Пояснительная записка (1198557), страница 5

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 5)

Структура аппаратных средств КЦ МПЦ-Е представлена на рисунке 2.4.

Сервисное процессорное устройство – Service Processing Unit (SPU) – выполняет все асинхронные функции, например, по вводу/выводу данных и команд. Работа устройства происходит под управлением UNIX-совместимой операционной системы реального времени DNIX. С помощью синхроимпульсов организуется работа с резервным процессорным блоком и с блоками защиты от сбоя.

Рисунок 2.4 – Структура аппаратных средств КЦ

2.4.2 Программное обеспечение компьютера централизации

Прикладное программное обеспечение (ПО) создается с учетом основных функций МПЦ-Е и учитывает особенности каждой станции, перегона и объектов. Логические функции безопасности по установке, замыканию, контролю и размыканию маршрутов выполняются аппаратно-программными средствами КЦ. Программная логика КЦ – это совокупность правил управления различными устройствами, основой которых является поступающая информация от ДСП, а также функции передачи информации для воспроизведения состояний путевых объектов на мониторе АРМ ДСП.

Программа логики КЦ разработана на специализированном языке Sternol, который является интеллектуальной собственностью фирмы «Бомбардье Транспортейшн» и адаптирован для описания различных зависимостей и функций централизации. Основа языка Sternol – это переменные, которые имеют некоторое число внутренних состояний и свод правил, по которым каждой из переменных присваивается то или иное состояние.

В систему ПО включены следующие программы: программа слежения и координирования; программа взаимодействия с ОК; программа обработки зависимостей; программа для организации связи с системой управления и отображения; программа, осуществляющая передачу данных системам другого уровня; программа, используемая при управлении командами оператора.

Информация в КЦ о состоянии объектов обновляется каждый программный цикл, составляющий 0,6 секунды. При потере данных для одного или более объектов в течение двух последовательных циклов, состояние объекта устанавливается в соответствии заранее определенным безопасным значением.

1. Система объектных контроллеров

2.5.1 Общие сведения

ОК системы МПЦ-Е, обеспечивающие контроль и управление напольными устройствами централизации, являются полностью электронными и подключаются по бесконтактному интерфейсу к светофорам, стрелкам, переездам, РЦ, системам счета осей и др.. Бесконтактный интерфейс позволяет регулировать электроснабжение объекта таким образом, что напряжение всегда подается в момент нулевой фазы, следовательно, исключаются скачки токов и напряжений, вызываемые коммутацией. Все ОК оборудованы встроенными средствами диагностики, которые помогают быстро обнаруживать сбои в работе и неисправности напольного оборудования.

Каждый ОК управляет несколькими напольными устройствами и располагаться централизованно в помещении с ЦПУ или децентрализованно – в непосредственной близости от управляемых напольных устройств. При децентрализованном размещении ОК минимизируется потребность в сигнальном кабеле, что снижает влияние внешних факторов, риск возникновения индуцированных токов, вызывающих помехи в работе сигнальных устройств. Максимальное расстояние между ОК и КЦ определяется типом оборудования передачи данных и может достигать сотен километров.

Обмен информацией между ОК и КЦ осуществляется с использованием стандартных сетевых технологий (Ethernet 10Base-T, 100Base-T) и протокола UDP/IP.

Система ОК поддерживает два интерфейса: с КЦ и напольными устройствами. Основными компонентами системы являются: петля связи между КЦ и КС, канал связи КС с ОК, кабели от ОК к напольному оборудованию. Требования по безопасности при передаче телеграмм обеспечиваются КЦ и ОК.

Петля связи используется для передачи данных между модулем ввода-вывода IOM и КС. Физической основой петли является телекоммуникационный четырехпроводный кабель, который подключается к внутренним модемам. Обычно КЦ взаимодействует с КС – передаёт информацию с одной стороны петли и контролирует её с другой. Если происходит повреждение кабеля, КЦ автоматически изолирует его поврежденный участок, не прерывая передачи информации по работоспособной части петли, тем самым обеспечивая связь с КС, с обеих сторон петли.

