Микропроцессорные централизации
6.3.1. Общая характеристика
Первая разработка отечественной системы МПЦ относится к началу 80-х гг. прошлого столетия. В 1986 г. институтом Гипротранссигналсвязь была разработана МПЦ типа ЭЦ-Е на базе управляющего вычислительного комплекса, выпускаемого НИИ УВМ г. Северодонецка. После образования самостоятельных государств России и Украины встала задача переориентировки системы на отечественные УВК. Так началась вторая очередь разработки МПЦ, получившей название ЭЦ-ЕМ, на базе УВК «Радиоавионика» (г. Санкт-Петербург). В 1997 г. ЭЦ-ЕМ была внедрена в опытную эксплуатацию на ст. Шоссейная Октябрьской железной дороги и в настоящее время рекомендована для проектирования на станциях с количеством стрелок более 30.
Одновременно с созданием отечественной МПЦ специалистами НИИЖТ МПС РФ был проанализирован ряд зарубежных систем МПЦ на предмет их адаптации к условиям российских железных дорог на конкурентной основе. В результате была предложена система Ebilock-950 шведской фирмы АВВ. С этой целью по рекомендации НТС МПС РФ в 1996 г. было создано совместное российско-шведское предприятие, именуемое в настоящее время как ООО «Бомбардье Транспортейшн (Сигнал)». Нормами технологического проектирования система Ebilock-950 рекомендована к внедрению на средних и крупных станциях. В сибирском регионе она занимает лидирующие позиции. Ниже описана МПЦ Ebilock-950 как пример решения функциональных задач ЭЦ на базе вычислительного комплекса без промежуточных релейных ступеней.
6.3.2. Техническая структура МПЦ Ebilock-950 и
функции ее составляющих
В структуру МПЦ входят следующие функциональные узлы (рис. 6.3).
1. Автоматизированные рабочие места дежурного по станции (АРМ ДСП), электромеханика (АРМ ШН), оператора пункта технического осмотра вагонов (АРМ ПТО), маневрового диспетчера (АРМ МУ).
2. Центральный процессор (ЦП), состоящий из основного и резервного компьютеров.
3. Концентраторы связи (КС), подключаемые к ЦП через модемы и петли связи (четырехпроводный кабель).
4. Объектные контроллеры (ОК), подключаемые через напольный кабель к объектам управления и контроля.
5. Устройства бесперебойного электропитания (УБП).
Автоматизированные рабочие места строятся на базе типовых ПЭВМ. Установка АРМ ПТО и АРМ МУ предусматривается по потребности. С АРМ ДСП осуществляется управление стрелками и сигналами, для чего используется клавиатура или манипулятор «мышь». Состояние объектов управления отражается на экране монитора. Функции АРМ ШН заключаются в диагностике и контроле технического состояния МПЦ, протоколировании работы устройств и действий ДСП.
Рис. 6.3. Структура МПЦ Ebilock-950
ЦП безопасным способом осуществляет все функции ЭЦ. При этом резервный компьютер ЦП находится в горячем резерве, обрабатывая только сигналы ТС. ЦП строится на использовании трех процессоров Motorola MC 68030 с общим объемом памяти 12 мб и энергонезависимой памяти объемом 8 кб. Компоновочный шкаф ЦП представляет собой металлическую конструкцию размером мм. Передняя часть шкафа закрывается дверью. Кабель подводится через низ шкафа. Связь с АРМ ДСП осуществляется по асинхронному последовательному каналу с использованием интерфейса RS-232C, при этом дальность связи не должна превышать 15 м. АРМ ШН подключается к локальной вычислительной сети, дальность которой определяется ее топологией.
Концентраторы связи предназначены для распознавания объекта, для которого передается приказ от ЦП, а также для формирования телеграмм состояния объектов для ЦП. В каждой петле связи может содержаться до 15 концентраторов. При этом к одному компьютеру допускается подключать не более 12 петель связи. КС соединяются между собой кабелем типа . Объектные контроллеры принимают приказы от концентраторов связи и преобразуют их в сигналы по управлению объектами, а также принимают сигналы состояния от объектов и через КС передают их в ЦП. Элементной базой для ОК послужили микропроцессоры Intel 8031.
