Светофоры и маршрутные указатели на светодиодах

Светофоры и маршрутные указатели на светодиодах

Железнодорожный светофор со светодиодными светооптическими системами

 

Железнодорожный светофор – основное сигнальное устройство на железнодорожном пути. Это оптический прибор, сигнализирующий днем и ночью цветом одного или нескольких огней.

 

 

Светофор со светодиодными светооптическими системами позволяет:

· существенно повысить параметры надежности функционирования (время наработки на отказ - не менее 50000 час.);

· повысить уровень безопасности движения поездов за счет оптимизации силы света и координат цветности огней железнодорожных светофоров;

· сократить потребность в выполнении регламентных и ремонтных работ для обеспечения работоспособного состояния.

 

Указатели маршрутные

 

Указатели маршрутные буквенные, цифровые и положения предназначены для указания пути приема, отправления или направления следования поездов и маневровых составов.

 

 

При внедрении светодиодных маршрутных указателей:

 

· ­ энергопотребление снижено в 4 раза в дневном режиме, в 10 раз – в ночном за счет снижения потребляемой мощности светодиодных ячеек до 10 Вт;

· ­ эксплуатационные расходы снижены в 10 раз за счет исключения технических операций периодического обслуживания;

· ­ срок службы увеличен в 2 раза (до 20 лет);

· ­ увеличены различимость сигнального показания дальность видимости.

 

Типы современных устройств СЦБ на станциях

 

Централизация предназначена для управления всеми стрелками и сигналами, расположенными на станции или в отдельном ее районе, из одного пункта – поста централизации.

Электрическая централизация представляет собой систему централизованного управления объектами с помощью электрической энергии.

 

Структурная схема МПЦ EBILock 950

 

Основу МПЦ EBILock 950 составляют центральное процессорное устройство (ЦПУ) и система централизованных или распределенных объектных контроллеров.

ЦПУ МПЦ EBILock 950 собирает информацию о состоянии различных напольных объектов, обрабатывает данные централизации и направляет приказы соответствующим объектным контроллерам, которые, в свою очередь, управляют напольными объектами.

Система передачи данных обеспечивает передачу приказов от ЦПУ в объектные контроллеры и статусных сообщений о состоянии напольных объектов в ЦПУ через резервируемые каналы.

 

Центральное процессорное устройство МПЦ EBILock 950 (система обработки зависимостей централизации)

 

Модификации:

 

ЦПУ EBILock 950 R3 – одно ЦПУ                ЦПУ EBILock 950 R4 – одно ЦПУ

Осуществляет управление                             осуществляет управление

Система объектных контроллеров

(интерфейс к напольным объектам СЦБ)

Комплект устройств защиты от импульсных перенапряжений

Комплект РМ ДСП

 

Автоматизированное рабочее место электромеханика (АРМ ШН) совместно с системами диспетчерского контроля обеспечивает:

- мониторинг работы электронных модулей и линий связи ЭЦ-ЕМ;

- мониторинг работы напольного оборудования;

- мониторинг работы источников бесперебойного питания;

- мониторинг значений электрических параметров (напряжений, токов, и др.);

- мониторинг состояния увязки УВК РА с релейной частью;

- доступ к архиву протоколов работы ДСП, технологических и системных сообщений УВК РА;

- обработку и анализ архивной информации о работе ЭЦ-ЕМ, составление протоколов работы системы;

- предоставление справочной информации.

АРМ ШН                                                 АРМ ДСП

 

 

НАЗНАЧЕНИЕ СИСТЕМЫ

Система микропроцессорной централизации МПЦ-2 на базе УВК ЭЦМ предназначена для централизованного управления средствами управляющей вычислительной техники объектами низовой и локальной автоматики - стрелками, сигналами, переездами и т.д. - на железнодорожных станциях с учетом выполнения всех требований, предъявляемых ПТЭ к устройствам электрической централизации стрелок и сигналов, в условиях высокой степени безопасности (SIL4 по международной классификации).

