Структурная схема кольцевой сети

КАНАЛООБРАЗУЮЩИЕ УСТРОЙСТВА

Методические указания

на выполнение контрольной работы

Хабаровск

Министерство путей сообщения Российской Федерации

Дальневосточный государственный университет путей сообщения

Кафедра «Автоматика и телемеханика»

А.Д. Манаков

КАНАЛООБРАЗУЮЩИЕ УСТРОЙСТВА

Методические указания

на выполнение контрольной работы

Хабаровск

УДК

ББК

М 230

Манаков А.Д. Каналообразующие устройства. Методические указания на выполнение контрольной работы. – Хабаровск: ДВГУПС, 2003. – 10 с.

В методических указаниях изложены принципы построения телемеханических сообщений в системах управления движением поездов, построенных на основе микропроцессоров и микро-ЭВМ.

Рассмотрены функции микропроцессорной системы диспетчерской централизации «ДОН», организация обмена данными между центральным постом управления и линейными пунктами управления, алгоритм работы контроллера магистральной сети, структура и типы передаваемых сообщений в системе «ДОН», табличный способ вычисления контрольной суммы с целью обеспечения высокой достоверности передаваемого сообщения.

Приведены варианты заданий контрольной работы.

Методические указания предназначены для студентов заочной формы обучения при выполнении контрольной работы по дисциплине «Каналообразующие устройства»

Рис. 9, табл. 3, список лит. – 3 назв.

Рецензент: профессор кафедры «Автоматика и телемеханика на железнодорожном транспорте» ДВГУПС Кириленко А.Г.

© Дальневосточный государственный университет

путей сообщения (ДВГУПС), 2003

ВВЕДЕНИЕ

Пункт управления, расположенный в управлении (отделении) дороги, и контролируемые пункты, расположенные на промежуточных станциях, в телемеханических системах управления и контроля движением поездов обмениваются электрическими сигналами, которые в закодированном виде несут различные сообщения (команды, приказы, извещения).

Сообщения – это все то, что передается о ходе производственного процесса.

Информация – та часть сообщения, которая не была известна получателю, то есть является новой для получателя.

В качестве переносчика сообщения (информации) используются физические явления, распространяемые в пространстве (электрические и электромагнитные волны, звук, движение струй воздуха, свет, как разновидность электромагнитной волны). Переносчик должен изменять свойства или параметры под воздействием сообщения.

Сигнал – переносчик с нанесенным на нем сообщением (информацией).

В микропроцессорных и компьютерных телемеханических системах используется блочный способ построения сообщения. В микропроцессорной диспетчерской централизации «ДОН» каждый блок сообщения включает от 4 до 16 байт.

В работе изложены принципы построения и структура сообщения в системе «ДОН» при передачи команды телеуправления общего назначения (задание маршрута на примерной станции). Рассмотрен табличный способ вычисления контрольной суммы циклического кода с целью обеспечения высокой помехозащищенности передаваемого сообщения.

Целью данной контрольной работы является изучение принципов построения телемеханических сообщений в системах управления и контроля движением поездов на железнодорожном транспорте с использованием средств вычислительной техники (микропроцессоров и микро-ЭВМ).

Общие указания

Первой отечественной микропроцессорно системой управления движением поездов, внедренной на сети дорог России (Северокавказская, Восточносибирская и Приволжская железные дороги), является микропроцессорная диспетчерская централизация ДЦМ «ДОН».

ДЦМ «ДОН» решает следующий набор функциональных задач [1]:

1. Агрегатный комплекс центрального поста управления: кодирование, анализ и передача управляющих воздействий на линейные пункты; прием информации о состоянии объекта управления, анализ, передача на оперативно-диспетчерское оборудование (ОДО); формирование базы данных о поездном положении на участке; регистрация графика исполненного движения; прием дополнительной служебной информации; автоматическая установка маршрутов; формирование и передача сообщений в управляющий вычислительный комплекс.

2. Управляющий вычислительный комплекс центрального поста управления: регистрация отклонения от графика движения; организация справочно-информационных моделей; составление справок о движении поездов; автоматическое формирование рекомендаций по оптимальной организации движения.

