Пояснительная записка Финал (1223326), страница 5

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

Текст из файла (страница 5)

В с ос та в к аж до го к ом пь ют ер а в хо дя т д ва а пп ар ат ны х к ан ал а о бр а­б от ки и нф ор ма ци и. Ф ун кц ии, к к от ор ым п ре дъ яв ля ют ся т ре бо ва ни я п о б ез оп ас но ст и, р еа ли зу ют ся в д ву х н ез ав ис им ых в ыч ис ли те ль ны х к ан а­л ах, а ф ун кц ии, с вя за нн ые с п од де рж ан ие м и нт ер фе йс а в не шн их у ст ро йс тв и с ис те мы о бъ ек тн ых к он тр ол ле ро в, о бе сп еч ив ае т с ер ви сн ый п ро це сс ор.

Д ля н еп ос ре дс тв ен но го к он тр ол я и у пр ав ле ни я с та нц ио нн ым и о бъ ек­т ам и (с тр ел ки, с ве то фо ры, р ел ьс ов ые ц еп и и т.д.) с лу жи т с ис те ма о бъ ек тн ых к он тр ол ле ро в. К аж ды й о бъ ек тн ый к он тр ол ле р м ож ет у пр ав­л ят ь и к он тр ол ир ов ат ь о ди н и ли н ес ко ль ко н ап ол ьн ых о бъ ек то в в з ав ис им о­с ти о т и х т ип а, и сп ол ьз уя д ля э то го м ик ро пр оц ес со р с о с пе ци ал ь­н ой п ро гр ам мо й.

На рисунке 2.1 приведена структура МПЦ EBI Lock 950.

Рисунок 2.1 – Структура EBI Lock 950

1. Центральный процессор

   1. ЦП EBI Lock 950 R3

Основу МПЦ на базе EBI Lock 950 R3 составляет центрально процес­сорное устройство, представляющее собой два равноправных компь­ютера объединенных в один 19-ти дюймовый блок (сабрек), одна половина которого (один из компьютеров) постоянно находится в горя­чем резерве (внешний вид представлен на рисунке 2.2). Обмен информа­цией между ЦП и объектными контроллерами производится че­рез концентраторы, которые подключаются к шине ввода/вывода компью­тера через петли связи. Обмен информацией между компьюте­ром и концентратором производится последовательной передачей (интер­фейс RS-232 «токовая петля»).

Телеграммы к объектам содержат, в основном, информацию управле­ния, например: «изменить положения стрелки» или «открыть свето­фор на разрешающее показание». Эта информация, являющаяся результатом обработки данных о зависимости между объектами СЦБ, передается безопасным способом.

Для обеспечения безопасности система разделена на две части, А и В, каждая из которых обрабатывает зависимости. Каждая из этих двух частей использует свой собственный формат данных и вырабаты­вает свои собственные приказы, которые передаются на объектные контрол­леры. В системе используются диверсифицированное программиро­вание. Для обеспечения аппаратной безопасности про­граммы А и В обрабатывается разными процессорами.

Каждый комплект центрального процессора R3 может управлять 150 логическими объектами. Это — недорогое устройство для внедре­ния МПЦ EBI Lock 950 на небольших станциях. На более крупных стан­циях в МПЦ может быть включено несколько центральных процессоров R3.

Модуль центрального процессора состоит из трех одинаковых процес­соров Motorola 68030 с тактовой частотой 32 МГц с межмодуль­ной шиной и двух интерфейсов двойного канала.

Три процессора, размещенных на плате СРМ, называются соответ­ственно безопасным процессором A (FSPA), безопасным процессо­ром В (FSPB) и сервисным процессором (SPU).

Рисунок 2.2 – Внешний вид процессорного модуля централизации

Два первых процессора выполняют все правила централизации, а по­следний отвечает за операции ввода-вывода и управления.

Объединительная плата состоит из двух отдельных плат. Одна ис­пользуется для безопасности, синхронизации по двойному каналу, межмо­дульной связи, подводке питания и заземления, а также для од­ной из трех связей между платами IOM. Вторая плата исполь­зуется для двух оставшихся связей между платами IOM.

В состав процессорного блока входят следующие модули:

• питания (PSM);

• дисковый и сетевой (DEM);

• центрального процессора (СРМ);

• ввода-вывода (IOM).