Система МПЦ-2 может применяться на всех малых, средних и крупных станциях (узлах, раздельных пунктах и разъездах) с поездными и маневровыми передвижениями магистрального и внутризаводского железнодорожного транспорта России и стран ближнего зарубежья.

Система МПЦ-2 является современной системой микропроцессорной централизации, выполняющей все необходимые требования по безопасности, функциональности и экономичности, предъявляемых к системам такого класса.

СОСТАВ СИСТЕМЫ

Система МПЦ-2 по расположению аппаратуры является централизованной.

На посту ЭЦ располагаются:

технические средства рабочего места дежурного по станции;

управляющий вычислительный комплекс УВК ЭЦМ;

постовые релейно-контактные устройства управления объектами ЭЦ, а также релейной перегонной автоматики;

рабочее место электромеханика АРМ ШН;

станционная часть подсистемы счета осей (при необходимости);

электропитающие устройства на базе устройств бесперебойного питания.

Кроме того, на посту ЭЦ располагаются установленные для системы комплекты ЗИП.

В качестве объектов низовой и локальной автоматики в системе МПЦ-2, как правило, применяется существующее напольное оборудование - стрелочные электроприводы, светофоры, переезды и т.п., а также постовое оборудование существующих систем перегонной автоматики автоблокировок и полуавтоматических блокировок. Контроль занятости участков выполняется с помощью системы счета осей.

УСТРОЙСТВО И РАБОТА

Система МПЦ-2 предусматривает решение средствами микропроцессорной техники как задач управления и контроля объектами СЦБ на станции с рабочего места дежурного по станции, так и задач по соблюдению всех зависимостей стрелок и сигналов с целью обеспечения безопасности движения поездов.

Средствами микропроцессорной техники обеспечена реализация всех функциональных задач ЭЦ, в т.ч. установки, размыкания и отмены маршрутов, поддержания разрешающих показаний светофоров и кодирования маршрутов с проверкой всех условий безопасности, разделки угловых заездов при маневровых передвижениях, подачи извещения на переезды, включения пригласительного сигнала, индивидуального перевода и автовозврата остряков стрелок, искусственного размыкания секций, установки и снятия макетов стрелок и изолированных участков, ограждения приемоотправочных путей, и т.д.

Основные функции управления и контроля реализуются в модуле ЭВМ, входящем в один из шкафов УВК ЭЦМ. В свою очередь, модуль ЭВМ сдержит три одинаковых вычислительных канала, каждый из которых имеет две линии связи с двумя ПЭВМ РМ ДСП (до трех ПЭВМ в составе МПЦ-2), с которого ведется управление объектами централизации. Каждая ПЭВМ физически связана с двумя различными вычислительными каналами. В процессе функционирования системы одна ПЭВМ находится в рабочем режиме, вторая – в горячем резерве, третья (если есть) - в холодном резерве. При больших районах управления допускается деление станции на зоны управления с выделением самостоятельных комплектов органов управления и контроля для каждой из зон. При организации взаимодействия системы МПЦ-2 с вышестоящей системой дополнительно может использоваться координационно-согласующее устройство (КСУ), связанное со всеми ПЭВМ РМ ДСП

Технологическое программное обеспечение вычислительных каналов УВК ЭЦМ и ПЭВМ РМ ДСП системы МПЦ-2 полностью соответствует технологическому ПО, созданному в рамках разработки системы микропроцессорной централизации ЭЦ-ЕМ.

В зависимости от состояния системы различаются три режима управления объектами на станции:

Диспетчерское управление

Управление ДСП

Местное управление

Более подробная информация о режимах работы системы приведена в Руководстве по эксплуатации системы.

