3.2. 4 Вибір конфігурації програмованого логічного контролера

Згідно з завданням необхідно виконати модернізацію релейної електричної централізації на базі об’єктного контролера. Об'єктний контролер (ОК) призначений для формування команд об'єктам, контролює їхній стан, а також для перетворення (сполучення) енергетичних і тимчасових параметрів, крім того ОК забезпечує гальванічну розв'язку. Безпека й безвідмовність систем ММН повинні бути вище чим у релейних. Цього досягають за рахунок застосування безпечних принципів побудови апаратних засобів і програмного забезпечення. Концепція безпеки говорить, що одиночні дефекти апаратних і програмних засобів не повинні привести до небезпечних відмов і належні бути виявлені при робочих або тестових впливах не пізніше, ніж у системі виникне другий дефект.

Всередині корпусу контролера розташована несуча пасивна плата розширення ВР-8S, яка має вісім рівнозначних між собою слотів ISA та служить для обміну інформацією між компонентами контролера. В плату розширення встановлюють одноплатний комп’ютер та плати дискретного вводу/виводу ACL-7122, необхідна кількість яких визначається кількістю об’єктів керування і контролю на станції.

Основу одноплатного комп’ютера складають ЦП марки AMD 486-DX/2 або аналогічний; енергонезалежний постійний запам’ятовуючий пристрій (ПЗУ) Flash ємністю 16MB. Крім того на материнській платі комп’ютера знаходяться: відеоадаптер, контролер клавіатури, система портів, забезпечуючи підключення зовнішніх пристроїв(миші, вінчестера, сітки Ethernet, та ін.). Це дозволяє значно спростити налагодження системи та діагностику в процесі експлуатації.

Плата ALC-7122 являється цифровою 144-х бітною платою вводу/виводу для комп’ютерів з ISA-шиною. На платі знаходяться шість 50-ти контактних роз’ємів для підключення за допомогою смугового кабелю зовнішніх пристроїв – інтерфейсних плат сполучення.

Збоку, на корпусі контролера знаходиться клемна панель, через котру на контролер подається живлення від джерела. Поруч з клемним терміналом знаходиться чотири світло діода, що сигналізують про наявність живлення 12В, -12В, +5В, -5В відповідно.

Живлення контролера здійснюється від імпульсних джерел живлення.

Модулі УДО-48Р розміщають з лицьової сторони шафи (максимум 4 ряди по 4 плати в ряді – 2 плати основного і 2 плати резервного комплекту). З тилової сторони розміщають плати УМВ-64S (максимум 3 ряди по 3 плати). Кожному ряду присвоюється порядковий номер, починаючи з нижнього ряду лицьової, або тильної сторони шафи. Відповідно адрес кожної плати знаходиться за номером полки, на якій вона буде встановлена і порядковому номеру самої плати на даній поличці. Таким чином отримуємо схему компоновки штатива КТС УК (рисунок 3.2).

Рисунок 3.2 – Схема компоновки штатива КТС УК .

3.2.5 Характеристика схеми сполучення вихідних кіл контролера

Проблемою при побудові ММН є організація взаємодії мікропроцесорного маршрутного набору з релейною виконавчою. Схемні рішення даного питання не повинні мати небезпечних відмов, тобто з визначеною імовірністю повинні виключати помилкове включення виконавчих об'єктів на виході пристроїв узгодження при відмовленні їх елементів. В системах ММН узгодження керуючого обчислювального комплекту з канальними об'єктами (стрілки, світлофори, РК) виконується через релейні схеми сполучення. Перевагами такого рішення є те, що реле мають високу стійкість до електромагнітних перешкод і перенапруг, і є ідеальними елементами гальванічної розв'язки. Недоліки складаються в обмеженому ресурсі реле, потребі в профілактичному обслуговуванні і специфічності виробництва релейних приладів.

В даній курсовій роботі запропонована конденсаторна схема сполучення вихідних кіл контролера з помножувачем.

