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Case Studies
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Date: 7/2/2012

火車駕駛模擬器運作最佳化 端看研華分散式控制系統

專案介紹:

近年來,中國大規模地投資鐵路建設,鐵路系統的迅速發展,也增加了鐵道業對合格專業人員的需求,尤其是管理火車頭的工程師。研華之前已研發出火車駕駛模擬器,用於訓練及指導新進的鐵道從業人員。火車駕駛模擬器可模擬火車營運時的狀況及周遭事物,提供超逼真的虛擬駕駛環境,使用這一套系統教導火車駕駛員,即無需以實際鐵道設施進行教學,另一方面則可免除風險,讓具備理論知識但經驗不足的新駕駛員,能在實際運行火車時確保安全無虞。火車駕駛模擬器的安全性、經濟便利性,且不受環境或天候狀況影響的特性,有助於大幅提升鐵道工作人員學習訓練課程的成效。

系統需求:

火車駕駛模擬器是一套利用電腦技術的系統,可即時控制及模擬駕駛火車時的運作。這一套系統特別適合模擬緊急事故、故障及機件異常,能為火車駕駛員提供安全且有效的訓練,此系統可逼真地模擬駕駛一輛火車,讓參與訓練的人員體驗「真實存在的」環境,以提升火車駕駛員的技能,並指導學習者如何正確因應各式各樣的危險情況。

多年以來,我們的客戶一直使用研華的輸入/輸出卡解決方案,做為鐵道工作人員的訓練課程。模擬器應安裝在兩片 10 公尺厚的前蓋上,駕駛設備則位於前端及駕駛座的兩側,基本要求為使用 I/O 板與模組讀取資料,但是,隨著系統複雜度的提高,需要的 I/O 卡數目也隨之增加,使整套系統的布接線變成一項龐大且冗長的任務。許多客戶皆表達他們對實用解決方案的需求,不僅要簡化系統,還必須能維持原有的功能。

專案建置:

IPC-610H

4U 的機架式機箱,具備影像與聲音的警示通知

APAX-5070

Modbus/TCP 通訊偶合器,提供高密度 I/O、彈性、擴充性及熱插拔功能

APAX-5017H

12 通道高速類比輸入模組

APAX-5028

8 通道類比輸出模組

APAX-5040

24 通道數位輸入模組

APAX-5046

24 通道數位輸出模組

APAX-5060

12 通道繼電器輸出模組

系統架構圖:

系統說明:

為回應客戶的需求,研華開發出一套分散式控制系統,以工業電腦 IPC-610H 做為監控主機平台,並整合 APAX 高密度 I/O 模組,以便能同時讀取類比與數位資料。

做為主機平台的 IPC-610H,可提供火車控制及處理各式元素的操作畫面,例如模擬火車路線的場景、場景變更、速度控制、緊急事故等。APAX-5070Modbus/TCP 偶合器)做為通訊橋接器,一端連接至工業電腦,另一端則連接 I/O 模組,負責擷取、儲存與傳輸資料。此特殊的內部匯流排設計有助於分散式運作。

為了模擬控制系統的實際運作,這一套系統使用的 APAX-5017H 高速類比輸入模組,可以紀錄電源裝置的電壓訊號。APAX-5028 是用於輸出類比訊號,以控制火車速度計,APAX-5040 可用於偵測轉轍器的開關狀態,APAX-5046 模組則能控制警示燈及斷路器的開關狀態,此外,APAX-5060 控制需要較大電力的設備,例如速度計背後照明的開關。客戶可利用 APAX 模組的特性,包含高密度 I/O、彈性、擴充性及熱插拔功能,輕鬆建構遠端輸入與輸出系統。

結論:

研華提供優異的分散式系統,可依據不同設備的地點配置 I/O 模組,藉此加速遠端控制並減少布線需求。此做法有助於簡化布線或接線任務,以提升系統效率,並降低客戶的成本負荷。