СОДЕРЖАНИЕ
2 ТЕХНИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 19
2.1 Функциональная структура системы 19
РПЦ «Диалог-Ц» разработана специалистами ООО «Диалог» и предназначена для оборудования или замены существующих постов ЭЦ при полной или частичной реконструкции, а также для подключения станционных устройств к системам ДЦ, ДК и СПД-ЛП. 19
Система представляет собой комплекс микропроцессорных и релейных устройств, обеспечивающих установку, замыкание и размыкание маршрутов на станции при соблюдении требований безопасности движения поездов путем проверки взаимозависимостей микропроцессорными средствами (программно), и релейными схемами существующих ЭЦ (аппаратно). В РПЦ интегрируются функции: 19
электрической централизации; 19
линейного пункта систем ДЦ, ДК и СПД; 19
аппаратуры телеуправления малыми станциями; 19
постовой аппаратуры маневровой локомотивной сигнализации – МАЛС (на крупных станциях); 19
оповещения работающих на путях; 19
логического контроля за действиями ДСП в условиях нарушения нормальной работы устройств СЦБ. 19
Пропадание сигналов ТС или прием ложной информации индицируется литерами красного цвета ОК (отключение контроля), при этом все объекты станции окрашиваются в серый цвет. 19
Кроме традиционных функций релейной ЭЦ дополнительно на программном уровне по командам пользователя обеспечивается выполнение функций блокировки (исключения пользования): 19
закрытие движения по путям и секциям станции; 19
блокировка и последующее разблокирование любой стрелки в установленном положении; 19
блокировка и последующее разблокирование любого светофора в закрытом положении. 20
Функции блокировки используются ДСП при производстве работ или возникновении неисправностей отдельных устройств. 20
РПЦ «Диалог-Ц» обеспечивает посылку ответственных команд для управления объектами во вспомогательном режиме при возникновении неисправностей. 20
В РПЦ «Диалог-Ц» реализован логический контроль действий ДСП и устройств СЦБ. На основе информации, автоматически получаемой от контролируемых объектов ЭЦ, и вводимых ДСП оперативных данных осуществляются программные проверки: 20
положения стрелки; 20
рельсовых цепей при маршрутизированных передвижениях; 20
правильности установки маршрутов; 20
перекрытия сигнала путем контроля команды отмены от ДСП, ложной занятости рельсовых участков маршрута, потери контроля стрелки или перегорания нити лампы; 20
открытия только одного пригласительного сигнала в зоне управления каждого ДСП; 20
проезда светофора с запрещающим показанием; 20
последовательности занятия и освобождения путевых участков с оценкой возможной их ложной занятости или свободности; 20
соответствия сигнализации светофора поездному положению. 20
Протоколирование осуществляется на жестком диске АРМ ДСП, куда записывается информация о состоянии объектов СЦБ, действиях ДСП и командах управления. Срок ее хранения составляет не менее 30 суток. 20
Протоколы с АРМ ДСП передаются на АРМ ШН для последующего просмотра событий с отметкой времени. Просмотр возможен с любого момента периода хранения как в реальном , так и в ускоренном масштабе времени. 20
2.2 Технические средства 21
РПЦ «Диалог-Ц» содержит: 21
АРМ ДСП, включая пульт резервного управления; 21
управляющий вычислительный комплекс; 21
исполнительные релейные устройства; 21
напольные устройства; 21
устройства энергоснабжения. 21
АРМ ДСП обеспечивает отображение состояния объектов управления и формирования заданий по управлению объектами в диалоговом режиме взаимодействия. Состав АРМ входит основная и резервная ПЭВМ стандартной конфигурации и индустриального исполнения. Используемые в АРМ мониторы имеют не менее 17” по диагонали. Их количество определяется путевым развитием станции и для крупных станций допускается подключение не более девяти основных и девяти резервных на каждый системный блок. Питание АРМ осуществляется от источников бесперебойного питания и гальванически развязано от остальных потребителей 220В. 21
АРМ ДСП взаимодействует с УВК и другими подсистемами (диагностики, МАЛС, ДЦ, ДК и др.) посредством изолированной локальной сети по стыку RS-485 (основной и резервной). 21
Резервный пульт управления содержит ключи-жезлы для отправления хозяйственных поездов на примыкающие перегоны, а также кнопку ответственной команды. Дополнительно он может содержать индивидуальные кнопки ответственных команд, а также минимальный набор элементов управления и контроля для организации движения поездов по основным путям станции. В отдельных случаях для этого применяется пульт управления существующей ЭЦ. В исходном состоянии органы управления пульта должны быть отключены, а при необходимости управления они подключаются поворотом ключа. При передаче управления для исключения выдачи на устройства несанкционированных команд фиксируемые органы устанавливаются ДСП в положение, соответствующее фактическому состоянию объектов и контролируются схемой изменения режимов управления. 21
Управляющий вычислительный комплекс обеспечивает: 22
1. сбор данных о состоянии контролируемых объектов и передачу информации (сигналы ТС) в АРМ и увязываемые подсистемы; 22
2. проверка взаимозависимостей и допустимости поступающих команд на программном уровне; 22
3. управление исполнительной группой ЭЦ; 22
4. взаимодействие с устройствами станционной автоматики: обдувка и обогрев стрелок, оповещение работающих на путях и др. 22
УВК строится на использовании двух безопасных микроЭВМ БМ1602, работающих в горячем резерве. Для больших станций могут устанавливаться по две БМ-1602 на район станции. 22
Основной системный блок АРМ ДСП по основной шине RS-485 подключается через преобразователи интерфейсов RS-485/RS-232 к первым портам первой и второй БМ-1602, а резервный – соответственно к их вторым портам. 22
Шина RS-485 обеспечивает среднее время передачи команд ТУ не более 0,2 с., а сигналов ТС – не более 0,5 с. 22
Для исключения воздействия на обмен данными увязываемых информационных подсистем их системные блоки подключены к шинам только приемниками стыка RS-422, т.е могут только принимать данные. При этом обмен данными обеспечивает среднее время передачи сообщений не более 1,0 с. 22
Питание БМ-1602 осуществляется от аккумуляторной батареи 24В и гальванически развязано от остальных потребителей. Питание вентиляторов БМ-1602 осуществляется от источника бесперебойного питания 220В. 22
Релейная исполнительная группа содержат схемы установки и замыкания маршрута, контроля его проследования и размыкания, управления стрелками, светофорами и др. 23
2.3 Безопасная микроЭВМ БМ-1602 23
БМ-1602 обеспечивает выполнение основных функций РПЦ по контролю и управлению маршрутами, стрелками, сигналами, другими объектами станции и прилегающих перегонов 23
Безопасное функционирование БМ-1602 обеспечивается: 23
двумя процессорными комплектами, работающими синхронно по одинаковым программам. Результаты их работы сравниваются схемой встроенного аппаратного контроля. При отказе одного из комплектов исключается возможность реализации ответственных команд; 23
помехозащищенным кодированием с кодовым расстоянием d≥4; 23
применением для реализации ответственных команд модулей с безопасными выходами. 23
Функциональная схема БМ-1602 содержит: 23
блок питания БП; 23
модуль центрального процессора ЦП; 23
интерфейсные модули. 23
БМ-1602 представляет собой моноблочную конструкцию и имеет многомодульную структуру с шинной организацией. Корпус выполнен в стандарте 6U «Евромеханика», с нижней стороны которого крепится блок вентиляторов. Процессорный блок устанавливается на первом месте, рядом с блоком питания. Далее устанавливаются интерфейсные модули, тип и количество которых определяется проектом. 23
ЦП – основной узел БМ-1602, осуществляющий управлением всего комплекса. Функционально ЦП состоит из двух идентичных микропроцессорных блоков (МБ1 и МБ2), коммуникационного блока (КБ), генератора тактовых импульсов (ГТИ), схемы сравнения (СС), схемы запуска (СЗ) и схемы выбора шин (СВШ). 24
Все интерфейсные модули содержат схему формирования базового адреса (СФА). Каждому модулю отведено 16 адресов, которые формируются подачей напряжения +24В В на соответствующие входы СФА. 24
В одном корпусе БМ-1602 может устанавливаться до 16 интерфейсных модулей: 24
модули токовых выходов ТП; 24
модули токовых входов Вх; 24
модули токовых выходов-входов ТВВ; 24
модуль релейных выходов Вых.Р40; 24
модуль безопасных выходов БВ; 24
модуль релейных выходов Вых. 24
Все модули связаны между собой системной шиной, которая состоит из двух идентичных шин Ш1 и Ш2. 24
Модули ТП и Вх представляют собой устройство сбора информации. Сбор данных осуществляется путем циклического опроса датчиков. Ввод данных осуществляется с использованием фронтового и тылового контактов реле с учетом следующих требований: 24
для ввода применяются так называемые «сухие» контакты (не занятые в других схемах); 24
