Микропроцессорные системы ЭЦ

Существующие релейные системы ЭЦ имеют существенные не­достатки: значительный объем релейной аппаратуры, требующий больших помещений и различных работ при обслуживании; низкая информативность пультов-табло; использование только ручной ус­тановки маршрутов; отсутствие средств диагностики работы сис­темы и ее технического обслуживания.

Кроме функций, выполняемых релейными системами ЭЦ, в мик­ропроцессорных системах обеспечивается выполнение ряда новых функций, получаемых благодаря использованию микропроцессор­ной программируемой элементной базы: накопление задаваемых маршрутов и автоматический выбор трассы маршрута; автомати­ческая установка маршрутов в соответствии с текущим временем и графиком движения поездов; автоматическое протоколирование действий персонала, работы системы и устройств (функции «чер­ного ящика); оперативное предоставление нормативно-справочной информации и данных технико-распорядительного акта (ТРА) стан­ции; реализации функций линейного пункта ДЦ для кодового уп­равления станцией без дополнительных капитальных затрат; авто­матическая регистрация действий оператора и хранение их в памя­ти ЭВМ; хранение, просмотр и статистическая обработка отказов в ЭЦ; поддержка оперативного персонала в нештатных ситуациях (исключение неправильных действий пользователя, режим подсказ­ки); использование в режиме советника для дежурного по станции; совместимость с информационными системами автоматического управления перевозками (АСОУП, АСУ СС и др.).

В настоящее время разработан и внедряется на станциях ряд мик­ропроцессорных систем централизации стрелок и сигналов.

Релейно-процессорная централизация ЭЦ МПК. В ней функции, обеспечивающие безопасность движения (работа путевого реле, управление светофором, перевод стрелки и т.п.) выполняются реле I класса надежности, а функции ЭЦ по автоматизации маршрутов и другие, не связанные с обеспечением безопасности движения, ре­гулируются средствами вычислительной техники. Таким образом, ЭЦ МПК интегрируется с исполнительными схемами традиционных релейных систем ЭЦ. Кроме того, технические средства ЭЦ МПК реализуют функции линейного пункта ДЦ без дополнительных зат­рат. В ЭЦ МПК используются центральные зависимости и цент­ральное питание.

Система ЭЦ МПК строится по трехуровневой структуре, пред­ставленной на рис 9.16. Верхним уровнем являются автоматизиро­ванные рабочие места ДСП (АРМ ДСП) на базе резервированных ЭВМ и АРМ дежурного электромеханика. Ко второму уровню отно­сится комплекс технических средств управления и контроля (КТС УК). Комплекс состоит из источников питания 7, контролле­ров 2, плат контроля 3 и управления 4. Третий уровень включает исполнительные схемы релейной централизации.

Основой комплекса КТС УК являются два промышленных кон­троллера. Каждый из них включает в себя компьютер и различные платы для ввода-вывода информации. КТС обеспечивает следующие функции: сбор, обработку и хранение информации о состоянии объектов ЭЦ (положение стрелок, сигналов и других путевых объектов); передачу этой информации на АРМа ДСП и другие АРМы по локальной вычислительной сети (ЛВС); прием от

АРМа ДСП и последующая реализация команд по установке, от­мене и искусственной разделке маршрутов, переводу стрелок и др.; сопряжение с системами ДЦ.

Аппаратура КТС УК имеет два комплекта: основной и резерв­ный. Дублирующий комплект (основной или резервный) работает в режиме «горячего резерва». Комплект, который в данный момент осуществляет обмен данными с АРМом ДСП и реализует команды управления, считается «активным». Второй комплект — («пассив­ный») включен, собирает и обрабатывает информацию. Он готов в любой момент перейти в активное состояние.

АРМ ДСП выполнен на основе двух ПЭВМ с мониторами, объе­диненных локальной сетью, в которую включены АРМы электроме­ханика и при необходимости — другие пользователи информации о передвижении поездов на станции. За счет использования локальной сети АРМы (в том числе АРМ ДСП) могут быть территориаль­но рассредоточены на станции в местах размещения оперативного и обслуживающего персонала.

