浅析控创工控机在列控中心系统应用中的6大特点

列控中心系统是整个CTCS（China Train Control System）中的一个关键的环节，它作为地面各种轨道信号设备的总负责系统，既需要和CTC/TDCS、计算机联锁/6502电气集中、微机监测等既有系统接口，又是地面电子单元（LEU）和点式应答器设备的控制中心，列控中心系统的应用功能、系统可靠性、可维护性、系统抗干扰能力等，均满足铁道部的相关标准和现场的实际需要。系统的软件及系统硬件的防雷和电磁兼容特性，均通过了铁道部的测试。所以列控中心是中国列控系统CTCS-2级标准中的核心安全设备。

列控中心系统中的上位机是整个系统的监控设备，系统中所有状态都要实时地通过上位机显示给操作人员，以便操作人员能够及时地了解并处理发生的各种问题。

Passau60是在综合自动化系统的一种通信和数据存储装置，它具备多种类型的标准通信接口来实现保护、智能电子设备等装置与调读端之间的信息联系。用于多种继电保护装置及其它装置与保护主站、当地监控系统之间的通信转接及规约转换。对下通过串行接口与发变组保护装置进行通信，搜集各类保护信息，对上通过网络口或串口，经规约转换后送往当地监控或DCS等。也可用于变电站与调度系统之间的通信转接及规约转换。

它是控创公司于2009年初推出的一款2U无风扇工控机。系统的监控信息由各组双冗余的主控制器通过以太网传递到上位机Passau60，同时Passau60把需要的信息通过以太网送达整个列控系统的微机监测设备。Passau60能够很好地完成列控中心上位机的工作主要凭借以下几方面的特点：

1、无风扇尘密结构

潮湿和灰尘是工控机的两大杀手，对于安装有机箱风扇或机箱开有通风孔的工控机而言，如何在高湿或高尘环境下长期稳定地工作是一个比较棘手的难题，定期的滤网除尘和风扇检查、更换等维护工作需要不少成本的投入正是为了避免以上情况的出现，提高可靠性，Passau60选择了被动散热的方式，将CPU、芯片组、电源等高热部件产生的热量通过热管传导到机箱侧壁上进行散热。同时Passau60采用的是Intel专用的高性能/功耗比的L系列低功耗CPU，这种CPU在保持性能的基础上大幅降低了功耗，其TDP甚至只有笔记本用CPU的1/2。而且采用被动散热的方式还可以很容易地做到全密闭机箱，从而大大提高了设备抵抗灰尘和腐蚀性空气（潮湿、盐雾）等影响的能力。

2、丰富的通信接口

Passau60提供了6个串行通信接口和6个网络接口，在列控中心上位机的应用中最多会用到6个以太网接口，而普通的工控机一般只能提供3个网口，要想实现同样的功能就需要增加多块以太网卡，不但增加成本，同时也增加了故障点。而本身即集成6个网络接口的Passau60则很轻松地满足了这一需求。

Passau60的串行通信接口采用模块化形式设计，不但可灵活替换，而且一个串口的故障也不会对其它串口模块的正常工作造成任何影响。

除此以外，Passau60提供了7个USB接口（包括一个内置USB接口）、1个VGA接口、带功放输出的AUDIO接口和2个PS2接口，可以全方位地满足客户在各种情况下的需要。

3、高品质的电源

电源部分是工控机的关键部件之一，重要性就如同工控机的心脏，它即使出一点小问题就可能导致整个机器无法正常工作。Passau60的电源在各方面性能优异，不仅达到很高的MTBF，而且支持冗余配置并可实现自动负载均衡。这些特性特别适合高可靠性应用的需求。

4、优良的抗EMC干扰性能

Passau60在EMC方面按照高标准设计，并通过了国家电科院的高等级EMC测试，完全达到了轨道交通行业的要求。

地的处理

Passau60系统包含三个不同的“地”，即机壳地、信号地和数字地。机壳地也就是系统的保护地，通过电源的地线与大地连接，是干扰信号的主要泄放通道。

串口信号的地与保护地是绝缘的，这样是考虑到通信对端的信号地有可能与大地绝缘。但串口的所有信号与保护地之间安装了ESD和浪涌保护器件，一旦出现异常的干扰信号，会立即被导入大地，从而避免对后端器件造成影响。

Passau60的数字地与保护地、信号地之间都有高压隔离器件，即使外部电磁环境非常恶劣，内部数字电路仍可不受影响地正常工作。

阻挡与疏导并用

在处理好三个“地”的关系后，Passau60就可采用“阻挡”与“疏导”并用的方法将电磁干扰完全消除。

“阻挡”的办法也是从抗辐射和抗干扰两个思路出发，使用了机箱屏蔽、电源隔离、信号隔离的方法。Passau60的机箱使用的是1.5mm的钢板，无论是对大功率工频磁场还是高频电磁波均有很好的屏蔽作用，这样就阻断了辐射干扰的路径。同时Passau60在电源接口、网络接口和串口均采用了高压隔离的器件，即使外部产生了高压干扰，也不会传导到内部的数字电路，这样就切断了传导干扰的传输。另外电源接口还设计了滤波器，可以为内部的AC/DC适配器提供纯净的工频电源，同时也能避免开关电源产生的干扰传导到外部供电线路中。

当然如果只采用阻挡的办法不够的，这其实是系统的最后一道防线。Passau60在设计上主要依靠“疏导”的策略，在电源、和串口都设计了高等级的浪涌防护器件，同时所有的接口均有高等级的ESD防护器件。而电源、串口和网络接口与内部电路是隔离的，它们的泄放通道也是保护地，这样无论是对电磁信号的“阻挡”还是“疏导”均不会对内部电路造成任何影响。最大限度地保证了系统健壮性。

5、良好的扩展能力

Passau60提供了3个标准的PCI或ISA的扩展接口，如果需要额外的功能，完全可以通过这些标准接口轻松实现各种功能的扩展。

6、配置灵活

Passau60采用了模块化设计，以上介绍的串口、电源、PCI/ISA扩展背板等均可根据实际需要灵活选择是否配置或配置的数量。最高支持Inter Core 2 Duo的CPU和2G DDR2内存，可以满足大负荷的通信、控制、数据存储等任务。除此之外，Passau60可支持包括酷睿、Pentium-M、ATOM在内的多种处理核心，以适应不同应用对运算能力的需要。

模块化设计不仅可以让客户根据应用的具体情况选择最佳配置，而且可以把成本控制在最合理的范围。

结论：

正是因为Passau60具有如此多的特点，所以它不仅具有很强的通用性，而且可以工作在各种苛刻的环境中，这使Passau60在轨道交通行业中得到了广泛的应用。