Рабочее место ДСП

Рабочее место ДСП (РМ ДСП) предназначено для управления стрелками и светофорами и контроля состояния объектов электрической централизации, а также результатов диагностирования микропроцессорных средств системы. На экранах мониторов ПЭВМ РМ ДСП отображается оперативная информация о ходе приема, пропуска и отправления поездов по станции и состоянии объектов управления. Дежурный по станции имеет возможность вводить управляющие директивы при помощи органов управления ПЭВМ РМ ДСП. Принтер, входящий в состав РМ ДСП, обеспечивает печать протокола работы МПЦ-2.

Каждая из ПЭВМ рабочего места ДСП физически связана с двумя вычислительными каналами УВК ЭЦМ. При этом в штатном режиме работы УВК ЭЦМ при функционировании всех вычислительных каналов связи первая ПЭВМ осуществляется с 1 и 2 вычислительными каналами, вторая ПЭВМ - с 3 и 2 вычислительными каналами, третья ПЭВМ - с 1 и 3 вычислительными каналами. В штатном и вспомогательном режимах работы системы МПЦ-2 управление объектами осуществляется путем ввода дежурным по станции управляющих директив (УД) при помощи ручного манипулятора «мышь» или клавиатуры. Если передача управляющих директив происходит с одной из ПЭВМ, то УД принимает соответствующий вычислительный канал и, по межканальным связям, передает ее в остальные вычислительные каналы до её обработки и передачи в информации в блоки вывода (БВД). Таким образом, все три вычислительных канала УВК ЭЦМ получат на обработку одну и ту же УД в одно и то же время.

При выходе из строя какой-либо из ПЭВМ, находящейся в рабочем режиме, подключается в рабочий режим ПЭВМ, находящаяся в холодном резерве. При выходе из строя одного из вычислительных каналов УВК ЭЦМ персональная ЭВМ, осуществляющая с ним связь, продолжает функционировать в полном объеме за счет оставшейся связи с другим вычислительным каналом. Отсутствие связи по любому каналу отражается индикацией на мониторе соответствующей ПЭВМ.

Контроль за ходом приема, пропуска и отправления поездов по станции в штатном и вспомогательном режимах функционирования системы МПЦ-2, а также за результатами диагностирования микропроцессорных средств системы осуществляется с монитора ПЭВМ.

Шкафы УВК

В процессе функционирования УВК ЭЦМ обеспечивает реализацию алгоритмов управления и центральных зависимостей стрелок и сигналов с целью обеспечения высокой пропускной способности станции при обеспечении необходимых условий безопасности. В зависимости от количества управляемых объектов выпускаются различные исполнения УВК ЭЦМ

Один шкаф УВК ЭЦМ содержит:

модуль ЭВМ, выполняющий основные функции управления и контроля УВК ЭЦМ;

модули ввода-вывода, осуществляющие управление объектами низовой и локальной автоматики;

модуль питания;

преобразователи интерфейса RS232->RS422 для связи с РМ ДСП;

платы разъемов для подключения внешних кабелей.

Примечание - В исполнениях УВК ЭЦМ, содержащих два шкафа, модуль ЭВМ устанавливается только в одном из них.

Электрические схемы соединений УВК ЭЦМ приводятся в РЭ на УВК ЭЦМ. В целях повышения работоспособности и безопасности модуль ЭВМ УВК ЭЦМ выполнен трехканальным. Каналы одинаковы по составу и функционируют под управлением ЭВМ, входящих в состав блоков БМ. Вычислительные устройства обеспечивают синхронизацию каналов и периодическое сравнение результатов их работы.

Структура УВК ЭЦМ позволяет выделить два иерархических уровня построения комплекса:

а) Первый уровень. Трехканальная резервированная управляющая ЭВМ (модуль ЭВМ), осуществляющая выполнение всех технологических алгоритмов системы МПЦ-2 для обеспечения высокой пропускной способности станции при соблюдении требуемых уровней безопасности. Каждый из каналов модуля ЭВМ связан с двумя ПЭВМ РМ ДСП;

б) Второй уровень. Дублированные блоки ввода-вывода, входящие в состав УСО и осуществляющие непосредственное управление и контроль объектами низовой и локальной автоматики, в т.ч.:

блоки ввода (БВВ)

блоки вывода (БВД)

Шкаф УВК ЭЦМ выполнен в виде несущего стального каркаса, на котором укреплены съемные стальные панели и одностворчатая дверь с запорным устройством. Габариты шкафа 2400х600х600 мм. Масса шкафа составляет не более 250 кг.