 

 

В качестве аппарата управления используются стандартная кла­виатура ПЭВМ и манипулятор типа «мышь». Информация отобра­жается на мониторах, плазменном табло или видеопроекционном табло на просвет или отражение.

На средства вычислительной техники возлагается обеспечение решения следующих задач: маршрутного набора; реализация режи­ма автоматического действия светофоров; двукратный перевод стрелки; последовательный пуск стрелок; фиксация неисправнос­тей; оповещение монтеров пути; обдувка стрелок. Благодаря исполь­зованию программируемой элементной базы выполняются следу­ющие дополнительные функции: автоматическое протоколирование действий персонала, работы системы и устройства (функция «чер­ного ящика»); оперативное предоставление нормативно-справоч­ной информации и данных ТРА станции; реализация функций ли­нейного пункта ДЦ для кодового управления станцией без дополнительных капитальных затрат; автоматизация управления посредством формирования маршрутных заданий на предстоящий период (без ограничения емкости); накопление маршрутов как по принципу очереди, так и по времени исполнения (без ограничения емкости); хранение, просмотр и статистическая обработка отказов в ЭЦ; поддержка оперативного персонала в нештатных ситуациях (исключение некорректных действий пользователя, режим подсказ­ки); сопряжение с информационными системами вышестоящего уровня (АСОУП, АСУСС и др.).

Система ЭЦ МПК реализует программное, маршрутное и инди­видуальное управление стрелками, обеспечивает возможность ав­томатической установки маршрутов на предстоящий период с вы­дачей речевых сообщений в случаях недопустимых отклонений и нарушений работы устройств.

Для работы ДСП с ЭЦ МПК есть два режима: основной и вспо­могательный. В основном режиме реализуются функции контроля состояния станционных устройств и управления объектами (стрел­ками, светофорами и др.) с обеспечением всех условий безопаснос­ти движения поездов схемными решениями традиционных релей­ных систем ЭЦ. Во вспомогательном режиме можно управлять уст­ройствами СЦБ при нарушениях их нормального функционирова­ния. Это относится к использованию пригласительных сигналов, вспомогательному переводу стрелок, аварийной смене направления на однопутном перегоне, искусственному размыканию секций мар­шрута, вспомогательному режиму открытия переезда.

Микропроцессорная система централизации ЭЦ-ЕМ. Она явля­ется системой нового поколения, использующей передовые компь­ютерные технологии, и предназначена для управления технологи­ческим процессом на станции средствами вычислительной техники, а также обеспечивает сочетание высокой пропускной способности с требуемой степенью безопасности движения поездов.

В системе ЭЦ-ЕМ используются центральные зависимости, мар­шрутный набор, микропроцессорная и релейная аппаратура. Сис­тема является единой для применения на малых, средних и крупных станциях магистрального железнодорожного транспорта России.

Структурная схема построения системы ЭЦ-ЕМ показана на рис. 9.17. Основой вычислительного центра системы является управляющий вычислительный комплекс УВК РА-01. Он обеспечи­вает контроль и управление стрелками и сигналами, взаимодей­ствие с ДСП, а также связь ЭЦ-ЕМ с вышестоящими системами железнодорожной автоматики и диагностику исправного состоя­ния собственных блоков, выявление отказов и отключение неисп­равной аппаратуры.

Управление объектами централизации осуществляется с рабо­чего места дежурного по станции (РМ ДСП), оборудованного тре­мя ПЭВМ и упрощенным пультом-табло для контроля и управле­ния. В процессе функционирования системы две ПЭВМ находятся в рабочем режиме, одна — в холодном резерве. Каждая ПЭВМ фи­зически связана с двумя различными вычислительными каналами УВК. Пульт-табло контроля и управления используется в системе для выполнения некоторых специальных функций управления (ре­жим горения сигналов «день/ночь», рукоятка для установки макета стрелки, ключ-жезл и др.), а также для аварийного управления стрел­ками и пригласительными сигналами.