съем выполняется через устройства гальванической развязки с обеспечением контроля цепей сбора и ввода данных; 24
питание цепей ввода осуществляется от станционной батареи с рабочим напряжением не ниже 24В и потребляемом токе входа не менее 5 мА; 25
при оценке состояния осуществляется накопление и обработка данных для обеспечения достоверности при воздействии электромагнитных помех и «дребезге» контактов. Время обработки не превышает 0,5с. 25
Опрос контактов реле осуществляется по принципу «токовая петля». Для реализации этого принципа ТП содержит 32 токовых выхода (31 и 32 выходы используются для формирования служебной информации). Модуль Вх содержит 16 токовых входов. На выходах ТП последовательно появляется единичный сигнал, который подается на контактную группу контролируемых объектов. 25
Импульс опроса формируется со стороны БМ1602 и сначала поступает на вход первого модуля токовых выходов ТП1. Это обеспечивает открытие оптрона ED1 и, как следствие, влечет открытие транзистора VT1, включенного по схеме составного транзистора. Через контакты контролируемых реле и диодную развязку сигнал опроса (+24В) поступает на входы модуля Вх. Особенность их схемотехники состоит в преобразовании сигнала, которое реализуется следующим образом. 25
Со сторны БМ1602 на вход оптрона ED2 непрерывно поступают импульсы частоты контроля, что вызывает периодическое открытие и закрытие его выходного транзистора. При закрытии транзистора снимается шунт с диода оптронной пары ED3, что при наличии входного сигнала опроса приводит к открытию его выходного транзистора. Вследствие этого ранее заряженная емкость С1 (цепь заряда: VCC-R6-C1-VD2-минус) начинает разряжаться на конденсатор С2 (цепь: C1 –«коллектор-эмиттер» транзистора ED3- С2- VD3), что приводит к понижению потенциала на его верхней обкладке. Динамика этого процесса, задаваемая частотой контроля, приводит, таким образом, к понижению потенциала на выходе схемы съема на все время существования импульса опроса. 25
Тогда, на выходах опрашиваемой группы формируется параллельный код, состоящий из нулей и единиц, при этом логическому значению «0» соответствует разомкнутое состояние контакта, а логической «1»- замкнутое. Такая организация позволяет получить информацию о состоянии 31х16=496 двухпозиционных объектов контроля. Для увеличения количества контролируемых объектов устанавливаются дополнительные модули ТП и Вх. Допускается использование до четырех модулей Вх с одним модулем ТП. 26
Как правило, должно применяться раздельное использование контактных групп для каждой из БМ-1602. В этом случае для каждой БМ-1602 применяется независимые, но идентичные (используются идентичные контактные группы разных тройников, подключенные к одним и тем же выходам токовых петель и модулей входов) схемы сбора информации о состоянии объектов контроля. Модуль ТВВ совмещает функции ТП и Вх. Он имеет 24 сигнальных выхода для опроса объектов и 16 сигнальных входа. Максимальное количество контролируемых объектов при использовании одного модуля ТВВ равно 24х16=384 двухпозиционных объектов. 26
Для исключения обходных электрических цепей в схемах контроля состояния объектов используются блоки диодные коммутационные (БДК и БДК2) и блоки релейные диодные коммутационные (БРДК). 26
Блоки типа БДК имеют 32 сигнальных входа для подключения «сухих» контактов контролируемых объектов и 16 выходов. При отсутствии «сухих» контактов используется блок БРДК или устанавливаются повторители реле. Сигнальные входы могут подсоединяться к «сухим» контактам реле контролируемых объектов, либо подключаться параллельно к их обмоткам, запитанных постоянным или переменным током. Внутри БРДК смонтированы реле-повторители, фиксирующие поступление внешнего сигнала. Контроль состояния повторителей осуществляется по фронтовому и тыловому контактам этих реле. 26
Модули выходов предназначены для формирования УВ на схемы исполнительных устройств ЭЦ. Управляющие сигналы на выходах сохраняются в течение времени, необходимого для реализации команды, задаваемого программным путем. 26
Модуль Вых.Р40 содержит 40 релейных управляющих выходов для реализации простых команд. Из них 32 выхода выдают управляющие сигналы через фронтовые контакты исполнительных реле модуля, а 8 – через фронтовые и тыловые (тройник). 27
Модуль БВ предназначен для реализации ответственных команд. Он содержит 16 выходов и позволяет подключить до 16 управляющих реле. 27
Модуль Вых содержит 28 управляющих выходов для реализации простых команд и 4 безопасных выхода для ответственных. В модуле Вых используются реле, через контакты которых формируется воздействие на схемы ЭЦ. 27
К релейным выходам модулей выходов допускается подключение любого типа реле (НМШ, РЭЛ, КДРШ и др.) с рабочим напряжение до 24 В и сопротивлением обмотки не менее 40 Ом, а к безопасным выходам – реле типа НМШ или РЭЛ с сопротивлением обмотки не менее 1200 Ом и рабочим напряжением 24В. 27
БМ-1602 устанавливаются в релейном либо другом помещении станции в специальном шкафу. В качестве клеммных соединителей используются соединители типа Vago. При размещении шкафа должен быть обеспечен доступ к лицевым сторонам корпусов модулей БМ-1602. В шкафу должна быть предусмотрена установка втяжных вентиляторов со сменными фильтрами (для создания избыточного давления) и вытяжных вентиляторов и установка кондиционера. Должно быть предусмотрено включение и выключение вентиляторов и кондиционера по командам телеуправления от АРМ ДСП, а также автоматическое включение от термодатчиков. БМ-1602 должна размещаться как можно дальше от мощных источников электромагнитных помех (например, электропитающей установки). Это расстояние должно быть не менее 3 м. 27
2.4 Программное обеспечение 28
Структура рабочего программного обеспечения (ПО) состоит из ПО АРМов и ПО БМ-1602. В свою очередь ПО АРМ ДСП включает следующие блоки: 28
объектов контроля и управления (перечень объектов и их взаимосвязей); 28
формирования команд, в том числе и ответственных; 28
передачи управляющих команд; 28
вычисления изменений состояния объектов за последний опрос УВК и правильности приема ТС; 28
отображения поездной ситуации; 28
проверки логических условий безопасности работы ЭЦ; 28
организации диалога с пользователем; 28
протоколирования. 28
Программное обеспечение БМ-1602 написано на языке низкого уровня «Ассемблер-86» и состоит из трех основных блоков: 28
тестирования, предназначенного для проверки внутренних ресурсов модуля ЦП; 28
инициализации, обеспечивающего проверку конфигурации, наличия подключений внешних цепей программирования режимов работы модемов и приведение в исходное состояние выходных цепей; 28
рабочего цикла, предназначенного для установления и поддержания обмена информацией с другими абонентами, сбора и обработки информации о состоянии объектов контроля, выдачи управляющих сигналов на объекты управления и самодиагностики. 28
Работа БМ-1602 начинается с подачи питания на адресные входы СФА периферийных модулей и блок питания. БП вырабатывает стабилизированные напряжения постоянного тока для питания модулей. При достижении от БП номинальных значений напряжений СЗ модуля ЦП вырабатывает сигнал сброса (RESET), который приводит все схемы БМ-1602 в исходное состояние. В процессе работы сигнал RESET формируется в случаях асинхронной работы комплектов, приема команды перезапуска по ТУ или внешнего воздействия на соответствующую кнопку. 28
На этапе тестирования, инициализации и работы БМ-1602 состояние ЦП можно контролировать по показаниям индикаторов на лицевой панели. В начале тестирования включается первый каскад схемы сравнения СС. 29
Каждый МБ1 и МБ2 модуля ЦП проверяет исправность собственных: процессора, постоянного запоминающего устройства (ПЗУ) и оперативного запоминающего устройства (ОЗУ). По окончании тестирования ОЗУ МБ проверяет работу первого каскада СС и если каскад работает исправно и тестовые сигналы с МБ одинаковые, запускается второй каскад СС. Визуально исправность работы СС можно контролировать по индикации светодиодов на лицевой панели. 29
На этапе тестирования МБ проверяет наличие подключенных периферийных модулей. Если модуль установлен и на его СФА подано соответствующее напряжение, он отвечает на запрос. После завершения опроса всех адресов, МБ принимает решение о конфигурации БМ-1602. На заключительном этапе тестирования МБ производит инициализацию COM-портов и определяет типы подключенных к ним устройств. Параллельно со сбором информации МБ инициализирует КБ с целью установления связи с АРМ ДСП. При успешном соединении обеспечивается поддержание протокола обмена информацией между МБ и АРМ ДСП. 29
2.5 Технические решения по увязке с релейными схемами ЭЦ 29
В РПЦ «Диалог-Ц» управление стрелками, сигналами и задание маршрутов обеспечивается; 29
- в маршрутном режиме; 29
- в режиме раздельного управления; 29
- в режиме ответственных команд. 30
