Автоматизированная микропроцессорная система диспетчерской централизации "Неман"

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Введение

1. Характеристика системы ДЦ «Неман»

1.1 Функции и режимы функционирования ДЦ системы «Неман»

1.2 Технические данные комплекта линейной аппаратуры ДЦ «Неман»

2. Схема диспетчерского участка

3. Схема организации каналов связи ДУ

4. Однониточный план станции ДУ

5. Структурная схема аппаратуры ЦП ДЦ «Неман»

6. Структурная схема аппаратуры ЛК ДЦ «Неман»

7. Таблицы телеуправления и телесигнализации для заданной станции ДУ

8. Схема подключения блоков ТУ и ТС к колодке КПТ

9. Схема увязки по контролю устройств ЛП ДЦ «Неман» с аппаратурой ЭЦ на станции

Список используемых источников

Введение

Автоматизированная микропроцессорная система диспетчерской централизации «НЕМАН» предназначена для дистанционного контроля, управления и выявления предотказного состояния аппаратуры с ведением архива телесигнализации и протокола действий персонала объектов:

· энергоснабжения и жизнеобеспечения зданий и сооружений;

· сигнализации, централизации, блокировки и связи на железнодорожном транспорте;

· нефте- и газодобывающего комплекса;

· планирования, организации и управления движением на железнодорожном транспорте.

ДЦ «НЕМАН» представляет собой программно-технический комплекс на базе типовых устройств (модемы, маршрутизаторы, коммутаторы, концентраторы) и специализированных (блоки телеуправления, телесигнализации, телеизмерения, устройства сопряжения, табло и т.д.), а также специализированного программного обеспечения. Абонентом этого комплекса является оперативный диспетчерский персонал по контролю и управлению, как комплексами объектов (станций), так и отдельными объектами (станциями) его составе.

Автоматизированное рабочее место ДЦ «НЕМАН» может быть установлено на любом объекте (станции) на рабочем месте, как главного диспетчера комплекса, так и диспетчера опорного объекта (станции). В любом диспетчерском центре может быть организовано необходимое количество рабочих мест, и зона обслуживания для любого диспетчера техническими средствами не ограничена.

В проекте ДЦ “НЕМАН” заложен достаточный в техническом и научном плане уровень. Структура построения отвечает эксплуатационно-техническим требованиям, предъявляемым к перспективным системам ДЦ. Структура построения аппаратуры линейной части соответствует требованиям, предъявляемым к ней в части увязки с различными типами устройств ЭЦ.

Структура ДЦ «Неман» должна обеспечивать автономное функционирование каждой системы ДЦ на каждом диспетчерском участке при отказе любых элементов в этих системах, с заданной вероятностью безотказной работы.

Система представляет собой набор линейных пунктов, устанавливаемых на станциях, и соединенных между собой выделенной 2-х проводной линией связи. Линия связи может быть воздушной, кабельной или выделенным каналом тональной частоты. Любое количество станций может функционировать в качестве опорных, т.е. с них может быть организовано управление соседними или любыми заданными станциями в системе. Любая линейная станция может одновременно входить в несколько диспетчерских кругов.

Основные технические данные ДЦ «Неман»:

- количество линейных пунктов на участке диспетчерского управления - не более 128;

- количество выделенных каналов связи -1;

- способ передачи сигналов телесигнализации - циклический;

- способ передачи команд телеуправления - спорадический с квитированием (подтверждением);

- скорость передачи сигналов ТУ и ТС по каналам связи не менее 10000 двоичных контролируемых объектов в секунду;

- максимальное расстояние между соседними станциями (только для физической линии) для кабельной линии связи 60 км, для воздушной линии связи 100 км; максимальная длина участка ДЦ не ограничена;

- один системный промышленный компьютер линейного пункта дает возможность работы с 64-мя блоками ТУ-ТС, что обеспечивает емкость 2048 данных ТС или 1024 команд ТУ или ТС и ТУ в произвольном соотношении в вышеописанном объеме;

- общая емкость системы по контролю и управлению - не ограничена.

Цикл обновления данных для каждой опорной станции или центрального поста независим и определяется в основном объемом передаваемых данных телесигнализации по данной линии связи.

Достоинства ДЦ «Неман»:

· возможность интеграции с системами «Нева» и «Минск»;

· высокое теоретические и практические показатели наработки на отказ и безопасность;

· значительное сокращение площадей для размещения аппаратуры и уменьшение потребляемой мощности;

· малые габариты оборудования и простота его обслуживания;

· сокращение обслуживающего персонала и поездных диспетчеров;

· повышение культуры труда и производительности труда диспетчеров;

· ведение исполненного графика в электронном виде и протоколирование работы;

· передовые элементная база и технологии;

· малое время монтажных и пусконаладочных работ.

· относительно невысокая стоимость по сравнению с другими современными микропроцессорными системами ДЦ;

· быстрый поиск неполадок и контроль за электроснабжением поста.

