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控创完成基于多功能VME, CompactPCI® 和 PICMG® 1.3 规格的硬件平台系统在波兰的西门子Sp zo.o.铁路控制系统项目中得到应用

控创完成基于多功能VME, CompactPCI® 和 PICMG® 1.3 规格的硬件平台系统在波兰的西门子Sp zo.o.铁路控制系统项目中得到应用

 

 
  作为现代化设施的一部分,波兰铁路网应用了为其量身定制的、符合国际最高安全标准的嵌入式控制系统。控创作为基于多功能VME, CompactPCI® 和 PICMG® 1.3规格的硬件控制系统提供商,成为了波兰西门子Sp zo.o.和华沙科技大学的唯一指定外包厂商,负责整个硬件平台的开发工作。
 
  为了提高国家交通设施的现代化程度,波兰政府引进了一套为其量身定制的、基于嵌入式技术的控制系统。该系统名为ILTOR-2,已经应用在某些线路,改善了铁路交通运输的效率、质量和可靠性。此项目由华沙科技大学、波兰西门子Sp zo.o.和控创合作完成,是外包趋势的一个体现。那些不仅提供嵌入式计算机产品,还提供与完整的、定制的、基于不同嵌入式计算机标准的硬件平台相关的工程和产品制造服务的厂商,将越来越受青睐。
 
  极具灵活性的模块化设计
  ILTOR-2分为两个控制级别 – 可视化管理、控制和诊断级别;现场/自动化控制系统级别的(负责执行基本控制功能,以及获取状态和车辆位置信息)。每个级别都应用了基于标准部件的模块化系统设计。这不仅简化和方便了系统未来升级,也使ILTOR-2具备多种功能:不同的模块可根据需要进行添加或移动除,使得系统可在主线和支线,以及城市轨道交通系统,如有轨电车和地铁项目中得到快速、高效的应用。
 
  现场控制级别的VME总线平台
  对于现场级别的控制系统,控创提供嵌入式计算机机架,包含3U VME CPU 和 I/O 单板 (彩色包装)。机架安装在无人值守的远程控制中心,控制指定轨道沿线最多10个控制点(铁道交叉路口、信号点等),对来自轨道沿线的传感器数据,如位置、车辆速度和信号灯状态等进行采集和处理,如需要还可改变控制点状态。VME系统还是控制点和使用现场总线相连的西门子联锁系统的接口。联锁系统专为铁路控制设计,和铁路安全息息相关,其功能为确保车辆在进入一段轨道前轨道通畅并无其他车辆。该系统符合铁路安全的最高标准SIL-4 (安全完整性等级 4),能确保成千上万个I/O信号间的交互,在铁路交通安全性保障方面取得卓越成就。和现场总线接口一样,VME系统也提供千兆以太网端口,用于不同协议间的通信,以及完整的网络集成,使得现场级别的参数得以传输到处于管理和控制级别的调度中心。传输介质为光纤,可防电磁干扰。另外还有双绞线,作为冗余和备份。
 
  管理级别的CompactPCI®平台
  远程控制中心指挥列车到达正确站点,调度中心有责任确保列车能安全到达。以从华沙到克拉科夫为例。对于调度中心,控创提供了加固的3U CompactPCI® CP-Pocket平台,以及KISS 4U静音工业服务器。控创CP-Pocket 用于操作和监控,让操作员通过图形界面跟踪列车运动线路,并输入指令调整控制点。为了信号处理和通信任务的可视化需求,控创为CompactPCI®平台配备了合适的处理器基板、图形控制器和快速以太网控制器。
 
  高级诊断程序
  对于系统诊断程序,控创提供基于控创PICMG® 1.3 CPU基板的KISS 4U工业服务器。由于具备防震驱动器机架,以及确保至少50,000小时MTBF的热交换风扇,使得控创KISS服务器是加固的VME和CompactPCI®基板和系统的理想选择。KISS服务器通过以太网和系统连接,可支持多屏显示,能持续在线,允许技术人员通过图形界面监控所有系统参数。大多数诊断系统只有在线时才能工作,而基于KISS的系统能存储和调用历史参数信息,即使不在线也可进行快速故障问题解决。这就缩短了系统停止工作时间,有利于提高系统安全性。
 