В маршрутном режиме управления РПЦ «Диалог-Ц» обеспечивает установку поездных и маневровых маршрутов с проверкой условий безопасности и необходимых взаимозависимостей. Задание основного маршрута производится ДСП путем указания на экране монитора начальной и конечной точек маршрута или выбора в меню наименования маршрута. Задание вариантных маршрутов производится через меню. 30
Отмена установленных маршрутов осуществляется в соответствии с работой исполнительной группы ЭЦ и может быть прервана командой ДСП на открытие светофора. 30
В режиме раздельного управления РПЦ «Диалог» обеспечивает индивидуальное управление объектами (перевод стрелок, замыкание маршрута с последующим открытием сигнала, и т.д.), с проверкой всех зависимостей, относящихся к данному объекту. Режим раздельного управления применяется, как правило, при наличии ограничений, связанных с выполнением профилактических и ремонтных работ: выключении стрелок и участков из зависимостей, отключении стрелок от управления, закрытии путей и участков для движения и др. 30
При невозможности реализации команд раздельного или маршрутного режима непосредственно в момент задания происходит сброс команды. Накопление команд не допускается. При управлении стрелками в раздельном или маршрутном режиме исключается перевод стрелок при занятой стрелочной секции, а также перевод замкнутых в маршруте стрелок (в том числе и охранных). 30
Вспомогательный перевод стрелок при ложной занятости секции выполняется при условии, что стрелка не замкнута в маршруте, с соблюдением ДСП мер обеспечения безопасности. 30
БМ-1602 осуществляет сбор информации о состоянии объектов контроля путем выдачи последовательности импульсов на выходах токовой петли (модули ТП или ТВВ). Выходы токовой петли подключены к общим контактам групп объектов контроля, а фронтовые и тыловые контакты объектов контроля подключены к входам БДК. Выходы всех БДК подключены к входам модуля входов (Вх.). При необходимости установки двух модулей Вх образуются две линейки БДК, выходы которых подключены соответственно к входам первого и второго модуля Вх или 1…16 и 17…32 входам модуля ТВВ. 31
Структурная схема сбора информации для первой БМ-1602 при раздельном использовании для контроля контактных групп контролируемых объектов. Выходы ТП1…ТП32 модуля ТП первой БМ-1602 подключены к первым контактным группам 1/1КГ…1/31КГ и КК1, выходы которых соединены с входами первой линейки блоков БДК1/1…БДК1/16. Выходы БДК1/1…БДК1/16 подключены к входам первого модуля Вх первой БМ-1602. 31
Если устанавливается второй модуль входов (для увеличения числа контролируемых объектов), выходы ТП1…ТП32 модуля ТП первой БМ-1602 дополнительно подключаются к первым контактным группам 1/32КГ…1/64КГ, выходы которых соединены с входами третьей линейки блоков БДК1/17…БДК1/32. Выходы БДК1/17…БДК1/32 подключены к входам второго модуля Вх первой БМ-1602. 31
Для сокращения времени цикла сбора информации при использовании двух модулей входа БДК должны быть равномерно распределены между первым и вторым модулями входов БМ-1602. 31
Состав и перечень контактных групп для контроля состояния объектов первой и второй БМ-1602 должны быть идентичны. 31
Для повышения достоверности контроля состояния наиболее важных объектов (путевые реле, реле ответственных приказов, контроля положения стрелок, пригласительных сигналов) включаются - фронтовые и тыловые контакты, контролируются повторители (последний повторитель, обратный повторитель). 31
Если для реализации команды ТУ необходим только один контакт управляющего реле, то выводы модулей выходов непосредственно подключаются в схемы управления. 32
Если для реализации команды ТУ необходимы несколько контактов управляющего реле, то выводы модулей выходов подключаются к управляющим реле, контакты которых используются в схемах управления. При необходимости могут устанавливаться повторители управляющих реле. 32
Номинальное время удержания контакта управляющего реле составляет 0,5 сек. Индивидуально может быть установлена продолжительность включения (выключения) реле от 0,1 сек до 25 сек с шагом 0,1 сек. При необходимости срабатывания реле в течении времени отличном от номинального в проекте оборудования должен быть перечень команд ТУ, при реализации которых требуется индивидуальная установка времени. 32
Все действия по управлению неисправными объектами выполняются в режиме ответственных команд с использованием кнопки КОК, устанавливаемой у ДСП и отключаемой при работе станции на диспетчерском управлении. В этом режиме от АРМ ДСП в БМ1602 поступают две команды: 32
первая ответственная команда, посылаемая в течение определенного регламентируемого времени, после нажатия на резервном пульте управления кнопки ответственной команды, 32
вторая ответственная команда, посылаемая в течение определенного регламентируемого интервала времени после подтверждения приема первой ответственной исполнительной команды. 33
Причем в указанных интервалах времени посылка других команд исключена. При посылке ответственной команды ТУ значение соответствующего программного счетчика ответственных команд увеличивается на единицу, регистрируется также дата и время посылки последней ответственной команды. Максимальное число по каждому счетчику равно 999, и, в случае его превышения счетчик обнуляется, а счет начинается сначала. 33
В результате прохождения команд включается исполнительное реле соответствующей ответственной команды. 33
Безопасность формирования управляющих воздействий при реализации ответственных команд основывается на двух компонентах БМ1602: 33
1. безопасной схеме сравнения модуля центрального процессора; 33
2. безопасного выходного каскада модуля выходов. 33
Работа безопасной схемы сравнения построена на ранее рассмотренном принципе инвертирования напряжения путем перезаряда конденсаторов. при этом на входы безопасной схемы сравнения поступают также динамические сигналы с выходов сигнатурного анализатора. В результате на выходе схемы сравнения формируется динамический сигнал, который поступает на входной каскад безопасных выходов. 33
Работа безопасного выхода начинается с поступлением команд разрешения одновременно на входы 1OUT и 2OUT соответственно первого и второго каналов. При этом на вход V1 постоянно должен поступать динамический управляющий сигнал со схемы сравнения. При наличии всех трех сигналов логическая функция «И», выполненная на ED1, обеспечивает разряд емкости С1 через переход «коллектор-эмиттер» открытого транзистора оптрона (в исходном состоянии С1 заряжена по цепи VCC –R3-C1-VD1- минус), приводя к понижению потенциала на базе транзистора VТ1 и соответственно к его закрытию. В свою очередь через резистор R6 это приводит к повышению потенциала на базе выходного транзистора VТ2 и он открывается. Импульсная работа выходов схемы сравнения таким образом транслируется на выходной трансформатор Т1. В его вторичной цепи включен диодный мост, к которому и подключается исполнительное реле ответственных команд. Параллельно подключаемые к обмотке реле конденсаторы С3 –С6 и обмотки индуктивности обеспечивают помехозащищенность выходного каскада схемы, а диоды VD9 и VD10 выполняют защитные функции. 33
Нажатием кнопки на щитке управления КОК ДСП подтверждает посылку ответственной команды. После выключения обратного повторителя ОКОК включаются групповых реле КОК1 и КОК2. 34
Включение реле ответственной команды при диспетчерском управлении производится контактами реле ВКОК, которое подключается к одноименным безопасным выходам первой и второй БМ-1602. Включение реле ВКОК осуществляется поездным диспетчером путем посылки ответственной команды. 34
Для исключения перевода стрелок при осуществлении передвижений без открытия светофоров предусматривается дополнительное замыкание стрелок. 34
Схема включения реле дополнительного замыкания стрелок ЧзС - для четной горловины, НзС – для нечетной горловины. Дополнительное замыкания стрелок, т.е. обесточивание реле ЧзС, НзС, производится путем разрыва цепи самоблокировки дополнительного замыкающего реле соответствующей горловины контактами реле включения дополнительного замыкания стрелок ВЧзС - для четной горловины, ВНзС - для нечетной горловины. После выключения соответствующих реле ЧзС, (НзС) снимается плюсовой плюс НЗП (ЧЗП) в управляющей цепи схемы стрелки. 34
Вновь пользование стрелками восстанавливается после включения реле ЧзС, НзС, обеспечивающих питание пусковых цепей стрелок четной и нечетной горловин. После получения команды от ДСП безопасные выходы БМ-1602 включают реле ОЧзС, ОНзС. Через их фронтовые контакты создается цепь включения реле ЧзС, НзС при условии нажатия ДСП на щитке управления кнопки ответственной команды КОК и включения одноименного реле. 35
Для перевода стрелок используются групповые плюсовое и минусовое управляющие реле ПУ и МУ, а также управляющее реле стрелки ...С, подключаемые к одноименным выводам модулей безопасных выходов первой и второй БМ-1602. При этом сохраняются существующие схемы подключения электроприводов или применяются типовые при новом проектировании. 35