1. Схема организации каналов связи станций ДУ

Диспетчерская централизация должна разрабатываться с учетом использования линий, систем передачи и других типовых средств железнодорожной связи.

Для передачи известительной информации, т.е. от линейных комплектов, а также для передачи управляющих команд (ТУ) на линейные комплекты ДЦ «Неман» станций диспетчерского управления организуется двухпроводная физическая кодовая линия:

- с использованием существующей кодовой цепи на воздушной линии связи;

- с использованием проектируемой кодовой цепи в существующем магистральном кабеле связи;

- кодовая цепь организуется в прокладываемом магистральном кабеле связи по проекту каблирования участка.

Учитывая протяженность физической цепи, на диспетчерском участке на одной из станций предусматривается линейный комплект ДЦ «Неман», используемый при необходимости в качестве регенеративного пункта.

Управление линейными комплектами от центрального поста ДЦ «Неман», располагаемого в ЛАЗе дома связи, предусматривается по существующим калам связи тональной частоты в двух-трех направлениях. Одно из направлений выбирается в качестве приоритетного, при этом прекращение поступления информации по одному или двум направлениям (например, при обрыве физической цепи) не окажет влияния на работу системы.

Передача информации от ПЭВМ, используемых в линейных комплектах ДЦ «Неман», в кодовую физическую цепь, а также в канал связи тональной частоты осуществляется с помощью модемов, обеспечивающих передачу информации в дуплексном режиме по зашумленным физическим линиям и аналоговым каналам связи тональной частоты.

Уровень приема-передачи сигналов по физическим цепям и каналам связи не должен превышать установленных норм и определяется параметрами применяемых модемов.

Линии и каналы связи, используемые для цепей ДЦ «Неман», должны удовлетворять нормам на содержание устройств связи согласно рекомендации МСЭ (Международного союза электросвязи).

Одной из важных частей для передачи информации является модем. Их совершенствование идет непрерывно. Наиболее активно разработкой новых протоколов и стандартов занимаются такие известные фирмы, как AT&T, Motorolla, U.S. Robotics, ZyXEL и другие. В данной курсовой работе будет использоваться в качестве устройства связи КЛ с центральным постом промышленные модемы МТ2834BLI фирмы MultiTech.

Модем МТ2834BLI разработан фирмой MultiTech специально для решения отраслевых задач связи и представляет собой профессиональный модем, поддерживающий все стандарты передачи данных ITU - T включая V.34 для скорости 28800 бит/с. При соединении с другим модемом выбирает максимально возможную скорость передачи данных. В процессе работы может автоматически повышать или понижать скорость, в зависимости от состояния линии связи. Так как большинство функций модема реализованы программно, есть возможность их модернизации (чтобы лучше приспособить для собственных нужд), а также реализации новых функций. Обновление микропрограммы осуществляется при помощи терминала. Модем МТ2834BLI может обмениваться факсимильными сообщениями с любым факсимильным оборудованием, включая бумажные аппараты и компьютерные факс-платы на скоростях от 300 до 14400 бит/с. На лицевой панели модема находятся четырнадцать светодиодных индикаторов состояния:

SD - Send Data - индикация передаваемых данных

RD - Receive Data - индикация принимаемых данных

CD - Carrier Detect - наличие несущей (связи)

28.8 24.0 19.2 14.4 9.6 2.4 - текущая скорость обмена данными в канале

OH - Off Hook - трубка снята (для коммутируемой линии)

TR - Terminal Ready - готовность ЭВМ к работе с модемом

EC - Error Correction - индикация включения корректора ошибок

FX - Fax - индикация соединения в Fax-режиме

ERR - Error - индикатор ошибки при работе модема

Технические характеристики:

- асинхронный или синхронный режим передачи данных.

- работа на 2-проводной коммутируемой и 2/4-проводной выделенной линии.

- резервирование связи при возникновении неисправности на выделенной линии через коммутируемую телефонную сеть.

- регулировка уровня передачи на коммутируемой и выделенной линиях от -27 дБ до 0 дБ.

- уверенное распознавание станционных сигналов: вызывной тон, занято, вызов, звонок.

- коррекция ошибок: MNP4 и V.42 + Selective Reject (Выборочный повтор).

- сжатие данных: MNP5 и V.42bis

- контроль потока данных: программный XON/XOFF или аппаратный CTS/RTS.

- дистанционное конфигурирование.

Набор команд: расширенный АТ и V.25bis.

Набор номера: импульсный или тоновый.

Программное управление громкостью динамика.

Линейный интерфейс: Разъем RJ11 для коммутационной линии; Разъем RJ45 для 2/4-проводной выделенной линии.

Интерфейс с оборудованием приема данных RS - 232.

В качестве аппаратуры уплотнения будем использовать оборудование ИКМ-60.

Комплекс предназначен для организации межстанционных соединительных и абонентских линий на сельских и городских телефонных сетях по одночетверочным симметричным подвесным или подземным кабелям типа КСПП, по однокабельной схеме.

