Микропроцессорный комплекс автоматизированной сортировочной горки

Микропроцессорный комплекс

автоматизированной сортировочной горки

Основное назначение

Основным назначением системы автоматизированного расформирования составов (АРС) является:

1. улучшение качества расформирования составов,
2. повышение коэффициента использования путей сортировочного парка,
3. улучшения условий и безопасности труда,
4. повышение оперативности и более высокий уровень культуры управления процессом расформирования составов,
5. повышение производительности сортировочной станции в целом.

Указанные цели достигаются путем применения более современного (по сравнению с системой АРС-ГТСС применявшейся ранее) алгоритма регулирования скатывания отцепов с помощью более прогрессивной техники, увеличения объема информации получаемой оперативным персоналом и сокращением общего количества постовой техники.

Основные функции системы

Система АРС выполняет следующие основные функции:

1. обработка директив оперативного персонала,
2. слежение за движением отцепа,
3. расчет весовой категории отцепа,
4. управление интервальной тормозной позицией,
5. управление прицельной тормозной позицией,
6. ввод-вывод оперативной информации.

Рекомендуемые материалы

Состав системы

Система состоит из напольного и постового оборудования (рис1).

 В состав напольного оборудования входят:

1. механический и электронный весомеры – 2шт,
2. фотодатчик весомерного участка 1 шт,
3. рельсовые цепи 
4. радиолокационные датчики скорости (ДС  “Альфа”) – 48шт,
5. замедлители КВ и КНП – 49шт,
6. устройство контроля заполнения путей (КЗП) – 1шт.

Постовое оборудование состоит из:

1. типовых шкафов КТС ЛИУС-2   - 4шт,
2. персональной ЭВМ типа “Robotron 1715” – 1шт.
3. кроссовых стативов, в расположенных в подвальном помещении горочного поста,
4. АРМа электромеханика,
5. различные стативы, расположенные в релейных ГАЦ и АРС
6. пульта дежурного по сортировочной горке (ДСПГ).

Элементная база

Элементную базу КТС ЛИУС-2 составляют микросхемы с повышенной степенью интеграции. Основные обрабатывающие и управляющие средства реализованы на микропроцессорном комплекте серии 580. В состав элементной базы КТС ЛИУС-2 также входят микросхемы 555, 564,521 и 573 серий. АРМ электромеханика выполнен с использованием однокристальных ЭВМ 1816ВЕ31 и микросхем 580, 573 и 1533 серий.

Устройство и работа АРС на базе КТС ЛИУС-2

Сортировочная горка имеет три тормозных позиции (ТП) верхняя тормозная позиция (ВТП), средняя тормозная позиция (СТП) и нижняя тормозная позиция (НТП). Первые две тормозных позиции должны обеспечивать интервальное торможение, а третья – прицельное торможения. Для управления этими ТП в релейной АРС установлены три шкафа 101, 102 и103 (Рис1), каждый из которых управляет своей ТП соответственно 1^й,2^й

Рис.1

и 3^ей. В шкафах АРС размещаются функциональные модули “Регуляторы”. Шкаф 101 имеет один регулятор для управления замедлителями ВТП. В шкафу 102 расположены пять регуляторов, каждый из которых управляет торможением отцепов на СТП в одном из пяти пучков. В шкафу 103 расположены пять регуляторов, каждый из которых управляет торможением отцепов 35 замедлителями расположенными на НТП  (Табл1).   

Табл.1

Состав “Регуляторов”.

Регуляторы состоят из набора стандартных модулей и все имеют похожую структуру, и отличаются друг от друга только количеством модулей использующихся для связи с внешними объектами. В состав каждого регулятора входят модули:

ГН 09                                     источник питания

КС 34.03                                модуль ввода дискретных сигналов

КС 35.04-01                           модуль вывода дискретных сигналов

КС 91.41-01 КС 91.41-02      импульсные источники питания 12 Вольт,

КС 32.04                                цифро – аналоговый преобразователь (ЦАП)

КС 52.25                                контроллер связи радиального типа, бит-последовательный.

КС 59.04                                модуль центрального процессора

КС 54.10                                статическое ОЗУ 4Х4 Кбайт (ОЗУ)

КС 54.34 (КC 54.35-01)        перепрограммируемое ПЗУ емкостью 4Х4 Кбайт (ПЗУ)

КС 31.41                                таймер

КС 44.02                                модуль контроля и диагностики

КС 44.04                                элемент контроля и диагностики

ПС                                          модуль преобразования сигналов поступающих от скоростемера и сравнения фактической скорости с заданной.

Все модули регулятора вставляются в каркас, котором установлена кросс-плата с 23 разъемами. Одноименные номера контактов всех разъемов соединены  друг с другом (т.н. “общая шина”). Обмен информацией осуществляется по запросу модуля центрального процессора. Каждому модулю в каркасе присвоен уникальный 8^ми  разрядный адрес и процессор обращаясь по нужному ему адресу может управлять работой модулей.

