Системы диспетчерской централизации
жүктеу/скачать 1.78 Mb.
|
- Бұл бет үшін навигация:
- 2.2. Диспетчерская централизация системы "Тракт"
| Модуль токовых выходов Т предназначен для выдачи дискретных сигналов в цепи управления с активным входом и для построения матричных схем съёма сигналов от коммутируемых элементов. Модуль содержит два идентичных комплекта логических устройств, каждый из которых включает в себя дешифратор адреса, схему задания номера модуля, схему контроля подключения внешнего разъёма, четыре регистра памяти, тридцать два выходных ключа и схему формирования контрольного сигнала. Параметры модуля Т приведены в табл. 3.
Четыре 8-разрядных регистра памяти, входы которых через шинный формирователь подключаются к шине данных ШД, служат для записи сигналов, выдаваемых на выходы модуля. Регистры памяти управляются дешифратором адреса, подключенным к шине адреса ША. Выходы регистров памяти подключены с гальванической развязкой на оптроне к выходным ключам, схема одного из них показана на рис.9. Таблица 3 Параметры модуля токовых выходов
 Рис. 9. Выходной ключ модуля токовых выходов
остояние объектов контролируется с помощью интерфейсных модулей токовых выходов О и модулей входов I. Модуль токовых выходов имеет 31 опросный выход, модуль входа – 16 сигнальных входов для контроля состояния дискретных объектов. При одном модуле токовых выходов и модуле входов максимальное количество контролируемых объектов на раздельном пункте равно 496. При использовании второго модуля входов это число равно 992. Структурные схемы контроля состояния объектов соответственно при одном и двух модулях входов приведены на рис. 10 и 11, где приняты следующие обозначения: ГК – контактная группа; КП – клеммная панель; БДК – диодные коммутационные блоки. При формировании таблицы кодов ТС сигналы контроля собираются в группы по 16 выходов, которые реализуются в виде схем контактных групп реле контролируемых объектов, имеющих один опросный вход модуля токовых выходов. Одноименные выходы групп включены параллельно через диодные коммутационные блоки БДК, что позволяет на каждом такте опроса контролировать состояние объектов, собранных в опрашиваемую контактную группу. 
Рис. 10. Структурная схема контроля состояния объектов при одном входном модуле Конструктивно БДК выполнен в едином корпусе и имеет 32 сигнальных входа для соединения двух контактных групп. Конструкция блока позволяет устанавливать его на стативе в габаритах реле типа НМШ. Место установки блоков и их количество определяются при проектировании. Параллельное подключение одноименных выходов блоков БДК осуществляется на клеммных панелях стативов. 
Рис. 11. Структурная схема контроля состояния объектов при двух входных модулях 2.1.6. Обеспечение безопасности движения поездов Объектами управления и контроля для ДЦ являются системы автоматики: на станциях – электрическая централизация (ЭЦ), и перегонах –автоматическая блокировка (АБ), с которыми непосредственно связаны устройства линейных пунктов системы ДЦ. При отказах технических средств автоматики на станциях и перегонах ДНЦ вводит временные ограничения скорости и снимает некоторые условия безопасности с устройств автоматики для сохранения движения поездов. Информацию о временных ограничениях скорости и о снятии некоторых условий безопасности с устройств ЭЦ, возникающую на верхних уровнях управления и реализуемую на нижних уровнях системы управления, принято называть "ответственными" командами. Обеспечение безопасности движения поездов в аппаратных средствах системы ДЦ "Диалог" базируется на следующих основных принципах: 1) приемопередающая аппаратура строится в виде двухканальных устройств, обеспечивающих независимость обработки информации в каналах и сравнение результатов этой обработки безопасной схемой сравнения; 2) в каналообразующей аппаратуре используется циклическая передача информации с фиксированным временем цикла, а также избыточность в информационных сообщениях с минимальным кодовым расстоянием по Хэммингу dmin = 4; 3) элементы сравнения и исполнительные элементы для реализации ответственных команд строятся по принципам самоконтроля одиночных отказов по полному перечню элементов; 4) контроль длительности периодов циклической обработки информации, поступающей из канала связи, производится независимыми аппаратными селекторами времени, имеющими непосредственный выход на блокирование выходных сигналов