330 / ЗаданКурсЖурналПолныйМПУСУ / 2СУ_ПромОб_АСК-3
.pdf
|
РАЗРАБОТКИ |
|
|
|
ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫЙ ТРАНСПОРТ |
|
|
|
Автоматизированная система |
||
|
контроля и управления |
||
|
промышленными |
|
|
|
объектами АСК 3 |
|
|
|
Александр Фендриков, Сергей Коновалов, Владимир Речмедилов, |
||
|
Дмитрий Жигалкин, Алексей Криворучко, Пётр Топольский |
||
|
Система АСК 3 предназначена для решения вопросов низовой автоматизации на |
||
|
промышленных объектах и транспорте. Она реализует функции сбора, обработки |
||
|
и отображения информации, а также управления. Приведённое в статье описание |
||
|
демонстрирует широкие возможности системы, что является следствием выбранной |
||
|
структуры и особенностей базового программного обеспечения. В качестве примера |
||
|
рассматривается построенная на основе АСК 3 бортовая система контроля, |
||
|
разработанная для экспортного варианта путевой машины АДМ 1см. |
||
|
ОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯ |
раметров за допуски, а также вывод |
сбора данных (БСД, рис. 1б) первич |
|
И ВОЗМОЖНОСТИ СИСТЕМЫ |
текущих параметров и сообщений на |
ных преобразователей, каналов связи |
|
Система АСК 3 разработана для орга |
экран блока обработки и отображе |
и программных модулей, с возможно |
|
низации автоматизированных рабочих |
ния информации (БОИО, рис. 1а) в |
стью отображения результатов диаг |
|
мест оперативного контроля и управле |
удобном для пользователя виде; |
ностики на мнемосхеме системы, со |
|
ния промышленными объектами и по |
● ведение журнала состояния объекта |
хранения их в журнале системных со |
|
своим эксплуатационным характери |
и системных событий за сутки с воз |
бытий, передачи системе контроля |
|
стикам отвечает жёстким условиям при |
можностью последующего просмот |
более высокого уровня и вывода на |
|
менения в промышленности и на транс |
ра и расшифровки записей, напри |
пульт оператора в удобной форме; |
|
порте. Эта система сочетает в себе аппа |
мер в случае необходимости анализа |
● возможность внутрисистемного об |
|
ратуру и программы сбора и обработки |
аварийной ситуации; |
новления программного обеспече |
|
данных с удобными и эргономичными |
● автоматизированное управление ра |
ния (ПО) системой более высокого |
|
устройствами отображения информа |
ботой объекта с рабочего места опе |
уровня или с помощью соответст |
|
ции и средствами управления. В связи с |
ратора при наличии соответствую |
вующего аппаратного модуля; |
|
этим АСК 3 имеет широкий спектр об |
щих исполнительных устройств; |
● возможность интеграции нескольких |
|
ластей применения. Прежде всего, как |
● автоматическое управление работой |
систем типа АСК в одноранговую |
|
система автоматического управления |
объекта; |
или многоранговую сеть; |
|
она может использоваться для контроля |
● комплексную самодиагностику и ди |
● лёгкую модифицируемость и мас |
|
и управления необслуживаемыми про |
агностику компонентов системы, в |
штабируемость при использовании |
|
мышленными объектами, такими как |
том числе подключённых через блоки |
блоков расширения. |
|
котельные, хранилища ГСМ, элеваторы |
|
|
|
и т.д. При реализации автоматизирован |
|
|
|
ного управления АСК 3 может решать |
|
|
|
задачи измерения и визуализации пара |
|
|
|
метров, контроля и диагностики слож |
|
|
|
ного оборудования, а также выполнять |
|
|
|
определённые функции управления, на |
|
|
|
пример, в качестве бортового компьюте |
|
|
|
ра различных транспортных средств. |
|
б |
|
Система АСК 3 обеспечивает: |
|
|
|
● автоматизированный контроль теку |
|
|
|
щих параметров с выдачей сообще |
|
Рис. 1. Основные компоненты системы АСК 3: |
28 |
ний о неисправности узлов и агрега |
а |
а — блок обработки и отображения |
тов или выходе контролируемых па |
информации, б — блок сбора данных |
||
|
www.cta.ru |
|
СТА 4/2004 |
|
|
© 2004, CTA Тел.: (095) 234 0635 Факс: (095) 232 1653 http://www.cta.ru |
|
|
|
|
|
|
|
|
Р А З Р А Б О Т К И /Ж Е Л Е З Н О Д О Р О Ж Н Ы Й Т Р А Н С П О Р Т |
||||||||||
Исполнительный |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
орган 1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
RS 485 |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
