Поястнительная записка 110616 (1227526), страница 7

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

Текст из файла (страница 7)

– однокристальной ЭВМ SAF C167CR-LM-20 (U15);

– накопителей памяти ОЗУ (U17); ПЗУ (U16);

– схемы супервизора (U18);

– интерфейса конфигурирования FLEX – логики U5;

– схем запуска и блокировки центрального вычислителя (U5);

– схем буферизации, распознавания и считывания контрольной и диагностической информации (U5).

Контроль и обработка сбоев, неисправностей, программных коллизий и их исправление обеспечиваются на четырех уровнях архитектуры МАСТЕРА:

– использование встроенных средств элементной базы;

– схемотехника модуля (двоирование процессора и магистралей ЛС, применение самопроверяющихся схем внутреннего контроля на основе “самопроверяющихся тестеров N/2N” и парафазных триггеров, использование двоированныхсамопроверяющихся схем блокировки выдачи ответственных команд в случае сбоев в работе ядра системы, сигнатурных анализ критических участков программы в реальном времени, использование специальных схем управления памятью, локальное резервное питание памяти, три уровня контроля питания на плате, схема контроля генератора и др.);

– в случае обнаружения ошибки в работе ядра МАСТЕРА остановка основных процессоров вычислительной системы и многоступенчатая блокировка выдачи ответственных команд аппаратным микропроцессорным супервизором с последующей обработкой информации с контрольных схем сервисным процессором, запуск аппаратно-программных процедур диагностики ядра модуля, реализация механизма программного отката;

– специальная технология программирования, использующая алгоритмически несимметричное дублирование функций и традиционные механизмы повышения достоверности функционирования.

Интерфейс связи с ПУ состоит из двух последовательных асинхронных каналов со средствами управления внешним модемным оборудованием. Коммуникационные контроллеры эмулируют стандартный элемент N16450 средствами встроенных SIO процессоров U4, U13 (логический COM1) и макроэлемента 16450 в составе U5 (логический COM3). Линии интерфейса буферизированы с помощью приемопередатчиков стандарта RS232C U9, U14. Синхронизация обеспечивается встроенными программируемыми делителями процессоров U4, U13 и делителем в составе U5.

Интерфейс ЛВС в стандарте CAN2.0B реализован по несимметричной (в плане программирования) схеме на контроллере AN82527 (U20) – CAN1, и на встроенном контроллере сервисного процессора U15 – CAN2. Процессоры U4, U13 связаны с контроллером CAN1 посредством параллельно – последовательного преобразователя (в составе U5) или встроенного синхронного канала SSIO (в составе U4, U13). Конкретный вариант соединения определяется версией программного обеспечения центрального вычислителя. Процессоры U4, U13 связаны с контроллером CAN2 посредством параллельного асинхронного двунаправленного порта (U5) и встроенных средств однокристальной ЭВМ (U15). Использованы магистральные приемопередатчики PCA82C250 (U19,U23).

Локальный интерфейс для синхронизации работы МАСТЕРА основного и резервного комплектов состоит из генератора кодовых последовательностей и схемы опознавания состояния (U5), элемента гальванической развязки ISO1. Контроллер интерфейса связан с контрольными блокирующими схемами центрального вычислителя и сервисного процессора или с процессорами центрального вычислителя (определяется версией программного обеспечения МАСТЕРА и топологией коммуникационной системы верхнего уровня для связи с ПУ).

Интерфейс расширения в стандарте PC104 обеспечивает обмен в режимах 8 и 16 бит. Он реализован в виде интерфейсного преобразователя системной шины центрального вычислителя в стандарт PC104 (U5) и разъемов JP1, JP6.

К аппаратуре локальной инженерной консоли относятся индикаторы, переключатели режимов и кнопки, инструментальные и технологические интерфейсы. Символьный ЖКИ управляется сервисным процессором U15 и подключается через разъемы JP15, JP17. Индикатор D4 показывает наличие напряжения питания на МЛС, D3 индицирует аварию (не функционируют центральный и сервисный вычислители), D5 и D6 – программно управляются сервисным процессором и индицируют наличие сбоев и неисправностей в работе модуля, режим работы (основной, резервный, инструментальный). МАСТЕР имеет два инструментальных последовательных асинхронных интерфейса: соответственно центрального вычислителя (используется логический канал COM2 процессоров U4, U13, аппаратура U5, приемопередатчик U14, разъем JP8) и сервисного процессора (встроенный SIO U15, приемопередатчик U14, разъем JP7). Интерфейсы соответствуют стандарту RS232C (режим нуль модема). Разъемы JP7, JP8 базовой платы коммутируются оператором на внешний разъем, который расположен на лицевой панели модуля. Технологический интерфейс JTAG (IEEE 1149.1) обеспечивает тестирование и программирование основных элементов МЛС с помощью встроенных средств U4, U5, U13 и разъема JP14.