исполнительных элементов обрабатывающих комплектов; 5) система запуска при включении аппаратуры и её перезапуска при сбоях содержит временную задержку, исключающую действия выходных сигналов аппаратуры на этот период; 6) устройства обработки информации циклически обрабатывают полезную и тестовую информацию. Период тестирования выбирается достаточным для обнаружения одиночной ошибки за время, меньшее, чем необходимо для накопления двух необнаруженных отказов. Техническая реализация обеспечения безопасности: 1) обрабатывающие устройства на базе специализированной микроЭВМ строятся с синхронной работой каналов обработки информации и контролем синхронности и синфазности сигналов на шинах данных и на выходе каждой специализированной микроЭВМ с помощью безопасной схемы сравнения; 2) входные сигналы специализированной микроЭВМ через гальванические развязки с гарантированным сопротивлением изоляции поступают одновременно на оба обрабатывающих канала и сравниваются по результатам их обработки в фиксированных по длительности циклах. Длительность каждого цикла обработки информации не превышает 15 мс; 3) в каждый цикл обработки информации входит обработка части тестирования узлов аппаратуры, при этом полное время проверки исправности аппаратуры в процессе её функционирования не превышает 5 с. Кроме того, предусмотрено полное тестирование аппаратуры при её включении и в случаях перезапуска; 4) схемы устройства сравнения, элементов изоляции входных цепей и исполнительных элементов построены на основе их динамической работы по классу одиночных отказов; 5) питание каждого канала обработки информации осуществляется от гальванически развязанных между собой вторичных источников питания, сохраняющих работоспособность при кратковременном отключении первичной цепи питания за счет внешнего резервирования; 6) ввод ответственной информации с пульта в варианте человекомашинной системы осуществляется двумя независимыми операторами в режиме самоконтроля на независимых индикаторах вводимой информации; 7) достоверность передачи ответственной информации обеспечивается дублированием информационных сообщений, отличающихся содержанием, с их взаимным контролем, что одновременно является тестом периферийных устройств по классу одиночных отказов; 8) индикационные сообщения для отображения информации на дисплеях формируются в виде двух независимых потоков информации, отображаемой на разных дисплеях с контролем их оператором. На дисплеях формируются тестовые сообщения, позволяющие оператору контролировать правильность цветопередачи каждого дисплея; 9) конструктивное исполнение аппаратуры, реализующей ответственные команды, основано на использовании независимого модульного построения обрабатывающих устройств. конструкция печатных плат, модулей и межмодульных соединений гарантирует исключение взаимовлияний и подпиток, неконтролируемых схемами контроля; 10) каждый из независимых каналов обработки информации содержит специальный преобразователь контрольной информации в последовательное сообщение, построенный по принципу динамической работы, с помощью которого обеспечивается связь каналов обработки информации между собой для контроля их идентичного функционирования по регламентируемым циклам. Обеспечение безопасности движения поездов в программных средствах системы ДЦ "Диалог" базируется на использовании одинаковых программных средств в каналах обработки информации. Гарантия отсутствия ошибок программном обеспечении основана на использовании аттестованных или многократно апробированных средств по операционной среде; команд управления ответственными операциями языка нижнего уровня с применением принципов структурного программирования и обязательного тестирования каждой выполняемой задачи с периодом не более 5 с. Для систем передачи информации основным методом обеспечения безопасности является введение информационной избыточности в кодовые комбинации. При этом адресная часть сообщения, метки ответственных команд представляются кодом Хэмминга, а информационная часть – в виде матрицы (по группам) с контролем четности по вертикали (внутри каждой группы) и по горизонтали (между группами) с добавлением контрольной суммы. Передача информации осуществляется модемами, обеспечивающими современный протокол сжатия и контроля информации Х.25, со скоростью до 2400 бит/с. Для ответственных команд в сообщении телеуправления добавляется специальная метка и