КС является промежуточным передаточным звеном между модулем ввода-вывода КЦ и ОК. Он используется для регенерации сигналов, если расстояние между двумя КС достаточно большое. КС является «прозрачным» устройством для КЦ и ОК – не участвует в преобразовании информации, только транслирует управляющие и информационные телеграммы. В связи с этим к нему не предъявляются требования по безопасности.

ОК – это устройство, которое осуществляет контроль и управление специфичным напольным оборудованием. Каждый ОК может управлять и контролировать один или несколько напольных объектов, в зависимости от их типа. Для этого используется микропроцессор со специальной программой. ОК от КС принимают приказы и преобразуют их в электрические сигналы, которые управляют напольными устройствами. Аналогичным образом сигналы, принятые от напольного оборудования, преобразуются в телеграммы его состояния и через КС передаются в КЦ. Отказы в ОК приводят к изоляции соответствующего подключенного напольного оборудования. При этом данная ситуация обрабатывается безопасным образом. ОК делятся на следующие типы:

• сигнальный;

• стрелочный;

• релейный.

2.5.2 Сигнальный объектный контроллер

Сигнальный ОК управляет сигнальными показаниями и контролирует состояние ССС, при этом обеспечивая:

• снижение сигнальных показаний. Включение более запрещающего сигнального показания вместо требуемого, в случае обнаружения неисправности, которые необходимы для его отображения;

• «мягкое» включение ССС;

• регулировка уровня яркости ССС. Выходное напряжение может быть между двумя различными уровнями: «высокий» и «низкий» , в зависимости от необходимой яркости свечения (например: «день»/«ночь»);

• мигающие сигнальные показания. Возможность отображения сигнальных показаний с мигающим состоянием;

• обнаружение ошибок заземления.

Вместо ламп накаливания в проекте использованы ССС производства ЗАО «Транс-Сигнал». Мощность одной ССС для всех светофоров – не более 15 Вт. Приказы от КП через КС поступают к ОК.

В зависимости от того, какое показание необходимо обеспечить на данном светофоре, к ОК могут быть посланы различные приказы, активизирующие различные выходы платы LMP данного контроллера, и включающие соответствующие данному приказу светодиодные головки.

Сообщения статуса от ОК к КЦ посылаются непрерывно, совместно с приказами. Сообщения статуса могут быть различными по составу, в зависимости от состояния ОК. Снижение показаний происходит автоматически, в соответствии с логикой работы ОК.

ССС устанавливаются на поле, с внутренней стороны светофорной головки, взамен сигнальной лампы, светофильтра и линзового комплекта.

В качестве платы мониторинга контроллера и контактов реле применяется плата ССМ-Е. Принимая во внимание то, что плата LMP оборудована 2 запрещающими и 4 разрешающими выходами, контроллер может быть оборудован как одной, так и двумя платами LMP, в зависимости от индивидуализации, которая в свою очередь определяется типом сигнала, подключаемого к ОК.

Рекомендуется подавать питание: для светофоров – с источников PSU-161, или PSU-330, для логики ОК – с источника PSU-71 или PSU-72.

Номинальное напряжение на выходах ОК для управления ССС составляет 220-260 В переменного тока, 50 Гц, и подаётся с контроллера непосредственно на первичную обмотку СТ.

В случае, если ток, протекающий через ССС в заданном режиме горения (день, ночь) превышает верхний предел, либо же нижнего предела – сигнальное показание снижается на более запрещающее и выдаётся сообщение о неисправности. При появлении любого из этих сообщений, ОК автоматически переключает сигнальное показание на более запрещающее.

Следует отметить, что ОК проводит измерения уходящего и приходящего первичного тока каждой горящей ССС. Если разность уходящего и приходящего токов будет превышать 10% (например, при замыкании двух жил разных ССС), ОК выдаёт ошибку, «разность токов выходит за допустимые пределы», ОК перезапускается, сигнальное показание переключается на запрещающее.