Модуль питания формирует напряжения для функционирования ПМЦ:+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 ПМЦ к различным внеш­ним устройствам, например к АРМ ШН, а на этапе разработки - к общей сети предприятия. Разъем может также использоваться для подключе­ния к системе АРМ ДСП. 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 ленточные накопители.

Модуль ввода-вывода обеспечивает связь с объектными контролле­рами. Для этого в состав каждой платы входят:

• COS порт (RS-232);

• два возможных типа порта для связи с концентраторами (оба типа могут устанавливаться на одном модуле IOM в любой комбинации и конфигурируются в проектных данных);

• внутреннее соединение для чтения (записи) данных в (из) мо­дуля СРМ.

В каждом модуле может быть максимально четыре порта, а в каж­дой половине IPU 950-1 - по три модуля IOM, в зависимости от количе­ства напольного оборудования. Платы IOM работают парами, так что в системе должно быть необходимое количество плат, т.е. количество плат IOM в левой половине IPU 950-1 должно соответствовать количе­ству IOM, установленных в правой половине.

Рисунок 2.3 – Комплектация шкафа ЦП

1. ЦП EBI Lock R4M

ЦП EBI Lock 950 R4 представляет собой два равноправных идентич­ных компьютера, монтируемых в 19-ти дюймовую стойку, один из которых постоянно находится в горячем резерве и при сбое в работе основного компьютера может приступить к выполнению его функций без прерывания работы МПЦ. Для обеспечения безопасности функционирова­ния обработка ответственных данных в каждом компью­тере центрального процессора МПЦ выполняется в двух каналах по схеме «2 из 2». За время каждого цикла обработки данных центральный процессор собирает и обрабатывает все данные о состоянии напольных объектов, передает эту информацию в виде индикации на АРМ, обрабаты­вает все данные о зависимостях, сравнивает на соответствие выходные данные, сопоставляет и передает приказы управления объек­тами. Структура центрального процессора R4 показана на рисунке 2.4.

Для организации внутренней и внешней связи применены прото­кол TCP/IP и встроенные в каждый полукомплект промышленные коммутаци­онные модули сети Ethernet. Система передачи данных в МПЦ на базе EBI Lock 950 R4 – локальные сети для связи ЦП и системы объектных контроллеров, ЦП и системы АРМ, нескольких ЦП между со­бой – это высокоскоростная дублированная сеть Ethernet.

Рисунок 2.4 – Структура центрального процессора R4

Центральный процессор R4M является модификацией процес­сора R4 и разработан для эксплуатации в самых жестких условиях окружаю­щей среды. Он совершенно неприхотлив к условиям размеще­ния, имеет герметичный корпус, может устанавливаться в помещении любого типа, а также в напольном климатическом шкафу, обеспечиваю­щим диапазон температур от -20 до +70 ºС, не требует внутренних и внеш­них систем охлаждения и вентиляции. Центральный процессор R4M обеспечивает управление и контроль до 1000 логических объектов.

Модуль центрального процессора состоит из трех процессоров:

• VPC-A – Intel_Core i7, 1.2 GHz (память ОЗУ 2 GB);

• VPC-B – Freescale MPC8544 PowerPC (память ОЗУ 1 GB);

• VPC-С – Intel_Core i7, 1.2 GHz (память ОЗУ 2 GB).

Рисунок 2.5 – Внешний вид центрального процессора в защищенном исполнении R4M

1. Система объектных контроллеров

Объектные контроллеры системы МПЦ EBI Lock 950, обеспечиваю­щие контроль и управление напольными устройствами центра­лизации, являются полностью электронными и подключаются по бесконтактному интерфейсу к светофорам, стрелкам, переездам, рельсо­вым цепям, системам счета осей и др. Бесконтактный интерфейс позволяет регулировать электроснабжение управляемого объекта таким образом, что напряжение всегда подается в момент нулевой фазы, а зна­чит, исключаются скачки токов и напряжений, вызываемые коммута­цией. Все объектные контроллеры оборудованы встроенными сред­ствами диагностики, которые помогают быстро обнаруживать сбои в ра­боте и неисправности напольного оборудования.

