efecto de cambiar cualquier entrada se puede ver claramente y seguir a través de los bloques de funciones). Nuestro equipo de señalización ha descubierto que los bloques de funciones son intuitivos y fáciles de diseñar. La naturaleza visual de las pruebas permite que los problemas se identifiquen rápidamente y, una vez que se prueba y valida la lógica central de un bloque de funciones, se coloca en una biblioteca para uso futuro. Los cursos de programación de PLC que utilizan diagramas de bloques de funciones están ampliamente disponibles, lo que simplifica la capacitación del personal. Noticias IRSE | Número 301 | julio/agosto 2023 Controlador de paso a nivel También estamos investigando una serie de herramientas automáticas para la producción y prueba de datos. El software Prover PiSPEC, I-Lock y Certifier de Prover en Suecia permite definir los principios de señalización a partir del proceso de captura de requisitos, que luego se utilizan para generar las reglas para la producción y prueba de datos. Los algoritmos matemáticos utilizados en el proceso de prueba aseguran que se prueben todas las combinaciones de entradas. Una vez que se configuran los principios, el software Prover está certificado para SIL 4 y permite que los datos se produzcan y prueben en cuestión de horas, lo que podría generar ahorros considerables. arreglo y circuito se utiliza para cada esquina. La La primera aplicación del PLC de seguridad es como controlador de paso a nivel. La solución de aplicación desarrollada también se basa en principios modulares, con la operación del equipo de cruce separada de la interfaz de señalización. Se han desarrollado dos enfoques arquitectónicos. El primero implica un enfoque centralizado para las máquinas de barrera existentes que utilizan un motor de bomba de CC y operación hidráulica. Esta solución involucra una solución completamente acoplada, como se muestra en las Figuras 7 y 8. Cada esquina de la barrera tiene un módulo de E/S F3 dedicado que controla la barrera y las luces. Lo mismo unidad principal del PLC F35 gestiona la interfaz con la señalización existente. Esto puede ser a través de relés, o se puede colocar una unidad de E/S F3 en la sala de relés o en la caja de señales para interactuar directamente con los relés o controles requeridos. Esto elimina la necesidad de relés de interfaz específicos y el cableado multinúcleo se reemplaza con un solo cable Ethernet. El F35 también mide exactamente la corriente analógica que consumen las lámparas LED. Esto tiene la ventaja potencial de alertar al mantenedor cuando falla una cadena de LED, lo que permite la detección de fallas parciales y totales de la lámpara LED. Figura 7 – Barrera acoplada al enchufe. PLC ZO desconexión carretera ZO Carretera ZN semáforo semáforo barrera ZO barrera ZN pedestal caja pedestal caja SOCIEDAD ANÓNIMA Potencia tu camino carretera YN ubicación semáforo semáforo YN PLC barrera YN YO barrera desconectarion pagedest Alabama pedes alto caja ZNPLC desconexión YO PLC de la batería ubicación Local dis unidad de control de conexión caja 650V Figura 8: diseño de PLC modular para un cruce de MCB. Frontal (cableado PLC) Datos Trasero (cableado de alimentación) Relés de interfaz registrador PLC+DIO ACUA telecomunicaciones ethernet cambiar yo SN DIO del PLC DIO del PLC ZN ZO DIO del PLC DIO del PLC Mantenimiento /restablecer panel 110 V CA/ 24 V CC Fuente de alimentación PLC PLC 24V CC fusibles/terminales 110 V CA Fusibles/terminales VEJEZ VEJEZ Contactores Terminales Placa de acoplamiento de enchufe Entrante 110 V CA interruptores 7 Noticias IRSE | Número 301 | julio/agosto 2023 Figura 9 – Arquitectura distribuida. Paso a nivel Loc F35 I/I sala de relevos Cambiar Relé interfaz Caja de señal Cable de fibra óptica Cambiar Cambiar cara Internet de las telecomunicaciones F3 A/C (Westermo sw picar) F3 A/C ZO F3 A/C Barrera Controles de barrera e indicaciones luces de carretera ZN F3 A/C Barrera luces de carretera yo F3 A/C Barrera luces de carretera SN F3 A/C Barrera luces de carretera La segunda arquitectura del sistema se basa en la filosofía distribuida, donde la E/S del controlador de objetos se ubica directamente con el equipo de barrera. aplicación de un paso a nivel de Barrera Esta arquitectura se adapta particularmente bien nivel, como CCTV MCB, Detector de Obstáculos a las últimas máquinas de barrera accionadas por MCB y Media Barrera Automática (AHB). El caso de motor de CA que están saliendo al mercado. Estas