осуществляется специальная процедура их передачи и обработки, предусмотрено введение квитирования каждого сообщения телеуправления. В устройствах линейных пунктов требования безопасности и надежности обеспечиваются введением аппаратной избыточности (дублированием функциональных модулей), причем правильность их работы (синхронность и синфазность) контролируется специальным элементом сравнения, защищенным от собственных опасных отказов. Линейный пункт состоит из двух идентичных специализированных, безопасных микроЭВМ БМ-1602, работающих от одного тактового генератора с аппаратным сравнением их контрольных сигналов между собой. Контроль работы этих микроЭВМ осуществляется в каждом такте по сигналам шины данных, а также по выходным сигналам интерфейсных модулей. Выходы устройства линейных пунктов разделены на две группы. В первую группу входят выходы, предназначенные для реализации команд в штатных ситуациях, когда условия безопасности полностью обеспечиваются исполнительными устройствами. Схемы этих выходов реализованы на оптронно-транзисторных ключах, причем выходы двух комплектов микроЭВМ соединены между собой по схеме ИЛИ, т. е. обеспечивается горячее резервирование выполнения соответствующих функций. Во вторую группу входят выходы, реализующие "ответственные" команды, снимающие ответственность за безопасность с устройств нижнего уровня. Схемы этих "безопасных" выходов выполнены с обеспечением требований безопасности, они управляются командами обоих комплектов микроЭВМ по схеме И при наличии сигнала разрешения от схемы сравнения. Для ввода информации от устройств нижнего уровня в устройства линейного пункта служат безопасные специальные интерфейсные схемы с двойной оптронной развязкой, позволяющей уменьшить влияние электромагнитных помех на входные цепи микроЭВМ и обеспечить высокую достоверность формирования информации телесигнализации. Для повышения безопасности по цепям контроля рекомендуют снимать данные с обоих контактов свободного тройника контролируемого реле. Если в результате сравнения контрольных сигналов обнаруживается их рассогласование и восстановить работу устройства автоматическим перезапуском не удается, то блокируются все входы и выходы, влияющие на безопасность движения поездов. Остальные входы и выходы линейных пунктов остаются включенными, если безопасность информационных сигналов на них обеспечивается исполнительными устройствами. На центральный пост при этом передается соответствующее сообщение. В устройстве линейного пункта предусмотрены меры по диагностике его технического состояния и имеется соответствующая индикация. 2.2. Диспетчерская централизация системы "Тракт" 2.2.1. Принципы построения, технические характеристики и
Система ДЦ "Тракт" предназначена для применения на железнодорожном транспорте в целях обеспечения заданной пропускной способности железных дорог и безопасности движения при централизованном (диспетчерском) управлении устройствами сигнализации на станциях за счет использования средств вычислительной техники при сопряжении их с устройствами СЦБ и реализации функций АДЦУ. ДЦ "Тракт" представляет собой резервированную систему, которая при однократной неисправности любого функционального узла продолжает выполнять все функции, при увеличении кратности отказов система продолжает функционировать с потерей некоторых рабочих характеристик. Аппаратные средства ДЦ "Тракт" относятся к восстанавливаемым изделиям с непрерывным режимом эксплуатации. Для обеспечения заданного уровня надежности предусматривается резервирование основных узлов системы с реализацией функций самоконтроля. Система ДЦ "Тракт" имеет следующие характеристики: ● количество ЛП на участке диспетчерского управления определяется допустимой загрузкой диспетчера и пропускной способностью каналов связи; ● количество выделенных каналов связи до 4; ● количество объектов управления на одном ЛП до 1024; ● количество контролируемых объектов на одном ЛП до 8192; ● максимальное время цикла контроля ТС не более 2,2 с; ● максимальное время передачи сигнала ТУ не более 0,2 с; ● скорость передачи информации по каналам ТУ/ТС от 600 до 9600 Бод в зависимости от состояния канала связи и протокола обмена (при использовании ЛП существующих систем ДЦ время циклов ТУ/ТС и скорость передачи в каналах связи определяются характеристиками этих систем); ● время реакции системы на запрос диспетчера не более 2,5 с; ● вероятность искажения