Каждый объектный контроллер может управлять несколькими наполь­ными устройствами и располагаться централизованно в помеще­нии с центральным процессором или децентрализованно — в непосред­ственной близости от управляемых напольных устройств. При децентрали­зованном размещении объектных контроллеров минимизиру­ется потребность в сигнальном кабеле, что, кроме экономиче­ского эффекта, еще и снижает значение влияния внешних факто­ров, риск возникновения индуцированных/наведенных токов, вызыва­ющих помехи в работе сигнальных устройств. Максимальное рассто­яние между объектными контроллерами и центральным процессор­ным устройством определяется типом оборудования пере­дачи данных и может достигать сотен километров.

Обмен информацией между объектными контроллерами и централь­ным процессорным устройством осуществляется с использова­нием стандартных сетевых технологий (Ethernet 10Base-T, 100Base-T) и протокола UDP/IP.

С ис те ма о бъ ек тн ых к он тр ол ле ро в п од де рж ив ае т д ва и нт ер фе йс а: с П МЦ и н ап ол ьн ым и у ст ро йс тв ам и. О сн ов ны ми к ом по не нт ам и с ис те мы я вл яю тс я: п ет ля с вя зи м еж ду П МЦ и к он це нт ра то ра ми; к он це нт ра то ры (У КП); к ан ал с вя зи У КП с о бъ ек тн ым и к он тр ол ле ра ми О К и к аб ел и о т О К к н ап ол ьн ом у о бо ру до ва ни ю. Т ре бо ва ни я п о б ез оп ас но ст и п ри п ер ед ач е т ел ег ра мм о бе сп еч ив аю тс я П МЦ и о бъ ек тн ым и к он тр ол ле ра ми. П о­с ко ль ку п ет ля с вя зи, У КП и с ис те ма с вя зи с О К я вл яю тс я т ол ьк о с ре до й п ер ед ач и д ан ны х и н е о бе сп еч ив аю тс я с пе ци ал ьн ым и с ре дс тв ам и, п ро­б ле ма т ак ой б ез оп ас но ст и з де сь н е с то ит.

П ор т п ет ли с вя зи я вл яе тс я ч ас ть ю П МЦ, к от ор ая о бе сп еч ив ае т е е п од кл юч ен ие к ц ен тр ал ьн ом у к ом пь ют ер у, п од го то вк у т ел ег ра мм н ео бх од и­м ог о ф ор ма та, а т ак же п од де рж ан ие п ро то ко ла п ри ем а и п ер е­д ач и и нф ор ма ци и п о п ет ле. В с ис те ме С ОК 950 д ан но е у ст ро йс тв о о бо зн а­ч ае тс я к ак м од ул ь в во да-в ыв од а (I OM).

П ет ля с вя зи с к он це нт ра то ра ми и сп ол ьз уе тс я д ля п ер ед ач и д ан­н ых м еж ду м од ул ем в во да-в ыв од а I OM и к он це нт ра то ра ми. Ф из ич ес ко й о сн ов ой п ет ли я вл яе тс я ч ет ыр ех пр ов од ны й т ел ек ом му ни ка ци он ны й к а­б ел ь, п од кл юч ае мы й к в ну тр ен ни м м од ем ам. О бы чн о П МЦ в за им од ей­с тв уе т с к он це нт ра то ра ми с о дн ой с то ро ны п ет ли, п ер ед ав ая и нф ор ма­ц ию и к он тр ол ир уя е е с д ру го й. В с лу ча е п ов ре жд ен ия к аб ел я П МЦ а вт ом а­т ич ес ки и зо ли ру ет е го п ов ре жд ен ны й у ча ст ок, о бе сп еч ив ая с вя зь с к он це нт ра то ра ми с о бе их с то ро н п ет ли, н е п ре ры ва я п ер ед ач и и нф ор ма­ц ии п о р аб от ос по со бн ой ч ас ти п ет ли.

К он це нт ра то р я вл яе тс я п ро ме жу то чн ым п ер ед ат оч ны м з ве но м м еж ду м од ул ем в во да-в ыв од а П МЦ и о бъ ек тн ым и к он тр ол ле ра ми. О н т ак же и сп ол ьз уе тс я д ля р ег ен ер ац ии с иг на ло в, к ог да р ас ст оя ни е м еж ду д ву мя к он це нт ра то ра ми д ос та то чн о б ол ьш ое. К он це нт ра то р я вл яе тс я «п ро зр ач ны м» у ст ро йс тв ом д ля П МЦ и о бъ ек тн ых к он тр ол ле ро в, т.е. н е у ча ст ву ет в п ре об ра зо ва ни и и нф ор ма ци и, а т ол ьк о т ра нс ли ру ет у пр ав ля ю­щ ие и и нф ор ма ци он ны е т ел ег ра мм ы. В с вя зи с э ти м к н ем у н е п ре дъ яв ля ют ся т ре бо ва ни я п о б ез оп ас но ст и.