… |
|
БОИО |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Исполнительный |
|
|
БСД 1 |
|
|
БСД 2 |
… |
БСД N 1 |
БСД N |
|
|||||||
орган n |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
Д1 |
… |
Д8 |
Д1 |
… |
Д8 |
|
Д1 |
… |
Д8 |
Д1 |
… |
Д8 |
|
Условные обозначения: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
БОИО — блок обработки и отображения информации; БСД — блок сбора данных; Д1…Д8 — датчики. |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
Рис. 2. Структурная схема системы АСК 3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Перечень |
возможностей системы |
гистров (регистры управления спосо |
стику кабеля подключения и самого |
||||||||||||||
АСК 3 постоянно расширяется груп |
бом и методом съёма данных, частотой |
первичного преобразователя, а также |
|||||||||||||||
пой её разработчиков. |
|
|
опроса и т.п.) и ряд команд: |
|
|
выполнить калибровку датчика и сде |
|||||||||||
|
|
|
|
● запрос результата измерения; |
|
лать для него привязку уровня нуля. |
|||||||||||
ОСОБЕННОСТИ ОРГАНИЗАЦИИ |
● запрос привязки уровня нуля; |
|
Конечная обработка данных, отобра |
||||||||||||||
СИСТЕМЫ |
|
|
|
● запрос диагностики; |
|
|
|
жение полученных результатов, органи |
|||||||||
В структуру АСК 3 заложены прин |
● запрос настройки системных регист |
зация сетевого обмена, отработка алго |
|||||||||||||||
ципы построения распределённых сис |
ров управления. |
|
|
|
ритмов принятия решений и другие за |
||||||||||||
тем сбора и обработки данных. Струк |
Контроллер среднего уровня выпол |
дачи возлагаются на блок БОИО. Струк |
|||||||||||||||
турная схема системы АСК 3 полной |
няет функции маршрутизатора и пре |
тура БОИО показана на рис. 4. Основ |
|||||||||||||||
конфигурации приведена на рис. 2. |
|
образователя (конвертера) протоколов. |
ным |
вычислительным «ядром» |
этого |
||||||||||||
Распределённые узлы системы связа |
Кроме того, он производит локальную |
блока является одноплатный промыш |
|||||||||||||||
ны интерфейсом RS 485, их взаимодей |
диагностику каналов связи с контрол |
ленный компьютер MicroPC 6010 фир |
|||||||||||||||
ствие производится в соответствии с мо |
лерами датчиков и отображение её ре |
мы Octagon Systems. Вся информация с |
|||||||||||||||
дифицированным протоколом ModBus. |
зультатов посредством |
светодиодных |
БСД передается в компьютер MicroPC |
||||||||||||||
Скорость передачи данных определяет |
индикаторов. |
|
|
|
|
|
посредством контроллера ввода вывода. |
||||||||||
ся системным программным обеспече |
Такое многоуровневое распределе |
Для отображения информации при |
|||||||||||||||
нием и варьируется в диапазоне от |
ние «интеллекта» позволяет, помимо |
менён полноцветный ЖК дисплей |
|||||||||||||||
2400 бит/с до 256 кбит/с. Использова |
функций преобразования первичных |
LC640.480.33 AC фирмы Planar с удель |
|||||||||||||||
ние стандартного интерфейса позволяет |
данных, произвести детальную диагно |
ной яркостью 1000 кд/м2 и расширен |
|||||||||||||||
обеспечить расширяемость системы. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Предложенная структура имеет до |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
БСД |
|||||
полнительный уровень обработки дан |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
ных, сформированный блоками БСД. |
|
Узел |
|
|
|
Конвертер |
|
|
Драйвер |
|
RS 485 |
||||||
Наделение |
этих блоков функциями |
диагностической |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
протокола |
|
|
RS 485 |
|
|
|
|||||||||
сбора и первичной обработки данных |
индикации |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
позволяет |
разгрузить |
центральный |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
процессор БОИО. Кроме того, блок |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
БСД можно разместить в непосредст |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
венной близости от объекта контроля, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
что позволяет существенно повысить |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
помехоустойчивость каналов передачи |
КонтроллерДС |
|
КонтроллерДТ |
КонтроллерДД1 |
|
КонтроллерДД2 |
КонтроллерДД3 |
КонтроллерДД4 |
|
КонтроллерДД5 |