 

 

       Рис. 9.17.Структурная схема системы ЭЦ-ЕМ

Использование средств вычислительной техники позволило до­полнить систему ЭЦ-ЕМ рядом новых функций как технологичес­кого, так и информационно-сервисного характера.

К дополнительным технологическим функциям относятся: контроль логической занятости путей и участков пути при занятии их поездом в заданном маршруте (с контролем их последующего освобождения по маршруту для защиты от потери шунта); проверка условий безопас­ности при задании маршрута, открытии и горении пригласительного сигнала (кроме условий, взятых ДСП под свою ответственность); пре­кращение кодирования маршрутов до головы поезда при несанкцио­нированном выезде подвижной единицы на маршрут; проверка сво­бодное™ всех секций в маневровом маршруте при движении вагонами вперед после вступления подвижной единицы на маршрут (кроме пер­вой секции, прилегающей к занятой секции); исключение посекцион­ного размыкания маршрута в случае проезда подвижной единицей пе­рекрытого светофора; возможность задания автоматического действия в любом поездном маршруте; индивидуальная выдержка времени для каждого отменяемого маршрута, размыкаемой секции и др.

К информационно-сервисным функциям относятся: возможность накопления маршрутов как по времени, так и по очереди, формиро­вание на экране РМ ДСП различных сообщений о ходе технологи­ческого процесса, удобство ввода управляющих команд и др. Важ­ной новой функцией является протоколирование хода технологического процесса (управляющих действий ДСП, реакции на них системы, состояния постового и напольного оборудования). Перечисленные сведения фиксируются и хранятся в архиве РМ ДСП, защищенном от несанкционированного доступа. Эти сведения мо­гут быть в любой момент извлечены и проанализированы. На осно­вании анализа записей архива о работе напольного оборудования (рельсовых цепей, светофоров, стрелок и др.) могут выявляться пере­межающиеся неисправности напольных устройств, что дает возмож­ность использования этой информации в АРМе электромеханика.

 

Внедрение ЭЦ-ЕМ ведет к сокращению производственных пло­щадей, снижению затрат на проектирование, оснащение станции техническими средствами сопряжения с вышестоящими системами, на эксплуатацию системы при безусловном обеспечении требуемо­го уровня безопасности движения поездов.

Микропроцессорная система централизации МПЦ Ebilock-950 (Шве­ция). Эта система относится ко второму поколению компьютерных ЭЦ стрелок и сигналов и может применяться на малых, средних и крупных станциях. Система является комбинированной, в ней мик­ропроцессорные устройства обеспечивают выполнение и контроль взаимозависимостей стрелок и сигналов на станции, тестирование устройств и обеспечение безопасности движения поездов, а релей­ная аппаратура осуществляет непосредственное управление наполь­ными устройствами. Система имеет центральные зависимости и маршрутное управление стрелками.

На рис. 9.18 приведена структурная схема такой системы МПЦ.               

МПЦ Ebilock-950 состоит из центрального компьютера, кото­рый имеет два процессора А и Б. Один из этих процессоров работа­ет в реальном времени, другой находится в рабочем состоянии и является горячим резервом, готовым заменить первый при возник­новении в нем неисправности. Центральный компьютер Ebilock-950 обеспечивает безопасность движения поездов на станции и выпол­няет команды ДСП.

 

К центральному компьютеру подключены АРМ ДСП и АРМ ШН электромеханика. От ДСП в систему посредством клавиатуры или «мыши» поступают команды, связанные с поездной работой, а из систе­мы на АРМ поступает информация о происходящих событиях на стан­ции. Для этого используется монитор, где отображен план станции.

Системный блок и монитор АРМ ДСП резервируются на случай неисправности основного. Все действия ДСП фиксируются и запо­минаются компьютером. Спустя достаточно болынбе время можно воссоздать любую поездную ситуацию.

