Диплом (Оборудование участка Мустах - Ульма устройствами диагностики АПС-ДК), страница 3

2. Техническая часть

2.1 Назначение и построение системы аппаратно-программного комплекса диспетчерского контроля

Аппаратно-программный комплекс диспетчерского контроля предназначен для осуществления централизованного контроля, диагностики и регистрации технического состояния устройств железнодорожной автоматики и телемеханики.

Система предусматривает возможность повышения производительности и эффективности труда диспетчера и оперативного персонала дистанции сигнализации, централизации и блокировки, службы сигнализации, централизации и блокировки, а также аппарата управления движением на уровне диспетчерских кругов и региональных центров управления.

Данная система обеспечивает возможность перехода на новые автоматизированные технологии обслуживания устройств за счет:

- непрерывного контроля за техническим состоянием устройств автоматики и телемеханики в реальном времени;

- автоматизированного выявления отказов и предотказных состояний устройств железнодорожной автоматики и телемеханики;

- учета и контроля устранения отказов устройств;

- контроля за процессом технического обслуживания устройств на станциях и перегонах;

- диагностики и прогнозирования состояния устройств;

- контроля поездной ситуации в реальном масштабе времени.

Информация о техническом состоянии контролируемых устройств выдается на автоматизированные рабочие места оперативного персонала в различной степени детализации.

Аппаратура системы относится к восстанавливаемым изделиям, это дает возможность эксплуатировать ее до предельного состояния. Среднее время восстановления работоспособности устройств системы на месте эксплуатации не более 20 минут. Время подготовки устройств системы к работе после восстановления не более 5 минут.

Программное обеспечение АПК-ДК и аппаратура этой системы, имеют защиту от несанкционированного доступа. Данные в устройствах системы защищены от искажений при отказах и сбоях электропитания. При длительном отключении электропитания данные в устройствах системы сохраняются.

АПК-ДК информационно совместим с системами верхнего уровня и системами диспетчерской централизации (ДЦ), микропроцессорной централизацией (МПЦ), по объему, виду и способу представления информации.

Совместимость систем обеспечивается согласованием протоколов обмена информацией и утверждается техническими решениями на увязку систем или в составе рабочего проекта [3].

2.2 Структура системы АПК-ДК

АПК-ДК представляет собой три подсистемы (нижнего, среднего и верхнего уровня), выполненные с применением программируемых контроллеров, промышленных компьютеров в которых используется специальное программное обеспечение, и каналов связи между ними, позволяющих создать вычислительную сеть и автоматизированные рабочие места пользователей.

Подсистема нижнего уровня складывается из специализированных контроллеров, которые используются для съёма и первичной обработки информации, снимаемой с устройств железнодорожной автоматики и телемеханики.

Подсистема среднего уровня представляет собой концентраторы линейного поста, собирающие информацию от подсистемы нижнего уровня и обеспечивающие обработку, хранение, архивацию и передачу этой информации другим концентраторам, и концентраторы центрального поста, обеспечивающие передачу собранных данных на верхний уровень. Для выполнения установленных задач концентраторы группируются в сеть передачи данных.

Структурная схема линейного пункта представлена на демонстрационном листе 4.

Подсистема верхнего уровня обеспечивает работу автоматизированных рабочих мест электромеханика поста ДЦ, диспетчера дистанции сигнализации и связи, электромеханика СЦБ, поездного диспетчера, энергодиспетчера и передачу информации в сеть отделения дороги, а также связь системы АПК-ДК с другими комплексными автоматизированными системами управления (АСОУП и АСУ-Ш).

Структура АПК-ДК реализовывается для каждого конкретного участка железной дороги с разным наполнением подсистем устройствами сбора и передачи данных, источниками информации, а также концентраторами, с учетом количества и функционального назначения рабочих мест на верхнем уровне системы.

