БР 13.03.02 ПЗ-12ЭЭ(БТ)ЭА-456 (1223305), страница 4
Текст из файла (страница 4)
Объектные контроллеры монтируются в специальных шкафах, размещённых на территории станции.
Ядром системы является компьютер централизации (КЦ), который проверяет все условия для безопасного движения поездов и с помощью системы объектных контроллеров управляет станционными объектами. Как в любой вычислительной системе в этом компьютере выделяются аппаратная часть (hardware) и программное обеспечение (software).
В её состав входят следующие устройства. Процессорный блок централизации – Interlocking Processing Unit (IPU) – содержит два синхронно работающих процессорных блока централизации: один функционирует в рабочем режиме (on-line), а другой – в резервном (standby). Резервный процессор не влияет на функционирование рабочего, но к нему непрерывно поступает информация со стороны системного программного обеспечения о состоянии рабочего процессора. В случае сбоя рабочего процессора резервный берёт на себя всю обработку информации.
Сервисное процессорное устройство – Service Processing Unit (SPU) – выполняет все асинхронные функции, например, операции по вводу/выводу данных и команд. Работа устройства происходит под управлением UNIX – совместимой операционной системы реального времени DNIX. С помощью синхроимпульсов устройство организует работу с резервным процессорным блоком и с блоками защиты от сбоя.
Коммуникационный блок – Communication Unit (COU) – организует соединение процессорного блока с АРМ ДСП и с концентраторными петлями. В качестве коммуникационного используется широко распространённый протокол HDLC, на физическом уровне – протокол V.24.
Внутри каждого блока IPU находятся по два обособленных друг от друга безопасных процессорных модуля – Fail-Safe Processing Unit FSPU (FSPA, FSPB). Каждый из них выполняет собственную программу (А и В соответственно) по проверке всех зависимостей централизации параллельно с другим. Каждый блок имеет собственный микропроцессор, память и высокоскоростной двунаправленный канал, что позволяет отсылать обработанные данные своему «двойнику» в резервной системе. Разные версии алгоритма работы (А и В программы) обеспечивают корректность выполнения зависимостей в системе централизации.
В случае обнаружения неисправности в работе модуля IPU по каналу Fail-over происходит переключение на резервный процессорный блок.
Каждый блок IPU использует собственную коммуникационную подсистему (COU), подсоединённую к общему интерфейсному адаптеру – Common Interface Adapter (CIA) и служащую для коммуникации с концентраторами и с автоматизированным рабочим местом дежурного по станции.
Автоматизированное рабочее место электромеханика – Field Engineering Unit (FEU) – стыкуется с компьютером централизации по протоколу Ethernet.
Адаптация системы под определённые требования железнодорожной администрации с точки зрения корректной работы централизации состоит в правильном описании логики работы компьютера централизации. Для описания условий работы системы централизации компанией Adtranz создан специальный язык программирования STERNOL, совместимый со всеми версиями системы EBILOCK. Являясь декларативным, он описывает логику централизации. Значения переменных определяют состояние системы. Правила изменения значений переменных описываются по законам булевой алгебры (И, ИЛИ, НЕ). Рассмотрим простейший пример: требуется описать состояние реле R1. Примем, что у переменной R1 значение 1 аналогично состоянию «реле под током», а значение 0 эквивалентно состоянию «реле без тока»:
R1=1, если (R2=1) OR ((R1=1) AND (R3=1)).
Состояние переменной R1 на языке STERNOL показано в графической части проекта (БР 13.03.02 025 001).
Файл, созданный на языке STERNOL, транслируется в машинный код для последующего ввода его в компьютер централизации. Системные программы в целях безопасности работы диверсифицируются, то есть существуют в двух версиях. Каждый вариант написан отдельной группой программистов. Пакет, описывающий логику централизации, существует в одном варианте, но в процессе компиляции создаётся дополнительная версия. Рисунок 2.6 показана структура компьютера централизации.
Каждая программа включает в себя логику централизации (interlocking logic), описывающую все зависимости между станционными объектами, и установочные данные (site data), настраивающие логику под определённую станцию. Для каждого объекта в составе логики описываются возможные вариации (например, стрелка может быть одиночной или спаренной, с автовозвратом или без него).
Рисунок 2.6 - Структура компьютера централизации
Рассматривать работу компьютера централизации лучше всего на взаимодействии трёх основных составляющих блока IPU: SPU, FSPA, FSPB, которые показаны в графической части работы (БР 13.03.02 025 004).