Контроллер бортовогопитания |
|
|
||||
сигналов первичных преобразовате |
|
|
|
|
|
||||||||||||
лей. В конечном счёте, всё это способ |
|
|
|
|
|
||||||||||||
ствует увеличению надёжности и живу |
|
|
|
|
|
||||||||||||
чести системы в целом. |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
БСД реализует концепцию построе |
|
|
|
|
|
||||||||||||
ния интеллектуальных |
датчиков, |
то |
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
есть каждый датчик системы получает |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
свой отдельный контроллер в структу |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
ре БСД (рис. 3). В связи с этим вся пер |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
вичная обработка производится |
ло |
ДС |
ДТ |
ДД1 |
ДД2 |
ДД3 |
ДД4 |
|
ДД5 |
24 В |
|
|
|||||
кально, и только готовый результат пе |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
редаётся контроллеру среднего уровня. |
Условные обозначения: ДС — датчик скорости; ДТ — датчик температуры; ДД — датчик давления. |
||||||||||||||||
Каждый контроллер датчика имеет от |
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
29 |
|||||
трёх до шестнадцати настроечных ре |
Рис. 3. Обобщённая структура БСД с возможной комбинацией подключённых датчиков |
||||||||||||||||
СТА 4/2004 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
www.cta.ru |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
© 2004, CTA Тел.: (095) 234 0635 Факс: (095) 232 1653 |
http://www.cta.ru |
|||||||
|
Р А З Р А Б О Т К И /Ж Е Л Е З Н О Д О Р О Ж Н Ы Й Т Р А Н С П О Р Т |
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
Питание +24 В |
Рабочая программа, представляемая |
|||
|
ЖК дисплей Planar |
|
Источник питания |
в виде программного контейнера, раз |
||||
|
|
|
|
|||||
|
LC640.480.33 AC |
|
DC/DC |
|
|
рабатывается конкретно для задач, по |
||
|
|
|
|
|
|
ставленных перед системой. С целью |
||
|
|
|
|
|
|
поддержки разработчиков программ |
||
|
Видеоадаптер |
|
|
|
|
БОИО создан объектно ориентиро |
||
|
|
Кнопки управления |
|
|
ванный API (интерфейс прикладного |
|||
|
Octagon Systems 2430 |
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
программирования) для языка Borland |
|||
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
Pascal 7.0, включающий необходимый |
||
|
|
|
|
RS 485 |
|
набор визуальных и невизуальных объ |
||
|
Одноплатный компьютер |
|
Контроллер ввода вывода |
|
ектов для проектирования систем кон |
|||
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
троля и отображения цифровых и ана |
||||
|
Octagon Systems 6010 |
RS 232 |
Драйвер RS 485 |
Diag |
|
|||
|
|
|
|
(отладочный |
логовых данных. |
|||
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
канал RS 232 |
КОНСТРУКТИВНОЕ |
|||
|
|
|
|
и канал |
|
|||
|
|
|
Дискретные |
|
ИСПОЛНЕНИЕ |
|||
|
|
|
подключения |
|||||
|
|
|
входы выходы |
Конструктивно БОИО представляет |
||||
|
|
|
клавиатуры) |
|||||
|
|
|
|
|
|
собой встраиваемый блок с габаритны |
||
|
Рис. 4. Структура БОИО |
|
|
|
|
ми размерами 365×235×125 мм. В его |
||
|
|
|
|
|
|
состав входят: |
||
|
ным диапазоном рабочих температур. В |
сылки данных, которая гарантирует |
● промышленный одноплатный ком |
|||||
|
качестве видеоадаптера |
использован |
абсолютную их сохранность в случае |
пьютер; |
|
|||
|
модуль 2430 фирмы Octagon Systems. |
копирования, перемещения и удале |
● цветной |
жидкокристаллический |
||||
|
Основные технические характери |
ния файлов). |
|
|
дисплей повышенной яркости; |
|||
|
стики блока сбора данных представле |
|
|
|
|
|
||
|
ны в табл. 1, а блока обработки и ото |
|
|
|
|
Таблица 1 |
||
|
бражения информации – в табл. 2. |
Основные технические характеристики блока БСД |
||||||
|
ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ |
Число первичных датчиков, |
|
|
До 8 датчиков |
|||
|
подключаемых к одному блоку БСД |
|
||||||
|
Программное обеспечение системы |
Типы датчиков |
|
Давления, температуры, скорости, числа оборотов, |
||||
|
АСК 3 распределено в БОИО и БСД. |
|
|
перемещения и др. |
||||
|
|
|
|
|||||
|
ПО БСД включает в себя программы |
Внешний интерфейс связи |
|
|
|
RS"485 |
||
|
для контроллеров датчиков и програм |
