Рисунок 1.12 – Структура сети

Для реализации данной системы потребовалось следующее оборудование:

• процессорные модули ioPAC (рисунок 1.13) установлены в "корзину" на 5 или 9 слотов расширения для установки модулей ввода/вывода. Все процессорные модули имеют резервированное питание и оснащены встроенным 2-портовым Ethernet-коммутатором с защищенными разъемами M12 или с традиционными RJ45.

Рисунок 1.13 – Процессорные модули ioPAC

Техническая характеристика модуля ioPAC 8020-C2:

• рабочая температура -40 ~ +75°C;

• резервированные входы электропитания, дополнительные модули AC/DC;

• устойчивость к вибрации – соответствие стандартам EN-50155 и IEC-60571;

• модульный дизайн – возможность “горячего” подключения разнообразных модулей ввода-вывода;

• 2 порта Ethernet, разъемы M12, поддержка функций аппаратного восстановления линий связи в случае выхода устройства из строя;

• открытая программируемая платформа (язык C).

Так же системы связи МОХА используются в таких проектах как:

• реклама, голосовая связь и система информирования пассажиров в поездах метрополитена;

• построение ip-сети на борту поездов французской железной дороги;

• построение резервированной коммуникационной сети высокоскоростной железной дороги;

• использование ethernet-технологии на железных дорогах;

• построение системы беспроводной связи для монорельсовой железной дороги;

• построение беспроводной системы автоматического управления поездами;

• построение коммуникационной сети для железной дороги железорудного предприятия;

• и прочее.

Решение, которое предлагает компания МОХА используется повсеместно и во многих отраслях, но в основном за границей. Аппаратура МОХА имеет тысячи разновидностей. Компания поставляет рынок широкий спектр оборудования от ведущих производителей интеллектуальных промышленных систем: коммуникационное оборудование, защищенные ноутбуки, промышленные компьютеры и комплектующие, контроллеры и оборудование для АСУТП – все необходимые компоненты для построения систем промышленной автоматизации.

2 информационная модель

Электровоз представляет собой локомотив, приводимый в движение тяговыми электродвигателями, получающими энергию через контактную сеть от энергосистем.

Конструкция каждого электровоза должна обеспечивать безопасность движения по рельсовым путям при максимальных допустимых скоростях и ведение составов установленной массы.

Электровоз состоит из механической части, пневматического и электрического оборудования.

Механическую часть составляют кузов и тележки. Кузов опирается через опоры на рамы тележек, а они в свою очередь через систему рессорного подвешивания и буксы на колесные пары. Тележки оборудованы рычажно-тормозной передачей и пневматическими приборами, необходимыми для приведения ее в действие, а также устройством для подвески тяговых двигателей и передачи их вращающих моментов на колесные пары.

Электрическое оборудование состоит из тяговых двигателей, преобразователей и трансформатора, вспомогательных машин (мотор-компрессоров, мотор-вентиляторов, генераторов управления, мотор-генераторов, мотор-насосов и преобразователей фаз), электрической аппаратуры.

Пневматическое оборудование включает в себя компрессоры, воздушные резервуары, клапаны, краны машиниста, реле давления, краны концевые, разобщительные, двойной тяги, трехходовые, пневматические блокировки, соединительные рукава, манометры и другие вспомогательные аппараты.

Для создания информационной модели электровоза мною использовалась обобщенная модель (А-схема). Обобщенный подход базируется на понятии агрегативной системы (от англ., aggregate system), представляющей собой формальную схему общего вида, которую будем называть А-схемой. Этот подход позволяет описывать поведение непрерывных и дискретных, детерминированных и стохастических систем.

А-схема должна выпол­нять несколько функций:

являться адекватным математическим описанием объекта моделирования;

позволять в упрощенном варианте (для част­ных случаев) проводить аналитические исследования.

Составленная информационная модель содержит различные блоки. Каждый блок имеет свой идентификационный номер, который в свою очередь характеризует элемент электровоза см. плакат 4.

Первый блок, который использовался был «Контактная сеть» см. рисунок 2.2.

Рисунок 2.2 – Блок «Контактная сеть»

Выходной сигнал это напряжение контактной сети значением 25 килоВольт

Далее, использовались блоки представленные на рисунке 2.3.

Рисунок 2.3 – Блок «Крышевое оборудование»

Входные сигналы:

• в вход 2.13.3 приходит управляющее воздействие с цепи управления токоприемником;

• в блок 2.1.1 приходит воздействие блока «контактная сеть»;

• в 3.14 приходит воздействие с блока 3.2.2 описанным ниже, который отвечает за поднятие токоприемника;

• выходной сигнал 2.1.4 передает сигнал на тяговый трансформатор - напряжение;

  • затем использовались блоки изображенные на рисунке 2.4.

Рисунок 2.4 – Блок «Тяговый трансформатор»

Входной сигнал это напряжение подаваемое на первичную обмотку трансформатора.

А выходной сигнал это выходное напряжение с вторичной обмотки трансформатора на выпрямительно-инверторный преобразователь, а также для питания вспомогательных машин.

Блок представленный на рисунке 2.5 это выпрямительно-инверторный преобразователь.