Запрещающие (стоповые) выходы используются для запрещающих огней и на аппаратном уровне зарезервированы для подачи на них напряжения в случае нештатной ситуации (перезагрузки или выключения контроллера, потери связи с центральным процессором и т.п.). Разрешающие выходы на аппаратном уровне защищены от подачи на них напряжения в случае нештатной ситуации и работают только в случае корректного функционирования системы.

2.5.3 Стрелочный объектный контроллер

Основные функции стрелочного ОК: определение состояния стрелки; управление электродвигателем стрелочного электропривода в соответствии с командами КЦ при централизованном управлении или состоянием кнопок местного управления в соответствующем режиме; контроль состояния стрелочных замков (контроль состояния внешних замков стрелочного привода или замков стрелок с ручным управлением).

Стрелочный ОК поддерживает использование электродвигателей для стрелочных электроприводов: постоянного тока, однофазного переменного тока, трехфазного переменного тока.

Электродвигатель стрелочного электропривода подключается к ОК, что исключает необходимость применения дополнительных устройств. Выходы ОК не предназначены для продолжительной работы. Возможно кратковременное прерывание операции перевода стрелки в случае перегрузки выхода.

Напряжение будет отключено от электродвигателя для предотвращения возможности его дальнейшего вращения и защиты от повреждения в том случае, если операция перевода стрелки не будет завершена в течение предопределенного периода времени.

Стрелочный ОК позволяет управлять несколькими электроприводами. Система централизации рассматривает многоприводные стрелки, как один логический объект, а СОК управляет каждым из стрелочных приводов отдельно. Стрелочный ОК может оперировать не более чем с двумя стрелочными электроприводами, которые объединены в один логический объект.

Для каждого управляющего выхода предусматривается индивидуальная временная задержка, так как одновременный запуск нескольких электродвигателей стрелочных электроприводов может стать причиной увеличения потребляемого тока, для каждого управляющего выхода предусматривается индивидуальная временная задержка.

В случае механических повреждений стрелочного перевода, приведших к невозможности работы одного из электродвигателей логического стрелочного перевода, все электроприводы будут отключены с целью сохранения работоспособности остальных компонентов стрелочных переводов.

СОК переключается в различные режимы управления стрелкой. В режиме центрального управления стрелка управляется и контролируется КЦ. Переход на местное управление стрелкой выполняется по команде КЦ. В режиме местного управления стрелка управляется при помощи соответствующих кнопок. КЦ контролирует ее состояние. В режиме местного управления ОК отвергает все команды от КЦ на перевод стрелки, пока она не будет возвращена на центральное управление.

Стрелочный ОК состоит из платы одной платы ССМ и одной либо двух плат МОТ1. Плата МОТ1 предназначена для управления одним стрелочным приводом. В системе МПЦ-Е применяется семипроводная схема включения стрелки, где 3 провода используются как рабочие цепи, и 4 провода – как контрольные. Плата ССМ содержит программируемое запоминающее устройство, где хранится опи­сание работы стрелки.

В стрелочном ОК исполь­зуются лишь два безопасных входа на плате ССМ из четырех. Также для подключения контактов реле используются безо­пасные входы платы МОТ1 (1 вход на плату). Не задействованные безопас­ные входы платы ССМ используются в стрелочном ОК для работы со стрелкой в режиме местного и резервного управления.

Плата МОТ1 коммутирует 3-х фазное питающее напряжение 3 220 В в рабочую цепь стрелки при помощи семистора и двух безопасных реле, а так­же выдает в контрольную цепь стрелки переменное напряжение амплиту­дой 35В, следя за прохождением импульсов в контрольной цепи. Положение стрелки контролируется по полярности и амплитуде импульсов, которые проходя­т в контрольной цепи. Положение стрелки принимается плюсовым, если напряжение в контрольной цепи: в жилах Л5-Л7 равно 17-27 В постоянного тока (+ на Л5) и Л4-Л6 равно 30-40 В переменного тока; положение стрелки принимается минусовым, если напряжение в контрольной цепи: в жилах Л5-Л7 равно 30-40 В переменного тока и Л4-Л6 равно 17-27 В постоянного тока (+ на Л6).