Расстояние от датчика до входа БСД |
|
|
До 5 м |
|||
|
му для преобразователя протокола. ПО |
Расстояние от блока БСД до блока БОИО |
|
До 1,2 км |
||||
|
БСД является необновляемым и запи |
|
||||||
|
|
|
От бортовой сети 18...36 В постоянного тока или сети |
|||||
|
сывается в контроллеры единожды, а |
Электропитание |
|
|||||
|
|
|
переменного тока 220 В ±10% (50 Гц) |
|||||
|
для его изменения требуются специ |
|
|
|
||||
|
Потребляемая мощность |
|
|
Не более 2 Вт |
||||
|
альные средства. |
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
||
|
ПО БОИО состоит из набора про |
|
|
|
|
|
||
|
грамм, обеспечивающих функциони |
|
|
|
|
Таблица 2 |
||
|
рование и настройку системы. Нами |
Основные технические характеристики блока БОИО |
||||||
|
разработан ряд универсальных про |
Характеристики дисплея: |
|
|
|
|
||
|
грамм для БОИО: |
|
|
|
Жидкокристаллический, полноцветный |
|||
|
|
● тип |
|
|
||||
|
● программа настройки |
интеллекту |
● диагональ |
|
|
10,4 дюйма |
||
|
● разрешающая способность |
|
|
640×480 точек |
||||
|
альных датчиков, обеспечивающая |
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|||
|
доступ к таким параметрам контрол |
Число подключаемых блоков БСД |
|
До 255 |
||||
|
лера датчика, как частота опроса, |
Количество гальванически |
|
|
|
|
||
|
|
|
3 (предусмотрена возможность увеличения количества каналов |
|||||
|
частота зондирующего сигнала, зона |
изолированных дискретных |
||||||
|
анализа снимаемого сигнала и т.д.; |
каналов управления внешними |
управления исполнительными органами) |
|||||
|
исполнительными органами |
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
||
|
● программа безопасной загрузки и |
|
|
|
|
|
||
|
обновления (ПБЗО) системного ПО, |
Время готовности к работе |
|
|
Не более 1 мин |
|||
|
загружаемая при старте БОИО и |
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|||
|
производящая контроль целостности |
Интерфейсы связи с внешними |
|
|
|
|||
|
программного контейнера (архива) с |
|
RS"232, RS"485 |
|||||
|
устройствами и системами |
|
|
|||||
|
рабочей программой и его замену из |
|
|
От бортовой сети 18…36 В постоянного тока или сети |
||||
|
резервного источника при наруше |
Электропитание |
|
|||||
|
|
|
переменного тока 220 В ±10% (50 Гц) |
|||||
|
нии целостности, а также выпол |
|
|
|
||||
|
Потребляемая мощность |
|
|
Не более 60 Вт |
||||
|
няющая при наличии обновлённого |
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|||
|
контейнера проверку его целостно |
|
|
В соответствии с ГОСТ 15150"69 для вида климатического |
||||
|
сти и замену рабочего контейнера на |
Климатическое исполнение |
исполнения ТС4, но при температуре окружающего воздуха от |
|||||
|
|
|
–10 до +50°C (температура хранения от –25 до +85°С) |
|||||
|
обновлённый (при замене контейне |
|
|
|||||
30 |
Возможный вид климатического |
|
|
|
||||
ров ПБЗО использует систему пере |
УХЛ2, температура окружающего воздуха от –40 до +80°C |
|||||||
исполнения |
|
|||||||
www.cta.ru |
СТА 4/2004 |
© 2004, CTA Тел.: (095) 234 0635 Факс: (095) 232 1653 http://www.cta.ru
|
Р А З Р А Б О Т К И /Ж Е Л Е З Н О Д О Р О Ж Н Ы Й Т Р А Н С П О Р Т |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
Разрешение |
|
|
|
|
|
|
|
|
включения ГП |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Клапан |
|
|
|
|
|
|
|
1 й ступени |
|
|
RS 485 |
|
|
|
|
|
|
|
|
БОИО |
|
|
|
|
|
|
Клапан |
|
БСД 1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 й ступени |
|
|
|
|
|
|
|
|
Разрешение |
|
|
Д1 … |
Д8 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
движения |
|
|
|
|
|
|
|
|
Условные обозначения: ГП — гидропередача; Д1…Д8 — датчики давления, |
|
||||
|
|
|
температуры, скорости, величины напряжения. |
|
|
|||
|
Рис. 5. Внешний вид путевой машины АДМ 1см |
|
Рис. 6. Структура системы АСК 3И |
|
|
|||
|
● видеоадаптер для сопряжения дис |
предназначена для контроля парамет |
компьютера MicroPC систем АСК. По |
|||||
|
плея с компьютером; |
ров и управления гидропередачей ГП |
мимо этого с использованием создан |
|||||
|
● контроллер ввода вывода; |
300 и устанавливается на производи |
ного для АСК объектно ориентирован |
|||||
|
● блок питания. |
мые ОАО «ТМЗ им. В.В. Воровского» |
ного API разработано специальное ПО |