Обработка логики централизации в FSPU происходит циклически. На каждый цикл отводится примерно 0,3 секунды.
Результаты обработки из FSPA и FSPB сравниваются. Процесс сравнивания происходит следующим образом:
- блок FSPA считывает результаты работы программы В из блока FSPB;
- блок FSPB считывает результаты работы программы А из блока FSPA;
- если результаты различны, действие системы прекращается до устранения неисправности;
- если один из модулей FSPU закончит обработку раньше другого, то на время ожидания он перейдёт в состояние отсечки.
Система Ebilock - 950 может контролировать до 100 логических объектов и до 1000 объектов IPU. Максимальное время срабатывания системы 1 секунда. Это время между изменением состояния какого-нибудь из станционных объектов и выдачей приказа на объектный контроллер.
Аппаратные характеристики компьютера централизации следующие: 3 процессора Motorola МС68030 с тактовой частотой 32 МГц, под FSPA и FSPB отводится по 4 МВ памяти, а под SPU – 8 МВ.
2.4 Автоматизированные рабочие места
Унифицированное Автоматизированное Рабочее Место (АРМ) выполнено на базе персонального компьютера в промышленном исполнении с одним или несколькими мониторами, пыле-влагозащишенной клавиатурой, оптическим манипулятором типа «мышь» и другими дополнительными интерфейсными платами и устройствами (принтером, модемом). Кроме этого в комплект каждого АРМа входит корпус системного блока с блоком питания и дополнительными вентиляторами с воздушными фильтрами, материнская плата с процессором Celeron, память SDRAM 128Мб,HDD, CD-ROM, FDD.
Автоматизированные рабочие места предназначены для:
АРМ ДСП – рабочее место дежурного по станции, предназначено для управления станцией. Только с этого АРМа можно подавать команды управления объектами централизации (стрелками, светофорами, интерфейсными реле и др.);
АРМ ШН - рабочее место электромеханика, предназначено для контроля над состоянием объектных контроллеров, концентраторов, центрального процессора, источников бесперебойного питания и напольного оборудования станции.
Количество мониторов, видео-плат и наличие дополнительных интерфейсных плат определяется исходя из задач, возлагаемых на каждое рабочее место.
Для всех АРМов на станции применяется унифицированный системный блок, что облегчает обслуживание и при необходимости их ремонт. Все АРМы и ЦП объединяются в локальную сеть с использованием двух и более хабов расположенных в шкафу ЦП. Локальная сеть прокладывается лучами из кабеля 5 категории от патч-панели, расположенной так же в шкафу ЦП до двойных розеток, расположенных в непосредственной близости от рабочих мест (БР 13.03.02 025 002).
Специализированное программное обеспечение работает под операционной системой Windows NT 4.0 . Настройка каждого АРМа выполняется с помощью специальных конфигурационных файлов и программ сотрудниками БТ или сертифицированным администратором системы.
Обслуживающий персонал в процессе работы не имеет возможности случайно или преднамеренно изменить эти настройки.
2.5 Описание системы объектных контроллеров
Система объектных контроллеров (СОК 950) является составной частью микропроцессорной централизации Ebilock.
Основные особенности СОК 950: высокая надежность передачи данных; короткое время реакции на события; расширенная система диагностики; возможность взаимодействия с ответственными (безопасными) и не ответственными объектами; возможность быстрой адаптации, интерфейс для обеспечения взаимодействия с основными типами напольного оборудования; упрощенное создание проектов для новых станций; уменьшенные физические размеры; модульная структура, упрощающая монтаж и обслуживание; обратная совместимость с системами предыдущего поколения (Ebilock-950); возможность адаптации системы к специальным требованиям заказчика; сокращение расходов в течение жизненного цикла системы; сокращение времени возврата средств, вложенных в систему.
Система объектных контролеров СОК 950 представляет собой модульную систему. Она обеспечивает взаимодействие с большим набором различных напольных устройств. Интерфейсные модули монтируются на печатных платах и устанавливаются на полках для объектных контроллеров. Типичный объектный контроллер представляет собой набор печатных плат для обеспечения функции ввода/вывода и обработки информации в соответствии с заданными требованиями.
Плата ССМ – модуль является ядром объектного контроллера. Она обеспечивает контроль состояния контактов. Модуль содержит четыре канала безопасного контроля состояния контактов (рельсовые цепи), шесть каналов неответственного вывода данных и два канала неответственного ввода данных.