seguridad genérica es para el PLC como máquinas requieren un PLC para controlar el reemplazo de los sistemas de transmisión y inversor del motor de CA, y el PLC de seguridad señalización basados en computadora y relés SIL 4 es ideal para esta aplicación, con bloques de existentes, lo que permite desarrollar y agregar funciones de seguridad del inversor disponibles. una amplia variedad de aplicaciones específicas al Controlada Manualmente (MCB) utilizando relés para la comprobación de lámparas, pero está previsto que se amplíe para cubrir otros pasos a certificado de aceptación del producto. En esta arquitectura, la unidad de E/S F3 estaría ubicada en la máquina de barrera y conectada al PLC principal a través de la red de fibra Ethernet. Esto simplifica significativamente el cableado en un paso a nivel. El F3 I/O también tiene la posibilidad de conducir las luces de carretera directamente desde la carcasa de la máquina de barrera, proporcionando un sistema modular para cada esquina de un cruce. Esto se ilustra en el diagrama de bloques de la Figura 9. También se ha desarrollado una interfaz para el sistema contador de ejes Frauscher, que ya se está utilizando para la renovación de pasos a nivel en Australia. Hemos estado desarrollando un medio de predicción de la velocidad para los trenes que se acercan al paso a nivel utilizando circuitos de tiempo y bandas de velocidad para seleccionar el tiempo de advertencia, y ahora hemos desarrollado aún más el concepto utilizando el sistema de contador de ejes Frauscher, que proporciona información sobre la velocidad del tren que se aproxima. Actualmente se proponen tres bandas de velocidad, que proporcionarán un tiempo de espera más consistente para el usuario de la vía. Iniciativas de pasos a nivel También investigamos una serie de iniciativas de pasos a nivel en las que el PLC podría ayudar a simplificar y reducir los costos en los cruces de CCTV existentes. Una iniciativa involucra nuevas cámaras digitales de Arentis, donde la cantidad de E/ S potencialmente necesarias para controlar la cámara se reduce a dos entradas y salidas del PLC. El uso del software de reconocimiento para actuar como un sistema detector automático de obstáculos también es posible y puede proporcionar un sistema de CCTV automático que requiere una intervención limitada del señalizador Road en la región de Anglia, el controlador de paso a nivel PLC ahora ha recibido la aprobación de producto de Network Rail. La aprobación se basa en las condiciones específicas 8 Esta tecnología ya ha sido desarrollada y probada en uso con pasos a nivel en España. Aunque ahora se prefiere el radar para la detección de obstáculos en Network Rail, se podrían proporcionar cámaras con software de reconocimiento para mejorar la seguridad en otros tipos de pasos a nivel. El autor cree que este concepto se basa en cruces automáticos donde se puede proporcionar detección de obstáculos en el cruce antes de que se acerque el tren. Esto daría una advertencia anticipada a los señaleros de que algo está bloqueando un cruce automático y los trenes podrían ser advertidos por radio de un problema potencial más adelante. Esto podría al menos mitigar parte del riesgo en los cruces automáticos y abiertos, proporcionando obstáculos rentables. durante el funcionamiento normal. Las nuevas cámaras digitales rentables se utilizarían para detección hasta que el tren está dentro de la identificar cualquier objeto en el cruce utilizando un huelga en la distancia. software de reconocimiento probado que se ha empleado en aplicaciones de seguridad y que ya se Enclavamiento modular ha utilizado para la detección de obstáculos en Hemos diseñado HIMatrix como un sistema de pasos a nivel en Europa. enclavamiento modular para los depósitos del Si el sistema detectaba un objeto que estaba impidiendo que el cruce se declarara libre, Tras la prueba en el paso a nivel de Magdalen acción. Si el obstáculo no representaba una amenaza para los trenes (p. ej., un trozo de lodo que se había caído de un tractor), entonces se usaría un botón de paso libre en el centro de control. Esto permitiría utilizar el concepto operativo probado de CCTV para la operación en modo degradado del cruce hasta que se elimine el objeto. Usando este método, la cámara actúa como el principal detector de obstáculos y el señalizador es el sistema de respaldo. entonces se alertaba al responsable de circulación. El cruce problemático aparecería en una pantalla dedicada