Комплекс оборудования ИКМ 60/30 в зависимости от комплектации обеспечивает:

Ш организацию линейного тракта, а также формирование сигнализации, телеконтроля, обеспечения служебных переговоров, подачи дистанционного питания на необслуживаемые регенерационные пункты на линии тракт

Ш организацию 30 каналов с кодированием 64 кбит (G.711) при скорости передачи группового сигнала Е1 2048 кбит/с (G.703)

Ш организацию 15 каналов с кодированием 64 кбит при скорости передачи группового сигнала Е1/2 1024 кбит/с (ИКМ15)

Ш организацию 60 каналов с кодированием 32 кбит (G.726) по одной кабельной линии связи, при скорости передачи группового сигнала Е1 2048 кбит/с

Ш организацию 60 телефонных каналов с кодированием 64 кбит, по одной или двум парам одночетверочной симметричной кабельной линии связи при линейном кодировании TC PAM

Ш увеличение числа каналов существующих ИКМ в два раза (до 60 каналов с кодированием 32 кбит, G.726) при сохранении архитектуры линии и скорости передачи группового сигнала 2048 кбит/с

Ш увеличение числа каналов существующих ИКМ трактов в два раза при использовании линейного кодирования TC PAM с переходом на однопарный режим работы существующей кабельной линии связи

Ш выделение части каналов на промежуточных станциях

2. Однониточный план станции ДУ

Однониточный план станции представляет собой немасштабное изображение путей, стрелок и других объектов станции с соблюдением их взаимного расположения. На этом плане показывают расположение и нумерацию стрелок и светофоров, разбивку станции на изолированные участки, спецификацию и нумерацию приемо - отправочных путей, пост централизации, поперечную ось станции.

Главные пути станции, являющиеся продолжением путей перегона, нумеруются римскими цифрами: в четном направлении - четными (путь IIП), а в нечетном - нечетными (путь IП). Приемо-отправочные пути нумеруются порядковыми арабскими четными (пути 4П) и нечетными (пути 3П, 5П) цифрами, начиная от главных путей.

Нумерацию стрелочных переводов производится порядковыми четными арабскими цифрами (для четной горловины) и нечетными (для нечетной), начиная с самой дальней стрелки к оси пассажирского здания.

Все станционные светофоры размещаются у габаритных изолирующих стыков. Выходные светофоры устанавливаем с каждого отправочного пути впереди места, предназначенного для остановки локомотива. Станционные поездные и маневровые светофоры обозначают буквами или буквами и арабскими цифровыми индексами. Полное обозначение (литер) поездного светофора зависит от направления движения. Маневровые светофоры в четной горловине станции обозначают буквой М с порядковыми четными номерами, возрастающими в направлении к оси станции (М2, М4, М6, …, М24), а в нечетной - буквой М и нечетными номерами так же возрастающими в направлении к оси станции (М1, М3, М5, М7).

При разбивке горловины станции на изолированные секции и расстановке маневровых светофоров учитываем следующее:

в изолированную секцию нельзя включать более трех одиночных или двух перекрестных стрелочных переводов;

стрелки съездов между параллельными путями и стрелки, обращенные крестовинами друг к другу, изолируются стыками для обеспечения одновременных невраждебных передвижений.

Однониточный план станции изображен на рисунке 5.1.



3. Структурная схема аппаратуры ЦП ДЦ «Неман»

Центральный пост ДЦ "Неман" представляет собой разветвленную структуру, состоящую из нескольких рабочих мест: поездного диспетчера, энергодиспетчера, механиков ДЦ. Каждое рабочее место оборудуется персональной ЭВМ, содержащей дисплей, клавиатуру и манипулятор типа «мышь». Рабочее место поездного диспетчера должно оборудоваться широкоэкранным жидкокристаллическим дисплеем с целью передачи наиболее полной информации о контролируемом полигоне, а также с целью понижения излучения, получаемого диспетчером во время работы.

Каждая ЭВМ включена в локальную сеть и прием-передача информации осуществляется при помощи серверов (основного и резервного). Сервер выполняет функции по распределению, приему и передаче управляющих и известительных сигналов и представляет собой системный блок, содержащий процессор, память, сетевую карту и т.д. Сеть организуется при помощи коаксиального кабеля и специальных переходников для подключения к сетевой карте.

При функционировании центрального поста в рабочем режиме данные телесигнализации с промежуточных станций проходят через аппаратуру уплотнения (стойка ИКМ) и попадают на основной модем связи, который в соответствии с исполнением формирует кодовую посылку в ЭВМ. Далее информация с помощью сервера подается на рабочие места.

Рабочее место поездного диспетчера включает в себя АРМ ДНЦ - это специализированная программа, отображающая круг управления, состояния устройств СЦБ, положение поездных единиц на участках. При поступлении новой информации телесигнализации, происходит перерисовка графических объектов в соответствии с поступившей информацией и диспетчер воспринимает положения контролируемых объектов. При передаче сигналов ТУ диспетчер при помощи клавиш на клавиатуре или с помощью "мыши" задает команду управления и в соответствии с таблицей ТУ, хранящейся в памяти ЭВМ создается дискретная посылка, которая через основной сервер подается на модем связи участка, где и преобразовывается для передачи в линию связи.