Рисунок 2.5 – Блок «Выпрямительно-инверторный преобразователь»

Блок 2.5.3 имеет следующие входные сигналы:

• блок 2.13.1 принимает напряжение с вторичной обмотки трансформатора;

• блок 2.13.3 принимает управляющее воздействие с цепи управления выпрямительно-инверторным преобразователем;

Выходной сигнал передается на блок силовых аппаратов для дальнейшей обработки сигнала.

Далее, использовались блоки представленные на рис. 2.6.

Рисунок 2.6 – Блок «Блок силовых аппаратов»

Входные сигналы:

• 2.13.1 – силовые провода по которым передаются напряжение для работы блока силовых аппаратов;

• 3.14 – воздуховод для срабатывания контакторов и быстродействующих выключателей.

Выходные сигналы:

• 2.3.1 – защита тягового двигателя от кругового огня;

• 2.3.2 – пневматические контактора, предназначены для корректной работы двигателя;

• 2.3.6 – ослабление поля на электродвигателях;

Блок представленный на рисунке 2.7 – это тяговый электродвигатель.

Рисунок 2.7 – Блок «Тяговый электродвигатель»

Входные сигнала с блока представленного выше, предназначенные для корректной работы электродвигателя.

Выходной сигнал идет с якоря двигателя для передачи на колесную пару вращающего момента.

Далее мною использовался блок представленный на рисунке 2.8.

Рисунок 2.8 – Блок «Колесная пара»

Входные сигналы:

• с тягового двигателя через блок 1.6 передается вращающий момент;

• блок 3.6.1 – это тормозные цилиндры, для торможения локомотива;

• выходной сигнал это момент который движет локомотив.

Следующий блок представлен на рисунке 2.9.

Рисунок 2.9 – Блок «Путь»

Входной сигнал – это момент передаваемый с колесной пары момент. Путь это конечный элемент информационной модели. Ниже представлены элементы сопутствующие корректной работы локомотива.

Блок представленный на рисунке 2.10 – это аппарат управления.

Рисунок 2.10 – Блок «Аппарат управления»

Входной сигнал 2.13.2 – это питание аппаратов управления от аккумуляторной батареи.

Выходные сигналы:

• 2.6.1 – контроллер машиниста для управления локомотива;

• 3.4 – кран машиниста для торможения локомотива.

Следующий блок представлен на рисунке 2.11.

Рисунок 2.11 – Блок «Цепи управления»

Входные сигналы:

• 2.13.3 – входной сигнал с аппарата управления;

• 2.13.2 – питание цепей управления.

Выходные сигналы:

• 2.4.1 – цепь управления преобразователями;

• 2.4.2 – цепь управления токоприемником;

• 2.4.3 – цепь управления вспомогательными машинами.

Далее использовался блок представленный на рисунке 2.12.

Рисунок 2.12 – Блок «Вспомогательные машины»

Входные сигналы:

• 2.13.2 – питание от аккумуляторной батареи;

• 2.13.1 – питание от вторичной обмотки трансформатора;

• 2.13.3 – цепь управления.

Выходные сигналы:

• 2.8.1 – мотор-компрессоры для питания пневматического оборудования;

• 2.8.4 – генераторы для питания аккумуляторной батареи.

Далее рассмотрю рисунок 2.13.

Рисунок 2.13 – Блок «Аккумуляторная батарея»

Входной сигнал напряжение от генератора.

Выходной сигнал напряжение для питания различных цепей.

Блок представленный на рисунке 2.14 – это пневматическое оборудование.

Рисунок 2.14 – Блок «Пневматическое оборудование»

Входные сигналы:

• 3.14(1) – трубопровод по которому идет управление тормозами от крана машиниста;

• 3.14(2) – трубопровод по которому идет питание оборудования от мотор-компрессора.

Рассмотрим оператор сопряжения для информационной модели таблица 2.1.

В качестве элемента A–схемы выступает агрегат A, а связь между агрегатами (внутри системы и с внешней средой) осуществляется с помощью оператора сопряжения R элементов в A–схеме. Оператор R, сопоставляющий входному контакту X_i выходной контакт Y_i схемы, называется оператором сопряжения элементов (агрегатов) в информационной модели представленной А-схемой.

Таблица 2.1 – Сопряжения для информационной модели

n		0	2.1	2.2	2.5.3	2.3	2.7	1.14
i	4.1	2.1, 2.1.1
	2.13.3		2.4, 2.4.2		2.4, 2.4.1
	2.1.1		0, 4.1
	3.14		3, 3.2.2			3, 3.2.2
	2.2.1			2.1, 2.1.4
	2.13.1				2.2, 2.2.2	2.5.3, 2.13.1	2.3, 2.3.1
	2.13.1						2.3, 2.3.2
	2.3.1
	2.3.2
	4.2	1.14, 4.3
	2.13.2
	2.13.1						2.3, 2.3.6
	1.6							2.7, 1.6
	3.6.1							3, 3.6
	3.14

Такая общая информационная модель электровоза, а теперь конкретней рассмотрим информационную модель вспомогательных машин см. плакат 5. Блоки использовались те же самые. Рассмотрим оператор сопряжения для А-схемы структура, которой представлена в таблице 2.2.