3. Оперативно-диспетчерское оборудование центрального поста управления: восприятие и логический анализ управляющих воздействий поездного диспетчера (ДНЦ); преобразование и отображение интегральной информации о состоянии объекта; отображение информационных фрагментов промежуточных станций; отображение номеров поездов, курсирующих на участке; восприятие корректирующих воздействий ДНЦ; отображение дополнительной служебной информации.

4. Линейный пункт: прием управляющих команд, их анализ и реализация; контроль состояния технологических объектов, первичная обработка данных, кодирование и передача на центральный пост управления (ЦПУ); передача дополнительной служебной информации.

Для решения рассмотренных функций в ДЦМ «ДОН» применена двухуровневая структура системы, состоящая из ЦПУ и линейных пунктов управления (ЛПУ), установленных на промежуточных станциях и соединенных магистральной линией связи (МЛС).

ЦПУ содержит: агрегатный комплекс (АК), оперативно-диспетчерское оборудование (ОДО) и центральный вычислительный комплекс на базе персональных компьютеров типа IBM-PC.

ЦПУ обрабатывает и реализует управляющие воздействия на устройства автоматики промежуточных станций диспетчерского участка через ЛПУ, подключенные к МЛС.

МЛС содержит двух- или четырех проводную линию, к которой подключаются через модемы контроллеры связи на ЦПУ и каждом ЛПУ. Организация обмена данными в системе ДЦМ «ДОН» между ЦПУ и ЛПУ осуществляется на основе кольцевой магистральной линии связи (рис.1), где НОД – отделение дороги, ЛАЗ – линейно-аппаратный зал, ФЛЦ – физическая четырехпроводная линейная цепь, М₁ – основной комплект модемов, М₂ - резрвный комплект модемов, 2 – устройство изменения конфигурации сети.

Структурно ЛПУ состоит из двух комлектов аппаратуры основного (О) и резервного (1). В основном и резервном комплектах имеются модемы с 4-ех проводным окончанием (М₁ и М₂), которые соединены двухпроводными линиями связи с соседними ЛПУ и/или ЦПУ.

Остатки циклического кода

Номер разряда байта	Остатки
D0
D1
D2
D3
D4
D5
D6
D7

CRC8 = CRCB₀ CRCB₁ CRCB₂ CRCB₃ = 01101000.

В пункте приема сообщения, по рассмотренному выше агоритму, определяется контрольная сумма принятого сообщения и сравнивается с принятой в байте В₁₅. При их совпадении принятое сообщение реализуется, а в пункт передачи передается извещение (квитанция) о правильности приема сообщения. Если извещение (квитанция) не поступило в пункт передачи, то передача повторяется заданное число раз.

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ И ВАРИАНТЫ ЗАДАНИЯ

По литературе [3] изучить принципы построения системы ДЦМ «ДОН».

Построить сообщение телеуправления общего назначения передаваемое с центрального поста управления на промежуточную станцию участка при задании маршрута на станции, показанной на рис.4, с учетом исходных данных, приведенных в табл. 2 и 3.

Таблица 2

Адрес линейного пункта

Номер варианта (предпоследняя цифра шифра)
Адрес линейного пункта управления, установленного на станции

Таблица 3

Значение и признак команды

Номер варианта (последняя цифра шифра)	Содержание команды и признака команды
	Прием на 1 путь по сигналу Н.
	Прием на 2 путь по сигналу Ч.
	Отправление с 5 пути по сигналу Н5.
	Отправление со 2 пути по сигналу Ч2.
	Маневры на 2 путь по сигналу М2.
	Маневры на 1 путь по сигналу М1.
	Маневры с 3 пути за сигнал М4.
	Маневры со 2 пути за сигнал М2.
	Маневры с 5 пути за сигнал М3.
	Маневры с 3 пути за сигнал М1.