Структурно МПЦ Ebilock-950 может быть выполнена в двух вариантах: с централизованным и децентрализованным расположением оборудования. В первом случае ЦП, КС и ОК располагаются на центральном посту, во втором – ЦП, реализующий логику ЭЦ и формирование приказов, размещается в центре, а КС и ОК – в горловинах станций в специальных контейнерах. Компоновочный шкаф ОК центрального размещения оборудования представляет собой металлическую конструкцию размером 600 800
2200 мм. Передняя и задняя части шкафа закрываются дверями. Ввод кабеля осуществляется сверху. Связь между ОК и напольными объектами осуществляется сигнально-блокировочным кабелем парной скрутки жил. Контейнерный вариант размещения ОК предусматривает установку двух соединенных между собой шкафов, содержащих стандартные стойки. Один из них служит для размещения ОК, КС, источников питания, другой – для подключения внешних кабелей.
6.3.3. Программное обеспечение и безопасное функционирование
За основу алгоритма работы МПЦ Ebilock-950 взят алгоритм релейных систем. Для описания условий работы МПЦ компанией Adranz создан специальный язык программирования Sternol. Являясь декларативным, он описывает логику централизации, где значения переменных определяются состоянием системы. Правила изменения значения переменных описываются по законам булевой алгебры.
Файл, созданный на языке Sternol, транслируется в машинный код для последующего его ввода в компьютер. Системные программы в целях безопасности работы диверсифицируются, т. е. существуют в двух версиях. Каждый вариант написан отдельной группой программистов. Обработка логики централизации происходит циклически с периодом в 0,3 с.
В течение цикла выполняются следующие операции: собирается и обрабатывается информация о состоянии всех станционных объектов; результаты сравниваются в двух обособленных друг от друга безопасных процессорных модулях, и если результаты различны, действие системы прекращается до устранения неисправности; информация о станции передается на дисплей; формируются приказы на ОК.
Для повышения работоспособности петель связи в случае повреждения кабеля в системе предусматривается переход ЦП с одностороннего режима опроса КС на двухсторонний с автоматической отсечкой неисправного участка.
6.3.4. Увязка объектных контроллеров с объектами
управления и контроля
Концентраторы связи и объектные контроллеры собираются из печатных плат различного назначения. Рассмотрим наиболее употребительные из них. Сигнальные ОК используют платы LMP (рис. 6.4).
Рис. 6.4. Включение ламп маневрового светофора
К одной плате можно подключить лампы двух маневровых, одного выходного (или входного) светофоров. Сигнальные ОК управляют лампами, контролируют их целостность, включают более запрещающее показания при неисправности ламп, переключают питание на резервную нить, регулируют уровень яркости, обеспечивают режим мигания, обнаруживают заземление жил кабеля.
Стрелочные ОК используют платы МОТ (рис. 6.5). К одной плате можно подключить не более двух электроприводов. Они обеспечивают непосредственное подсоединение электродвигателя (постоянного или переменного тока), защиту его от перегрузок, контроль крайних и промежуточных положений остряков, времени перевода и заземления жил.
Рис. 6.5. Включение стрелочного электропривода
Релейные ОК ввода-вывода обеспечивают контроль состояния схем (контакт замкнут / разомкнут, обрыв, КЗ) и управление (постановку под ток реле увязки со вспомогательной системой: путевой блокировкой, переездной сигнализацией и т. п.). В первом случае используются печатные платы ССМ (рис. 6.6), во втором – SRC (рис. 6.7). К таким платам можно подключить не более четырех контактных групп или управляющих реле.
![]() | ![]() |
Библиографический список
1. Системы железнодорожной автоматики и телемеханики: Учебник / Ю. А. К р а в ц о в, В. Л. Н е с т е р о в, и др. Ред. Ю. А. Кравцов./ М.: Транспорт, 1996. 400 с.
2. Л а з а р ч у к В. С. Станционные системы автоматики и телемеханики: Учебное пособие. Ч. 1, 86 с.; ч. 2, 106 с. /В. С. Лазарчук/ Омский гос. ун-т путей сообщения. Омск, 1998.
3. Л а з а р ч у к В. С. Системы железнодорожной автоматики и телемеханики. / В. С. Л а з а р ч у к, В. Н. З а к о л о д я ж н ы й/. Омская гос. акад. путей сообщения. Омск, 1995. 38 с.
4. З а к о л о д я ж н ы й В. Н. Системы железнодорожной автоматики и телемеханики. Ч. 1, 41 с.; ч. 2, 48 с.; ч. 3, 40 с. / В. Н. З а к о л о д я ж н ы й, В. С. Л а з а р ч у к, В. А. Ф и л и м о н о в/. Омский ин-т инж. ж.-д. трансп. Омск, 1992.