Функционирование аппаратуры шкафа УСО и шкафа ЦПУ

Аппаратура шкафа УСО и шкафа ЦПУ осуществляет:

- сбор, предварительную обработку и хранение информации от датчиков;

- вывод информации о состоянии технологического процесса в комплекте РМ ДСП и прием от комплекта РМ ДСП дежурного по станции;

- формирование команд управления выходными усилителями (осуществляющими управление исполнительными устройствами) в соответствии с заданными алгоритмами управления и командами дежурного по станции;

- выдачу управляющих воздействий на исполнительные устройства (через входные усилители).

Блоки шкафа УСО и шкафа ЦПУ выполняют функции, связанные с обеспечением отказоустойчивости (отказ любого из компонентов вычислительного ядра маскируется за счет аппаратно – программной избыточности) и отказобезопасности (отказ любого компонента УВК РА не приводит к ложному срабатыванию исполнительных устройств низовой и локальной автоматики).

Решение указанных задач осуществляется при соблюдении основных требований концепции безопасности к УВК РА:

-одиночные дефекты аппаратных и программных средств не должны приводить к опасным отказам, должны обнаруживаться и блокироваться с заданной вероятностью при рабочих и тестовых воздействиях не позднее, чем в УВК РА возникнет второй дефект;

- не должно происходить накопление отказов хотя бы в одном канале;

- недопустимо возникновение такого количества эквивалентных отказов, которое больше или равно кратности резервирования.

Трехканальная резервированная ЭВМ БЦПУ обеспечивает реализацию технологических алгоритмов системы ЭЦ-ЕМ. БЦПУ осуществляет:

- прием от БС информации о состоянии датчиков;

- передачу в РМ ДСП информации о состоянии объектов низовой и локальной автоматики на станции;

- прием от РМ ДСП команд дежурного по станции;

- решение задач централизации и блокировки стрелок и сигналов на станции;

- формирование и передачу в БС команд управления выходными усилителями в соответствии с заданными технологическими алгоритмами и командами дежурного по станции;

- передачу в РМ ДСП диагностической информации о состоянии составных частей УВК РА.

БЦПУ функционирует в соответствии с установленным ПО.

Трехканальная резервированная ЭВМ БС обеспечивает согласование между блоком центрального постового устройства БЦПУ и блоком устройства связи с объектом БУСО. БС осуществляет:

- сбор, предварительную обработку, хранение и передачу в ЦПУ информации от датчиков;

- прием от БЦПУ команд управления выходными усилителями и выдачу управляющих воздействий на исполнительные устройства (через выходные усилители).

Блок связи осуществляет управление модулями блока устройства связи с объектом (БУСО). Каждый субблок БС связан с одним каналом устройства сопряжения с объектом (УСО). Кроме того, СБС периодически производят тестирование блока устройства связи с объектом (БУСО) и блок устройства безопасного контроля и отключения (БУБКО).

Функционирование БС организовано циклически со временем цикла, равным примерно 1 секунде. В течение секундного цикла решаются диагностические задачи, задачи, связанные с вводом и выводом дискретных сигналов, а также осуществляется обмен информацией с ЦПУ. Кроме того, несколько раз в течение секундного цикла СБС, входящие в состав БС, выполняют взаимную синхронизацию.

Каждый модуль БУСО снабжен микровыключателем, переводящим его в отключенное состояние во время установки в кассету или извлечения из нее. Микровыключатель срабатывает при откидывании экстрактора на лицевой панели модуля, предотвращая выдачу ложных сигналов в процессе замены модуля.

Модуль МВУ выполняет следующие функции:

- формирование сигналов управления 48 исполнительными устройствами по командам, получаемым по магистрали дискретного ввода – вывода от субблока БС (в качестве исполнительных устройств могут быть использованы реле с сопротивлением обмотки не менее 1600 Ом - например, реле РЭЛ1-1600, Д3/2700, РЭЛ2-2400);

- управление модулями МБКО по командам, получаемым по по магистрали дискретного ввода – вывода от субблока БС.

Модули безопасного контроля и отключения МБКО являются специализированными источниками питания выходных каскадов МВУ и входят в состав блока устройства безопасного контроля и отключения (БУБКО). БУБКО содержит три идентичных канала, каждый из которых обеспечивает питание модулей МВУ одного канала БУСО. СБС, вырабатывая команды на формирование импульсных последовательностей, принимает участие в управлении всеми МБКО триады, а также контролирует сигналы управления данным МБКО со стороны других СБС. Каждый МВУ принимает участие в управлении модулем МБКО, питающим его выходные каскады, а также МБКО, питающими МВУ соседних каналов.