Схема примерной станции

Рис.4

В табл. 4 показано распределение команд управления общего назначения и признаки команд, где использованы следующие условные обозначения: М -маршрут; С - сигнал; СМ – сигнал маневровый; СЗ- сигнал закрыт; СУ – сезонное управление; ОСУ – отмена сезонного управления; АМ – автоматические маршруты; ОАМ – отмена автоматических маршрутов; Р – режим «пакетный график» используется при автоматической установке маршрутов; ОР – отмена режима «пакетный график»; Н – нечетный; Ч – четный; Ц – центральный; ВТ – вызов к телефону; ВА – вызов акустический; ГС – громкоговорящая связь; ТС – включение телесигнализации; ОТС – отключение телесигнализации; ВРД – включение разъединителей на линии ДЦ; ОРД – отключение разъединителей на линии ДЦ; ВРП – включение разъединителей на линии продольного энергоснабжения (ПЭ).

Для примера рассмотрим несколько обозначений управляющих сообщений: МНП1 – маршрут нечетный приема на путь 1П; МНО1 – маршрут нечетный отправления с пути 1П; М1-Ч2 – маршрут маневровый между светофорами М1 и Ч2; МЧП2 – маршрут четный приема на путь 2п; МЧО2 – маршрут четный отправления со пути 2П; М2-М6 - маршрут маневровый между светофорами М2 и М6; СНП – сигнал на открытие входного светофора Н; СМ1 – сигнал на открытие маневрового светофора М1; СМ1Ч – сигнал на открытие маневрового светофора, разрешающего движение в четном направлении за светофор М1; СЗН – сигнальный признак маршрута “без сигнала” (при установке маршрута входной сигнал Н не открывается,

Таблица 4

Распределение команд общего назначения и признаков команд по группам управления

Адрес команды управления

Адрес группы управления

МЧП1

МНО1

М2-Н1

М4-Н3

МНП1

МЧО1

М1-Ч1

М3-Ч5

АМ

ОАМ

ВРДН

ОРДН

МЧП2

МНО2

М2-Н2

М4-Н5

МНП2

МЧО2

М1-Ч2

РН

ОРН

ВРДЧ

ОРДЧ

МЧП5

МНО3

М2-Н3

МНП3

МЧО5

М1-М5

РЧ

ОРЧ

ВРПН

ОРПН

МНО5

М2-Н5

МНП5

М1-Ч5

ВАН

ВАЧ

ВРПЧ

ОРПЧ

ВТ

ГС

СУ

ОСУ

Адрес признака команд управления

СНО

СНП

СМ2Н

СМ4Н

СМ1

СМ3

СЧП

СЧО

СМ2

СМ4

СМ1Ч

СМ3Ч

СЧПЗ

СНОЗ

СМ2З

СМ4З

СНПЗ

СЧОЗ

СМ1З

СМЗЗ

*

*

*

*

при этом устанавливаются стрелки по маршруту, но на светофоре Н не включается разрешающее показание); ВАН – вызов акустический в четной горловине; ВРДН – включение разъединителя на линии энергоснабжения диспетчерской централизации напряжением 10 кВ в нечетной горловине станции.

При формировании сообщения телеуправления команда и признак команды должны принадлежать одной группе. Все команды телеуправления можно разделить на две части. К первой относятся команды, связанные с организацией движения поездов – маршрутные команды. Примеры таких команд представлены в группах с адресами 1 – 4 и 6 – 9, табл.4. Ко второй относятся вспомогательные команды. Примеры таких команд представлены в группах с адресами 11 – 14, табл.4. Во время передачи вспомогательных команд передается признак с адресом 6, который повышает достоверность передачи. В табл. 4 признак с адресом 6 отмечен звездочкой.

Признаки команд управления имеют специализацию, табл.5.

Таблица 5

Список литературы

1. Автоматизация процессов управления движением поездов на основе применения микропроцессорных средств /А.А. Явка, И.Д. Долгий, А.Г. Кулькин, В.С. Мирный; Рост. ин-т инж. ж.-д. трансп. Ростов н/Д, 1991, 58 с.

2. Кулькин А.Г. Моделирование процессов обмена данными в кольцевых сетях ДЦМ ДОН //Вопросы совершенствования систем автоматики, телемеханики и связи на железнодорожном транспорте: Межвуз. сб. научн. тр./Под ред. проф. А.А.Явка; Рост. гос. ун-т путей сообщения. Рост. н/Д, 1995. 198 с.