одного бита сообщения в каналах ТУ и ТС не более 10-4; ● вероятность трансформации сообщения в каналах ТУ и ТС в другое разрешенное сообщение не более 10-16; ● вероятность потери информации в канале ТУ не более 10-12; ● вероятность потери информации в канале ТС не более 10-12. требуемая помехозащищенность сообщений обеспечивается кодированием информации и квитированием сообщений; ● выходы модуля вывода ответственных команд защищены от срабатывания при отказах в схемах с расчетной вероятностью появления опасного отказа не более 10-12; ● способ передачи приказов ТУ – спорадический; ● способ передачи сообщений в каналах ТС – циклический; ● идентификация неисправных модулей, установленных на объектах автоматизации, осуществляется немедленно; ● среднее время обнаружения неисправности модуля в условиях мастерской сприменением средств диагностики не более 20 мин; ● среднее время устранения неисправности модуля не более 1 часа. ДЦ "Тракт" выполняет следующие функции: – сбор информации о поездном положении на всех ЛП; – передачу информации с ЛП на ЦП; – прием на ЦП информации о поездном положении, поступающей с ЛП, в протоколах ДЦ "Тракт", "Нева", "Луч", и выдачу ее на экран мониторов автоматизированного рабочего места поездного диспетчера; – передачу команд телеуправления с ЦП на ЛП в протоколах на ДЦ "Тракт", "Нева", "Луч"; – прием команд ТУ с ЦП на ЛП; – выполнение команд телеуправления на ЛП; – тестирование всего комплекса и выдачу сигналов неисправностей его функционирования с точностью определения до сменной единицы (модуль) на монитор АРМ электромеханика; – архивирование результатов работы всех узлов системы; – автоматическое ведение графика исполненного движения; – связь (при наличии сопряжения) со смежными автоматизированными системами управления и контроля: автоматизированной системой оперативного управления перевозками (АСОУП), информационными системами дорожного вычислительного центра (ИС ДВЦ), системами автоматизированной выдачи предупреждений (САВП), вышестоящими системами долговременного планирования дорожного уровня (АРМ ДТП), аппаратно-программным комплексом диспетчерского контроля (АПК ДК). Система ДЦ "Тракт" состоит из взаимосвязанных подсистем: пункта управления (ПУ) и контролируемых пунктов (КП), установленных на станциях участка и коммуникационной подсистемы, имеющей распределенную структуру. Аппаратное и программное обеспечение системы строится по модульному принципу. Используется архитектура многомашинных микропроцессорных систем с несколькими уровнями информационного взаимодействия и обеспечения безопасности функционирования, с автоматическим резервированием и возможностью перераспределения функций, развитыми средствами диагностики. Используются прогрессивные конструктивы, высоконадежная система электропитания, развитые средства индикации состояния системы, средства ведения протокола функционирования для центрального поста и контролируемых пунктов. Обеспечена технологичность комплексирования КТС “Тракт” «под задачу» как в части аппаратных средств, так и в программном обеспечении. 2.2.2. Структурная схема центрального поста диспетчерской централизации Пункт управления располагается на центральном посту диспетчерской централизации, который ещё называется диспетчерским центром управления (ДЦУ). Например, структурная схема ДЦУ Читинского отделения Забайкальской железной дороги представлена на рис. 12. В состав подсистемы ПУ входят: АРМ поездного диспетчера соответствующих участков с подсистемой ГИД (АРМ ДНЦ и АРМ ГИД – на схеме не показан); АРМ энергодиспетчера (АРМ ЭЧЦ); АРМ электромеханика ДЦ (АРМ ШНЦ-ДЦ); КТС “Тракт-ЦП”; сервер сети и сетевое соединительное оборудование; архиватор (может быть в составе сервера); программно-технический шлюз системы (на схеме не показан); программное обеспечение общего и специального назначения. В подсистеме ПУ реализована резервированная сетевая архитектура построения с топологией типа “звезда”. АРМ ДНЦ является объектно-ориентированным программно-аппаратным комплексом, предназначенным для контроля поездного положения на участке диспетчерского управления и выдачи команд телеуправления на контролируемые пункты посредством пользовательского интерфейса. АРМ ШНЦ-ДЦ является объектно-ориентированным комплексом, предназначенным для контроля поездного положения на участке диспетчерского управления и работоспособности каналообразующей аппаратуры ПУ, каналов ТС. 
