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.

 

Рис. 6.6. Контроль состояния стрелочного путевого участка

Рис. 6.7. Включение реле управления ОП

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.