ДИПЛОМ (1230967), страница 5
Текст из файла (страница 5)
Рисунок 1.12 – Структура сети
Для реализации данной системы потребовалось следующее оборудование:
-
процессорные модули ioPAC (рисунок 1.13) установлены в "корзину" на 5 или 9 слотов расширения для установки модулей ввода/вывода. Все процессорные модули имеют резервированное питание и оснащены встроенным 2-портовым Ethernet-коммутатором с защищенными разъемами M12 или с традиционными RJ45.
Рисунок 1.13 – Процессорные модули ioPAC
Техническая характеристика модуля ioPAC 8020-C2:
-
рабочая температура -40 ~ +75°C;
-
резервированные входы электропитания, дополнительные модули AC/DC;
-
устойчивость к вибрации – соответствие стандартам EN-50155 и IEC-60571;
-
модульный дизайн – возможность “горячего” подключения разнообразных модулей ввода-вывода;
-
2 порта Ethernet, разъемы M12, поддержка функций аппаратного восстановления линий связи в случае выхода устройства из строя;
-
открытая программируемая платформа (язык C).
Так же системы связи МОХА используются в таких проектах как:
-
реклама, голосовая связь и система информирования пассажиров в поездах метрополитена;
-
построение ip-сети на борту поездов французской железной дороги;
-
построение резервированной коммуникационной сети высокоскоростной железной дороги;
-
использование ethernet-технологии на железных дорогах;
-
построение системы беспроводной связи для монорельсовой железной дороги;
-
построение беспроводной системы автоматического управления поездами;
-
построение коммуникационной сети для железной дороги железорудного предприятия;
-
и прочее.
Решение, которое предлагает компания МОХА используется повсеместно и во многих отраслях, но в основном за границей. Аппаратура МОХА имеет тысячи разновидностей. Компания поставляет рынок широкий спектр оборудования от ведущих производителей интеллектуальных промышленных систем: коммуникационное оборудование, защищенные ноутбуки, промышленные компьютеры и комплектующие, контроллеры и оборудование для АСУТП – все необходимые компоненты для построения систем промышленной автоматизации.
2 информационная модель
Электровоз представляет собой локомотив, приводимый в движение тяговыми электродвигателями, получающими энергию через контактную сеть от энергосистем.
Конструкция каждого электровоза должна обеспечивать безопасность движения по рельсовым путям при максимальных допустимых скоростях и ведение составов установленной массы.
Электровоз состоит из механической части, пневматического и электрического оборудования.
Механическую часть составляют кузов и тележки. Кузов опирается через опоры на рамы тележек, а они в свою очередь через систему рессорного подвешивания и буксы на колесные пары. Тележки оборудованы рычажно-тормозной передачей и пневматическими приборами, необходимыми для приведения ее в действие, а также устройством для подвески тяговых двигателей и передачи их вращающих моментов на колесные пары.
Электрическое оборудование состоит из тяговых двигателей, преобразователей и трансформатора, вспомогательных машин (мотор-компрессоров, мотор-вентиляторов, генераторов управления, мотор-генераторов, мотор-насосов и преобразователей фаз), электрической аппаратуры.
Пневматическое оборудование включает в себя компрессоры, воздушные резервуары, клапаны, краны машиниста, реле давления, краны концевые, разобщительные, двойной тяги, трехходовые, пневматические блокировки, соединительные рукава, манометры и другие вспомогательные аппараты.
Для создания информационной модели электровоза мною использовалась обобщенная модель (А-схема). Обобщенный подход базируется на понятии агрегативной системы (от англ., aggregate system), представляющей собой формальную схему общего вида, которую будем называть А-схемой. Этот подход позволяет описывать поведение непрерывных и дискретных, детерминированных и стохастических систем.
А-схема должна выполнять несколько функций:
являться адекватным математическим описанием объекта моделирования;
позволять в упрощенном варианте (для частных случаев) проводить аналитические исследования.
Составленная информационная модель содержит различные блоки. Каждый блок имеет свой идентификационный номер, который в свою очередь характеризует элемент электровоза см. плакат 4.
Первый блок, который использовался был «Контактная сеть» см. рисунок 2.2.
Рисунок 2.2 – Блок «Контактная сеть»
Выходной сигнал это напряжение контактной сети значением 25 килоВольт
Далее, использовались блоки представленные на рисунке 2.3.
Рисунок 2.3 – Блок «Крышевое оборудование»
Входные сигналы:
-
в вход 2.13.3 приходит управляющее воздействие с цепи управления токоприемником;
-
в блок 2.1.1 приходит воздействие блока «контактная сеть»;
-
в 3.14 приходит воздействие с блока 3.2.2 описанным ниже, который отвечает за поднятие токоприемника;
-
выходной сигнал 2.1.4 передает сигнал на тяговый трансформатор - напряжение;
-
затем использовались блоки изображенные на рисунке 2.4.
-
Рисунок 2.4 – Блок «Тяговый трансформатор»
Входной сигнал это напряжение подаваемое на первичную обмотку трансформатора.
А выходной сигнал это выходное напряжение с вторичной обмотки трансформатора на выпрямительно-инверторный преобразователь, а также для питания вспомогательных машин.
Блок представленный на рисунке 2.5 это выпрямительно-инверторный преобразователь.