Программное и информационное обеспечение среднего уровня позволяет организовывать сбор, обработку и передачу информации от контроллеров нижнего уровня, а также от других систем ЖАТС (микропроцессорной автоблокировки, ДЦ, ЭЦ, контроля состояния подвижного состава и другое) на верхний уровень системы.

Программное обеспечение верхнего уровня дает возможность организовывать выполнение специальных технологических функций и установить различные виды АРМ: диспетчера железнодорожного узла (АРМ-ДНЦУ), диспетчера дистанции сигнализации и связи (АРМ-ШЧД), поездного диспетчера (АРМ-ДНЦ), вагонного оператора и других.

Также программное обеспечение верхнего уровня предоставляет обмен информацией с другими информационными системами (комплексной автоматизированной системой управления хозяйством СЦБ (АСУ-Ш), АСОУП).

2.2.1 Нижний уровень АПК-ДК

Нижний уровень системы АПК-ДК строится на специализированных промышленных контроллерах, предоставляющих съём и первоначальную обработку информации, снимаемой с устройств железнодорожной автоматики и телемеханики. Все контроллеры должны устанавливаться рядом с объектами контроля.

Для сбора информации с перегона используются приборы:

- программируемый индустриальный контроллер сигнальной точки (ПИК-СТ);

- контроллер перегонов КП 16-В.

Для получения информации на станции применяются приборы:

-программируемый индустриальный контроллер съема дискретной информации на станции (ПИК-120);

-программируемый индустриальный контроллер съема аналоговой информации на станции (ПИК-10);

-модуль нормализации аналоговых сигналов ADAM-3014;

-комплекс диагностики стрелочных приводов;

-специализированные платы и платы расширения промышленного компьютера.

2.2.2 Средний уровень АПК-ДК

Подсистема среднего уровня АПК-ДК представляет собой совокупность концентраторов линейных пунктов, которые выполняют функции сбора и обработки информации, получаемой непосредственно от контроллеров нижнего уровня и концентраторов центрального поста, которые передают собранную информацию о работе устройств ЖАТ на верхний уровень, а также сети передачи данных, в которую объединяются эти концентраторы.

Концентраторы среднего уровня АПК-ДК работают под управлением операционной системы реального времени QNX. Организация связи между концентраторами реализуются по сетям QNX (встроенный сетевой протокол FLEET). Связь между концентратом ЦП и АРМ верхнего уровня строится по сетевому протоколу TCP/IP.

Концентратор информации линейного пункта необходим для решения следующих задач:

- обработка сигналов, получаемых от контроллеров съёма дискретной и аналоговой информации со станционных устройств ЭЦ (ПИК-10, ПИК-120) и аппаратуры УКСПС;

- обмен информацией с другими концентраторами ЦП и ЛП;

- вывод информации о занятости либо свободности прилегающих к станции блок-участков перегонов и состоянии переездов на пульт ДСП;

- отображение вырученной аналоговой и дискретной информации в режиме реального времени;

- хранение и архивация информации в течение заданного промежутка времени;

- отображение архива.

Число внедряемых на станции концентраторов в основном зависит от количества информации, снимаемой местными контроллерами нижнего уровня и ретранслируемой через данный ЛП по сети передачи данных, а также от расположения таких объектов контроля, как стативы ЭЦ, пульт-табло и аппаратуры связи.

В качестве концентратора ЛП используется KR-489. Он оснащен безвентиляторной процессорной платой, платой релейной коммутации, аналого-цифровым преобразователем, интерфейсными модулями.

Данные платы расширения устанавливаются в шасси концентратора в один из 8 слотов ISA пассивной кросс-платы. В качестве устройства хранения информации применяется накопитель на жестких магнитных дисках (НЖМД) объёмом не менее 20 Гбайт с интерфейсом EIDE.