|||||
|
На передней панели блока БОИО |
путевые машины АДМ 1см (рис. 5). |
управления и |
контроля параметров |
||||
|
расположены дисплей с размерами ра |
Основными задачами АСК 3И явля |
гидромеханической передачи. |
|
||||
|
бочего поля экрана 211×153 мм и ми |
ются непрерывный сбор показаний |
ПО системы АСК 3И выполняет |
|||||
|
нимальный набор кнопок для управле |
восьми |
датчиков, установленных на |
следующие основные задачи: |
|
|||
|
ния. |
ГП 300, осуществление допускового |
● отображение показаний всех под |
|||||
|
БОИО имеет три разъёма: |
контроля, принятие решения о необ |
ключённых датчиков; |
|
||||
|
● разъём питания и сигналов управле |
ходимости включения или переключе |
● отображение системной диагности |
|||||
|
ния исполнительными органами; |
ния ступени гидропередачи. Был раз |
ческой информации; |
|
||||
|
● разъём для подключения линии свя |
работан |
алгоритм управления |
|
Зоны отображения квазистатической информации |
|||
|
зи RS 485; |
ГП 300, исключающий возник |
|
|||||
|
|
(заряд аккумулятора и температура масла ГП) |
||||||
|
● диагностический разъём, используе |
новение недопустимых для гид |
|
|
|
|
||
|
мый для подключения БОИО к |
ромеханической передачи си |
|
|
|
|
||
|
внешнему ПК. |
туаций. Основным требованием |
|
1 Зона отображения |
|
|
||
|
Конструктивно БСД представляет |
к алгоритму является макси |
|
аварийных сообщений |
|
|||
|
собой блок с размерами 240×160×85 мм, |
мальная защита от одновремен |
|
4 Зона отображения |
7 Зона отображения |
|||
|
состоит из единой платы сбора данных |
ного включения двух ступеней |
|
|||||
|
и имеет три разъёма: |
передачи. Исходя из поставлен |
|
информации о скорости, |
вертикальных шкал |
|
||
|
|
включённой ступени ГП |
|
|||||
|
|
|
|
|||||
|
● разъём питания; |
ной задачи, была принята струк |
3 |
и диапазоне скоростей |
6 |
|
||
|
действия передачи |
|
||||||
|
● разъём для подключения линии свя |
тура системы, приведенная на |
|
|
|
|
||
|
зи RS 485; |
рис. 6. В данном случае БСД об |
|
5 Зона отображения |
8 Зона отображения |
|||
|
● разъём для подключения первичных |
служивает восемь каналов: |
|
горизонтальных шкал |
||||
|
преобразователей. |
● пять каналов подключения ин |
|
суточного и дневного |
|
|
||
|
|
пробега |
|
|
||||
|
|
дуктивных датчиков давления; |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|||
|
ПРИМЕР СИСТЕМЫ КОНТРОЛЯ, |
● канал датчика температуры; |
|
2 Зона отображения аварийных сообщений |
|
|||
|
ПОСТРОЕННОЙ |
● канал |
трёхфазного |
датчика |
|
|
а |
|
|
С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ АСК 3 |
скорости; |
|
|
|
|
|
|
|
При создании экспортного варианта |
● канал измерения напряжения |
|
|
|
|
||
|
путевых машин, заказанных для желез |
аккумуляторных батарей. |
|
|
|
|
||
|
ных дорог Испании, нами (Научное |
Задача управления гидропере |
|
|
|
|
||
|
конструкторское бюро моделирующих |
дачей решается программным |
|
|
|
|
||
|
и управляющих систем Таганрогского |
обеспечением БОИО. Аппаратно |
1 Зона текстовой |
2 Зона мнемосхемы |
|
|||
|
государственного радиотехнического |
управление ступенями реализу |
|
|||||
|
информации |
|
|
|||||
|
университета — НКБ МИУС ТРТУ) со |
ется путём выдачи напряжения |
|
|
|
|
||
|
вместно с ОАО «ТМЗ им. В.В. Воров |
+24 В (уровень логической «1») |
|
|
|
|
||
|
ского» (Тихорецкий машиностроитель |
на соответствующий дискретный |
|
|
|
|
||
|
ный завод) было принято решение на |
выход БОИО. |
|
|
|
|
|
|
|
базе аппаратно программных средств |
|
|
|
|
|
|
|
|
АСК 3 оборудовать их бортовой систе |
ПРОГРАММНОЕ |
|
|
|
б |
|
|
|
мой контроля ходовых параметров и |
ОБЕСПЕЧЕНИЕ АСК 3И |
|
|
|
|
||
|
эргономичными панелями управления |
АСК 3И использует основной |
Рис. 7. Распределение областей отображения |
|
||||
32 |
узлами машины. В результате была раз |
набор программ, разработанных |
информации: а — для рабочего экрана, б — для |
|
||||
работана система АСК 3И, которая |
для контроллеров датчиков и |
диагностического экрана |
|
|
||||
|
www.cta.ru |
|
|
|
|
|
СТА 4/2004 |
|
|
|
|
|
|
© 2004, CTA Тел.: (095) 234 0635 Факс: (095) 232 1653 |
http://www.cta.ru |
||
Р А З Р А Б О Т К И /Ж Е Л Е З Н О Д О Р О Ж Н Ы Й Т Р А Н С П О Р Т
|
|
|