Перевод стрелки производится путем подачи питания от модулей безопасных выходов БМ-1602 на реле ...С и ПУ или МУ после программной проверки выполнения всех условий взаимозависимостей для перевода стрелок. Как и в релейных ЭЦ, фактическое выполнение условий безопасности проверяется в управляющей цепи каждой стрелки, куда включены контакты СП (свободность стрелочно-путевой секции) и …СПз (не участие в других маршрутах). Перевод стрелок в одноименное состояние (плюсовое или минусовое) производится одновременно, сначала в одно, затем в другое. При необходимости организуется последовательный перевод стрелок. 35
Для всех стрелок при вспомогательном переводе стрелки используется один контакт реле КОК или его повторителя. 35
Для обеспечения возможности перевода стрелки при ложной занятости или неисправности стрелочной рельсовой цепи предусматривается установка вспомогательных реле на каждый комплект стрелок. 36
Обеспечение возможности вспомогательного перевода стрелки производится фронтовым контактом реле ...ВК при условии нажатия ДСП на щитке управления кнопки ответственной команды КОК. 36
Вспомогательные реле для перевода каждой из стрелок ...ВК подключаются к одноименным выходам и модулям безопасных выходов первой и второй БМ-1602. 36
Возбуждение реле ВК соответствующего комплекта стрелок производится путем подачи питания от модулей безопасных выходов БМ-1602 с программной проверкой обеспечения вспомогательного перевода только одной стрелки. 36
Для задания маршрутов предназначена схема включения кнопочных, противоповторных и реле направлений. 36
На каждый светофор устанавливается кнопочное реле (…)К последовательно включенное с соответствующим реле направления Н, Ч, НМ, ЧМ (поездные и маневровые нечетного и четного направления движения). 36
Одновременно может быть включено только одно реле направления. Фронтовыми контактами реле направления включаются шины питания Н, Ч, ЧМ, НМ и ВНМ, ВЧМ соответственно для начальных (Н, НМ) и конечно-маневровых реле (КМ). Контакты этих реле осуществляют коммутацию цепей задания маршрутов исполнительной группы, которая сохраняется без изменений. 36
Кнопочные реле подключаются к одноименным выводам модулей выходов первой и второй БМ-1602 через диодную развязку, выполненную на блоках БДК-2. 37
Для отмены маршрута посылается команда групповой отмены маршрутов. В модуле БВых. первой или второй БМ-1602 возбуждается реле ОГ и через фронтовой контакт реле ОГ включается реле ВОГ. Срабатывание этого реле происходит при условии, что не возбуждены реле направления (проверяется программно). 37
Реле ВОГ отключает питание ПГ и МГ и подключает к сигнальным блокам питание М-МВ, М-ПВ, М-ГОТ. Затем посылается команда на закрытие сигнала, от которой включается кнопочное реле (...)К и реле направления. Через его фронтовые контакты блокируется реле ВОГ. Цепь сигнального реле переключается на снимаемый при этом полюс питании (П-Г, М-Г), сигнальное реле обесточивается и светофор закрывается. Одновременно через фронтовые контакты реле (..)К возбуждается, а затем самоблокируется реле ОТ в блоке управления сигналом и начинается процесс отмены маршрута. После соответствующей выдержки времени (6, 60 или 180 сек.), в цепь Р подается питание и происходит размыкание маршрута. 37
Искусственное размыкание секций маршрута выполняется в случаях их не размыкания после прохода поезда или возникновения неисправности. Искусственное размыкание выполняться при условии, что имеется контроль запрещающего показания на светофоре, ограждающем этот маршрут и соблюдении пользователем установленных действующими правилами организационно-технических мер. С проверкой свободности группового комплекта выдержки времени включатся реле РИ стрелочно-путевых секций. Групповая выдержка времени обеспечивает для всех размыкаемых участков выдержку времени не менее 3 мин. 37
ВВЕДЕНИЕ
Электрическая централизация представляет собой автоматизированную систему управления движением поездов на железнодорожных станциях, в которой предусматривается маршрутизация поездных и маневровых передвижений со светофорной сигнализацией.
При ЭЦ главные и приемоотправочные пути, а также стрелочные и бесстрелочные участки пути (секции) оборудуют рельсовыми цепями. Этим исключаются перевод стрелок и открытие светофоров при их занятом состоянии. На стрелках устанавливают стрелочные электроприводы, что обеспечивает дистанционный перевод стрелок, запирание и контроль положения стрелочных остряков. Светофоры в соответствии с Инструкцией по сигнализации на железных дорогах Республики Казахстан и принятой маршрутизацией регулируют движение поездов. Это позволяет дежурному по станции руководить поездной и маневровой работой, контролируя поездную ситуацию на табло.
Действия ДСП на пульте управления фиксируются наборной группой, условия безопасности движения проверяются аппаратурой исполнительной группы, а для перевода стрелок и открытия светофоров используется аппаратура управления и контроля напольных объектов. Все устройства имеют электропитание от надежных источников электроснабжения, в оптимальном случае — от двух независимых фидеров I категории и автономной дизель-генераторной установки.
Промежуточные станции на участке, оборудованном диспетчерской централизацией (ДЦ), могут находиться на диспетчерском или резервном управлении. В первом случае движением поездов руководит поездной диспетчер (ДНЦ) по каналу телеуправления (ТУ), получая информацию о поездном положении по каналу телесигнализации (ТС), а во втором – ДСП с пульта резервного управления.
1 ОБЩАЯ ЧАСТЬ
1.1 Безопасность движения и надежность устройств СЦБ
Технические устройства и системы СЦБ в области обеспечения безопасности движения поездов занимают одно из главных мест. Допускаемые единичные крушения поездов заканчиваются порой тяжелыми последствиями. Число отказов в работе устройств СЦБ из-за нарушений порядка их содержания и обслуживания ежегодно на сети железных дорог составляет более 10 тысяч случаев и каждый из них является потенциально опасным. К тому же отказы в работе этих устройств резко ухудшают условия работы диспетчерского аппарата, дежурных по станциям и машинистов локомотивов, лишая их информации о поездной ситуации. Вследствие этого они совершают ошибки по управлению движением, что приводит к авариям и крушениям. Отдельные нарушения в хозяйстве СЦБ по своим трагическим последствиям вписаны черной строкой в летопись железнодорожного транспорта и надолго останутся в памяти нескольких поколений как наглядный урок безответственности и пренебрежения правилами эксплуатации устройств СЦБ.
Характерными недостатками в организации обслуживания устройств СЦБ и основными причинами отказов и случаев брака являются:
перевертывание и подпитка реле;
установка перемычек, не предусмотренных действующей документацией;
управление приборами СЦБ с пульта без разрешения ДСП или поездного диспетчера;
вмешательство в действия работников, занимающихся приготовлением маршрута при неисправностях или выключении устройств;
выключение устройств из зависимости без разрешения ДСП или поездного диспетчера;
-разъединение остряков без соответствующего согласования и оформления;
невыполнение контрольных проверок после включения устройств в действие (соответствие положения стрелки положению стрелочной рукоятки и контролю на пульте, невозможность перевода стрелок при искусственно занятом изолированном участке и др.);
срыв пломб ответственных кнопок, а также курбелей без наличия записи об этом дежурного по станции или переезду;
повышение напряжения на путевом реле для контроля свободности рельсовой цепи;
несвоевременное обнаружение отхода остряков от рамных рельсов на стрелках;
ошибки и неточности при оформлении записей о выключении устройств;
неудовлетворительное содержание элементов рельсовых цепей, в том числе дроссельных и бутлежных перемычек, стыковых соединителей;
нарушение температурного режима по причине невыключения обогрева внутри реле или несвоевременного включения обогрева в осенне-зимний период;
-изломы, подгар и эрозия контактов, некачественная пайка выводов и внутренний обрыв обмоток;
пробой диодов, нарушение контакта в штепсельных розетках и разъемах;
эксплуатация кабелей и монтажа устройств ЭЦ с пониженным сопротивлением изоляции;
отсутствие должного контроля со стороны диспетчерского аппарата за состоянием кабеля с пониженной изоляцией;
неправильное нанесение рисок на контрольных линейках, наличие люфтов выше нормы в шарнирных соединениях рабочих и контрольных тяг стрелочных переводов;
неудовлетворительное содержание стрелочных электроприводов и гарнитур;
недостаточный контроль за исполнительской дисциплиной эксплуатационного персонала при техническом обслуживании и ремонте устройств СЦБ.