Концентратор (КЦ) осуществляет обмен информацией с другими системами, например, с КЦ через петлю связи, а также с персональным компьютером для диагностики и тестирования. Две платы СОМ (одна находится в горячем резерве) совместно с модулем ОСТ образуют УКП. УКП может обеспечивать связь с восемью объектными контроллерами.
Плата LMP - применяется для управления сигналами и маршрутными указателями. Каждый модуль может управлять и контролировать до шести ламп (две лампы для запрещающих показаний и четыре для разрешающих).
Плата МОТ 1 - служит для управления стрелочными электроприводами переменного тока. Один объектный контроллер может управлять максимум двумя стрелочными электроприводами (спаренные стрелки или стрелка с подвижным сердечником).
Плата МОТ 2 - используется для управления стрелочными электроприводами постоянного тока. Один объектный контроллер может управлять максимум двумя стрелочными электроприводами (спаренные стрелки или стрелка с подвижным сердечником).
Плата ОСТ («Осьминог») служит для обеспечения взаимодействия между объектными контроллерами и УКП, а также разводки внутри полки питания, необходимого для работы ОК. Кроме этого, этот модуль применяется для соединения УКП с объектными контроллерами на соседних полках, когда это необходимо.
Плата OUT - модуль, используется для управления не ответственными устройствами, например, системой обогрева и обдува стрелок. Объектный контроллер с набором таких плат может иметь максимум 78 выходов данного типа.
Плата SRC - может быть применена для безопасного управления реле первого класса надежности. Объектный контроллер, оснащенный такими платами, может управлять максимум 12 реле. Примерами использования такого объектного контроллера могут быть интерфейсы с релейными устройствами (автоблокировка, переездная сигнализация и т.п.).
Каждый объектный контроллер может осуществлять управление и контроль одним или несколькими напольными объектами в зависимости от их типа, используя для этого микропроцессор со специальной программой. Схема подключения напольного оборудования централизации к объектным контроллерам МПЦ (БР 13.03.02 025 004).
Для размещения системы объектных контроллеров могут быть использованы специальные шкафы, каждый из которых позволяет установить два концентратора (УКП), шестнадцать ОК и необходимый источник питания. В зависимости от сложности конфигурации напольного оборудования один шкаф объектных контроллеров может быть использован для управления объектами одного района станции, нескольких районов или всей станции.
Шкафы объектных контроллеров могут быть установлены как внутри станционных помещений, так и в специальных контейнерах в непосредственной близости от напольного оборудования. Следует заметить что допускается использование любых видов контейнеров для размещения железнодорожного оборудования при условии обеспечения ими защиты от атмосферного влияния.
Каждая полка имеет двадцать три посадочных места для интерфейсных модулей. Посадочные места разбиты на пять групп. Позиции с первой по четвертую отводятся для размещения объектных контролеров. Пятая позиция предназначена специально для связевого концентратора. Необходимые внутренние соединения между отдельными платами выполняются методом печатного монтажа, выполненного на задней стенке полки. Кроме этого есть необходимые соединения с посадочными местами, отведенными для УПК. Эти посадочные места предназначены для установки «главных» модулей объектного контролера. Общая емкость системы по адресации может быть сокращена в зависимости от объема данных, например, длины телеграммы и требуемого времени реакции системы для обслуживания различного напольного оборудования.
Система объектных контроллеров поддерживает два интерфейса: с петлей связи с КЦ и с напольными устройствами. Основными компонентами системы являются: петля связи между УКП и КЦ, система связи УКП с ОК и кабели от них к напольному оборудованию. Требования безопасности при передаче телеграмм обеспечиваются КЦ и ОК. В то же время петля связи, УКП и система связи с ОК являются только средой передачи данных и не обеспечиваются специальными средствами безопасности.
Порт петли связи является частью КЦ. Он обеспечивает ее подключение к центральному компьютеру, подготовку телеграмм необходимого формата в поддержание протокола приема и передачи информации по петле связи. В СОК данное устройство обозначается как модуль ввода/вывода (IOМ).
Петля связи с концентраторами используется для передачи данных между модулем IOМ и КЦ. Обычно КЦ взаимодействует с концентраторами с одной стороны петли, передавая информацию, и контролирует ее с другой. В случае повреждения кабеля КЦ автоматически изолирует его поврежденный участок, обеспечивая связь с концентраторами с обеих сторон петли. Такое решение обеспечивает непрерывность передачи информации для работоспособной части петли.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