|
|
|
|
|
графической инфор |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
мации. Первая зона |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
используется для вы |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
вода текстовых сооб |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
щений о неисправ |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
ности и рекоменда |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
ций по её устране |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
нию, вторая |
– для |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
вывода схем системы |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
АСК 3И, в том числе |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
в виде мнемосхемы с |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
подсветкой |
неис |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
правных узлов и эле |
|
||
|
Рис. 8. Рабочий экран АСК 3И (выставлены аварийные сообщения: значения давления равны нулю, температура |
|
ментов (рис. 9). |
|
|||||||
|
превышает норму, упало напряжение аккумуляторной батареи) |
|
|
Кроме отображе |
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
ния показаний дат |
|
||
|
● ведение журнала ошибок; |
ментных индикаторов. Остальные па |
чиков, ПО БОИО осуществляет управ |
|
|||||||
|
● выдача команд управления ступеня |
раметры отображаются вертикальны |
ление ступенями гидропередачи (ГП). |
|
|||||||
|
ми гидромеханической передачи; |
ми и горизонтальными шкалами с из |
Выбор включаемой ступени осуществ |
|
|||||||
|
● вычисление суточного и суммарного |
меняемым в зависимости от величины |
ляется по текущей скорости движения |
|
|||||||
|
пробега. |
параметра цветом (зелёный – номи |
машины. Диапазон работы первой пе |
|
|||||||
|
В связи с большим количеством ото |
нальный диапазон, жёлтый – допусти |
редачи задан пределами 0...25 км/ч, |
|
|||||||
|
бражаемой информации было принято |
мый, красный – аварийный). Выход |
второй – 20...100 км/ч. Необходимо от |
|
|||||||
|
решение произвести разнесение дан |
параметра за допуски, кроме измене |
метить, что для обеспечения надёжно |
|
|||||||
|
ных на два информационных экрана — |
ния цвета, также сопровождается вы |
го переключения передач при движе |
|
|||||||
|
рабочий |
и диагностический. Таким |
дачей аварийного сообщения в зоне 1 |
нии на подъём и при наличии большой |
|
||||||
|
способом |
достигается однородность |
или 2. |
тяговой нагрузки нижний предел рабо |
|
||||||
|
совместно отображаемой информации |
Диагностический информационный |
ты на второй передаче сразу после пе |
|
|||||||
|
и упрощается её восприятие. При воз |
экран разделён на две части (рис. 7б): |
реключения |
устанавливается |
равным |
|
|||||
|
никновении неполадок в системе про |
зона 1 для отображения текстовой ин |
15 км/ч, а затем в течение 30 секунд |
|
|||||||
|
грамма либо автоматически покажет |
формации и зона 2 для отображения |
плавно смещается к 20 км/ч. |
|
|
|
|||||
|
диагностический экран, либо погасит |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
на рабочем экране область отображе |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ния показаний неисправного датчика и |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
даст возможность оператору в удобное |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
время просмотреть диагностическую |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
информацию и устранить неисправ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ность. При отсутствии неполадок в |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
системе АСК 3И диагностический эк |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ран не используется и активен только |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
рабочий экран. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
С целью обеспечения быстрого вос |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
приятия информации рабочий экран |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
условно разделён на восемь зон |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(рис. 7а). Для воссоздания привычного |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