С АРМа ШН можно контролировать состояния напольных объектов, подключенных систем (АРМ ДСП, объектных контрол­леров и др.), просмотреть электронную версию журналов событий, а также вывести на печать информацию о сбоях и неисправностях.

Для непосредственного управления станционными объектами служат объектные контроллеры ОК, которые подключаются к цен­тральному компьютеру через петли связи и концентраторы К.

Объектный контроллер принимает приказ от центрального ком­пьютера, преобразует его в электрические сигналы для управления напольными устройствами. Сигналы, принятые от напольного обо­рудования, также преобразуются в сигналы контроля его состоя­ния и через концентраторы передаются в центральный компьютер. Объектные контроллеры бывают различного назначения. Напри­мер, сигнальный контроллер управляет сигнальными показаниями и контролирует состояние светофорных ламп, стрелочный опреде­ляет состояние стрелки и управляет электродвигателем и т.д.

Такая компьютерная централизация МПЦ выполняет все тре­бования ПТЭ по обеспечению взаимозависимостей стрелок и сиг­налов и осуществляет обработку данных не допуская выполнения опасных команд, поступающих от системы управления и отобра­жения. Только корректные команды от системы управления и ото­бражения преобразуются в приказы и передаются на объекты уп­равления (стрелки, сигналы, переездное оборудование, перегонные устройства и др.).

 

Автоматизированное рабочее место дежурного по станции - АРМ

ДСП представляет собой промышленный компьютер с клавиату­рой, манипулятором типа «мышь», двумя цветными мониторами и печатающим устройством. С АРМа непосредственно ДСП управ­ляет стрелками, светофорами и другими устройствами на станции. Установка маршрутов, положение стрелок, показания светофоров, состояние изолированных участков пути, стрелочных секций, при­емо-отправочных путей, участков приближения и удаления, а так­же других объектов контролируются на экране монитора АРМа ДСП. Здесь же изображен схематический план станции со всеми, объектами управления и контроля (рис. 9.19). Состояние объекта изменяется подачей соответствующей команды при помощи «мыши» или клавиатуры с учетом поездной обстановки и состояния контролируемых объектов.

 

Рис. 9.19. Схема станции АРМа ДСП

 

Маршрут приема может быть установлен с помощью команды УПМ («установка поездного маршрута») или манипулятора «мышь». Последовательность действий ДСП при установке марш­рута приема с помощью «мыши» следующая:

• подвести курсор «мышь» на точку начала маршрута (светофор) и нажать левую кнопку «мыши». Если ДСП попал в объект, то вок­руг объекта отобразится зеленый прямоугольник. Курсор изменя­ется на значок, показывающий, что программа сейчас находится в режиме установки маршрута;

• выбрать конечную точку маршрута с помощью правой кнопки «мыши». Если ДСП правильно выбрал конец маршрута, то на всех выбранных объектах отобразятся зеленые прямоугольники. При выборе конца маршрута появится меню, отображающее только воз­можные маршрутные команды.

Например, при установке маршрута приема от сигнала ЧД до сигнала Н2 ДСП левой кнопкой мыши «щелкает» на стык у светофора ЧД и затем правой кнопкой «мыши» «щелкает» на стыке у светофора Н2. После появления в ко­мандном поле команды УПМ активизируется кнопка «Выполнить» (с желтой стрелкой) на командной панели. У изолирующего стыка появляется зеленый кружок, отображающий обозначение начала маршрута Происходит автома­тический перевод стрелок. После перевода стрелок по маршруту происходит замыкание поездного маршрута. Секции, замкнутые в маршруте, изобража­ются зеленым цветом. Происходит открытие светофора и на символе светофо­ра высвечивается соответствующее сигнальное показание.

При вступлении поезда на участок приближения символ этого уча­стка изменяется на красный цвет, а при занятии поездом участка при­ближения к станции будет дополнительно кратковременно подан зву­ковой сигнал. При выезде поезда за светофор зеленая полоса этого участка сменится на красную, разрешающее показание на светофо­ре, ограждающем этот маршрут, сменится на запрещающее.