МБКО отключает питающее напряжение выходных каскадов соответствующего МВУ (то есть переводит его в безопасное состояние) в случае несоответствия параметров импульсной последовательности, вырабатываемой МВУ данного или соседнего каналов. Вывод управляющих воздействий в любой из модулей МВУ осуществляется СБС при условии, что в триаде включено не менее двух МБКО.

Если в процессе функционирования в результате сбоев или каких-либо неисправностей на выходах УВК РА появляются ошибочные управляющие сигналы, этот потенциально опасный отказ выявляется при регулярном (каждые 40-45 мс) опросом цепей обратной связи выходов МВУ. С целью предотвращения перехода такого потенциально опасного отказа в опасный БС, при помощи МБКО, осуществляет оперативное (в течение 2-3 мс) снятие питающих напряжений с выходных каскадов неисправного МВУ, что позволяет снять ложный управляющий сигнал с выхода УВК РА раньше, чем сработает исполнительное устройство – интерфейсное реле.

Тестирование модулей МВУ и МБКО производится один раз в каждом секундном цикле.

МСИ осуществляет преобразование и передачу в СБС по магистрали дискретного ввода – вывода сигналов от 56 дискретных датчиков. В качестве датчиков, подключаемых к входам МСИ, используются контакты реле. Информация от каждого датчика считывается дважды: сначала с нормально разомкнутого (фронтового) контакта, а затем с нормально замкнутого (тылового). Каждый вход МСИ опрашивается трижды в течение одного секундного цикла, и по результатам обработки трехкратного опроса формируется интегральная оценка состояния датчика в данном цикле.

Ввод информации от каждого датчика производится одновременно тремя модулями МСИ разных каналов УСО, образующими триаду, что позволяет продолжить нормальное функционирование БУСО при выходе из строя или отсутствии одного модуля в каждой триаде. Каждая триада обеспечивает ввод сигналов от 56 датчиков.

Тестирование МСИ производится один раз в каждом секундном цикле.

2.7 Сопряжение модулей МСИ с релейными устройствами управления и контроля объектов

Схема сопряжения модулей МСИ с релейными устройствами управления и контроля представлена на рисунке 2.9.

Рисунок 2.9. Схема сопряжения модулей съема дискретной информации (МСИ) с постовыми устройствами контроля объектов ЭЦ.

При помощи модулей МСИ осуществляется сбор информации о текущем состоянии объектов ЭЦ. В качестве датчиков, подключаемых к входам МСИ, используются контакты реле. Подключение датчиков к системе производится через разъемы УВК РА и статив согласования.

Для повышения работоспособности УВК РА ввод информации от каждого датчика производится одновременно тремя однотипными модулями МСИ, расположенными в разных каналах УСО и образующих триаду модулей ввода. Это позволяет БУСО продолжить функционирование в полном объеме при выходе из строя одного модуля в каждой триаде. Каждая триада МСИ дает возможность ввода сигналов до 56 датчиков.

Контрольная информация от каждого датчика считывается дважды: сначала с нормально разомкнутого (фронтового) контакта, а затем с нормально замкнутого (тылового). Для этого при помощи ключей напряжение подается в цепи «Направление 1» (1НП) и «Направление 2» (2НП) соответственно. В формировании сигнала каждого из направлений участвуют шесть ключей, находящихся в трех модулях МСИ, которые расположены в разных каналах УСО и составляют триаду ввода.

Внешнее питание нагрузки ±24В подключается к модулям МСИ через разъемы УВК РА.

Схема подключения внешнего питания нагрузки ±24В к триадам ввода УВК РА представлена на рисунке 2.10.

2.8 Сопряжение модулей вывода (МВУ) с релейными устройствами управления и контроля объектами

Схема сопряжения модулей МВУ с релейными устройствами управления и контроля представлена на рисунке 2.11.

При помощи модулей МВУ осуществляется формирование сигналов управления исполнительными устройствами, в качестве которых могут использоваться реле с сопротивлением обмотки не менее 1600 Ом (например, Д3-2700, РЭЛ1-1600 или РЭЛ2-2400). Исполнительные устройства подключаются к системе через разъемы УВК РА.

Для повышения отказоустойчивости выходные сигналы УВК РА формируются одновременно тремя однотипными модулями МВУ, расположенными в разных каналах УСО и образующими триаду модулей вывода. Выходы модулей МВУ, образующих одну триаду, объединяются по «монтажному ИЛИ», что позволяет БУСО продолжать функционирование в случае выхода из строя (или отсутствии) одного из МВУ в каждой триаде. Каждая триада МВУ обеспечивает вывод управляющих воздействий по 48 отказоустойчивым выходам.

