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

Текст из файла (страница 5)

Структурная схема МПЦ-Е для станции В представлена на листе 4 графического материала.

2.8 Центральное процессорное устройство системы

2.8.1 Компьютер централизации, его функции и аппаратные

средства

Основой МПЦ на базе Ebilock-950 R3 является ЦПУ, состоящее из двух равноправных КЦ, один из которых постоянно находится в горячем резерве, объединенны в 19-дюймовый блок (сабрек). В состав процессорного блока входят модули питания (PSM), дисковый и сетевой (DEM), центрального процессора (CPM), ввода-вывода (IOM). Модули устанавливаются парами соответственно сновному и резервному комплекту. Обмен информацией между центральным процессором и объектными контроллерами осуществляется через концентраторы, подключенные к модулю IOM компьютера через петли связи, а обмен между компьютером и концентраторами производится последовательной подачей.

Модуль питания формирует напряжение для функционирования ЦПУ: +5 В (10 А); +12 В (30 А); -12 В (0,5 А), обеспечивает защиту от короткого замыкания, индикацию пропадания выходного напряжения, сохранение в течение 30 мс выходного напряжения при пропадании входного.

Дисковый и сетевой модуль состоит из двух отдельных подсистем: сетевого интерфейса и жесткого диска. Подсистема сетевого интерфейса предназначена для подключения КЦ к раз­личным внешним устройствам, например к АРМ ШН, а на этапе разработки - к общей сети предприятия. Подсистема жесткого диска содержит SCSI-контроллер, внутренний жесткий диск и внешний SCSI-разъем, к которому можно подключить до пяти различных SCSI-совместимых устройств, например жесткие диски, CD-устройства и т.д.

Модули левой и правой части КЦ соединяются пассивной соединительной платой, которая также распределяет питание. В модуле центрального процессора (ЦП) располагаются два отдельных безопасных процессора FSPU-A и FSPU-B. Каждый FSPU имеет собственный микропроцессор, память и высокоскоростной двунаправленный канал позволяющие передавать обработанные данные своему аналогу в резервной системе. Различные версии алгоритма работы (А и В программы) гарантируют корректное выполнение зависимостей в системе централизации.

Обработка логики ЭЦ в FSPU-A и FSPU-B происходит циклически примерно за 0,3 с. В течение цикла происходят следующие события: сбор информации о состоянии всех станционных объектов; сравнение входных данных А и В; данные о зависимостях обрабатываются двумя различными программами; формируются команды на ОК; выходные данные сравниваются на соответствие; информация о состоянии объектов передается непосредственно на АРМ.

Структура аппаратных средств компьютера централизации МПЦ -Е представлена на рисунке 2.1

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 2.1 ­– Структура аппаратных средств компьютера централизации МПЦ Ebilock-950

Коммуникационный блок - Communication Unit (COU) – формирует соединение SPU с АРМ ДСП и концентраторами петель связи. В качестве коммуникационного используется широко распространённый протокол HDLC, на физическом уровне - протокол V.24. АРМ ДСП и АРМ ШН для взаимодействия с КЦ использую протокол Ethernet.

Модуль ввода-вывода – Input/Output Module (IOM) обеспечивает соединение с ОК. Для этого в каждый модуль входят:

• интерфейс RS232;

• два возможных типа порта для обеспечения связи с концентраторами, которые могут быть установлены на одном модуле IOM;

• внутреннее соединение для чтения (записи) данных с модулем СРМ.

В зависимости от количества напольного оборудования в каждом модуле может быть максимально четыре порта, а в каждой половине КЦ - по три модуля IOМ. Количество модулей IOМ в левой поло­вине КЦ должно быть равнозначно количеству IOM, установленных в правой половине.

2.8.2 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 представляет собой совокупность правил управления различными устройствами на основе поступающей информации и действий ДСП. В эти правила входят также функции передачи информации для воспроизведения состояний путевых объектов на мониторе АРМ ДСП.

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

В систему программного обеспечения 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;

• текстовой программы.

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.

2.9 Система объектных контроллеров

2.9.1 Общие сведения

СОК является интерфейсом к объектам IPU (обмотки и контакты реле, лампы светофоров, стрелочные приводы и так далее), соединяя их петлей связи с устройствами контроля передачи – портами модулей КЦ и плат концентратора связи (КС).