Б уд уч и а пп ар ат но-и зб ыт оч ны м у ст ро йс тв ом, У КП о бе сп еч ив ае т н е­п ре ры вн ос ть п ер ед ач и и нф ор ма ци и в с лу ча е а пп ар ат ны х о тк аз ов. П ри с бо е в с ис те ме п ит ан ия П МЦ а вт ом ат ич ес ки и зо ли ру ет о тк аз ав ши й У КП, р ек он фи гу ри ру я п ет лю и о бе сп еч ив ая с вя зь с д ру ги ми к он це нт ра то­р ам и с о бе их е е с то ро н. К ан ал с вя зи с о бъ ек тн ым и к он тр ол ле­р ам и и сп ол ьз ую тс я д ля п ер ед ач и д ан ны х м еж ду н им и и У КП. Д ан ны е к ан ал ы с вя зи м ог ут б ыт ь и сп ол ьз ов ан ы т ол ьк о в ну тр и о дн ог о ш ка фа.

О бъ ек тн ый к он тр ол ле р (О К) - у ст ро йс тв о, о су ще ст вл яю ще е к он­т ро ль и у пр ав ле ни е с пе ци фи чн ым н ап ол ьн ым о бо ру до ва ни ем. К аж ды й о бъ ек тн ый к он тр ол ле р м ож ет у пр ав ля ть и к он тр ол ир ов ат ь о ди н и ли н е­с ко ль ко н ап ол ьн ых о бъ ек то в в з ав ис им ос ти о т и х т ип а, и сп ол ьз уя д ля э то го м ик ро пр оц ес со р с о с пе ци ал ьн ой п ро гр ам мо й. О бъ ек тн ые к он тр ол­л ер ы о т к он це нт ра то ра (К Ц) п ри ни ма ют п ри ка зы, п ер ед ав ае мы е К Ц, и п ре об ра зу ют и х в э ле кт ри че ск ие с иг на лы д ля у пр ав ле ни я н ап ол ьн ым и у ст ро йс тв ам и. А на ло ги чн ым о бр аз ом с иг на лы, п ри ня ты е о т н ап ол ьн ог о о бо ру до ва ни я, п ре об ра зу ют ся в т ел ег ра мм ы е го с ос то ян ия и ч ер ез к он це н­т ра то ры п ер ед аю тс я в К Ц. О тк аз ы в о бъ ек тн ом к он тр ол ле ре п ри во­д ят к и зо ля ци и с оо тв ет ст ву ющ ег о п од кл юч ен но го н ап ол ьн ог о о бо ру до­в ан ия. При этом данная ситуация обрабатывается безопасным образом. ОК делятся на следующие типы:

• сигнальный;

• стрелочный;

• релейный.

1. Сигнальный объектный контроллер

Сигнальный объектный контроллер управляет сигнальными показани­ями и контролирует состояния светофорных ламп, обеспечивая при этом:

• снижение сигнальных показаний. Включение более запрещаю­щего сигнального показания вместо требуемого в случае обнару­жения неисправности в лампах, необходимых для его отображе­ния (например, сигнальное показание «желтый» при неисправности лампы зеленого огня светофора);

• «мягкое» включение ламп. Снижает нагрузку на лампы при их включении из холодного состояния;

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

• двухнитевые лампы. Надежность работы сигналов может быть повышена за счет применения двухнитевых ламп вместо одноните­вых;

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

• обнаружение ошибок заземления. Ошибки заземления жил ка­беля между объектным контроллером и сигнальными лампами обнаружи­ваются и индицируются.

Вместо двухнитевых ламп накаливания в проекте использованы све­тодиодные светооптические системы (ССС) производства ЗАО «Транс-Сигнал». Мощность, потребляемая одной ССС для всех светофо­ров – не более 15 Вт. Питание производится от источника перемен­ного тока (50 Гц) напряжением 10,5-12 В.

Характеристики

Список файлов ВКР