Внешнее питание нагрузки ±24В подключается к модулям МВУ через разъемы УВК РА. В системе ЭЦ-ЕМ предусмотрена возможность принудительного отключения и подключения шин питания нагрузки любой из триад МВУ с помощью кнопок «Откл. Пит.» на ЩВУ. При переходе системы в аварийный режим работы шины питания нагрузки всех модулей МВУ отключаются автоматически контактами реле ОАУ.

Включение выходов МВУ производится при нажатии кнопки «Запуск МБКО» на ЩВУ.

Таблица обозначений каналов контроля и управления УВК РА станции Масловка приведена в приложении.

Рисунок 2.11. Схема сопряжения модулей вывода управляющих воздействий (МВУ) с постовыми устройствами управления объектами ЭЦ.

2.9 Щиток вспомогательного управления

Выносной щиток вспомогательного управления размещается в аппаратной независимо от наличия пульта аварийного управления. На ЩВУ размещены ключи-жезлы для прилегающих перегонов с кнопками их изъятия, кнопка отключения питания всех устройств СЦБ, кнопки отключения питания УВК РА и запуска модуля безопасного контроля и отключения (МБКО), коммутатор макета стрелки с тремя светодиодами.

2.10 Постовые релейно-контактные устройства управления объектами ЭЦ

Постовые релейно-контактные устройства управления объектами ЭЦ реализованы на реле 1 класса надежности и конструктивно оформлены в виде типовых релейных стативов с расположенными и смонтированными на них реле согласно монтажным схемам проекта.

Принципиальные схемы включения реле постовых устройств управления и контроля объектами низовой и локальной автоматики в основном аналогичны принципиальным схемам включения реле устройств управления и контроля низовой и локальной автоматики релейных систем электрической централизации, за исключением некоторых особенностей.

2.10.1 Устройства управления и контроля стрелками

Управление стрелочными электроприводами осуществляется при помощи интерфейсных реле по команде из УВК, в котором проверяются все зависимости электрической централизации.

Для управления стрелочным электроприводом применена типовая пятипроводная схема управления электродвигателем переменного тока, без контроля контактами реле свободности стрелочной секции и замыкания стрелки в маршруте, так как эти функции контролирует УВК РА. Управление схемой осуществляет УВК при помощи при помощи управляющих реле ПУ и МУ, подключенных к выходам модулей вывода МВУ. Контроль положения стрелки осуществляется контактами реле ОК и ППС, подключенными к входам модулей ввода МСИ (через разъемы УВК).

Схема сопряжения УВК РА с устройствами управления и контроля стрелкой переменного тока приводится в приложении 4.

Проверка всех условий безопасности при выдаче управляющих воздействий на перевод стрелки осуществляется технологическими программами и не требует введения в цепи включения управляющих реле контактов каких-либо других реле.

Включение контактов реле СП в цепи проверки перевода стрелки необходимо для аварийного управления стрелкой с проверкой свободности рельсовых цепей или с нажатием кнопки-счетчика вспомогательного перевода. В остальном реализация постового устройства управления и контроля стрелкой, а также напольного оборудования стрелок аналогична системам релейных ЭЦ.

2.10.2 Устройства управления и контроля светофорами

Схема сопряжения УВК РА с устройствами управления и контроля маневровым светофором приводится в приложении 4.

Сопряжение УВК РА с данным устройством осуществляется:

- по управлению - при помощи управляющего реле МС, подключенного к выходам модулей вывода МВУ через разъемы УВК РА;

- по контролю - через контакты реле МС и МО, подключенные к входам модулям ввода МСИ через разъемы УВК РА.

Проверка всех условий безопасности при выдаче управляющих воздействий на управление огнями маневрового светофора осуществляется технологическими программами и не требует введения в цепи включения управляющего реле контактов каких-либо других реле.

Реализация схемы управления и контроля огнями маневровых светофоров аналогична релейным системам ЭЦ.

Схема сопряжения УВК РА с устройствами включения выходного светофора при 3-значной сигнализации приводится в приложении 4.

Сопряжение УВК РА с данным устройством осуществляется:

- по управлению - при помощи управляющих реле С основного сигнального реле), МС, ЗС, МГС, ПС и ГМ, подключенных к выходам модулей вывода МВУ через разъемы УВК РА;

- по контролю - через контакты реле С, МС, ПС1, ГМ, О и СО, подключенные к входам модулей ввода МСИ через разъемы УВК РА.