Модуль ввода-вывода состоит из 19” субстойки в которой размещается кросс-плата и до 20 блоков (БВВ, БВД) с габаритами 233,35х220,0х20,32 мм, образующих канал УСО, и два блока приемопередатчика (БПП) половинной высоты.

Количество модулей ввода вывода зависит от исполнения УВК ЭЦМ. Модуль ЭВМ состоит из 19” субстойки, содержащей 3 БМ, 3 БСК и БПР. Блоки в модуле соединены с помощью кросс плат и кабелей с использованием стандартных разъемов. Однотипные блоки, модули и кабели УВК ЭЦМ взаимозаменяемы.

В УВК ЭЦМ обеспечена защита от несанкционированного доступа к оборудованию, размещенному внутри шкафов УВК ЭЦМ: на дверях шкафов имеются замки, а при открытии двери формируется соответствующий сигнал.

Внешние кабели вводятся в шкаф УВК ЭЦМ через отверстия, расположенные в верхней панели шкафа.

Электропитание шкафов УВК ЭЦМ осуществляется от двух независимых вводов однофазной сети переменного тока с номинальным напряжением 220 В и частотой 50±1 Гц через систему бесперебойного питания. Схемы электропитания приводятся в документации на УВК ЭЦМ.

Более подробные сведения о технических параметрах, схемных решениях, эксплуатации и техническом обслуживании УВК ЭЦМ представлены в Руководстве по эксплуатации УВК ЭЦМ.

В процессе функционирования УВК ЭЦМ осуществляет реализацию задач электрической централизации на станции с целью обеспечения высокой пропускной способности при обеспечении необходимых условий безопасности.

В системе МПЦ-2 УВК ЭЦМ реализует следующие основные функции:

сбор, первичную обработку и хранение информации о состоянии объектов ЭЦ;

реализацию технологических алгоритмов централизованного управления станционными объектами низовой и локальной автоматики с формированием и выдачей управляющих воздействий, и, при необходимости, пояснительных сообщений для ДСП о результатах процесса управления;

диагностику состояния компонентов УВК ЭЦМ;

формирование и оперативную передачу в ПЭВМ РМ ДСП информации для отображения состояния объектов ЭЦ и результатов диагностирования УВК ЭЦМ.

Основные функции УВК ЭЦМ реализуются в процессе взаимодействия его составных частей и оператора – ДСП. Информация поступает на входы УВК ЭЦМ от объектов низовой локальной автоматики. Оборудование, размещенное в шкафах УВК ЭЦМ, осуществляет сбор, обработку и хранение информации, а также формирование на ее основе управляющих воздействий в соответствии с заданными алгоритмами управления и командами дежурного по станции. Управляющие воздействия в виде дискретных сигналов поступают с выходных усилителей УВК ЭЦМ на входы объектов низовой локальной автоматики.

Оперативная информация о ходе приема, пропуска и отправления поездов по станции и состоянии объектов управления передается по последовательным каналам из шкафа УВК ЭЦМ в ПЭВМ, входящие в состав РМ ДСП, и отображается на экранах их мониторов. Дежурный по станции имеет возможность вводить управляющие директивы при помощи клавиатур ПЭВМ РМ ДСП.

УВК ЭЦМ является восстанавливаемым трехканальным комплексом, с возможностью ремонта в условиях нормального функционирования (на ходу) путем замены неисправных блоков. Время устранения повреждения УВК ЭЦМ путем замены блока, модуля или устройства из комплекта ЗИП составляет не более 2 часов. При этом обеспечивается продолжение функционирования УВК ЭЦМ в процессе замены аппаратуры в одном из каналов, а также оперативное отображение на РМ ДСП информации о результатах самодиагностирования УВК ЭЦМ.