Одним из часто повторяющихся нарушений является неправильное расположение контрольных линеек при установке или ремонте стрелочных электроприводов. Допускаются отказы технических средств и по ряду других причин. При эксплуатации важно знать эти слабые звенья и своевременно предупреждать возможные неисправности. Важно также знать, как надо действовать при устранении неисправностей, не нанося угрозы безопасности движения.
Ухудшается уровень подготовки обслуживающего персонала, повышается значение «человеческого фактора». Рост вандализма еще более усложняет ситуацию.
Одной из главных задач железнодорожного транспорта в условиях его реформирования является в первую очередь обеспечение безопасности движения поездов. Улучшить положение можно за счет применения технических средств с новыми функциональными возможностями.
Анализ отказов технических средств и ошибок технического и оперативного персонала показал, что большинство нарушений можно было предотвратить, если задействовать те ресурсы, которыми располагают системы СЦБ (электрическая и диспетчерская централизация, автоблокировка и др.), бортовые системы управления и обеспечения безопасности на локомотиве (КЛУБ-У, САУТ, УСАВП), информационно-управляющие системы на железнодорожном транспорте.
Наибольший эффект возможен только при их совместном применении, интеграции аппаратного, программного и функционального обеспечения в комплексную систему управления и обеспечения безопасности движения поездов. В таких системах наряду с традиционными средствами обеспечения безопасности движения — рельсовыми цепями, проводными аналоговыми каналами связи и т.д. — следует использовать новые счетчики осей. Радиотехнические и оптические средства контроля, цифровые системы передачи информации, в том числе по радиоканалу, спутниковую навигацию и др. Должны быть взаимно увязаны устройства, выполняющие логические функции на станциях и перегонах. Однако требования по логическому контролю действий персонала и работы устройств, диагностики и прогнозированию состояния аппаратуры не могут быть реализованы релейными устройствами без значительных затрат на их модернизацию и снижения надежности.
Технические средства и системы СЦБ непосредственно обеспечивают выполнение требований по безопасности движения поездов. На верхнем уровне—это системы диспетчерского
Рис. 1 Структура комплексной системы управления и обеспечения безопасности движения
управления и контроля, выдающие команды управления к устройствам нижнего уровня — электрической централизации (ЭЦ) стрелок и светофоров на станциях и автоматической блокировки (АБ) на перегонах, которые, в свою очередь, управляют стрелочными электроприводами, показаниями путевых и локомотивных светофоров.
Тяговый подвижной состав является одним из ключевых элементов системы безопасности. Соблюдение скоростного режима ведения поезда и следование по показаниям напольных светофоров в значительной степени определяют безопасность движения. Система ЕКС на тяговом подвижном составе создается на базе трех объединенных на программно-интерфейсном уровне систем: автоведения поезда (УСАВП), автоматического управления тормозами (САУТ-ЦМ); комплексного управления безопасностью (КЛУБ-У).
Для обеспечения безопасности движения поезда в систему ЕКС должна передаваться информация о показании ближайшего напольного светофора, ограничении скорости, разрешении на отправление, в том числе и при запрещающем показании светофора, и другие данные.
Основной информацией, считываемой с ЕКС, является текущее положение, скорость, допустимая скорость, показание путевого светофора.
Главное назначение АСУ МС—это автоматизированное обеспечение соблюдения технологии работы железнодорожного транспорта путем сбора, обработки и анализа соответствующей информации АСУЖТ с последующим воздействием на системы МС-СЦБ и ЕКС.
Комплексная система управления, предназначенная для решения конкретных технологических задач, включает в себя уровни управления движением поездов; обеспечения эффективности системы управления и безопасности движения поездов.
Аналогичные условия повышения безопасности движения должны быть обеспечены при дополнительном ограничении установки маршрутов приема на станцию в зависимости от расположения объектов и необходимости их защиты на станционных путях. Такая установка логических приоритетов в системах РПЦ и МПЦ предусмотрена в составе программного обеспечения для автоматизированного рабочего места дежурного по станции (АРМ ДСП) и реализуется при проектировании как один из элементов иерархической защиты в многоуровневой системе безопасности движения.
Интегрированная управляющая система должна выполнять требования, предъявляемые к системам ЖАТ; обнаруживать несоответствие зависимостей устройств ЭЦ, АБ и другие потенциально опасные ситуации; выдавать на АРМ ДНЦ регистрируемую визуальную и звуковую информацию; диагностировать техническое состояние устройств ЖАТ. Включая каналы передачи информации; определять предотказное состояние этих устройств с выдачей информации в Центр мониторинга.
Устройства управления объектами и их контроля — это нижний иерархический уровень управления на станциях, перегонах и подвижных единицах. Эти устройства являются исполнительными средствами для реализации процесса движения поездов и датчиками первичной информации для верхних уровней системы управления о состоянии путевых элементов, технических средств подвижного состава и поездной ситуации. В то же время они несут основную нагрузку по безопасности движения поездов, достоверности получаемой информации, обеспечению надежности и непрерывности перевозочного процесса.
Системы локального назначения представляют собой уровень управления на станциях, перегонах и подвижных единицах, выполняющий основные логические функции, связанные с обеспечением безопасности движения поездов. К этому уровню относятся все традиционные системы СЦБ (ЭЦ, АБ, ПАБ, устройства ограждения переездов, AJIC и др.)
1.2 Характерные отказы и их проявление в системах ЭЦ с блочным монтажом
Блочная маршрутно-релейная централизация (БМРЦ) является основным типом электрической централизации крупных и средних станций. Изменения, которые были внесены в типовой альбом МРЦ-9 по сравнению с альбомом ТР-66, существенно не повлияли на построение основных схем, поэтому программы поиска неисправностей можно рассматривать одновременно для обеих разновидностей системы. Основные отличия, которые появились в типовом альбоме МРЦ-9, сводятся к следующему: блок стрелочной секции типа СП-62 заменен на блок СП-69 с замыкающим реле; введен резервный блок реле направлений и дополнительный наборный блок типа НПМ-69; разработана новая унифицированная схема входного сигнала и введен ряд отдельных изменений по сигнализации в соответствии с руководящими указаниями РУ-30-72; изменена номенклатура полюсов питания станционной батареи.
В системе БМРЦ на каждые три статива блочного монтажа приходится один статив свободного монтажа, что усложняет эксплуатационное обслуживание такой системы. Слабым местом являются приборы и технология их установки. Достаточно частыми бывают случаи потери контактов в штепсельных разъемах блоков. При их установке на статив гнутся контакты штепсельных розеток и нарушаются контакты в электрических цепях.
В эксплутационных условиях возможны различные отказы работы исполнительной группы. Для того чтобы быстрее находить и устранять отказы, следует хорошо знать условия нормальной работы реле исполнительной группы.
В качестве проверок работоспособности системы ЭЦ применяют электрические измерения, манипуляции на пультах управления, замену элементов и блоков и другие действия обслуживающего персонала. Как правило, поиск неисправности начинают с проверки наиболее вероятных повреждений.
Рельсовые цепи являются одними из наиболее распространенных, но и менее надежных устройств железнодорожной автоматики. Особенность рельсовой цепи состоит в том, что ее элементы пространственно разобщены: часть из них расположена на посту, где имеются хорошие условия для наблюдения и измерений; другая часть элементов находится на поле, где измерения и наблюдения затруднены. В основном отказы постовой аппаратуры составляют незначительную часть от общего числа отказов рельсовой цепи и имеют наименьшую вероятность возникновения. Большинство отказов рельсовой цепи связано с повышением затухания рельсовой линии, которое происходит в результате обрывов стыковых соединителей и джемперов, нарушения изоляции изолирующих стыков, понижения сопротивления балласта. Поиск неисправности следует начинать с проверок на посту, потому что для их проведения требуется незначительное время. В качестве первой проверки выбирают наиболее просто выполняемое измерение. Только после проведения всех необходимых измерений на посту переходят к измерениям на напольных устройствах.