Реализация схемы управления и контроля огнями выходных светофоров аналогична релейным системам ЭЦ.

Схема сопряжения УВК РА с устройствами включения входного светофора приводится в приложении 4.

Сопряжение УВК РА с данным устройством осуществляется:

- по управлению - при помощи управляющих реле С (основного сигнального реле), ЗС (сигнального реле зеленого показания), МГС (реле мигающего сигнала), ПС (реле пригласительного сигнала) и ГМ (главного маршрутного реле), подключенных к выходам модулей вывода МВУ через разъемы УВК РА;

- по контролю - через контакты реле С, ПС, ГМ, РУ, КПС, КО и А, подключенные к входам модулей ввода МСИ через разъемы УВК РА.

Реализация схемы управления и контроля огнями входного светофора имеет свои особенности по сравнению с аналогичной схемой релейной централизации – отсутствует реле выключения неправильного показания (ВНП).

Действительно, при перегорании одной из ламп разрешающих показаний (два желтых; два желтых, верхний мигающий) в ЭЦ-ЕМ отсутствует возможность получения более разрешающего показания (желтого или желтого мигающего) в течение 6-7 сек, как это было бы в релейной ЭЦ при отсутствии реле ВНП. В ЭЦ-ЕМ это время не будет превышать 2 сек, что вполне допустимо.

В остальном реализация схемы управления и контроля огнями входных светофоров, а также их напольного оборудования (релейных шкафов входных светофоров) аналогична релейным системам ЭЦ.

2.10.3 Устройства контроля состояния рельсовых цепей

Сопряжение УВК РА с устройством контроля состояния рельсовых цепей осуществляется по контролю - через фронтовые контакты общих повторителей путевых реле рельсовых цепей: стрелочных секций, участков путей, путей, подключаемых к входам модулей ввода МСИ через разъемы УВК РА.

2.10.4 Устройства управления включением кодирования

Сопряжение УВК РА с данным устройством осуществляется по управлению:

- для каждого кодируемого маршрута контактами общих кодово-включающих реле (Н1КВ, ЧОКВ и т.д.), подключенных к выходам модулей вывода МВУ через кросс УВК РА;

- для каждой кодируемой с питающего конца станционной рельсовой цепи контактами стрелочных кодовключающих реле (СКВ) и кодовключающих реле участков пути (НАПКВ) и приемо-отправочных путей (ПКВ), подключенных к выходам модулей вывода МВУ через кросс УВК РА.

Реализация устройства управления включением кодирования и его сопряжение со станционными рельсовыми цепями в основном аналогична устройствам релейных систем ЭЦ, за исключением того, что секционные кодово-включающие реле включаются не за одну до вступления на нее рельсовую цепь, а за две.

Указанная особенность обусловлена некоторой инерционностью ЭЦ-ЕМ из-за цикличности работы УВК РА (продолжительность цикла 1 секунда). С целью исключения сбоев в кодировании с питающего конца рельсовой цепи при движении поезда с большой скоростью реле СКВ (ПКВ) рельсовой цепи возбуждается не за одну до вступления на нее рельсовую цепь, а за две, с тем, чтобы реле СКВ (ПКВ) гарантированно было возбуждено при занятии рельсовой цепи. Это, в свою очередь, вызывает изменения схемы включения кодируемых трансформаторов рельсовых цепей, связанные с тем, что при движении поезда одновременно находятся под током три реле СКВ (ПКВ), а не два, как было раньше.

Вторая особенность обусловлена экономией количества управляющих реле УВК РА.

2.10.5 Увязка с устройствами управления и контроля перегонной автоматикой

Схемы сопряжения УВК РА с устройствами управления и контроля релейной трехзначной двухпутной автоблокировкой приводятся в приложении 5.

Сопряжение УВК РА с данным устройством осуществляется:

- по управлению – при помощи управляющих реле КС, З, ВИП, СНК, ДС, ОВ, ПВ, ПП подключенных к выходам модулей вывода МВУ через разъемы УВК РА;

- по контролю - через контакты реле СНП, С1У, С1П, 1У, 2У, КП, подключенные к входам модулей ввода МСИ через разъемы УВК РА.

Указанные цепи контроля дают полную информацию для УВК РА, необходимую для решения технологических задач ЭЦ, связанных с приемом и отправлением поездов на перегон, оборудованный автоблокировкой, а также полную информацию для индикации состояния автоблокировки дежурному по станции.

Устройства самой релейной автоблокировки (напольное оборудование и оборудование на посту ЭЦ) изменений не претерпевает.