При выходе из строя модема связи, происходит переключение основного передающего комплекта на резервный. В реальных системах это переключение выполняют вручную при помощи переключателей. Но проще воспользоваться контактами реле (НМШ), которое нормально под током, а при обесточивании переключает фронтовые контакты на тыловые и тем самым включает дополнительный комплект. В дополнительный или резервный комплект аппаратуры входит модем связи, который полностью дублирует основной, а также резервный сервер. Необходимо также переключать подачу питания от источника бесперебойного питания.

Одним из основных достоинств центрального поста ДЦ «Неман» является возможность полного контроля механиком ДЦ всей информации участка. Рабочее место механика ДЦ ничем не отличается от рабочего места диспетчера, но послать команду ТУ он не может. Кроме анализа информации, поступающей с промежуточных станций, механик может просмотреть структуру таблицы ТУ, что может быть полезно при наладке оборудования и поиске неисправностей.

В помещении связевой находится аппаратура уплотнения, а также измерительные гнезда для проверки линии связи.

Таким образом, можно выделить следующие основные преимущества центрального поста ДЦ «Неман» по сравнению с релейными системами ДЦ:

- малые габариты оборудования и простота его обслуживания;

- повышение культуры труда диспетчеров;

- небольшая стоимость оборудования помещений ЦП;

- быстрый поиск неполадок и контроль за электроснабжением поста;

- повышение производительности труда.

Структурная схема аппаратуры ЦП ДЦ «Неман» приведена на рисунке 6.1.

Рисунок 3.1 - Структурная схема аппаратуры ЦП ДЦ «Неман»

4. Структурная схема аппаратуры ЛК ДЦ «Неман»

Комплект линейной аппаратуры, устанавливается на линейных постах и предназначен для сбора, обработки и передачи информации о состоянии устройств СЦБ, связи, энергоснабжения и т.п. на центральный пост, а также для передачи управляющих команд, поступающих с центрального поста на объекты управления.

Комплект линейный реализует следующие функции:

- передача данных о состоянии заданной группы объектов;

- управление заданными объектами;

- ведение логической обработки математической модели станции в реальном масштабе времени, обеспечивая тем самым разгрузку каналов связи;

- ведение записи требуемых данных по станции и выдача их по запросам определенным пользователям;

- передача ТС по линии связи любым разрешенным пользователям или предоставление возможности ДНЦ управлять станцией в случае повреждения каналов связи;

- транслирование данных в заданных направлениях.

- любой линейный комплект может выступать как центральный модуль и управлять соседними станциями в том случае, если в конфигурации системы такие функции возложены на данный пост;

- управление объектами с помощью внутренней программы, имея данные телеметрии.

В состав аппаратуры КЛ входят:

- программно-аппаратный комплекс на базе ЭВМ промышленного исполнения;

- устройство сопряжения Ц32;

- блоки телеуправления ТУ16-1;

- блоки телесигнализации ТС-32;

- модемы;

- кабель соединительный;

- колодка переходная КТП

- блок бесперебойного питания.

Аппаратура ЛП представляет собой компьютер в промышленном исполнении, имеющий один или несколько модемов (в зависимости от количества линий связи) и заданное число внешних блоков сбора информации и блоков управления. В компьютер устанавливаются специальные платы для организации обмена данными с этими блоками. Любой ЛП может одновременно входить в несколько диспетчерских кругов.

Линия связи может быть воздушной, кабельной или выделенным каналом тональной частоты. Соединение ЛП линией связи (или каналами тональной частоты) может быть как последовательным, так и звездообразным (например, в случае ответвлений).

Физически комплект линейный представляет собой определенное количество технических средств, перечисленных выше плюс программное обеспечение рисунок 4.1.

Рисунок 4.1 - Структурная схема линейного комплекта

Логически комплект линейный можно рассматривать как узел коммутации сообщений (маршрутизатор) и приложение ТУ-ТС. Назначение узла коммутации сообщений состоит в том, чтобы транслировать потоки данных между направлениями в соответствии с объявленной таблицей маршрутизации. Наличие и количество единиц оборудования по каждой позиции определяется проектом для каждой станции. Минимальный вариант КЛ, это одна ЭВМ с интегрированным сетевым адаптером и установленным в нее устройством Ц32 плюс необходимое количество блоков ТУ-16 и (или) ТС-32. На каждое устройство Ц32 может быть суммарно заведено до 32 блоков ТУ-16 и ТС-32 в произвольном соотношении. Коммутация ЭВМ с блоками ТУ-16 и ТС-32 осуществляется кабелем соединительным через переходную колодку КТП. Блоки ТУ-16 и ТС-32 соединяются между собой последовательно в соответствии со «Схемой увязки с устройствами электрической централизации» и со «Схемой соединения комплекта линейного». Схема увязки разрабатывается и поставляется с комплектом проектной документации индивидуально для каждой станции.