К наиболее ответственным устройствам ЭЦ относятся централизованные стрелки, включающие в себя стрелочный перевод, электропривод и схему управления. Неисправности стрелочного перевода связаны с его загрязнением, механическими повреждениями элементов и разрегулировкой их креплений. В электроприводе отказы чаще всего связаны с потерей контакта в автопереключателе (индевение и обледенение контактов, нарушение регулировки, излом) и с неисправностями электродвигателя (обрыв обмоток якоря, неисправность щеточного устройства и др.). Схемы управления стрелочными электроприводами содержат реле и их контакты, резисторы, конденсаторы и трансформаторы, для обнаружения отказов которых строятся специальные диаграммы поиска неисправностей. Элементы схемы управления стрелкой также располагаются на посту и на поле.
В двухпроводной схеме управления стрелочным электроприводом на пульте управления поста имеются: стрелочный коммутатор для ин-дивидуального управления; вспомогательная кнопка для перевода стрелки при выключенном питании стрелочной секции, в которую входит эта стрелка; лампы контроля положения стрелки; звонок для фиксации факта перевода стрелки и амперметр, измеряющий ток в цепи стрелочного электродвигателя. В релейном помещении в стрелочном блоке С и пусковом стрелочном блоке ПС электрической централизации находятся реле: пусковые—НПС, ППС и контрольные—ОК, ПК, МК, ВЗ. На поле размещены стрелочный электропривод и путевой ящик, в котором находится реверсирующее реле Р.
Достаточно сложные задачи приходится решать при поиске отказов в постовых схемах блочной маршрутно-релейной централизации. Система БМРЦ крупной станции содержит большое число реле, контактов, предохранителей, контрольных ламп, паек и других элементов, которые могут являться источниками неисправностей. Наибольшее число отказов связано с перегоранием предохранителей, потерей контактов в штепсельном разъеме блока, обрывом цепи на контакте реле и плохой регулировке реле.
Признаком того, что сигнальное реле кратковременно вставало под ток без цепи самоблокировки, может служить погасание зеленой лампы начальной кнопки, цепь которой обрывается контактом противоповторного реле, которое обесточивается с возбуждением сигнального реле. Поэтому, если зеленая лампа начальной кнопки погасла, отказ следует искать в цепи включения светофорных ламп. В первую очередь проверяют целость нитей сигнальных предохранителей. Другой наиболее вероятной причиной отказа в этом случае может быть перегорание светофорной лампы разрешающих огней или плохой контакт в ламподержателе.
Однако, прежде чем отправиться на устранение повреждения к релейному шкафу входного светофора, целесообразно проверить, появляется ли напряжение на клеммах кабельных жил после нажатия сигнальной кнопки. С помощью амперметра или омметра можно также убедиться, исправны ли цепи первичных обмоток сигнальных трансформаторов, а затем следует приступать к устранению повреждения непосредственно на входном светофоре.
От нажатия начальной кнопки перекрывается светофор и включается комплект реле отмены, подготавливая цепь для включения стабилитронного блока и выбора времени выдержки времени в зависимости от состояния реле известителя приближения и рода маршрута (реле ГОТ, MB или ПВ). Через соответствующее время появляется питание на определенной шине для срабатывания реле разделки, контактами которых размыкается цепь контрольно-секционных реле КС. Далее через тыловые контакты реле КС замыкаются цепи маршрутных реле. Таким образом, искажения алгоритма работы схем отмены маршрута можно выявить по характеру индикации на табло.
Если набор маршрута закончен, но белая полоса по трассе маршрута на табло не загорается, в этом случае контактами реле КС не выключаются цепи маршрутных реле.
В общей схеме реле исполнительной группы блочных систем ЭЦ возможны следующие отказы:
белая полоса по трассе маршрута загорается, но светофор не открывается (обрыв цепи 2 возбуждения сигнального реле С);
при установке маршрута не сработали контрольно-секционные реле КС секций маршрута и не выключили маршрутные реле 1М, 2М (не загорается белая полоса; не срабатывает сигнальное реле С и светофор не открывается);
при установке маршрута не отпустило якорь второе по ходу движения маршрутное реле; на табло загорается белая полоса, но светофор не открывается (не замкнулся тыловой контакт маршрутного реле в цепи сигнального реле);
после полного проследования состава по маршруту секция не разомкнулась, горит белая полоса этой секции (отказы, которые приводят к невозможности автоматического размыкания маршрута, обнаруживаются достаточно просто, так как они связаны с повреждениями небольшого числа элементов—рельсовых цепей, маршрутных и замыкающих реле);
-сигнальное реле не выключается, светофор остается открытым; маршрут не размыкается, на табло после освобождения секций горит белая полоса; искусственным размыканием с выдержкой времени возбуждают реле разделки Р; эти реле включают маршрутные реле 1М, 2М своих блоков и секции размыкаются; сигнальный блок с неисправным реле заменяется;
после проследования состава по маршруту в блоке СП-69 секции не сработало замыкающее реле 3; в этом случае исключается возможность переводить стрелки, входящие в эту секцию, а также не выключается начальное реле Н в блоке ВД-62, чем исключается возможность установки маршрутов, по трассе которых расположен этот блок;
при отмене маршрута после соответствующей выдержки времени не срабатывают реле Р, не выключаются реле КС и не включаются реле 1М, 2М и 3, секции маршрута остаются замкнутыми, на табло горит белая полоса; в установленном маршруте кратковременно отпускает якорь путевое реле СП; если якорь реле СП находится в отпущенном состоянии, то увеличивается время замедления реле КС, что приводит к выключению и отпусканию якоря сигнального реле и закрытию светофора;
-маршрут остается замкнутым, на табло горит белая полоса, начальное реле Н и конечноманевровое КМ не выключаются, установка других маршрутов исключается (в цепях самоблокировки этих реле используются контакты замыкающего реле 3).
Информационные диаграммы алгоритмов поиска отказов составляют для схем отмены и искусственной разделки маршрутов; для схем управления огнями входных и выходных светофоров с различными типами ламп и т.д.
От нажатия сигнальной кнопки приема возбуждается общее постовое сигнальное реле НПС первого каскада, тыловым контактом которого обрывается цепь питания группового замыкающего реле маршрутов приема НПЗ. Вследствие этого наступает предварительное замыкание маршрута при свободном предмаршрутном участке. Выключение замыкающего реле фиксируется горением контрольной лампы искусственной разделки НИРЛ.
Через контакты сигнального и замыкающего реле создается цепь работы соответствующего сигнального реле второго каскада (например, сигнального реле БС приема на боковой путь), которое своими фронтовыми контактами создает цепи включения ламп желтых огней на входном светофоре и соответствующих огневых реле. Далее возбуждается указательное реле маршрутов приема НПРУ, которое переключает цепь контроля на пульте с красной контрольной лампы НКЛ на зеленую НЗЛ и одновременно замыкает цепь блокировки постового сигнального реле НПС.
1.3 Диалог-ц
РПЦ «Диалог-Ц» разработана специалистами ООО «Диалог», г. Москва, и предназначена для оборудования или замены существующих постов ЭЦ при полной или частичной реконструкции, а также для подключения станционных устройств к системам ДЦ, ДК и СПД-ЛП.
Система представляет собой комплекс микропроцессорных и релейных устройств, обеспечивающих установку, замыкание и размыкание маршрутов на станции при соблюдении требований безопасности движения поездов путем проверки взаимозависимостей микропроцессорными средствами (программно), и релейными схемами существующих ЭЦ (аппаратно). В РПЦ интегрируются функции:
электрической централизации;
линейного пункта систем ДЦ, ДК и СПД;
аппаратуры телеуправления малыми станциями;
постовой аппаратуры маневровой локомотивной сигнализации – МАЛС (на крупных станциях);
оповещения работающих на путях;
логического контроля за действиями ДСП в условиях нарушения нормальной работы устройств СЦБ.
Пропадание сигналов ТС или прием ложной информации индицируется литерами красного цвета ОК (отключение контроля), при этом все объекты станции окрашиваются в серый цвет.
Кроме традиционных функций релейной ЭЦ дополнительно на программном уровне по командам пользователя обеспечивается выполнение функций блокировки (исключения пользования):
закрытие движения по путям и секциям станции;
блокировка и последующее разблокирование любой стрелки в установленном положении;
блокировка и последующее разблокирование любого светофора в закрытом положении.
Функции блокировки используются ДСП при производстве работ или возникновении неисправностей отдельных устройств.