Дана схема застосовується для дубльованих систем для включення реле з контролем спів падіння (або інверсного спів падіння) сигналів від двох комп’ютерів (рисунок 3.3). На входи х, схеми поступають інверсні імпульсні сигнали, які управляють ключовими схемами на транзисторах VT1 – VT3. Транзистори VT1 та VT3 почергово підключають джерела позитивної та негативної напруги до входу схеми випрямляча з помножувачем напруги, зібраної на діодах VD1 – VD6 та конденсаторах C1 – C6. Напруга джерела живлення (5 В) повинна бути меншою за напругу відпадіння якоря реле. Тому реле притягує якір тільки після багаторазового поступлення імпульсних інверсних сигналів х та , коли в результаті процесів заряду конденсаторів та накопичення енергії схема випрямляча з помножувачем сформує напругу, достатню для спрацьовування реле. Якщо припиняється поступлення імпульсних сигналів на вхід або відбувається відмова любого елемента схеми, то на обмотку реле подається напруга, якої буде недостатньо для утримання якоря [1].

Рисунок 3.3 – Конденсаторна схема сполучення вихідних кіл контролера з помножувачем напруги

Рисунок 3.4 – Діаграма роботи конденсаторної схеми сполучення вихідних кіл контролера з помножувачем напруги.

3.3 Розроблення функціональної схеми

3.3.1 Розроблення дерева функцій та функціональної структури системи

Структури ММН класифікуються по різних ознаках. Найбільше значення мають питання місця дії залежностей, живлення і забезпечення безпеки.

По кількості каналів розрізняють одно- і багатоканальні системи централізації.

Одноканальні можуть функціонувати з однієї чи декількома програмами.

Багатоканальні системи класифікуються по способу резервування на:

• системи з ненавантаженим резервом;

• системи з навантаженим резервом.

По ступеню залежності апаратних і програмних засобів каналів розрізняють:

• системи зі слабкими зв'язками;

• системи з середніми зв'язками;

• системи з сильними зв'язками

По кількості програм у каналах:

• однопрограмні;

• багатопрограмні.

По ступеню відмінності технічних засобів і програмного забезпечення каналів:

• з однаковими каналами;

• основним і перевірочним каналом;

• диверситетними каналами.

По способу порівняння вихідних сигналів:

• збіг результатів;

• мажоритування.

Функціональну схема системи, що проектується, зображено на рисунку 3.6. вона являє собою розширення структурної схеми із вказівкою на цій схемі важливих функцій кожної підсистеми.

Дерево функцій системи ЕЦ МПК зображено на рисунку 3.5. Воно містить наступні функції:

– : Цільова функція – здійснення поїзної та маневрової роботи;

– : Сприйняття керуючого впливу від ДСП;

– : Відображення контрольної інформації оператору;

– : Сервісні функції

–: Здійснення мікропроцесорного маршрутного набору поїзних маршрутів;

– : Здійснення мікропроцесорного маршрутного набору маневрових маршрутів;

– : Забезпечення роздільного керування стрілками й сигналами;

– : Перевірка умов безпеки на програмному рівні;

– : сбір, обробка та передача інформації про стан стрілок;

– : сбір, обробка та передача інформації про стан світлофорів;

– : сбір, обробка та передача інформації про стан рейкових кіл;

– : Зберігання інформації про поведінку системи;

– : Самодіагностика КТС УК;

– : Блокування напільних об’єктів;

– : Відміна маршрутів;

– : Замикання поїзних маршрутів;

– : Розмикання поїзних маршрутів;

– : Замикання маневрових маршрутів;

– : Розмикання маневрових маршрутів;

– : Роздільне керування стрілками;

– : Роздільне керування світлофорами;

– : Перевірка умов безпеки на апаратному рівні;

– : Перетворення і передача інформації про стан стрілок;

– : Перетворення і передача інформації про стан світлофорів;

– : Перетворення і передача інформації про стан рейкових кіл;

– : Блокування стрілок;

– : Блокування світлофорів;

– : Блокування рейкових кіл;

– : відміна поїзних маршрутів;

– : відміна маневрових маршрутів.

Рисунок 3.5 – Дерево функцій системи ЕЦ МПК

Рисунок 3.6 – Функціональна структура системи ЕЦ МПК