  所有部件都来自同一个供应商
  象ILTOR-2这样需要众多不同嵌入式基板和平台的大型项目,OEM厂商一直在寻求降低项目管理负担的途径。这也是波兰西门子Sp zo.o.想和能提供所有基板和完整集成平台的单一厂商合作的原因。这不仅有利于简化项目管理,让波兰西门子Sp zo.o.得以将精力放在核心竞争力上,还能缩短产品上市时间。此外,控创已经为华沙地铁开发和交付过一个基于VME和CompactPCI®的系统,因此也具备为波兰铁路交通系统量身定制控制系统的经验和能力。
 
  系统测试
  除了提供嵌入式硬件平台,控创还和西门子在系统测试的三个阶段展开密切合作。一个新的硬件平台交付前,控创和西门子的技术人员都要用模拟输入数据进行初始功能测试,以确保硬件功能的正确性。测试在位于波兰的西门子测试中心进行。第二阶段是波兰国家安 全 局进行的功能测试,目的是获得所需国家认证。工厂验收测试(FAT)通过后,系统准备进入最后阶段的测试 – 现场测试。
  ILTOR-2通过了现场测试,已经应用在所选轨道线路。得益于基于来自同一厂商的标准部件的模块化设计,波兰拥有了一条适合自己的、能满足现在和将来国内轨道交通各种需求的嵌入式控制系统。
  高性能VME CPU基板

  作为安全第一的系统,ILTOR-2要能及时处理和转发信息。这就是控创要用基于高端PowerPC MPC8541 CPU的控创VMP3CPU基板来实现现场级别控制系统的原因。该CPU的MIPS为1520,时钟频率为660 MHz。得益于高度集成的RISC架构CPU,控创VMP3提供惊人的计算能力。其MTBF约为130,000小时,可以一周七天,每天24小时连续无差错运行15年。根据需求,控创还在机架中装备了3U 控创 VM62 VME总线单板计算机和控创VMP60 CPU基板和通信引擎。
  CP-Pocket-Box

  CP-Pocket是一款加固的、多功能系统平台,可使用多种处理器和I/O卡来满足各种应用需求。对于ILTOR-2系统,CP-Pocket使用了控创CP306-V CompactPCI® CPU 基板,该基板使用1.3 GHz Intel® Celeron® M 处理器。控创CP332图形控制器带DVI和VGA双接口,支持多屏显示,能提供所需的图形性能。控创CP341快速以太网控制器提供局域网连接能力,用来获取信息和传输指令。
  KISS 4U控创工业级静音服务器

  控创KISS 4U系统设计之初就以灵活性为宗旨,可以装备基于PICMG 1.0, PICMG® 1.3, ATX 和 Dual Xeon/64-bit规格的主板,以及PCI Express ATX主板。对于ILTOR-2系统,控创KISS 4U装备基于Intel® Core™ 2 双核处理器,Intel 945GM芯片组,最多4GB 的 DDR2 RAM的PICMG 1.3 PCI 690主板,具备运行高级诊断软件的性能,还有用于通信和连接显示、键盘和鼠标的众多接口(2 x USB 2.0, 2 x Gbit Ethernet, 2 x RS232 以及 VGA等等)。
  控创工程和设计服务
  控创的综合性定制、工程和项目管理服务旨在帮助交通、国防/航空、工业自动化、能源、电信、医疗、POS/POI 和信息娱乐领域的OEM厂商、系统集成商和设计者减少其产品上市时间。控创在全球范围内和客户紧密联系,为其设计和生产定制的OEM平台,范围包括从VME和CompactPCI® 系统, 工业服务器和BOX-PC,到预集成和全面测试的ATCA和MicroTCA™平台,以及强化模块化嵌入式计算机(MEC)等等。在开发一个定制解决方案过程中,控创用到其广泛的标准、现成的产品线,包括模块化计算机、单板、HMI和平板PC,以及系统和平台等等。由于符合标准,现成部件和平台将开发成本降到最低,并加快了产品上市速度。控创的测试和生产中心负责进行产品生产,中心经过ISO 9001 和 ATEX认证,确保了产品和服务在全球范围内的一致性和高品质。为了确保所有的OEM平台都是按照最高的国际认证标准进行设计和制造,每个控创业务公司在其垂直市场都有专攻方向
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