Изменение направления вращения двигатели достигается изменением че­редования фаз в рабочей цепи стрелки.

2.5.4 Релейный объектный контроллер

ОК безопасного ввода и вывода обеспечивает управление выходным напряжением, также контролирует состояния контактов схем и управляет реле первого класса надежности.

ОК неответственного ввода и вывода обеспечивает управление выходным напряжением для схем и устройств, не предъявляющих специальных требований по безопасности. Типичными примерами различного применения этого типа ОК является построение систем обогрева и обдува стрелок.

Задачей контроля состояния РЦ является определение их свободности и занятости. В случае проследования короткого подвижного состава через короткую РЦ вводится определенная временная задержка на изменение состояния с занятого на свободное.

Для предотвращения нежелательного кратковременного изменения состояния контактов можно использовать определенное время диагностики состояния контактов реле.

Основная задача функции контроля состояния контактов – достоверное определение состояния различного типа релейных интерфейсов, а также устройств (стрелки, контакты реле, специальные ключи, кнопки). Она решается для безопасного определения состояния контактов и для случая неответственных приложений.

Релейный ОК состоит из платы ССМ, одной, двух или трёх плат SRC. Также может состоять из одной платы ССМ. К каждой плате SRC могут подключаться до 4 обмоток интерфейсных реле. На каждый выход платы SRC в случае получения соот­ветствующего приказа выдаётся напряжение 24 В постоянного тока. Релей­ный контроллер, состоящий из одной платы ССМ, содержит 4 безопасных входа.

2.5.5 Размещение объектных контроллеров

В системе ОК используются следующие типы коммутационных плат:

• LMP (LaMP control board) – коммутационная плата сигнального ОК. Используется для управления сигналами и маршрутными указателями. Каждая может управлять и контролировать до шести светодиодных оптических систем (две системы для запрещающих показаний и четыре для разрешающих). Эта плата изображена на листах 3, 4 графического материала;

• МОТ1 (MOTor control board) – коммутационная плата стрелочного ОК. Служит для управления стрелочными электроприводами переменного тока. Один ОК может управлять максимум двумя стрелочными электроприводами. Данная платы для одиночной и спаренной стрелок показана на 4 листе графического материала;

• ОСТ (OCTopus) – служит для обеспечения взаимодействия между ОК и КС, а также для разводки питания внутри полки, необходимого для работы ОК. Так же ОСТ применяется при необходимости для соединения концентратора с ОК на соседних полках;

• SRC (Safety Relay Control board) – коммутационная плата релейного ОК. Применяется для безопасного управления реле первого класса надежности. ОК, оснащенный такими платами, может управлять максимум 12 реле. Примерами использования такого ОК могут быть интерфейсы с релейными устройствами (АБ, САУТ, входные светофоры и так далее).

Все устройства устанавливаются на типовую 19-ти дюймовую стойку, помещенную в статив ОК (рисунок 2.5)

В стативе размещаются следующие устройства:

• полки с электронными платами ОК и КС, а также рамы со штепсельными разъемами и направляющими для установки электронных плат контроллеров и концентраторов являются типовыми и выполняются заводом. На одной полке может быть установлено до 4-х ОК и один КС;

• PSU-72 – источник питания ОК и КС;

• PSU-410 – источник питания светофоров;

• PSU-151 – источник питания стрелок;

• на месте полок могут устанавливаться источники питания напольного оборудования (стрелки, сигналы, релейное оборудование);

• DIN-рейки для предохранителей, автовыключателей;

• DIN-рейки для клемм подключения монтажных проводов;

• полка с вентиляторами.

Характеристики

Список файлов ВКР