Назначение модулей.

Модуль ГН 09 – источник питания напряжений. Предназначен для преобразования переменного напряжения 220В в постоянное стабилизированное напряжение +5В, -5В, +12В и -12В. Применяется для питания всех модулей входящих в состав “регулятора”.

Модуль КС 34.03 – преобразует 32 входных сигнала напряжением 12В в двоичный код.  Выдает полученную информацию на общую шину регулятора по запросу центрального процессора. Модули этого типа применяются:

- в шкафу АРС 101 модули применяются для ввода информации о состоянии рельсовых цепей ВТП (реализована функция слежения), ввода информации с весомера и фотодатчика (функция формирования описателя отцепа), ввода сигналов от коммутаторов с пульта ДСПГ (функция обработки директив оперативного персонала) ввода сигналов от модуля УС-2  (функция управления интервальной тормозной позицией) 

- в шкафу АРС 102 модули применяются для ввода информации о состоянии рельсовых цепей СТП (реализована функция слежения), ввода сигналов от коммутаторов с пульта ДСПГ (функция обработки директив оперативного персонала) ввода сигналов от модуля УС-2  (функция управления интервальной тормозной позицией) 

- в шкафу АРС 103 модули применяются для ввода информации о состоянии рельсовых цепей НТП (реализована функция слежения), ввода сигналов от коммутаторов с пульта ДСПГ (функция обработки директив оперативного персонала) ввода сигналов от модуля УС-2  и получения информации от устройства КЗП ГТСС о занятости путей (функция управления прицельной тормозной позицией)

Модуль КС 35.04 – модуль вывода дискретных сигналов. Преобразует двоичный код полученный с общей шины регулятора, в 32 сигнала напряжением 24В.  Модуль управляется командами центрального процессора. Модули этого типа применяются:

- в шкафах АРС 101 модули применяются для вывода сигналов на индикаторные лампы пульта ДСПГ (реализована функция ввода – вывода оперативной информации).

- в шкафу АРС 102 модули применяются для вывода сигналов на индикаторные лампы пульта ДСПГ и для выдачи информации в АРМ АРС(реализована функция ввода – вывода оперативной информации).

- в шкафу АРС 103 модули применяются для вывода сигналов на индикаторные лампы пульта ДСПГ (реализована функция ввода – вывода оперативной информации) и для опроса устройства КЗП ГТСС для получения информации о занятости путей (функция управления прицельной тормозной позицией)

Модули КС 91.41-01 и КС 91.41-02  - импульсные преобразователи напряжения. Преобразуют постоянное напряжение +5В  в напряжение 12В. Используются для задания уровней входных сигналов для модулей КС34.03 (Рис 2)

Рис 2

Модуль КС 32.04 – цифро - аналоговый преобразователь. Преобразует двоичный код, который он получает по общей шине регулятора в постоянное напряжение. Работа ЦАПа осуществляется по командам , которые вырабатывает центральный процессор. Модули этого типа применяются:

- в шкафах 101 и 102 для вывода на пульт ДСПГ информации о расчетной и фактических скоростях отцепа, находящегося на замедлителе той тормозной позиции, которую обслуживает данный “регулятор”.  

- в шкафу 103 модуль выполняет те же функции, что и в шкафах 101 и 102, кроме того он используется для вывода информации о занятости путей. выбор контролируемого пути осуществляет оператор сортировочной горки. ДСПГ (реализована функция ввода – вывода оперативной информации).

 Модуль КС 52.25 – контроллер связи радиального типа, бит-последовательный. Предназначен для обмена информацией между микропроцессорными блоками и сопряжения с ЭВМ  по интерфейсу ИРПС. В АРС используется для передачи информации о весовых характеристиках отцепа между шкафами и ввода корректировок с ПЭВМ “ROBOTRON”.

Модуль КС 59.04 – модуль центрального процессора. Осуществляет взаимодействие между модулями, выполняет функции обработки и записи – чтения информации в соответствии с программой записанной в ПЗУ.

Модуль КС 54.10 –  статическое ОЗУ 4Х4 Кбайт. Предназначен для временного хранения информации, получаемой в результате работы центрального процессора. При пропадании напряжения питания информация в модуле не сохраняется.

 Модуль КС 54.34 (КС54.35-01) -  перепрограммируемое ПЗУ емкостью 4Х4 Кбайт. Предназначен для хранения табличных данных и программы, необходимых для работы центрального процессора.

Модуль КС 31.41 – таймер. Состоит из кварцевого генератора и делителей частоты. Используется для формирования набора частот, необходимых для нормальной работы процессора.

Модуль КС 44.02 – модуль контроля и диагностики. Служит для индикации работы процессора и наличия обмена по каналам связи осуществляющейся через модули КС 52.25. Источником информации служат два семисегментных индикатора, расположенных на лицевой панели блока. Периодическая смена информации ~ 1 раз в секунду означает, что остановки процессора не произошло.