окружения машиниста и создания зон |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
локализации его внимания выбрана |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
метафора интерфейса пользователя с |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
соответствующими элементами. Рас |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
положенный в зоне 4 указатель скоро |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
сти (спидометр) имеет форму круговой |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
шкалы со стрелкой и нанесённой на |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
неё маркировкой скоростей (рис. 8). |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Внутри шкалы находятся индикаторы, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
отображающие скорость в цифровом |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
виде. В центре спидометра расположен |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
указатель активной ступени гидропе |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
редачи, а по шкале цветом выделяется |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
диапазон соответствующих этой ступе |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ни скоростей. Показания суточного и |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
суммарного пробега вынесены в зону 5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
33 |
|
|
и представлены цифрами в стиле 7 сег |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
СТА 4/2004 |
|
|
|
|
|
|
www.cta.ru |
|||
© 2004, CTA Тел.: (095) 234 0635 Факс: (095) 232 1653 http://www.cta.ru
|
|
Р А З Р А Б О Т К И /Ж Е Л Е З Н О Д О Р О Ж Н Ы Й Т Р А Н С П О Р Т |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
бортовой |
системы |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
управления и кон |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
троля АСК УМ. Эта |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
новая система также |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
будет строиться на |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
основе АСК 3 с |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
учётом |
наработок, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
полученных при соз |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
дании АСК 3И. Она |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
призвана взять на се |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
бя управление пус |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ком, остановом, обо |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ротами |
дизельного |
|
|
|
Рис. 9. Диагностический экран АСК 3И (нарушено функционирование всех частей системы, выставлены аварийные |
|
двигателя машины и |
|||||||||||
|
|
сообщения) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
управление такими |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
узлами ГП, как муф |
||
|
|
Для обеспечения безопасного пере |
улучшение условий труда на рабочем |
та, гидромотор тихого хода, насос ти |
|||||||||||
|
|
ключения передач производится кон |
месте машинистов. Машину оснастили |
хого хода и другими. |
|
|
|||||||||
|
|
троль значений давления в первой и |
кондиционером, холодильником, теле |
Авторы выражают благодарность |
|||||||||||
|
|
второй ступенях ГП. Это позволяет |
камерой и телемонитором для компен |
фирме КВИНТ (г. Таганрог) за помощь, |
|||||||||||
|
|
проверить фактическое включение или |
сации плохой видимости дороги при |
поддержку и |
аппаратное |
обеспечение |
|||||||||
|
|
выключение требуемой передачи. При |
движении назад. |
|
|
|
|
при реализации данного проекта. ● |
|||||||
|
|
нарушении порядка включения/вы |
Произведено проектирование двух |
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
ключения передач система выдаёт ава |
секций панели управления путевой ма |
Авторы – сотрудники |
|
|
|||||||||
|
|
рийное сообщение и адаптируется к |
шиной (рис. 10). Совместно с фирмой |
ОАО «ТМЗ им. В.В. Воровского» |
|||||||||||
|
|
аварийному движению. Самопроиз |
«Северный ветер» в кратчайшие сроки |
Телефон: (86196) 202 09 |
|
|
|||||||||
|