en el centro de control y el responsable de circulación podría entonces decidir sobre el cruce apropiado. metro de Londres. HIMatrix es una unidad pequeña y compacta que se puede montar directamente en una carcasa del tamaño de una caja de desconexión. Esto permitiría ubicar el controlador de objetos directamente adyacente al equipo y eliminaría la necesidad de un diseño de caso de ubicación individual. Cada caja controladora de objetos Noticias IRSE | Número 301 | julio/agosto 2023 Figura 10: concepto de señalización modular HiMatrix. Poder y Poder y Poder y telecomunicaciones telecomunicaciones ubicación ubicación Señal F3 CO Puntos F3 CO Señal F3 CO Señal F3 CO Puntos 1217A F3 CO Señal F3 CO TRTS SAS ubicación Cabina de maniobras # HP 621 telecomunicaciones Eje encimera caso 902 623 1217B ABAJO 1216A ARRIBA 1216B 622 Señal F3 CO estar diseñado para interactuar con una señal o un conjunto de puntos, con un cable acoplado de enchufe estándar que se utiliza para interactuar con el equipo en tierra. Los cables de alimentación y de datos se alimentarían a cada caja de desconexión desde una carcasa de equipo de E&P/ telecomunicaciones estándar que estaría diseñada Los BOP podrían preensamblarse y almacenarse, y las pruebas podrían limitarse a conectar el sistema en la fábrica. La prueba de puesta en marcha implicaría conectar los módulos probados previamente y probar la correspondencia. El concepto de señalización modular se muestra en la Figura 10. para impulsar varias unidades de cajas de desconexión. señales y contracabezas de 18 ejes. Se han construido cuatro de estos gabinetes modulares estándar para controlar todo el depósito. La arquitectura básica de enclavamiento del depósito se muestra en la Figura 11. El depósito tiene 30 extremos, 28 señales de derivación, dos señales principales, 70 vías, 33 contadores de ejes Frauscher y un paso a nivel. El El concepto de PLC también permite áreas de costo de las aproximadamente 60 unidades Se desarrollaría una biblioteca de diseños enclavamiento descentralizadas más pequeñas, lo equivalentes de señal (SEU) ya se encuentra dentro modulares para cubrir la mayoría de los escenarios que limitaría los efectos de una falla en el de la visión objetivo 190 de Network Rail, lo que de equipos en tierra, como diferentes tipos de enclavamiento. Sin embargo, HIMatrix se puede demuestra nuestro enfoque modular rentable. señales, indicaciones de rutas/cruces, arreglos de utilizar en configuraciones redundantes si es Tenga en cuenta que este costo también incluyó el puntos e interfaces marginales (utilizando una necesario. Alternativamente, el PLC puede desarrollo de los datos de enclavamiento estándar, interfaz de relé impulsada por la unidad de E/S F3), interactuar con otros sistemas de control de aunque la instalación del equipo en un sitio de etc. Este enfoque limitaría el diseño en tierra a seguridad o enclavamientos, ya que los protocolos campo nuevo ha resultado en costos de escenarios de diseño o equipo específicos. La de comunicación son configurables y pueden implementación más bajos. Diseñamos la detección de trenes para el concepto de incluir EULYNX. De esta manera, el PLC podría instalación de enclavamiento y control de enclavamiento modular utilizaría contadores de usarse como un sistema de control universal de señalización del depósito para su futura ejes, que pueden interactuar directamente con objetos en la vía para enclavamientos ya implementación en los esquemas de re- HIMatrix mediante la red Ethernet. El diseño del establecidos. Los controladores de objetos PLC señalización de la línea principal. contador de ejes seguiría el mismo concepto han sido adaptados y simulados en fábrica para modular, similar al que se usa hoy. Este enfoque usar el suministro de energía fuera de la red y la Rebloqueo de enclavamiento modular podría reducir significativamente el costo transmisión de radio para la comunicación con el de los diseños de señalización y simplificar la enclavamiento como parte de la iniciativa europea instalación, ya que los casos de ubicación Shift to Rail, y el autor ve esto como una solución diseñados individualmente se reemplazarían con futura de ahorro de costos, particularmente para controladores de objetos de caja de desconexión zonas rurales. áreas El PLC también puede proporcionar una solución simple y rentable para un rebloqueo de enclavamiento utilizando el F60 o el PLC HIMax más grande. El HIMax es el PLC Hima más potente disponible