3. Кравцов Н.А. Системы железнодорожной автоматики и телемеханики – М.: Транспорт, 1996 г. 370 с.

Содержание

С.

Введение……………………………………………………………………………….. 4

1.Общие указания………………………………………………………………………. 5

2. Построение сообщений в ДЦМ ДОН ……………………………………………… 7

3. Порядок выполнения и варианты задания ………………………………………. 9

Список литературы…………………………………………………………………..13

КАНАЛООБРАЗУЮЩИЕ УСТРОЙСТВА

Методические указания

на выполнение контрольной работы

Хабаровск

Министерство путей сообщения Российской Федерации

Дальневосточный государственный университет путей сообщения

Кафедра «Автоматика и телемеханика»

А.Д. Манаков

КАНАЛООБРАЗУЮЩИЕ УСТРОЙСТВА

Методические указания

на выполнение контрольной работы

Хабаровск

УДК

ББК

М 230

Манаков А.Д. Каналообразующие устройства. Методические указания на выполнение контрольной работы. – Хабаровск: ДВГУПС, 2003. – 10 с.

В методических указаниях изложены принципы построения телемеханических сообщений в системах управления движением поездов, построенных на основе микропроцессоров и микро-ЭВМ.

Рассмотрены функции микропроцессорной системы диспетчерской централизации «ДОН», организация обмена данными между центральным постом управления и линейными пунктами управления, алгоритм работы контроллера магистральной сети, структура и типы передаваемых сообщений в системе «ДОН», табличный способ вычисления контрольной суммы с целью обеспечения высокой достоверности передаваемого сообщения.

Приведены варианты заданий контрольной работы.

Методические указания предназначены для студентов заочной формы обучения при выполнении контрольной работы по дисциплине «Каналообразующие устройства»

Рис. 9, табл. 3, список лит. – 3 назв.

Рецензент: профессор кафедры «Автоматика и телемеханика на железнодорожном транспорте» ДВГУПС Кириленко А.Г.

© Дальневосточный государственный университет

путей сообщения (ДВГУПС), 2003

ВВЕДЕНИЕ

Пункт управления, расположенный в управлении (отделении) дороги, и контролируемые пункты, расположенные на промежуточных станциях, в телемеханических системах управления и контроля движением поездов обмениваются электрическими сигналами, которые в закодированном виде несут различные сообщения (команды, приказы, извещения).

Сообщения – это все то, что передается о ходе производственного процесса.

Информация – та часть сообщения, которая не была известна получателю, то есть является новой для получателя.

В качестве переносчика сообщения (информации) используются физические явления, распространяемые в пространстве (электрические и электромагнитные волны, звук, движение струй воздуха, свет, как разновидность электромагнитной волны). Переносчик должен изменять свойства или параметры под воздействием сообщения.

Сигнал – переносчик с нанесенным на нем сообщением (информацией).

В микропроцессорных и компьютерных телемеханических системах используется блочный способ построения сообщения. В микропроцессорной диспетчерской централизации «ДОН» каждый блок сообщения включает от 4 до 16 байт.

В работе изложены принципы построения и структура сообщения в системе «ДОН» при передачи команды телеуправления общего назначения (задание маршрута на примерной станции). Рассмотрен табличный способ вычисления контрольной суммы циклического кода с целью обеспечения высокой помехозащищенности передаваемого сообщения.

Целью данной контрольной работы является изучение принципов построения телемеханических сообщений в системах управления и контроля движением поездов на железнодорожном транспорте с использованием средств вычислительной техники (микропроцессоров и микро-ЭВМ).

Общие указания

Первой отечественной микропроцессорно системой управления движением поездов, внедренной на сети дорог России (Северокавказская, Восточносибирская и Приволжская железные дороги), является микропроцессорная диспетчерская централизация ДЦМ «ДОН».

ДЦМ «ДОН» решает следующий набор функциональных задач [1]:

1. Агрегатный комплекс центрального поста управления: кодирование, анализ и передача управляющих воздействий на линейные пункты; прием информации о состоянии объекта управления, анализ, передача на оперативно-диспетчерское оборудование (ОДО); формирование базы данных о поездном положении на участке; регистрация графика исполненного движения; прием дополнительной служебной информации; автоматическая установка маршрутов; формирование и передача сообщений в управляющий вычислительный комплекс.