- в шкафу 101 цифра 1-5 высвечиваемая верхним индикатором означат, что идет опрос модуля , отвечающего за связь с соответствующим   “регулятором” шкафа 102, с которым осуществляется обмен. Цифра 6 показывает, что идет опрос модуля отвечающего за связь с ПЭВМ “Robotron”.

- в шкафах 102 и103 верхняя цифра 1-3 означает,  что идет опрос модуля отвечающего за связь с шкафом 101-103 соответственно.

- цифры высвечиваемые нижним индикатором означают 0 – нет связи, 5 – связь есть. ДСПГ (реализована функция ввода – вывода оперативной информации).

Модуль КС 44.04 –  элемент контроля и диагностики. В АРС используется для диагностики отказавших модулей. На лицевой панели модуля расположены  светодиодные индикаторы с помощью которых можно определить адрес модуля не отвечающего на запросы процессора (реализована функция ввода – вывода оперативной информации). Определение отказавшего модуля определяется по 5^и светодиодам объединенных надписью “Д” в соответствии с таблицей Табл. 2

☼ - светодиод горит    ● - светодиод не горит   × - состояние светодиода не имеет значения

Табл 2

Модуль ПС - модуль преобразования сигналов поступающих от датчика скорости и сравнения фактической скорости с заданной. Преобразует частотный сигнал от ДС “Альфа” в цифровой код, по команде от процессора принимает код соответствующий расчетной скорости для данного отцепа, сравнивает расчетную и фактические скорости,  и при необходимости, выдает команду на торможение в модуль УС. (функции управления интервальной и прицельной тормозными позициями) 

Управление замедлителями

Модули, расположенные в шкафу 104 предназначены для управления замедлителя. Всего в шкафу расположено 5 каркасов.

- в первом каркасе установлены модули, управляющие замедлителями первого пучка сортировочной горки

- во втором каркасе установлены модули, управляющие замедлителями ВТП и второго пучка

- в третьем, четвертом и пятом каркасе установлены модули управляющие замедлителями третьего , четвертого и пятого пучка, соответственно.

Управление каждым замедлителем осуществляется с помощью двух модулей УС-1 и УС-2.

Модуль УС-1 –  логическо – информационный. Предназначен для приема сигналов команды управления замедлителями от модулей ПС или с пульта ДСПГ, индицируют ступень торможения (Т1, Т2, Т3, Т4, ОТ), режим торможения (ручной или автоматический) и передают команды на модуль усилителей УС-2.

Модуль УС-2 -  содержит 5 усилителей. Предназначен для приема команд на торможение от модуля УС-1, индикации выполняемой команды, и управления

непосредственно замедлителем.

Автоматизированное рабочее место электромеханика АРС (АРМ ШН АРС).

АРМ ШН АРС предназначен для сбора информации о ходе роспуска, хранения собранной информации и вывода ее электромеханику для анализа работы системы АРС.

Конструктивно АРМ состоит из двух частей:

- шкаф, в котором находятся три каркаса с модулями КТС “Тракт”

- ПЭВМ   IBM -486SX33

Информация с напольных устройств и шкафов АРС поступает в шкаф АРМа, где обрабатывается и передается на ПЭВМ. С помощью ПЭВМ она отображается на экране монитора в удобном для пользователя виде и хранится  ~ 1 месяц.

Сбор дискретной информации ( рельсовые цепи, фотодатчик, контакты весомера, команды торможение (Т), отторможено (ОТ), автоматика (А)) выполняет каркас 1. Для этого внем установлены :

- модули ввода дискретных сигналов (МДВ) – 18 шт. Эти модули преобразуют поступающие на них сигналы  в двоичный код и  передают их процессору по его запросу.

-модуль модуль центрального процессора (МЦП) – 1шт. Организует взаимодействие всех модулей в каркасе

"АНАКСИМЕН" - тут тоже много полезного для Вас.

- модуль контроллера последовательного канала (МКПК) – 1 шт. Предназначен для передачи собранной информации в ПЭВМ по последовательному каналу ИРПС.

Сбор аналоговой информации от ДС «Альфа» осуществляется каркасами 2 и3. Для этого в них установлены:

- модули локального контроллера (МЛК) – 25 шт.   Эти модули преобразуют поступающие на них сигналы  в двоичный код и  передают их процессору по его запросу.

-модули модуль центрального процессора (МЦП) – 2шт. Организуют взаимодействие всех модулей в каркасе

 - модули контроллера последовательного канала (МКПК) – 2 шт. Предназначены для передачи собранной информации в ПЭВМ по последовательному каналу ИРПС.

Вся информация из шкафа АРМа ШН АРС поступает в ПЭВМ по трем последовательным каналам ИРПС. В ПЭВМ она обрабатывается, записывается на жесткий диск. Информация         поступающая на АРМ от напольных устройств не зависит от работы других электронных устройств АРС, что позволяет получать неискаженную информацию о ходе роспуска составов.