Для отображения информации концентратор комплектуется 12-дюймовым жидкокристаллическим цветным дисплеем, защищенный специальным стеклом, и промышленным манипулятором. Питание концентратора реализуется от источника бесперебойного питания, подключенного к полюсам питания ПХ220-ОХ220. Источник бесперебойного питания, шасси и монитор крепятся на специально предназначенной стойке, либо в шкафу для электротехнического оборудования в помещении релейной ЭЦ.

Внешний вид концентратора линейного пункта KR-489 представлен на рисунке 2.1.

Рисунок 2.1 – Внешний вид концентратора KR-489

Концентратор информации центрального пункта предусмотрен для выполнения следующих функций:

- приём, обработка и передача на верхний уровень информации, принимаемой от концентраторов ЛП участка;

- обмен этой информацией с концентраторами ЦП соседних участков;

- синхронизация текущего времени на концентраторах участка;

- представление полученной аналоговой и дискретной информации в режиме реального времени;

- хранение и архивация информации в течение заданного промежутка времени;

- отображение архива.

Концентратор ЦП как правило находится в здании ШЧ. Количество концентраторов напрямую зависит от количества информации, которую получают от концентраторов линейных пунктов по сети передачи данных.

По конструкции концентратор центрального поста, построенный на базе IPC-610, представляет собой шасси в промышленном исполнении, предназначенное для монтажа в 19-дюймовую стойку и оснащенное пассивной объединительной платой с 14 слотами расширения ISA.

KR-489 в базовой комплектации включает в себя следующие платы:

- процессорная плата (PCA-6751);

- плата релейной коммутации (PCL-735);

- плата АЦП (PCL-818L);

- плата интерфейсов (PCL-846).

Все платы в базовой комплектации поставляются в количестве одной штуки.

2.2.3 Верхний уровень АПК-ДК

Верхний уровень обеспечивает работу автоматизированных рабочих мест технолога поста технической диагностики и мониторинга (ТДМ), электромеханика СЦБ, диспетчера дистанции, взаимодействие системы АПК-ДК с другими комплексными автоматизированными системами управления (АСОУП и АСУ-Ш), а также передачу информации в сеть отделения дороги.

Концентратор центрального пункта системы АПК-ДК связан с автоматизированными рабочими местами верхнего уровня при помощи локальной вычислительной сети, работающей по протоколу FLEET (QNX) или TCP/IP.

Верхний уровень АПК-ДК состоит из:

- рабочих станций электромехаников поста ДЦ (РС ДЦ);

- мобильных комплексов контроля и диагностики состояния устройств СЦБ и АПК-ДК (АРМ электромеханика СЦБ (ШН));

- технологического комплекса контроля и диагностики состояния устройств СЦБ (АРМ ШЧД).

2.3 Организация связи в системе АПК-ДК

Организация связи линейного оборудования, расположенного на станции с оборудованием центрального поста на участке, осуществляется на основе существующей или проектируемой аппаратуры связи на участке. При этом могут быть использованы цифровые каналы с окончанием по стандарту G 703.1, выделенные каналы тональной частоты (ТЧ) с двухпроводным окончанием и физические линии, а также их комбинации на участке. Соединения выполняются по схеме "точка-точка".

Для передачи данных между аппаратурой АПК-ДК линейных пунктов и центральным постом используются основные цифровые каналы (ОЦК). Для подключения к каналу ОЦК 2 Мбит/с необходимо применять маршрутизаторы типа MM-221R-UNI-T с двумя модулями MIME-2xG.703 [2].

При использовании каналов ТЧ необходимо применять режекторные фильтры позволяющие преобразовать групповой канал в соединение «точка-точка» с ретрансляцией информации по станциям.

2.4 Аппаратура сбора информации с перегонных устройств ЖАТ

2.4.1 Программируемый индустриальный контроллер ПИК-СТ сигнальной точки

Основной целью применения ПИК-СТ является повышение надежности работы перегонных устройств СЦБ за счет:

-прогнозирования технического состояния и оперативного обнаружения факта и причины отказа;

- внедрения технологий обслуживания устройств по состоянию;