Краткое описание функций выполняемых составными элементами линейного комплекта приведено ниже:

- электронно-вычислительная машина осуществляет трансляцию данных между используемыми устройствами ввода-вывода в соответствии с проектом для данной станции;

- устройство Ц32 обеспечивает физическую организацию канала ввода-вывода с блоками ТУ-16 и ТС-32;

- блок ТУ-16 осуществляет непосредственное управление исполнительными устройствами;

- блок ТС-32 подключается непосредственно к контролируемым устройствам и, по запросу передают информацию, об их состоянии;

- модем предназначен для последовательной передачи цифровой информации по физическим линиям связи или каналам тональной частоты;

- сетевой концентратор может использоваться, если в состав линейного комплекта входит более 3-х одновременно работающих ПЭВМ и предназначен для физической организации локальной сети между этими ПЭВМ;

- кабель соединительный предназначен для электрического соединения устройства Ц32 с переходной колодкой КТП;

- колодка переходная КТП имеет монтажные клеммы для подключения кабеля, идущего от блоков ТС-32 и ТУ-16.

5. Таблицы телеуправления и телесигнализации для заданной станции ДУ

диспетчерский централизация линейный телеуправление

Таблицы телеуправления и телесигнализации для заданной станции ДУ строились по следующим командам.

Команды телеуправления (таблица 7.1):

Ш Перевод стрелки в плюсовое положение;

Ш Перевод стрелки в минусовое положение;

Ш Управление поездным сигналом;

Ш Искусственная раздела секций;

Ш Передача на сезонное управление;

Ш Разрешение отправления по подходам;

Ш Отмена разрешения отправления по подходам;

Ш Пуск ДГА;

Ш Отключение ДГА;

Ш Включение акустического сигнала на станции;

Ш Вызов к телефону ДСП;

Ш Включение громкоговорящей связи;

Ш Отключение громкоговорящей связи;

Ш Аварийная смена направления.

Ш Закрытие переезда;

Ш Отмена закрытия переезда;

Ш Включение разъединителей ДЦ;

Ш Отключение разъединителей ДЦ;

Ш Включение аппаратуры разъединителей;

Команды телесигнализации (таблица 7.2):

Ш «Плюсовой» контроль стрелок;

Ш «Минусовой» контроль стрелок;

Ш Занятие путей;

Ш Занятие стрелочных секций;

Ш Замыкание стрелочных секций;

Ш Замыкание участков путей, путей;

Ш Открытие поездных сигналов;

Ш Открытие пригласительных сигналов;

Ш Перегорание ламп станционных светофоров;

Ш Свободность участков приближения-удаления;

Ш Занятость участков приближения-удаления;

Ш Контроль разрешения отправления нечетного (четного);

Ш Групповая отмена;

Ш Восприятие сезонного управления;

Ш Включение резервного управления;

Ш Контроль рабочего фидера.

Ш Перегорание основной нити лампы зеленого огня выходных светофоров;

Ш Контроль свободности перегона нечетного (четного);

Ш Контроль занятости перегона нечетного (четного);

Ш Изъятие ключ-жезла по отправлению соответствующего подхода;

Ш Извещение на переезд;

Ш Включение «макета» стрелок;

Ш Включение сезонного управления;

Ш Контроль радиопоездной связи;

Ш Восприятие групповой отмены;

Ш Групповая отмена;

Ш Отмена со свободного пути;

Ш Отмена поездного маршрута с занятого пути;

Ш Поездной маршрут нечетный, четный;

Ш Групповое искусственное размыкание;

Ш Контроль пропадания фидера;

Ш Контроль пропадания обоих фидеров;

Ш Контроль перегорания предохранителей;

Ш Неисправность схемы питания КПП;

Ш Неисправность пожарной сигнализации;

Ш Срабатывание пожарной сигнализации.

6. Схема подключения блоков ТУ и ТС к колодке КПТ

Каждая плата Ц32 позволяет подключить до 32 блоков ТУ/ТС. Подключение блоков выполняется в виде матрицы 4х8. Если количество подключаемых блоков меньше 32, их равномерно распределяют по линиям связи (Y1..Y4, X1..X8). Структурная схема подключения блоков ТУ/ТС приведена на рисунке 8.1.

Колодка переходная КТП предназначена для перехода от кабеля, идущего с релейных стативов на специализированный кабель с 25-контактным разъемом к плате Ц32.

Рисунок 6.1 - Структурная схема подключения блоков ТУ/ТС

При разработке схемы подключения блоков ТУ/ТС к колодке КТП сначала желательно определить количество блоков ТУ, которые распределяются по нижеописанной методике, затем распределяются блоки ТС.

Блоки ТУ целесообразно распределять равномерно по группам позиций 11-14, 15-18, 21-24, 25-28, 31-34, 35-38, 41-44, 45-48.

