高鐵自動控制系統是否有緊急停車系統?

日期:2022-08-02 20:54
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摘要:
高鐵自動控制系統是否有緊急停車系統?


2011年7月23日晚上20點34分,杭深線永嘉至溫州南間,北京南至福州D301次列車與杭州至福州南D3115次列車發生追尾事故,初步查明脫軌原因是D3115次列車動車遭到雷擊后失去動力停車,造成D301次車追尾。此次高鐵事故造成了重大的人員傷亡:已造成39人死亡,210人受傷。
  
  很多網友都詢問,鐵路控制系統是否有相關的自動化緊急停車系統,就這個問題,編輯整理了自動化行業相關的緊急停車系統的知識,供大家參考。
  
  工業自動化領域確實存在一個設備,叫緊急停車系統,簡稱叫:ESD,是Emergency Shutdown Device緊急停車裝置系統的縮寫。這種專用的安全保護系統是90年代發展起來的,以它的高可靠性和靈活性而受到一致好評。
  
  ESD緊急停車系統按照安全獨立原則要求,獨立于DCS(集散控制系統),其安全級別高于DCS。在正常情況下,ESD系統是處于靜態的,不需要人為干預。作為安全保護系統,凌駕于生產過程控制之上,實時在線監測裝置的安全性。只有當生產裝置出現緊急情況時,不需要經過DCS系統,而直接由ESD發出保護聯鎖信號,對現場設備進行安全保護,避免危險擴散造成巨大損失。
  
  根據有關資料,當人在危險時刻的判斷和操作往往是滯后的、不可靠的,當操作人員面臨生命危險時,要在60s內作出反應,錯誤決策的概率高達99.9%。因此設置獨立于控制系統的安全聯鎖是十分有必要的,這是作好安全生產的重要準則。該動則動,不該動則不動,這是ESD系統的一個顯著特點。
  
  當然一般安全聯鎖保護功能也可由DCS或者PLC(可編程邏輯控制器)來實現。
  
  那么為何要獨立設置ESD系統呢?因為于較大規模的緊急停車系統應按照安全獨立原則與DCS分開設置,這樣做主要有以下幾方面原因:
  
  (1)降低控制功能和安全功能同時失效的概率,當維護DCS或者PLC部分故障時也不會危及安全保護系統;
  
  (2)對于大型裝置或旋轉機械設備而言,緊急停車系統響應速度越快越好。這有利于保護設備,避免事故擴大;并有利于分辨事故原因記錄。而DCS或者PLC處理大量過程監測信息,因此其響應速度難以作得很快;
  
  (3)DCS或者PLC系統是過程控制系統,是動態的,需要人工頻繁的干預,這有可能引起人為誤動作;而ESD是靜態的,不需要人為干預,這樣設置ESD可以避免人為誤動作。
  
  緊急停車系統按照結構來分,可分為雙重化冗余和三重化冗余,*新技術出現了四重冗余系統。雙重化冗余ESD系統其中一套處于工作狀態,另一套則處于熱備狀態。
  
  三重化冗余ESD系統將CPU和I/O通道都實行三重化配置。每次掃描后,用內部的差錯分析程序判別輸入數據,表決得出一個正確數據,輸入到每個主處理器,主處理器執行各種控制算法,并輸出值送到各輸出模件,在輸出模件中進行輸出數據表決,這樣可以使數據盡可能與現場靠近,對三總線表決和驅動現場執行元件的*終輸出之間可能產生的錯誤進行檢測和補償。三重化系統的主要運行模式有3-2-1-0或3-2-0兩種。3-2-1-0表示ESD系統有三個CPU,同時工作又相對獨立。當一個CPU故障時,該CPU被切除,切換到2-1-0工作方式,系統正常運行;當兩個CPU故障時,這兩個CPU被切除,切換到1-0工作方式,系統正常運行;如果檢測到三個CPU故障,系統則停車。3-2-0是指系統正常工作時有三個CPU正常工作。當三個CPU中有一個運算結果與其他兩個不同時,說明該CPU出現了故障,其余兩個CPU工作正常,系統也能正常工作。若其余兩個CPU的運算結果也不相同,則系統停車。
  
  ESD緊急停車裝置,在石化行業以及大型鋼廠及電廠和鐵路系統中都有著廣泛的應用。實際上它也是通過高速運算PLC來實現控制的,它與PLC的本質區別在于它的輸入輸出卡件上,應為一切為了安全考慮,所以在硬件保護上做得較為完善,而且他要考慮到在事故狀態下,現場控制閥位及各個開關的位置。
  
  目前,世界上比較知名的緊急停車系統公司有:Triconex,GE,HIMACONTROLENGINE,Honeywell,HIMA,EMERSON,SIEMENS,橫河等。
  
  “當人在危險時刻的判斷和操作往往是滯后的、不可靠的,當操作人員面臨生命危險時,要在60s內作出反應,錯誤決策的概率高達99.9%。”如果沒有緊急停車系統,安全是不可想象的。如果沒有責任感,我們的國家更是不可想象的。

浙公網安備 33010402003487號

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