КС является промежуточным передаточным звеном через петлю связи между КЦ – портом IOM – и ОК, может поддерживать связь с восемью ОК и использоваться для усиления и восстановления сигналов, но без подключения ОК. КЦ взаимодействуя с (КС) передает информацию с одной стороны петли и контролирует с другой. КС является структурно избыточным устройством и обеспечивает непрерывную передачу информации при отказах в системе. В случае неисправностей КЦ изолирует отказавший КС или поврежденный участок, перестраивая петлю связи и взаимодействует с другими КС с работоспособной стороны петли.

Конфигурация стандартной петли связи и ее перестроение при обрыве изображены на рисунке 2.2.

Рисунок 2.2­ – Конфигурация стандартной петли связи (а) и ее перестроение при обрыве (б)

Требования безопасности при передаче телеграмм обеспечиваются КЦ и ОК. Высокая степень защиты данных от искажений достигается большой информационной избыточностью в сообщениях-приказах и сообщениях-статусах.

Управляющие сообщения, представляющие собой битовую последовательность генерирует КЦ и передает определенному ОК для управления объектом IPU. Сообщения о состоянии этого объекта генерирует ОК для передачи данных КЦ.

Для обеспечения безопасности МПЦ - Е все сообщения приказов и состояний дублируются генерированием сообщений отдельными программами А и Б. В дополнение каждому сообщению присваивается уникальный адрес, ссылочный тип, метка времени и избыточными данными.

Перед передачей информации с КЦ в петлю связи сообщения могут быть объединены в одну телеграмму. После приема она распаковывается и анализируется портом связи IOM со стороны КЦ и КС со стороны СОК. Далее КС передает распакованную информацию соответствующим ОК. Если сообщения программы А и Б имеют различия весь приказ для соответствующего ОК отвергается и КЦ информирует об ошибке с указани ем причины несоответствия.

СОК оборудована расширенной системой самотестирования и диагностики. В случае когда обнаруженный отказ нарушает безопасность работы устройств, соответствующий ОК будет остановлен и контролируемые им объекты IPU принимают безопасное состояние.

ОК представляет собой набор печатных плат для ввода, вывода и обработки информации в соответствии с характеристиками IPU.

Процессорная плата управления и контроля Controller and Contact Monitoring board (ССМ-Е) является основой ОК, она обеспечивает контроль состояния контактов по четырем безопасным каналам. Так же имеется шесть каналов неответственного вывода данных и два канала неответственного ввода данных. Программное обеспечение платы ССМ формирует функции управления соответствующим устройствам СЦБ.

2.9.2 Конструктивное исполнение

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 6, 7 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 7 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 1-го 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 2.3).

В стативе размещаются следующие устройства:

• полки с электронными платами ОК и концентраторов, 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 концентратор;

• PSU-72 - источник питания ОК и КС;

• PSU-410 - источник питания светофоров;

• PSU-151 – источник питания стрелок;

• на месте полок могут устанавливаться источники питания на польного оборудования (стрелки, сигналы, релейное обору- дование);

• DIN-рейки для предохранителей, автовыключателей;

• DIN-рейки для клемм подключения монтажных проводов;

• полка с вентиляторами.

Рисунок 2.3 - Статив с объектными контроллерами

Необходимые внутренние соединения между отдельными платами осуществляются с помощью печатного монтажа, выполненного на задней стенке полки. Позиции в каждой группе, кроме этого, имеют необходимые соединения с КЦ. Эти посадочные места предназначены для установки процессорных модулей ОК - плат управления и контроля ССМ-Е. Пример размещения объектных контроллеров на полке изображен на рисунке 2.4.

Рисунок 2.4 - Пример размещения объектных контроллеров на полке

Для настройки ОК в соответствии с проектом для конкретной станции применяются микропереключатели. Они расположены на задней стенке полки. Микропереключатели используются для установки типа и адреса каждого ОК.

Кроме этого, применяются специальные ключи-маркеры для модулей и кабелей. Все необходимые соединения между ОК и напольным оборудованием выполняются кабелями. Они подключаются через передние разъемы плат. Интерфейсные модули монтируются на печатных платах и устанавливаются на полках для ОК.

2.9.3 Сигнальный объектный контроллер

Сигнальный контроллер включает в себя плату ССМ и одну, либо две платы LMP в зависимости от типа светофора или маршрутного указателя. Плата ССМ-Е содержит постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) с программой работы данного контроллера. В плате LMP содержатся выходы, к которым подключаются обмотки сигнальных трансформаторов.

На входы платы ССМ подключаются контакты реле малоответственных схем, например индикации, так как ОК периодически перезапускается и состояние контактов кратковременно не контролируется.

Плата LMP содержит безопасные реле, которые в случае потери связи контроллера с КЦ или обнаружения неисправностей платы обесточиваются. В этом состоянии безопасные реле коммутируют напряжение питания с входа платы LMP прямо на запрещающие выходы. Поэтому эти выходы закреплены для использования под запрещающие показания.