По мере дальнейшего следования поезда по маршруту и занятия им изолированных секций зеленая полоса каждой занятой поездом секции будет меняться на красную, а по мере освобождения поез­дом секций красная полоса каждой такой секции будет гаснуть, т.к. происходит размыкание маршрута (посекционное).

Порядок приготовления маршрута отправления и индикация на экране монитора аналогичны порядку установки маршрута приема и его индикации.

При установке маневрового маршрута, например, от М8 до М12, ДСП «щелкает» левой кнопкой «мыши» по изображению светофора М8, а затем правой кнопкой «мыши» — по изображению светофора М12.В командном поле командной панели появляется команда УММ («Установка маневрового мар­шрута»), После этого нажимается кнопка «Выполнить» на командной панели (желтая стрелка) и у изолирующего стыка появляется желтый кружок, отобра­жающий обозначение начала маршрута. Происходит автоматический перевод

стрелок и после этого замыкание маршрута. Секции, замкнутые в маршруте, отображаются желтым цветом и происходит открытие светофора. На символе светофора появляется разрешающее сигнальное показание.

При освобождении подвижным составом изолированного учас­тка перед светофором и перекрытии лунно-белого огня на запре­щающее показание гаснет повторитель светофора на экране мони­тора. По мере следования состава по маршруту и занятии им изолированных участков желтая полоса каждой занятой составом секции будет меняться на красную, а по мере освобождения составом изолированных участков красная полоса каждой такой секции будет гаснуть, т.е. происходит посекционное размыкание использованного маршрута.

Отмена установленного маршрута выполняется только ДСП по команде ОМ «наименование <сигнал>». При поступлении данной команды перекрывается светофор, ограждающий маршрут. Отме­на установленного маршрута производится при выполнении сле­дующих условий: замкнутое состояние маршрута; свободность всех стрелочных и путевых участков по маршруту.

Отмена маршрута осуществляется с выдержкой времени:

• поездного и маневрового маршрута при свободном участке при­ближения — не менее 5 с;

• поездного маршрута при занятом участке приближения и в слу­чае, когда маршрут был замкнут командой УПБ, — не менее 3 мин;

• маневрового маршрута при занятом участке приближения и в случае, когда маршрут был замкнут командой УМБ, — не ме­нее 1 мин;

• если до поездного светофора был установлен маневровый мар­шрут, а далее поездной, то отмена поездного маршрута при заня­том участке приближения происходит с выдержкой времени не ме­нее 3 мин.

Последовательность действий ДСП при отмене поездного маршрута, на­пример, поездного маршрута 42 НД, следующая:

ДСП правой кнопкой «мыши» «щелкает» по изображению светофора 42 и в появившемся меню команд выбирает команду ОМ (отмена маршрута). В ко­мандном поле появляется соответствующая отмене маршрута запись. ДСП нажимает кнопку «Выполнить» (желтая стрелка). В результате выполнения ко­манды светофор 42 перекрывается, стык у светофора 42 мигает красным цве­том (красный прямоугольник), пока идет выдержка отмены маршрута (3 мин при занятом участке приближения и 5 с при свободном). После этого происхо­дит размыкание маршрута и секции, которые были задействованы в маршруте и изображались зеленым цветом, отображаются белым цветом.

При отмене установленного маневрового маршрута, например, УММ М8 М12, действия ДСП аналогичны. Выдержка отмены маршрута составляет 1 мин при занятом участке приближения. После этого происходит размыкание мар­шрута и секции, которые были задействованы в маршруте и были показаны желтым цветом, изображаются белым цветом.

При отмене установленного маршрута ДСП может «щелкнуть» левой кнопкой «мыши» на экране монитора на кнопку «Очистить». Такие действия выполняются, когда ДСП случайно задал неточ­ный маршрут или есть необходимость его изменить. В этом слу­чае ДСП установил маршрут на экране АРМа ДСП, но при этом еще не успел «щелкнуть» кнопку «Выполнить». В результате та­ких действий ДСП установленный, но не использованный маршрут будет отменен.