Помимо основных функций УВК ЭЦМ выполняет ряд функций, связанных с обеспечением работоспособности (отказ любого из компонентов УВК ЭЦМ не приводит к потере работоспособности за счет аппаратно - программной избыточности) и безопасности (отказ любого компонента УВК ЭЦМ не приводит к ложному срабатыванию исполнительных устройств низовой и локальной автоматики).

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

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 ЭЦМ 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.

При этом обеспечивается:

продолжение функционирования в процессе замены аппаратуры в одном из каналов УВК ЭЦМ;

оперативное отображение на РМ ДСП информации о результатах самодиагностирования УВК ЭЦМ.

При необходимости диагностирование УВК ЭЦМ может производиться с помощью АРМ ШН. Более подробные сведения о функционировании УВК ЭЦМ представлены в Руководстве по эксплуатации УВК ЭЦМ.

Устройства электропитания

Система МПЦ-2 не предъявляет особых требований к устройствам электропитания.

В то же время рекомендуется устанавливать ЭПУ на базе устройств бесперебойного питания. Могут быть применены различные системы СПУ (совмещенные питающие установки), применяемые для организации питания систем МПЦ.

ПРОЕКТИРОВАНИЕ

Проектирование осуществляется на основе утвержденных ОАО «РЖД» типовых материалов для проектирования 410704-ТМП «Система микропроцессорной централизации стрелок и сигналов МПЦ-2».

 

Структура МПЦ-МЗ-Ф

 

Аппаратура системы соответствует требованиям безопасности по уровню SIL 4, согласно европейскому стандарту EN 50129, что подтверждено Испытательным центром железнодорожной автоматики и телемеханики Петербургского государственного университета путей сообщения (ПГУПС).

Высокая эксплуатационная готовность достигается за счет применения трех идентичных процессорных модулей, работающих по схеме два из трех. Для обеспечения безопасности обработка осуществляется только в том случае, если как минимум два вычислительных канала выдают одинаковые результаты.

 

Производства Сименс

 

Такое решение позволяет зафиксировать сбой в работе любого из трех процессорных модулей и отключить его. При этом система продолжает работать в режиме два из двух, а информация об ошибке фиксируется в базе данных. Поврежденный модуль можно заменить и ввести в работу без остановки всей системы. Сбои в работе системы предотвращаются на аппаратном и программном уровнях. Применяются алгоритмы и методы, позволяющие выявить неисправность оборудования и перевести систему в безопасное состояние.

Блок ФС-ЕН для АЛС-ЕН

 

Светофоры и маршрутные указатели на светодиодах

Железнодорожный светофор со светодиодными светооптическими системами

 

Железнодорожный светофор – основное сигнальное устройство на железнодорожном пути. Это оптический прибор, сигнализирующий днем и ночью цветом одного или нескольких огней.

 

 

Светофор со светодиодными светооптическими системами позволяет:

· существенно повысить параметры надежности функционирования (время наработки на отказ - не менее 50000 час.);

· повысить уровень безопасности движения поездов за счет оптимизации силы света и координат цветности огней железнодорожных светофоров;

· сократить потребность в выполнении регламентных и ремонтных работ для обеспечения работоспособного состояния.

 

Указатели маршрутные

 

Указатели маршрутные буквенные, цифровые и положения предназначены для указания пути приема, отправления или направления следования поездов и маневровых составов.

 

 

При внедрении светодиодных маршрутных указателей:

 

· ­ энергопотребление снижено в 4 раза в дневном режиме, в 10 раз – в ночном за счет снижения потребляемой мощности светодиодных ячеек до 10 Вт;

· ­ эксплуатационные расходы снижены в 10 раз за счет исключения технических операций периодического обслуживания;

· ­ срок службы увеличен в 2 раза (до 20 лет);

· ­ увеличены различимость сигнального показания дальность видимости.