Последовательность распределения блоков ТС следующая:

11, 22, 33, 44,15, 26, 37, 48,12, 23, 34, 41,16, 27, 38, 45,

13, 24, 31, 42,17, 28, 35, 46,14, 21, 32, 43,18, 25, 36, 47.

При неполном использовании емкости пола подключения блоков ТУ и ТС, для повышения надежности, желательно равномерно нагружать шины типа "Yn" и шины типа "Xn". Описанная последовательность распределения розеток составлена с учетом равномерной нагрузки на шины.

7. Принципиальные схемы функциональных узлов аппаратуры ЛК

Входное напряжение через резисторы R3 и R4 резисторной платы поступает на ограничитель напряжения процессорной платы, выполненный на элементах VS1, R1 и VT1. Этот каскад ограничивает напряжение, подаваемое на линейный стабилизатор на уровне 40 Вольт. Линейный стабилизатор напряжения выполнен на элементах R4, VS3, VT5. Емкости C1, С2 и СЗ выполняют функцию фильтрации.

Приёмо-передатчик выполнен на элементах DA1, DA2, VD2, VD3, VD4, VS2, VT4, R5, R6, R7 и резисторы на резисторной плате R1 и R2.

Первый канал оптрона DA1 выполняет функцию приема синхротактов, второй - приема данных. Первый канал оптрона DA2 включает (выключает) шлейф обмена данными.

Схемы управляющих ключей представляет собой шестнадцать одинаковых каналов ключей с гальванической изоляцией. Транзисторы VT2, VT3, VT10, VT11, VT13, VT14, VT17, VT18, VT21, VT22, VT23, VT24, VT31, VT32, VT33, VT34 выполняют функцию токовых усилителей между процессором и излучателем оптрона.

Стабилитроны VS4, VS5, VS8-VS21 ограничивают напряжение на нагрузке на уровне 40В в момент выключения ключа, если нагрузка имеет индуктивный характер.

Работа устройства ТУ-16 осуществляется под управлением программы, записанной в программную память процессора.

Схема сброса (элементы R15-R17, VS7, VT12) предназначена для блокировки работы процессора при переходном процессе в момент включения питания, пока питающее напряжение не достигло уровня 3 В. Задающий генератор (G1, С4, С5, R23) на 4 Мегагерца является источником тактовой частоты для работы процессора.

Контрольный индикатор (элементы VD5, R12) - это светодиод красного цвета. Он предназначен для визуального контроля работы блока.

При включении питания блока индикатор зажигается на 5 секунд, а затем гаснет на 1 секунду. По этому времени можно оценить корректность работы задающего генератора. Затем запускается программа тестирования.

Если все тесты проходят удачно, то идёт попытка войти в связь с устройством сопряжения Ц32 и, если связь установлена, индикатор должен зажигаться на 25 миллисекунд через каждые 175 миллисекунд. Если индикатор зажигается на 125 миллисекунд через 75 миллисекунд, то это говорит о неисправности блока. В случае, когда связь установить не удаётся, то индикатор будет гореть около одной секунды, затем погаснет на одну секунду и далее индикация повторится как при включении питания. Если один из диагностических тестов не проходит, то индикатор загорится и погаснет от двух до пяти раз (секунду горит, секунду не горит) и затем индикация повторится как при включении питания.

при передаче первого стартового импульса сигнала телеуправления (рисунок 6.5.2.2). Для передачи стартового импульса плата Ц-32 подает соответственно на «SYN+» положительный, а на «SYN-» отрицательный потенциал. В результате ток от SYN+ протекает через VD2, диод оптрона DA1, SYN-. Открывается транзистор оптрона DA1 и на выводе RA1 процессора (через вывод 07 общей шины) появляется уровень логического нуля «0». По этому значению процессор определяет, что пришел синхроимпульс. Процессор платы ТУ-16 через вывод RA2 (вывод 08 общей шины) подает положительный сигнал на базу транзистора VT4. Сигнал с транзистора VT4 проходит через диод оптрона DA2, резистор R7 на землю, чем обеспечивается включения шлейфа обмена данными. Затем передается информационный бит. Плата Ц-32 меняет потенциалы: на «SYN+» - отрицательный, на «SYN-» - положительный. Положительный потенциал проходит через диод VD3, диод оптрона DA1, транзистор оптрона DA2 на землю, при этом убирается запирающий потенциал с вывода RA0 процессора (вывод 06 общей шины). Таким образом процессор считывает с вывода RA0 (вывод 06 общей шины) значение логического нуля «0». Стартовый бит всегда передается нулевым «0».

Когда передача будет завершена процессор платы ТУ-16 последовательно изменяет потенциалы на соответствующих четырех выводах из RB0-RB7,RC0-RC7. Например повысился потенциал на RC3 (вывод 24 общей шины). Тогда открывается транзистор VT14, положительный потенциал с вывода 05 через диод оптрона DA5, транзистор VT14, резистор R22 подается на землю. В результате открывается соответствующий транзистор оптрона DA5 и вывод 55 коммутируется с 35 выводом, т.е. замыкается цепь питания и включается соответствующий объект управления.