В состав МАСТЕР может включаться периферийный модуль А104 – MIO (или аналогичный) и дисковый накопитель 3,5” для решения сервисных и инструментальных задач.

Средства программируемой логики и сервисный процессор в составе МАСТЕРА позволяют реализовывать операционные, тестирующие, диагностирующие блоки различной сложности, обеспечивая требуемую глубину диагностики (в сочетании с программными средствами), перераспределение ресурсов, изменение правил функционирования интерфейсов и ряд других свойств. Модуль МАСТЕРА полностью программно конфигурируем как на этапе производства, так и в процессе эксплуатации (предусмотрены блокировки от несанкционированного доступа), что позволило исключить предварительное программирование микросхем памяти и логики, применение разъемных соединителей значительно повысило надежность и технологичность изделия.

В состав интерфейсов МАСТЕРА входят:

– две CAN-магистрали;

– два канала сопряжения с аппаратурой связи;

– интерфейс координации работы основного и резервного комплектов;

– интерфейс расширения PC-104 (обеспечивает совместимость с стандартным оборудованием средств вычислительной техники);

– тестовый интерфейс в стандарте IEEE 1149.1 (JTAG);

– инструментальные интерфейсы основного и сервисного процессоров RS-232C;

– локальная инженерная консоль с двух строчным жидкокристаллическим индикатором (ЖКИ) и функциональной мини-клавиатурой.

2.5.3 Периферийные модули

2.5.3.1 Вычислительная платформа

Во всех периферийных модулях (кроме модулей УСО) используется вычислительная платформа С167CR со встроенной FLASH- памятью. Все модули имеют выход на обе CAN- магистрали для каждого из процессоров. Реконфигурирование при отказах обеспечивается конфигурационным ППЗУ.

2.5.3.2 Модуль ввода дискретной информации

Модуль ввода предназначен для снятия информации с контролируемых объектов. Процессор обслуживает гальванические развязанные входы в линейном и матричном вариантах. Как и в модулях вывода предусмотрен контроль работоспособности входных каскадов.

Модуль ввода построен по однопроцессорной схеме на базе C167CR микроконтроллера и включает в себя интерфейсный блок, сторожевой таймер, супервизор и индикацию.

Интерфейсный блок включает в себя процессор, построенный на базе микроконтроллера C167CR фирмы Siemens, два CAN контроллера, один из которых интегрирован в процессор, и RS-232 последовательный интерфейс. CAN контроллеры подключены к основной и резервной сетям и предназначены для связи с другими модулями системы. RS-232 используется для тестирования и настройки модуля.

Для индикации работы системы служит система индикации, которая с помощью светодиодов индицирует режимы. Конструктивно модуль ввода выполнен в виде печатной платы размером 233,4*160 мм.

Основные характеристики модуля ввода: число входов – 512; входное рабочее напряжение - 48 В постоянного и переменного тока; максимальный входной ток -14 мА.

2.5.3.3 Модуль вывода дискретной информации

Модуль вывода предназначен для управления объектами ДЦ, ЭЦ и АБ. Модуль вывода построен по двоированной схеме с перекрестными шинами управления исполнительными устройствами на уровне выходных регистровых схем (FLEX - логика). Выходной каскад оптимизирован по отказоустойчивости

Модуль вывода включает в себя интерфейсный блок, сторожевой таймер, супервизор, индикацию и блок управления ключами

Процессор, построенный на базе микроконтроллера C167CR фирмы Siemiens, управляет работой ключей, которые состоят из последовательно включенных выходных транзисторов двух оптопар.

Схема контроля предназначена для определения состояния выходных транзисторов оптронов ключа и имеет гальваническую развязку от коммутируемой цепи.

Блок интерфейса включает два CAN-контроллера, один из которых интегрирован в процессор, и RS-232 последовательный интерфейс Связь с другими модулями системы осуществляется по CAN сети (основной и резервной). RS-232 используется для тестирования и настройки модуля.

Режимы работы, состояние модуля и наличия питающего напряжения отображаются при помощи схемы индикации.