РПЦ «Диалог-Ц» обеспечивает посылку ответственных команд для управления объектами во вспомогательном режиме при возникновении неисправностей.
В РПЦ «Диалог-Ц» реализован логический контроль действий ДСП и устройств СЦБ. На основе информации, автоматически получаемой от контролируемых объектов ЭЦ, и вводимых ДСП оперативных данных осуществляются программные проверки:
положения стрелки;
рельсовых цепей при маршрутизированных передвижениях;
правильности установки маршрутов;
перекрытия сигнала путем контроля команды отмены от ДСП, ложной занятости рельсовых участков маршрута, потери контроля стрелки или перегорания нити лампы;
открытия только одного пригласительного сигнала в зоне управления каждого ДСП;
проезда светофора с запрещающим показанием;
последовательности занятия и освобождения путевых участков с оценкой возможной их ложной занятости или свободности;
соответствия сигнализации светофора поездному положению.
Протоколирование осуществляется на жестком диске АРМ ДСП, куда записывается информация о состоянии объектов СЦБ, действиях ДСП и командах управления. Срок ее хранения составляет не менее 30 суток.
Протоколы с АРМ ДСП передаются на АРМ ШН для последующего просмотра событий с отметкой времени. Просмотр возможен с любого момента периода хранения как в реальном , так и в ускоренном масштабе времени.
1.4 Выбор оборудования
Для своего курсового проекта, я выбираю Диалог-ц.
МПЦ "Диалог" обеспечивает выполнение следующих функций:
контроль положения и режим работы стрелок, включая передачу их на местное управление, состояния путей, стрелочных и путевых участков;
контроль состояния светофоров, перегонов и участков приближения;
контроль состояния других устройств СЦБ и устройств электроснабжения;
отображение на экранах мониторов состояния объектов контроля и управления;
задание и отмену маршрутов, включая их искусственное размыкание;
проверку условий безопасности движения поездов при задании маршрутов и управления отдельными объектами;
управление стрелками, светофорами и другими устройствами СЦБ, в том числе и схемой направления движения на перегонах;
управление стрелками, светофорами и другими устройствами СЦБ, в том числе и схемой направления движения на перегонах;
выключение и обратное включение стрелок и путевых участков, как с сохранением, так и без сохранения пользования сигналами;
блокировку управления стрелками и открытия светофоров;
автовозврат охранных стрелок в соответствии с проектом (с защитой от потери шунта);
установку маршрутов хозяйственным поездам с выездом их на перегон с ключом-жезлом с возвращением обратно;
управление устройствами переездной сигнализации, расположенными в пределах станционной зоны извещения в соответствии с проектом;
ввода команд ДСП, а также протоколирование и хранение на жестком диске информации о состоянии объектов контроля, команд управления и действий ДСП;
2 Техническая часть
2.1 Функциональная структура системы
РПЦ «Диалог-Ц» разработана специалистами ООО «Диалог» и предназначена для оборудования или замены существующих постов ЭЦ при полной или частичной реконструкции, а также для подключения станционных устройств к системам ДЦ, ДК и СПД-ЛП.
Система представляет собой комплекс микропроцессорных и релейных устройств, обеспечивающих установку, замыкание и размыкание маршрутов на станции при соблюдении требований безопасности движения поездов путем проверки взаимозависимостей микропроцессорными средствами (программно), и релейными схемами существующих ЭЦ (аппаратно). В РПЦ интегрируются функции:
электрической централизации;
линейного пункта систем ДЦ, ДК и СПД;
аппаратуры телеуправления малыми станциями;
постовой аппаратуры маневровой локомотивной сигнализации – МАЛС (на крупных станциях);
оповещения работающих на путях;
логического контроля за действиями ДСП в условиях нарушения нормальной работы устройств СЦБ.
Пропадание сигналов ТС или прием ложной информации индицируется литерами красного цвета ОК (отключение контроля), при этом все объекты станции окрашиваются в серый цвет.
Кроме традиционных функций релейной ЭЦ дополнительно на программном уровне по командам пользователя обеспечивается выполнение функций блокировки (исключения пользования):
закрытие движения по путям и секциям станции;
блокировка и последующее разблокирование любой стрелки в установленном положении;
блокировка и последующее разблокирование любого светофора в закрытом положении.
Функции блокировки используются ДСП при производстве работ или возникновении неисправностей отдельных устройств.
РПЦ «Диалог-Ц» обеспечивает посылку ответственных команд для управления объектами во вспомогательном режиме при возникновении неисправностей.
В РПЦ «Диалог-Ц» реализован логический контроль действий ДСП и устройств СЦБ. На основе информации, автоматически получаемой от контролируемых объектов ЭЦ, и вводимых ДСП оперативных данных осуществляются программные проверки:
положения стрелки;
рельсовых цепей при маршрутизированных передвижениях;
правильности установки маршрутов;
перекрытия сигнала путем контроля команды отмены от ДСП, ложной занятости рельсовых участков маршрута, потери контроля стрелки или перегорания нити лампы;
открытия только одного пригласительного сигнала в зоне управления каждого ДСП;
проезда светофора с запрещающим показанием;
последовательности занятия и освобождения путевых участков с оценкой возможной их ложной занятости или свободности;
соответствия сигнализации светофора поездному положению.
Протоколирование осуществляется на жестком диске АРМ ДСП, куда записывается информация о состоянии объектов СЦБ, действиях ДСП и командах управления. Срок ее хранения составляет не менее 30 суток.
Протоколы с АРМ ДСП передаются на АРМ ШН для последующего просмотра событий с отметкой времени. Просмотр возможен с любого момента периода хранения как в реальном , так и в ускоренном масштабе времени.
2.2 Технические средства
РПЦ «Диалог-Ц» содержит:
АРМ ДСП, включая пульт резервного управления;
управляющий вычислительный комплекс;
исполнительные релейные устройства;
напольные устройства;
устройства энергоснабжения.
АРМ ДСП обеспечивает отображение состояния объектов управления и формирования заданий по управлению объектами в диалоговом режиме взаимодействия. Состав АРМ входит основная и резервная ПЭВМ стандартной конфигурации и индустриального исполнения. Используемые в АРМ мониторы имеют не менее 17” по диагонали. Их количество определяется путевым развитием станции и для крупных станций допускается подключение не более девяти основных и девяти резервных на каждый системный блок. Питание АРМ осуществляется от источников бесперебойного питания и гальванически развязано от остальных потребителей 220В.
АРМ ДСП взаимодействует с УВК и другими подсистемами (диагностики, МАЛС, ДЦ, ДК и др.) посредством изолированной локальной сети по стыку RS-485 (основной и резервной).
Резервный пульт управления содержит ключи-жезлы для отправления хозяйственных поездов на примыкающие перегоны, а также кнопку ответственной команды. Дополнительно он может содержать индивидуальные кнопки ответственных команд, а также минимальный набор элементов управления и контроля для организации движения поездов по основным путям станции. В отдельных случаях для этого применяется пульт управления существующей ЭЦ. В исходном состоянии органы управления пульта должны быть отключены, а при необходимости управления они подключаются поворотом ключа. При передаче управления для исключения выдачи на устройства несанкционированных команд фиксируемые органы устанавливаются ДСП в положение, соответствующее фактическому состоянию объектов и контролируются схемой изменения режимов управления.
Управляющий вычислительный комплекс обеспечивает:
сбор данных о состоянии контролируемых объектов и передачу информации (сигналы ТС) в АРМ и увязываемые подсистемы;
проверка взаимозависимостей и допустимости поступающих команд на программном уровне;
управление исполнительной группой ЭЦ;
взаимодействие с устройствами станционной автоматики: обдувка и обогрев стрелок, оповещение работающих на путях и др.
УВК строится на использовании двух безопасных микроЭВМ БМ1602, работающих в горячем резерве. Для больших станций могут устанавливаться по две БМ-1602 на район станции.
Основной системный блок АРМ ДСП по основной шине RS-485 подключается через преобразователи интерфейсов RS-485/RS-232 к первым портам первой и второй БМ-1602, а резервный – соответственно к их вторым портам.
Шина RS-485 обеспечивает среднее время передачи команд ТУ не более 0,2 с., а сигналов ТС – не более 0,5 с.
Для исключения воздействия на обмен данными увязываемых информационных подсистем их системные блоки подключены к шинам только приемниками стыка RS-422, т.е могут только принимать данные. При этом обмен данными обеспечивает среднее время передачи сообщений не более 1,0 с.
Питание БМ-1602 осуществляется от аккумуляторной батареи 24В и гальванически развязано от остальных потребителей. Питание вентиляторов БМ-1602 осуществляется от источника бесперебойного питания 220В.