Рассмотрим работу схемы при переводе стрелки 2/4 в плюсовое положение, при этом работает оптрон DA3. При переводе стрелки в плюсовое положение ток в оптроне течет по верхней части (1,2,8,7). Открытый транзистор VT2 откроет выше указанную часть оптрона, через который будет протекать низкий потенциал. Это открывает транзистор VT6 и поставит под ток реле Р. Если отсутствует местное управление стрелки или нет замыкания ее в маршруте, то она будет переведена. Подача обратного напряжения осуществляется через контакт реле РУ.

Входное напряжение через резисторы R27 и R28 резисторной платы поступает на ограничитель напряжения процессорной платы, выполненный на элементах VS1, R1 и VT1. Этот каскад ограничивает напряжение, подаваемое на линейный стабилизатор на уровне 40В. Линейный стабилизатор напряжения выполнен на элементах R3, VS2, VT27. Емкости Сl, C2 и СЗ выполняют функцию фильтрации.

Линейный приёмо-передатчик, построенный на элементе DA1, предназначен для организации последовательного обмена данными с устройством сопряжения Ц-32. Считывание и передача данных осуществляется процессором (Элемент DD2), а линейный приёмо-передатчик выполняет функцию согласования интерфейса в линии обмена данными с устройством сопряжения Ц-32 и физическими уровнями сигналов на процессоре, а также является гальваническим изолятором.

Приёмник выполнен на элементах DA1.1, VD2, VD3, R5, передатчик - DA1.2, R2, VT5, VS3, VD4. Резисторы на резисторной плате R9 и R10 являются общими для приёмника и передатчика.

Схема считывания состояния входных сигналов представляет собой 16 двухканальных транзисторных оптронов, входы которых подключены через резисторы (R1-R8, R11-R26. на резисторной плате R29-R36) к входным сигналам, а выходы организованы в матрицу 84. В связи с тем, что выходные транзисторы оптронов не обладают однонаправленной проводимостью, последовательно с каждым оптроном установлен диод (VD14-VD21, VD30-VD23, VD46-D53, VD62-VD69). Управление вертикалями матрицы осуществляется непосредственно с микросхемы процессора (выводы RCO-RC7). Считывание состояния матрицы (выводы процессора RA0-RA3) происходит через триггера Шмитта (микросхема DD1), которые компенсируют остаточное напряжение выходных транзисторов, оптронов и диодов.

Для защиты от попадания обратного напряжения на входы оптронов, параллельно с каждым входом установлен диод (VD6-VD13, VD22-VD29, VD38-D45, VD54-VD61).

Работой блока ТС-32 управляет процессор (DD2) со схемой сброса, задающим генератором и контрольным индикатором.

Схема сброса (элементы R7, R8, RIO, VS5, VT6) предназначена для блокировки работы процессора при переходном процессе в момент включения питания, пока питающее напряжение не достигло уровня 3В. Задающий генератор (G1, С4, С5, R13) на 4 МГц является источником тактовой частоты для работы процессора.

Контрольный индикатор (элементы VD5, R12) - это светодиод красного цвета. Он предназначен для визуального контроля работы блока.

При включении питания блока индикатор зажигается на 5 секунд, а затем гаснет на 1 секунду. По этому времени можно оценить корректность работы задающего генератора. Затем запускается программа тестирования.

При передаче первого стартового импульса сигнала телесигнализации. Для приема данных от платы ТС-32 плата сопряжения Ц-32 подает соответственно на «SYN+» положительный, а на «SYN-» отрицательный потенциал. Ток от SYN+ протекает через диод VD2, диод оптрона DA1, на SYN-. Открывается транзистор оптрона DA1 и на выводе RB5 (через вывод 7 общей шины) появляется уровень логического нуля «0». По этому значению процессор определяет, что пришел синхроимпульс и плата ТС-32 начинает передавать данные, а плата Ц-32 меняет потенциалы на SYN+ - отрицательный, SYN- - положительный. Для передачи информационного бита процессор платы ТС-32 выставляет на RB6 (вывод 6 общей шины) уровень логического нуля «0». При этом транзистор VT5 и соответственно диод оптрона DA1 остаются закрытыми и ток не протекает по цепи SYN-, транзистор оптрона DA1, диод VD4, SYN+. Выводы SYN+ и SYN- не закорачиваются, и плата Ц-32 принимает значение логического нуля «0», что соответствует стартовому импульсу.

Для передачи логической единицы «1» процессор платы ТС-32 выставляет на выводе RB6 (вывод 6 общей шины) так же уровень логической единицы «1». Тогда ток протекает через транзистор VT5, диод оптрона DA1, резистор R2, на землю. Открывается соответствующий транзистор оптрона DA1 и ток протекает от SYN-, через транзистор оптрона DA1, диод VD4, на SYN+. Таким образом выводы SYN+ и SYN- оказываются закороченными и плата Ц-32 принимает значение логической единицы «1». Для передачи логического нуля «0» процессор платы ТС-32 понижает потенциал на выводе RB6 (вывод 6 общей шины) до уровня логического нуля «0». При этом транзистор VT5 и соответственно диод оптрона DA1 остаются закрытыми и ток не протекает по цепи SYN-, транзистор оптрона DA1, диод VD4, SYN+. Выводы SYN+ и SYN- не закорачиваются, и плата Ц-32 принимает значение логического нуля «0».