y puede controlar hasta 12 800 E/S con una redundancia hasta cuádruple. En muchos casos, puede ser peligroso apagar el sistema de seguridad en otras industrias, de ahí la increíble confiabilidad y disponibilidad que brinda el HIMax. más simples (o Box On Post). – BOP). El enfoque de diseño se centraría más en el diseño del sistema y en la selección y conexión de los módulos de vía correctos de la biblioteca, con todos los módulos listos para usar. El concepto plug and play con módulos estándar junto a la vía también simplificaría la construcción y las pruebas, como el controlador de objetos más utilizado. El PLC F60 se ha utilizado como base para el enclavamiento del depósito de Taffs Well en Cardiff para los nuevos trenes-tranvía del Metro de Gales del Sur. Actualmente se está probando para su puesta en marcha en otoño de 2023 y Transport for Wales (TfW) aprobará la aplicación específica. Se han construido cajas de ubicación modulares que usan un controlador de objetos F60 y una unidad contadora de ejes Frauscher que puede controlar hasta 10 puntos finales, 10 derivaciones Un rack HIMax totalmente duplicado tiene 12 ranuras de E/S, con 64 módulos de entrada y 32 de salida disponibles, lo que da un total de 256 entradas y 256 salidas por rack HIMax. Muchos bastidores HIMax se pueden conectar entre sí para proporcionar hasta 12 800 E/S. 9 Noticias IRSE | Número 301 | julio/agosto 2023 Figura 11: arquitectura de enclavamiento del depósito. Sala de control de depósito Capacitación Operador Respaldo puesto de trabajo puesto de trabajo puesto de trabajo Red DCS Alimentador A Fuerza Alimentador B habitación DCS mantenedor servidores puesto de trabajo enclavamiento SER Alimentador A de 400 V CA Red en tierra Rack de energía y comunicaciones Rack de energía y comunicaciones Rack de energía y comunicaciones Rack de energía y comunicaciones contador de ejes objeto de autómata contador de ejes objeto de autómata contador de ejes objeto de autómata contador de ejes objeto de autómata estante controlador estante controlador estante controlador estante controlador Terminales Terminales Terminales Terminales Señalización loc 1 El concepto de rebloqueo tradicional reemplaza un enclavamiento basado en relés existente con un CBI, pero conserva la interfaz del relé con el Terminales Señalización loc 2 Terminales Señalización loc 3 En el momento. Sin embargo, HIMatrix ahora puede proporcionar esa interfaz SIL 4 entre el enclavamiento del relé y el RBC (Figura 12). equipo en tierra. Esta solución es la preferida cuando se ha encontrado degradación de cables en salas de relés. El HIMax sería ideal para este escenario. Por ejemplo, el rebloqueo de la estación Victoria usando SSI requirió una cantidad de REB grandes fuera de la sala de retransmisión Victoria para todos los módulos SSI. Esto podría hacerse en dos bastidores utilizando la solución HIMax. Un sistema HiMax se ha conectado con éxito al RBC de Indra utilizando EULYNX con fines de prueba de desarrollo. Esto también podría usarse como una interfaz con cualquier Centro Operativo de Ruta (ROC) nuevo para el trabajo de control, lo que permitiría que se lleve a cabo una futura superposición de ETCS. El PLC podría reemplazo de los sistemas de control de señalización heredados. El concepto ICMS está diseñado no solo para el control de señalización, sino también para la horario, control de comunicaciones, control de estaciones, sistemas de información al cliente y cualquier otro sistema SCADA que requiera una gestión desde un centro de control ferroviario. (Figura 13). los enclavamientos de relés más antiguos, como la El hardware y el software COTS se utilizan en el Liberación de rutas operadas por trenes (TORR). diseño del sistema de control, siendo el diseño y la operación de la pantalla muy flexibles y adaptables Control Integrado y Sistema de Gestión (ICMS) También se ha desarrollado un sistema de Durante el proyecto original del Sistema de control que podría usarse como enclavamientos de relés existentes. Esto fue para Señalización loc 4 proporcionar una funcionalidad adicional además de Interfaz de relé ETCS concepto de una superposición de ETCS en los industriales estándar y software SCADA a los requisitos del cliente. La pantalla de control del depósito de Taffs Well se diseñó para parecerse a una pantalla estándar de Network Rail, pero con menús desplegables de Windows simplificados e intuitivos y una funcionalidad específica solicitada por Transport for Wales (TfW). (Figura 14) Figura 12 – Concepto de interfaz remota ETCS (RIF). permitir una solución provisional que proporcionaba a los trenes señalización de cabina y Control de pantalla ROC ATP, pero conservaba el sistema de señalización existente (es decir, para permitir una mayor velocidad o islas con doble señalización). El concepto consistía en recoger información sobre el circuito de la vía, la ruta y el aspecto del sistema de señalización y pasarla al RBC para convertirla en autoridades de movimiento equivalentes. El concepto se basaba en el desarrollo de una interfaz de nivel SIL 4, pero esto no era factible 10 Terminales gestión de horarios, establecimiento de rutas desde el control simple basado en computadoras de trenes (TCS) WCML en 2000, se exploró el Terminales Ruta, circuito de pista y estado de la señal Controles e indicaciones Interfaz remota de PLC (RIF) Controles e indicaciones relé existente enclavamiento ETC RBC Noticias IRSE | Número 301 | julio/agosto 2023 Figura 13 – Solución de control de señalización COTS de bajo costo del concepto Amey/Hima-Sella. Control sistema TI/F red de telecomunicaciones TI/F TI/F Interfaz de telecomunicaciones (conmutador de red) SOCIEDAD ANÓNIMA SOCIEDAD ANÓNIMA Red Ethernet segura E/S E/S E/S E/S E/S contador de ejes r Figura 14 – Parte de la pantalla de control del depósito. 11 Noticias IRSE | Número 301 | julio/agosto 2023 También se han desarrollado y utilizado paneles de pantalla táctil como parte del sistema de prueba asistido por computadora. El moderno sistema comercial de control ferroviario (COTS) podría ser considerablemente más rentable que los sistemas patentados. Esto también sería ideal para desarrollar ferrocarriles en el extranjero donde se requiera una solución rentable. Posibilidades futuras Hemos llevado a cabo una amplia investigación sobre el concepto de PLC de seguridad para señalización en el Reino Unido y creemos que esto podría contribuir sustancialmente a cumplir los objetivos del ferrocarril digital. El concepto de PLC de seguridad proporciona una solución de señalización abierta, segura, comercial y moderna que se puede cambiar y actualizar fácilmente y no se basa en hardware o software propietario. Se encuentran disponibles interfaces y lenguajes de programa estándar para evitar los problemas ferroviarios habituales de recursos limitados y dependencia del proveedor. La solución ha sido diseñada para ser modular, basada en un PLC de seguridad estándar que utiliza unidades de E/S de PLC de seguridad típicas que se pueden actualizar o cambiar fácilmente si es necesario. Las Sobre el Autor Mark O'Neill CEng es director técnico de Amey Consulting (Señalización) con más de 30 años de experiencia en señalización ferroviaria. Antes de unirse a Amey, Mark trabajó como gerente de diseño/ingeniero responsable del contratista y gerente de ingeniería para varios proyectos exitosos con Atkins. Mark también pasó seis años en el proyecto Channel Tunnel Rail Link (HS1) con Bechtel, donde dirigió la señalización en St Pancras y Ebbsfleet, desde la concepción hasta la puesta en servicio y la entrega al mantenimiento. Ha trabajado en todos los aspectos del diseño y la aplicación de señalización, desde la viabilidad hasta la puesta en servicio, especializándose en la integración de sistemas, con gestión de proyectos tanto desde la perspectiva del cliente como del contratista. Mark ha trabajado con varias tecnologías ferroviarias, incluidos muchos tipos de enclavamiento, ERTMS, señalización de cabina, sistemas ATP y sistemas electromecánicos LUL. instalaciones de monitoreo de condición y registro de datos disponibles con el El PLC y la capacidad de comunicarse con los sistemas de registro de datos aprobados por Network Rail existentes también ayudarán al mantenimiento futuro y a la introducción de inteligencia artificial y monitoreo de condiciones de aprendizaje automático... Pero eso puede ser un artículo futuro. ¿Qué opinas? ¿Cree que, como industria, somos tan buenos como deberíamos en tomar tecnología probada de otras áreas e implementarla en el ferrocarril? ¿Tienes una experiencia similar a la descrita en este artículo? ¿Cree que la tecnología COTS es la respuesta, o cree que sigue habiendo un lugar para los sistemas diseñados específicamente para aplicaciones de control, comando y señalización? ¿Tiene alguna experiencia positiva o negativa de tales enfoques en su ferrocarril? Nos encantaría saber de usted, correo electró[email protected] 12