Рисунок 2.5 – Блок «Выпрямительно-инверторный преобразователь»
Блок 2.5.3 имеет следующие входные сигналы:
-
блок 2.13.1 принимает напряжение с вторичной обмотки трансформатора;
-
блок 2.13.3 принимает управляющее воздействие с цепи управления выпрямительно-инверторным преобразователем;
Выходной сигнал передается на блок силовых аппаратов для дальнейшей обработки сигнала.
Далее, использовались блоки представленные на рис. 2.6.
Рисунок 2.6 – Блок «Блок силовых аппаратов»
Входные сигналы:
-
2.13.1 – силовые провода по которым передаются напряжение для работы блока силовых аппаратов;
-
3.14 – воздуховод для срабатывания контакторов и быстродействующих выключателей.
Выходные сигналы:
-
2.3.1 – защита тягового двигателя от кругового огня;
-
2.3.2 – пневматические контактора, предназначены для корректной работы двигателя;
-
2.3.6 – ослабление поля на электродвигателях;
Блок представленный на рисунке 2.7 – это тяговый электродвигатель.
Рисунок 2.7 – Блок «Тяговый электродвигатель»
Входные сигнала с блока представленного выше, предназначенные для корректной работы электродвигателя.
Выходной сигнал идет с якоря двигателя для передачи на колесную пару вращающего момента.
Далее мною использовался блок представленный на рисунке 2.8.
Рисунок 2.8 – Блок «Колесная пара»
Входные сигналы:
-
с тягового двигателя через блок 1.6 передается вращающий момент;
-
блок 3.6.1 – это тормозные цилиндры, для торможения локомотива;
-
выходной сигнал это момент который движет локомотив.
Следующий блок представлен на рисунке 2.9.
Рисунок 2.9 – Блок «Путь»
Входной сигнал – это момент передаваемый с колесной пары момент. Путь это конечный элемент информационной модели. Ниже представлены элементы сопутствующие корректной работы локомотива.
Блок представленный на рисунке 2.10 – это аппарат управления.
Рисунок 2.10 – Блок «Аппарат управления»
Входной сигнал 2.13.2 – это питание аппаратов управления от аккумуляторной батареи.
Выходные сигналы:
-
2.6.1 – контроллер машиниста для управления локомотива;
-
3.4 – кран машиниста для торможения локомотива.
Следующий блок представлен на рисунке 2.11.
Рисунок 2.11 – Блок «Цепи управления»
Входные сигналы:
-
2.13.3 – входной сигнал с аппарата управления;
-
2.13.2 – питание цепей управления.
Выходные сигналы:
-
2.4.1 – цепь управления преобразователями;
-
2.4.2 – цепь управления токоприемником;
-
2.4.3 – цепь управления вспомогательными машинами.
Далее использовался блок представленный на рисунке 2.12.
Рисунок 2.12 – Блок «Вспомогательные машины»
Входные сигналы:
-
2.13.2 – питание от аккумуляторной батареи;
-
2.13.1 – питание от вторичной обмотки трансформатора;
-
2.13.3 – цепь управления.
Выходные сигналы:
-
2.8.1 – мотор-компрессоры для питания пневматического оборудования;
-
2.8.4 – генераторы для питания аккумуляторной батареи.
Далее рассмотрю рисунок 2.13.
Рисунок 2.13 – Блок «Аккумуляторная батарея»
Входной сигнал напряжение от генератора.
Выходной сигнал напряжение для питания различных цепей.
Блок представленный на рисунке 2.14 – это пневматическое оборудование.
Рисунок 2.14 – Блок «Пневматическое оборудование»
Входные сигналы:
-
3.14(1) – трубопровод по которому идет управление тормозами от крана машиниста;
-
3.14(2) – трубопровод по которому идет питание оборудования от мотор-компрессора.
Рассмотрим оператор сопряжения для информационной модели таблица 2.1.
В качестве элемента A–схемы выступает агрегат A, а связь между агрегатами (внутри системы и с внешней средой) осуществляется с помощью оператора сопряжения R элементов в A–схеме. Оператор R, сопоставляющий входному контакту Xi выходной контакт Yi схемы, называется оператором сопряжения элементов (агрегатов) в информационной модели представленной А-схемой.
Таблица 2.1 – Сопряжения для информационной модели
n | 0 | 2.1 | 2.2 | 2.5.3 | 2.3 | 2.7 | 1.14 | |
i | 4.1 | 2.1, 2.1.1 | ||||||
2.13.3 | 2.4, 2.4.2 | 2.4, 2.4.1 | ||||||
2.1.1 | 0, 4.1 | |||||||
3.14 | 3, 3.2.2 | 3, 3.2.2 | ||||||
2.2.1 | 2.1, 2.1.4 | |||||||
2.13.1 | 2.2, 2.2.2 | 2.5.3, 2.13.1 | 2.3, 2.3.1 | |||||
2.13.1 | 2.3, 2.3.2 | |||||||
2.3.1 | ||||||||
2.3.2 | ||||||||
4.2 | 1.14, 4.3 | |||||||
2.13.2 | ||||||||
2.13.1 | 2.3, 2.3.6 | |||||||
1.6 | 2.7, 1.6 | |||||||
3.6.1 | 3, 3.6 | |||||||
3.14 |
Такая общая информационная модель электровоза, а теперь конкретней рассмотрим информационную модель вспомогательных машин см. плакат 5. Блоки использовались те же самые. Рассмотрим оператор сопряжения для А-схемы структура, которой представлена в таблице 2.2.