Сигнальный ОК может обеспечивать работу светофора в режимах «день», «ночь» и «двойное снижение напряжения». Переключение режимов «день» и «ночь» осуществляется внутри платы LMP, при получении соответствующего приказа. Переключение в режим «ДСН» осуществляется при помощи внешних реле, коммутирующих напряжение питания сигналов.

Сигнальный контроллер определяет, то какой тип сигнала подключен к его выходам по индивидуализации, настраиваемой с помощью DIP-переключателей, расположенных на задней панели полки ОК.

2.9.4 Стрелочный объектный контроллер

Стрелочный ОК состоит из платы ССМ и одной или двух плат МОТ1. Каждая плата МОТ1 предназначена для управления одним стрелочным электроприводом переменного тока. В системе МПЦ - Е применяется семипроводная схема включения стрелки, в которой рабочая цепь состоит из 3 проводов, а контрольная из 4 проводов.

Плата ССМ содержит программируемое ПЗУ, с хранящимся на ней описанием работы стрелки. На данной плате для включения контактов путевых реле стрелочных секций и участков пути из 4 безопасных входа используются 2. Также, для подключения контактов реле стрелочного участка в контроллере используются безопасные входы платы МОТ1 (1 вход на плату). Свободные безопасные входы платы ССМ применяются в режимах резервного и местного управления стрелкой.

Плата МОТ1 коммутирует трехфазное питающее напряжение 3x220В в рабочую цепь стрелки при помощи семистора и двух безопасных реле, а также выдаёт в контрольную цепь стрелки переменное напряжение амплитудой 35В, следя за прохождением импульсов в контрольной цепи. Положение стрелки контролируется по полярности и амплитуде импульсов, проходящих в контрольной цепи. Положение стрелки принимается нормальным, если напряжение в контрольной цепи: в жилах Л5-Л7 (плюс на проводе Л5) равно 17-27В и Л4-Л6 равно 30-40В~, положение стрелки принимается переведенным, если напряжение в контрольной цепи: в жилах Л5-Л7 равно 30-40В~ и Л4-Л6 равно 17-27В (плюс на проводе Л6). Изменение направления вращения двигатели достигается изменением чередования фаз в рабочей цепи стрелки.

Схема стрелочных ОК приведена на листе 7 графического материала.

2.9.5 Релейный объектный контроллер

Релейный объектный контроллер содержит плату CCM и до трех плат SRC. Процессорная плата ССМ включает 4 интерфейсных входа, занятость которых зависит от числа контактов, положение которых необходимо контролировать. Если приходится контролировать более четырех контактов, то применяются дополнительные ОК.

К каждой плате SRC могут подключаться до 4-х обмоток интерфейсных реле. Для контроля состояния интерфейсного реле его контакты подключаются на входы платы CCM. На каждый выход платы в случае получения соответствующего приказа выдается напряжение 24В постоянного тока.

2.10 Автоматизированные рабочие места и организация локальной вычислительной сети

Для управления и обслуживания МПЦ неотъемлемой частью в системе являются автоматизированные рабочие места (АРМ) дежурного по станции и дежурного электромеханика, функционирующие в среде программной подсистемы MultiRCOS. Эта подсистема использует модель клиент-сервер и обеспечивает возможность организовать многопользовательскую работу. При этом можно одновременно управлять КЦ одной или нескольких станций. Графический пользовательский интерфейс основан на возможностях операционной системы Microsoft Windows NT.

Обмен информацией организован по сети Ethernet 10BaseT c использованием витой пары или коаксиального кабеля по протоколу TCP/IP или по двум последовательным асинхронным каналам со скоростью 4800 - 38400 бод. Сейчас все АРМ и КЦ объединяются локальной вычислительной сетью (ЛВС) Ethernet с помощью разъемы RS232 системных модулей и разъемов BNC плат DEM КЦ, так же между собой соединяются КЦ1 и КЦ2. В шкафу КЦ для формирования ЛВС устанавливаются два концентратора с разъемами BNC, к которым коаксиальным кабелем подключаются правая и левая платы DEM.

Для подключения в одном здании АРМ на расстоянии до 100 м используется экранированная витая пара, в разных зданиях на расстоянии до 6 км используются модемы, соединенные кабелем парной скрутки марки ТПП, ТЗГ, МКС. Так же предусмотрено подключение удаленных АРМ по волоконно-оптическим линиям связи с применением оптических модемов.

Характеристики

Список файлов ВКР