Конструктивно модуль вывода выполнен в виде печатных плат размером 233,4160 мм.

Основные параметры; число каналов управления – 120; коммутируемый ток - до 190 мА; коммутируемое напряжение - до 48 В.

2.5.3.4 Модуль вывода ответственных команд

Модуль вывода ответственных команд (МВОК) предназначен для управления объектами ДЦ, ЭЦ и АБ. Модуль вывода ответственных команд представляет собой двоированное двухпроцессорное устройство на базе микроконтроллеров C167CR с мягкой (программной) синхронизацией процессоров, содержащее регистровую и контролирующие схемы на основе FLEX-логики.

Выходной каскад выполнен по схеме с повышенной безопасностью. Схема МВОК состоит из двух идентичных процессорных схем, состоящих из следующих частей:

• процессорной;

• интерфейсной;

• управления ключами;

• контроля ключей;

• сторожевого таймера;

• супервизора и блока индикации.

Синхронизация работы процессоров осуществляется программным способом посредством обменов по встроенному в них синхронному последовательному интерфейсу (СПИ) и при помощи потенциальных связей через соответствующие дополнительные порты.

Процессоры посредством схемы управления управляют работой ключей, которые состоят из последовательно включенных выходных транзисторов, двух оптоэлектронных пар, контактов двух аварийных реле и схемы контроля состояния ключа. Каждый из процессоров может управлять одним оптроном в ключе и обоими реле, а так же заблокировать выдачу управляющего воздействия на оптроны (выключить ключ).

Схема контроля предназначена для определения состояния выходных транзисторов ключа оптронов и имеет гальваническую развязку от коммутируемой цепи.

Схема интерфейса включает четыре CAN-контроллера, два из которых интегрированы в процессор, и два последовательных интерфейса RS-232. Связь с другими модулями системы осуществляется по CAN сети (основной и резервной) каждым процессором независимо посредством CAN-контроллеров. RS-232 используется для тестирования и настройки модуля и программирования интегрированного в процессор или внешнего FLASH ПЗУ.

Супервизор формирует сигнал сброса системы по включению, при снижении питающего напряжения и при нажатии кнопки “Сброс” .

Сторожевой таймер служит для защиты модуля от “зависания”, а так же приведения схемы в исходное состояние (все ключи разомкнуты) в случае выхода из строя процессора.

Режимы работы, состояние модуля и наличие питающего напряжения отображаются при помощи схемы индикации.

Основные характеристики модуля вывода ответственных команд: число каналов управления – до 24, коммутируемый ток – до 200 мА, коммутируемое напряжение – до 48 В, электрическая изоляция выходов – 2000 В.

2.5.3.5 Сопряжение КП с устройствами железнодорожной автоматики

При сопряжении с устройствами железнодорожной автоматики КП ДЦ «Тракт» обеспечивает:

• ввод дискретных сигналов контроля (телесигнализации – ТС);

• вывод дискретных сигналов управления (телеуправления – ТУ);

• вывод дискретных сигналов ответственных команд (телеуправления ОТУ);

• обмен данными с устройствами систем диспетчерского контроля (ДК), микропроцессорной централизации (МПЦ), релейной централизацией (РПЦ), и ЭССО.

Ввод и вывод дискретных сигналов контроля и управления осуществляется с использованием входящих в состав КП, модулей УСО:

• ввода;

• вывода;

• вывода ответственных команд.

Модули УСО обеспечивают защиту от перенапряжения и подавление помех в сигнальных линиях (кабелях связи) с устройствами ЖАТ.

Модуль УСО ввода предназначен для гальванической развязки входных информационных линий (каналов ТС), защиты модуля ввода дискретных сигналов от воздействия внешних помех.

Модуль УСО ввода имеет следующие основные параметры и характеристики:

• количество подключаемых двухпозиционных внешних объектов контроля к одному УСО - до 32;

• две информационные группы по 16 каналов каждая, изолированные друг от друга и от шины выравнивания потенциалов, выдерживают без пробоя и поверхностного перекрытия испытательное напряжение 2000 В;

• входное сопротивление - 13,6 кОм и 1,5 кОм;

• входное рабочее напряжение – от 13 до 32В постоянного или переменного тока;

• максимальный входной ток - 20 мА.

Модуль имеет 34 соединительные клеммы ТТРС.741264.201, расположенные с тыльной стороны для подключения объектов контроля. Клеммы модуля представлены на рисунке 2.1.

Характеристики

Список файлов ВКР