|
вольное включение ступени (нараста |
созданы |
фальшпанели |
для пульта |
и НКБ МИУС ТРТУ |
|
|
|||||||
|
|
ние давления в ней) воспринимается |
управления из поликарбонатного пла |
Телефон: (86344) 692 97 |
|
|
|||||||||
|
|
АСК 3И как критическое событие: сис |
стика. Смонтированные панели и сис |
Факс: (86344) 310 629 |
|
|
|||||||||
|
|
тема считает гидропередачу неуправ |
тема АСК 3И в совокуп |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
ляемой, выдаёт аварийное сообщение и |
ности с |
реализованными |
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
блокирует автоматическое управление. |
мерами повышения эрго |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
Факт самопроизвольного выключения |
номичности и комфортно |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
текущей передачи также приводит к |
сти кабины придали ей со |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
выдаче аварийного сообщения, но ав |
вершенно новый, |
совре |
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
томатическое управление не блокиру |
менный вид и обеспечили |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
ется, и система в течение 5 секунд по |
дополнительное |
удобство |
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
вторяет попытки включения передачи. |
для работы машинистов. |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
Все системные события, связанные с |
Использование |
готовой |
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
выходом параметров за допуски, нару |
структуры и аппаратно |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
шением функционирования системы, |
программных компонен |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
ошибками управления ГП, АСК 3И |
тов системы АСК 3 позво |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
фиксирует в аварийном журнале, кото |
лило сократить срок раз |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
рый может быть просмотрен и проана |
работки, |
изготовления, |
|
Рис. 10. БОИО и панели управления, встроенные |
|||||||||
|
|
лизирован специалистами службы под |
поставки и пусконаладоч |
|
в системный пульт путевой машины |
|
|
||||||||
|
|
держки в целях устранения неполадок |
ных |
работ для |
бортовой |
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
и настройки системы. |
системы |
АСК 3И до |
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
90 дней. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
РЕЗУЛЬТАТЫ |
Экспортный |
вариант |
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
АВТОМАТИЗАЦИИ |
путевой |
машины |
АДМ |
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
Создание автоматизированной сис |
1см, |
эксплуатирующейся |
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
темы контроля и управления гидропе |
на железных дорогах Ис |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
редачей повлекло за собой возникно |
пании, показан на рис. 11. |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
вение задачи комплексной модерниза |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ции панелей управления машиной, как |
ПЕРСПЕКТИВЫ |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
с эргономической, так и с технической |
РАЗВИТИЯ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
точек зрения. Машиностроители сде |
СИСТЕМЫ АСК 3 |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
лали шаг к усовершенствованию ди |
В |
настоящее |
время |
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
зайна кабины в целом, произведя каче |
ведётся разработка техни |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
ственную отделку пластиком, установ |
ческого задания на созда |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
34 |
|
ку новых кресел и другие косметиче |
ние для отечественных ма |
|
Рис. 11. Экспортный вариант путевой машины АДМ 1см на |
|
|||||||||
|
ские изменения, направленные на |
шин МПТ6 комплексной |
|
железных дорогах Испании |
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
www.cta.ru |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
СТА 4/2004 |
|
© 2004, CTA Тел.: (095) 234 0635 Факс: (095) 232 1653 http://www.cta.ru