Рис. 12. Структурная схема диспетчерского центра управления Читинского отделения Забайкальской железной дороги Информационный обмен осуществляется с использованием резервированной локальной вычислительной сети ПУ. АРМ ГИД (является подсистемой АРМ ДНЦ) выполняет функции автоматического ведения графика исполненного движения, автоматического слежения за подвижными единицами, подготовки план-графика, получения справочной информации, расчета показателей работы. Резервированный сервер локальной сети ПУ предназначен для хранения единой нормативной базы и исполняемых файлов всех рабочих станций ПУ, а также для хранения архивных файлов ТС системы, просмотр которых осуществляется с АРМ электромеханика. Корректная работа ПУ возможна и при отключении сервера. Резервированный комплекс технических средств КТС "Тракт-ЦП" осуществляет прием информации ТС, поступающей с контролируемого пункта, и выдачу ее в АРМ ДНЦ и АРМ ШНЦ-ДЦ, прием команд ТУ из АРМ ДНЦ и передачу их на КП, тестирование комплекса и выдачу сигналов неисправностей при его функционировании. КТС "Тракт-ЦП" осуществляет обмен информацией с КП участка диспетчерского управления по основному полукомплекту аппаратно-программных средств. В случае неисправности основного полукомплекта обмен информацией осуществляется с помощью резервного полукомплекта. Структурная схема АРМ ДНЦ диспетчерского участка показана на рис. 13 и представляет собой комплект резервированных аппаратно-программных средств, состоящий из двух индустриальных компьютеров типа IPC-6806/PCA6168; двух функциональных специализированных клавиатур Ti Pro, или аналогичных программируемых (одна – в ненагруженном и резерве). Конфигурация клавиатур максимально приближена к конфигурации стандартного пульта – манипулятора ДЦ “Нева”; манипуляторов типа “мышь”; двух цветных графических мониторов с размером экрана 17” и 21” разрешением не ниже 1024 Структурная схема электромеханика АРМ ШНЦ-ДЦ, сервер и архиватор системы показаны на рис. 14. АРМ ШНЦ-ДЦ реализовано на индустриальном компьютере IPC-6806/PCA6168 с видеомонитором 17” и стандартной клавиатурой. Сервер сети на базе компьютеров IPC-6806/PCA6168 организован под управлением операционной системы Net Were 4.11 (Windows NT 4.0, Windows 2000). Архиватор системы выполнен на базе компьютера IPC-806/PCA6168. Структурная схема комплекса технических средств “Тракт-ЦП” представлена на рис. 15 и включает в себя резервированные компьютеры промышленного исполнения IPC- 6806/PCA6168 (шлюзовые машины) с дополнительным оборудованием в виде четырех модулей цифровой обработки сигналов (МЦОС) и двух сетевых карт, сетевое оборудование на базе сетевых концентраторов типа Super stack II Port Switch HUB 12(или 24).
Рис. 13. Структурная схема АРМ ДНЦ диспетчерского участка Оборудование КТС “Тракт-ЦП” размещается в базовом конструктиве. В каждый комплект КТС “Тракт-ЦП” входит по два модуля цифровой обработки сигналов МЦОС, необходимых для поддержки протоколов систем ДЦ "Нева" и "Луч". Структурная схема МЦОС показана на рис. 16. МЦОС и представляет собой специализированную плату, устанавливаемую в слот расширения шины ISA. Загрузка программного обеспечения в память МЦОС производится из специальных каталогов, соответствующих функциональному назначению платы. МЦОС состоит из следующих частей (рис. 16): аналоговой части, включающей схемы трансформаторной и оптронной развязок, операционные усилители, цепи подстройки, которые предназначены для непосредственной связи с линиями приема и передачи сигналов; преобразователя CODEC, выполняющего функции аналого-цифрового и цифро-аналогового преобразователей и обеспечивающего передачу и прием информации по последовательному каналу на сигнальный процессор и от него; собственно сигнального процессора, выполняющего все функции обработки информации, используется 16-разрядный процессор ADSP2181 с фиксированной точкой; схемы интерфейса с шиной ISA, выполненной на основе программируемой гибкой логики (PLD фирмы Lattice); вспомогательной логики и схем индикации состояния. Платы МЦОС могут выполнять следующие функции: прием с физической линии связи сигналов телесигнализации в протоколах системы ДЦ "Нева" или "Луч"; выдачу команд телеуправления в протоколах системы ДЦ "Нева" или "Луч"; контроль передаваемых посылок команд ТУ. В основном комплекте подсистемы КТС “Тракт-ЦП” (рис. 15) первый модуль МЦОС (А 1) выдает сигналы ЦС/ТУ – цикловой синхронизации (ЦС) и ТУ в линию связи и принимает сигнал ТС. Второй МЦОС в основном комплекте (А 2) контролирует выдачу сигналов ЦС/ТУ в линию связи. В резервном комплекте подсистемы КТС “Тракт-ЦП” (рис. 15) первый модуль МЦОС (А 1) принимает сигнал ТС из линии связи и выдает сигналы ЦС/ТУ в случае неисправности основного комплекта. 
Рис. 14. Структурная схема АРМ ШНЦ-ДЦ, сервер и архиватор системы жүктеу/скачать 1.78 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|
768 точек на дюйм; специализированного программного обеспечения. АРМ ГИД (на схеме не показан) также реализован на индустриальном компьютере IPC-6806/PCA6168, но с видеомонитором 21”. Клавиатура – стандартная.