Релейная исполнительная группа содержат схемы установки и замыкания маршрута, контроля его проследования и размыкания, управления стрелками, светофорами и др.
2.3 Безопасная микроЭВМ БМ-1602
БМ-1602 обеспечивает выполнение основных функций РПЦ по контролю и управлению маршрутами, стрелками, сигналами, другими объектами станции и прилегающих перегонов
Безопасное функционирование БМ-1602 обеспечивается:
двумя процессорными комплектами, работающими синхронно по одинаковым программам. Результаты их работы сравниваются схемой встроенного аппаратного контроля. При отказе одного из комплектов исключается возможность реализации ответственных команд;
помехозащищенным кодированием с кодовым расстоянием d≥4;
применением для реализации ответственных команд модулей с безопасными выходами.
Функциональная схема БМ-1602 содержит:
блок питания БП;
модуль центрального процессора ЦП;
интерфейсные модули.
БМ-1602 представляет собой моноблочную конструкцию и имеет многомодульную структуру с шинной организацией. Корпус выполнен в стандарте 6U «Евромеханика», с нижней стороны которого крепится блок вентиляторов. Процессорный блок устанавливается на первом месте, рядом с блоком питания. Далее устанавливаются интерфейсные модули, тип и количество которых определяется проектом.
БП состоит из двух одинаковых преобразователей постоянного напряжения (ППН1 и ППН2). Каждый из них предназначен для получения от станционного источника 24В±20% трех стабилизированных напряжений +5В, +12В, -12В. При этом каждый из преобразователей питает ту часть модуля, которая подключена к соответствующей шине (Ш1 и Ш2). Земли обоих ППН объединены и образуют общую минусовую цепь.
ЦП – основной узел БМ-1602, осуществляющий управлением всего комплекса. Функционально ЦП состоит из двух идентичных микропроцессорных блоков (МБ1 и МБ2), коммуникационного блока (КБ), генератора тактовых импульсов (ГТИ), схемы сравнения (СС), схемы запуска (СЗ) и схемы выбора шин (СВШ).
Все интерфейсные модули содержат схему формирования базового адреса (СФА). Каждому модулю отведено 16 адресов, которые формируются подачей напряжения +24В В на соответствующие входы СФА.
В одном корпусе БМ-1602 может устанавливаться до 16 интерфейсных модулей:
модули токовых выходов ТП;
модули токовых входов Вх;
модули токовых выходов-входов ТВВ;
модуль релейных выходов Вых.Р40;
модуль безопасных выходов БВ;
модуль релейных выходов Вых.
Все модули связаны между собой системной шиной, которая состоит из двух идентичных шин Ш1 и Ш2.
Модули ТП и Вх представляют собой устройство сбора информации. Сбор данных осуществляется путем циклического опроса датчиков. Ввод данных осуществляется с использованием фронтового и тылового контактов реле с учетом следующих требований:
для ввода применяются так называемые «сухие» контакты (не занятые в других схемах);
съем выполняется через устройства гальванической развязки с обеспечением контроля цепей сбора и ввода данных;
питание цепей ввода осуществляется от станционной батареи с рабочим напряжением не ниже 24В и потребляемом токе входа не менее 5 мА;
при оценке состояния осуществляется накопление и обработка данных для обеспечения достоверности при воздействии электромагнитных помех и «дребезге» контактов. Время обработки не превышает 0,5с.
Опрос контактов реле осуществляется по принципу «токовая петля». Для реализации этого принципа ТП содержит 32 токовых выхода (31 и 32 выходы используются для формирования служебной информации). Модуль Вх содержит 16 токовых входов. На выходах ТП последовательно появляется единичный сигнал, который подается на контактную группу контролируемых объектов.
Импульс опроса формируется со стороны БМ1602 и сначала поступает на вход первого модуля токовых выходов ТП1. Это обеспечивает открытие оптрона ED1 и, как следствие, влечет открытие транзистора VT1, включенного по схеме составного транзистора. Через контакты контролируемых реле и диодную развязку сигнал опроса (+24В) поступает на входы модуля Вх. Особенность их схемотехники состоит в преобразовании сигнала, которое реализуется следующим образом.
Со сторны БМ1602 на вход оптрона ED2 непрерывно поступают импульсы частоты контроля, что вызывает периодическое открытие и закрытие его выходного транзистора. При закрытии транзистора снимается шунт с диода оптронной пары ED3, что при наличии входного сигнала опроса приводит к открытию его выходного транзистора. Вследствие этого ранее заряженная емкость С1 (цепь заряда: VCC-R6-C1-VD2-минус) начинает разряжаться на конденсатор С2 (цепь: C1 –«коллектор-эмиттер» транзистора ED3- С2- VD3), что приводит к понижению потенциала на его верхней обкладке. Динамика этого процесса, задаваемая частотой контроля, приводит, таким образом, к понижению потенциала на выходе схемы съема на все время существования импульса опроса.
Тогда, на выходах опрашиваемой группы формируется параллельный код, состоящий из нулей и единиц, при этом логическому значению «0» соответствует разомкнутое состояние контакта, а логической «1»- замкнутое. Такая организация позволяет получить информацию о состоянии 31х16=496 двухпозиционных объектов контроля. Для увеличения количества контролируемых объектов устанавливаются дополнительные модули ТП и Вх. Допускается использование до четырех модулей Вх с одним модулем ТП.
Как правило, должно применяться раздельное использование контактных групп для каждой из БМ-1602. В этом случае для каждой БМ-1602 применяется независимые, но идентичные (используются идентичные контактные группы разных тройников, подключенные к одним и тем же выходам токовых петель и модулей входов) схемы сбора информации о состоянии объектов контроля. Модуль ТВВ совмещает функции ТП и Вх. Он имеет 24 сигнальных выхода для опроса объектов и 16 сигнальных входа. Максимальное количество контролируемых объектов при использовании одного модуля ТВВ равно 24х16=384 двухпозиционных объектов.
Для исключения обходных электрических цепей в схемах контроля состояния объектов используются блоки диодные коммутационные (БДК и БДК2) и блоки релейные диодные коммутационные (БРДК).
Блоки типа БДК имеют 32 сигнальных входа для подключения «сухих» контактов контролируемых объектов и 16 выходов. При отсутствии «сухих» контактов используется блок БРДК или устанавливаются повторители реле. Сигнальные входы могут подсоединяться к «сухим» контактам реле контролируемых объектов, либо подключаться параллельно к их обмоткам, запитанных постоянным или переменным током. Внутри БРДК смонтированы реле-повторители, фиксирующие поступление внешнего сигнала. Контроль состояния повторителей осуществляется по фронтовому и тыловому контактам этих реле.
Модули выходов предназначены для формирования УВ на схемы исполнительных устройств ЭЦ. Управляющие сигналы на выходах сохраняются в течение времени, необходимого для реализации команды, задаваемого программным путем.
Модуль Вых.Р40 содержит 40 релейных управляющих выходов для реализации простых команд. Из них 32 выхода выдают управляющие сигналы через фронтовые контакты исполнительных реле модуля, а 8 – через фронтовые и тыловые (тройник).
Модуль БВ предназначен для реализации ответственных команд. Он содержит 16 выходов и позволяет подключить до 16 управляющих реле.
Модуль Вых содержит 28 управляющих выходов для реализации простых команд и 4 безопасных выхода для ответственных. В модуле Вых используются реле, через контакты которых формируется воздействие на схемы ЭЦ.
К релейным выходам модулей выходов допускается подключение любого типа реле (НМШ, РЭЛ, КДРШ и др.) с рабочим напряжение до 24 В и сопротивлением обмотки не менее 40 Ом, а к безопасным выходам – реле типа НМШ или РЭЛ с сопротивлением обмотки не менее 1200 Ом и рабочим напряжением 24В.
БМ-1602 устанавливаются в релейном либо другом помещении станции в специальном шкафу. В качестве клеммных соединителей используются соединители типа Vago. При размещении шкафа должен быть обеспечен доступ к лицевым сторонам корпусов модулей БМ-1602. В шкафу должна быть предусмотрена установка втяжных вентиляторов со сменными фильтрами (для создания избыточного давления) и вытяжных вентиляторов и установка кондиционера. Должно быть предусмотрено включение и выключение вентиляторов и кондиционера по командам телеуправления от АРМ ДСП, а также автоматическое включение от термодатчиков. БМ-1602 должна размещаться как можно дальше от мощных источников электромагнитных помех (например, электропитающей установки). Это расстояние должно быть не менее 3 м.