2. Управляющий вычислительный комплекс центрального поста управления: регистрация отклонения от графика движения; организация справочно-информационных моделей; составление справок о движении поездов; автоматическое формирование рекомендаций по оптимальной организации движения.

3. Оперативно-диспетчерское оборудование центрального поста управления: восприятие и логический анализ управляющих воздействий поездного диспетчера (ДНЦ); преобразование и отображение интегральной информации о состоянии объекта; отображение информационных фрагментов промежуточных станций; отображение номеров поездов, курсирующих на участке; восприятие корректирующих воздействий ДНЦ; отображение дополнительной служебной информации.

4. Линейный пункт: прием управляющих команд, их анализ и реализация; контроль состояния технологических объектов, первичная обработка данных, кодирование и передача на центральный пост управления (ЦПУ); передача дополнительной служебной информации.

Для решения рассмотренных функций в ДЦМ «ДОН» применена двухуровневая структура системы, состоящая из ЦПУ и линейных пунктов управления (ЛПУ), установленных на промежуточных станциях и соединенных магистральной линией связи (МЛС).

ЦПУ содержит: агрегатный комплекс (АК), оперативно-диспетчерское оборудование (ОДО) и центральный вычислительный комплекс на базе персональных компьютеров типа IBM-PC.

ЦПУ обрабатывает и реализует управляющие воздействия на устройства автоматики промежуточных станций диспетчерского участка через ЛПУ, подключенные к МЛС.

МЛС содержит двух- или четырех проводную линию, к которой подключаются через модемы контроллеры связи на ЦПУ и каждом ЛПУ. Организация обмена данными в системе ДЦМ «ДОН» между ЦПУ и ЛПУ осуществляется на основе кольцевой магистральной линии связи (рис.1), где НОД – отделение дороги, ЛАЗ – линейно-аппаратный зал, ФЛЦ – физическая четырехпроводная линейная цепь, М₁ – основной комплект модемов, М₂ - резрвный комплект модемов, 2 – устройство изменения конфигурации сети.

Структурно ЛПУ состоит из двух комлектов аппаратуры основного (О) и резервного (1). В основном и резервном комплектах имеются модемы с 4-ех проводным окончанием (М₁ и М₂), которые соединены двухпроводными линиями связи с соседними ЛПУ и/или ЦПУ.

Структурная схема кольцевой сети

Рис.1

Передача сообщения ведется только в одном направлении, поэтому не требуется разворота модемов. При этом в каждом ЛПУ сигнал в линии полностью регенерируется: демодулируется, восстанавливается в цифровой форме и затем модулируется и передается в следующий участок линии связи.

Сообщения от ЛПУ к ЦПУ и обратно передаются микропроцессорным контроллером магистральной сети (МКМС) по следующему алгоритму:

1. Основной элемент управления формирует сообщение (адрес, тип, длина, данные) и записывает его во внутреннюю память МКМС, а затем устанавливает признак «Имеются данные для передачи».

2. МКМС, получив сообщение, вычисляет контрольную сумму циклического кода СRC8, передает сообщение через модем в линию связи и переходит в состояние ожидания положительного подтверждения приема.

3. Не получив ответа в течение заданного промежутка времени, МКМС повторно посылает сообщение. После трех неудачных попыток передать сообщение МКМС сообщает элементу управления об ошибке в передаче для принятия решения повторить передачу заново или отказаться от повторной передачи.

Каждое сообщение телесигнализации (ТС), зародившись, транслируется через промежуточные узлы и поступает на ЦПУ. При совпадении контрольной суммы циклического кода CRC8, вычисленной ЦПУ, с полученной, выдается положительное подтверждение, также защищенное CRC8.

Передача сообщений (приказов) в канал связи инициируется: изменением состояний технологических объектов; заданием команды диспетчером; обязательной передачей одной информационной группы ЛПУ в случае длительного (более 20 сек.) отсутствия технологического изменения состояния объектов.