Рассмотрим работу схемы при снятии информации с пульта ДСП при контроле плюсового положения стрелки. Цепь питания проходит через фронтовые контакты ПК. Через оптрон DA2 (выводы 1,2) протекает ток. Он открывается. На выводе 21 присутствует высокий потенциал. На Rc3 также присутствует высокий потенциал.

Устройство сопряжения Ц32 предназначено для работы в составе комплекса линейной аппаратуры и служит для сопряжения персонального компьютера с устройствами сбора информации и управления .

Основные параметры и характеристики:

- устройство сопряжения Ц32 обеспечивает возможность как круглосуточной, так и сменной работы с учетом проведения технического обслуживания.

- устройство сопряжения Ц32 обеспечивает возможность коммутации до 32 блоков телесигнализации и телеуправления.

- устройство сопряжения Ц32 имеет скорость обмена данными не менее 2000 Бод. Дешифратор адреса состоит из: дешифратора DD3, элементов 8И-НЕ DD1, элементов 2ИЛИ-НЕ. Дешифратор адреса в зависимости от выставленного, адреса на адресную шину разрешает работу регистрам записи и регистру считывания.

Регистры записи DD5(KR1533IR27) и DD6(KR1533IR27) предназначены для усиления управляющего сигнала и выборки выходных каскадов. Если по шине данных передается управляющий сигнал (разрешение на запись), то в зависимости от адреса, выставленного на шину адреса, управляющий сигнал передается или на регистр DD5 и далее на двунаправленные приемопередающие усилительные каскады для шин Х1-Х8, или на регистр DD6 и далее на однонаправленные усилительные выходные каскады шин Y1-Y4.

Инверторы DD7(K155LN3) и DD8(K155LN3) служат для усиления сигнала.

Однонаправленный усилительный выходной каскад состоит из двухтактного транзисторного усилителя. Он полностью идентичен двухтактному усилительному каскаду в двунаправленном усилительном приемопередающем каскаде.

Двунаправленный усилительный приемопередающий каскад предназначен для усиления, приема и передачи информации и состоит из двухтактного транзисторного усилителя и оптрона. Рассмотрим один из восьми каскадов.

Двухтактный транзисторный усилитель состоит из 2-х биполярных транзисторов различной полярности VT9 и VT10 КТ972 и КТ973, диода KD522, конденсатора С12 и двух резисторов R16 и R17 (5.1 кОм). При подаче на вход каскада логического нуля (приблизительно 0В) открывается транзистор VT10 и закрывается транзистор VT9. На выходе каскада устанавливается уровень логического нуля. При подаче на вход каскада уровня логической единицы (приблизительно 5 В) закрывается транзистор VT10, открывается транзистор VT9 и на выходе каскада устанавливается уровень логической единицы (приблизительно 12 В). Конденсатор С12 в каскаде служит для сглаживания фронтов импульсов с целью уменьшения создаваемых радиопомех. Оптрон DA1 является элементом приема (передачи) данных и служит для согласования схемы с внешней шиной.

Буфер считывания DD4(KR1533AP14) принимает данные (через оптрон) с устройств сбора информации и выставляет их на внутреннюю шину Е1-Е8.

Средства диагностики предназначены для выполнения диагностических функций и включают в себя два светодиода VD1 и VD2.

Устройство сопряжения Ц32 является цифровым устройством. Вся информация представляется в виде логических «0» и «1». Плата Ц32 вставляется в разъем шины расширения ПЭВМ и реагирует на адреса 03АЕ и 03AF. Устройство сопряжения Ц32 может обслуживать до 32 абонентов (модулей сбора информации и управления), с которыми соединяется посредством кабеля и колодки переходной (КТП) ДКТБ808-35.00.00. Колодка переходная КТП предназначена для перекроссировки сигналов, поступающих из ЭВМ с 25-контактного разъема на 14-контактный разъем.

Если на Y подается синхропакет. то соответствующая строка активизируется и за время прохождения этого пакета происходит считывание или передача информации.

Синхропакет состоит из последовательности импульсов на выходе Y. Формирование импульсов происходит подачей логической «1» на Y и логического «0» на X.

Затем следует переполюсовка. на Y подается «0», а на X - «1». В это время происходит считывание состояния абонента. Если нужно передать какую-либо информацию, то в момент когда на Y подается «0», на X можно подавать «0» или «1» в зависимости от того, что нужно передать.

Выбор строки происходит следующим образом:

На шину адреса подается адрес 03AF, на шину данных выставляется код, выбирающий нужную строку элементов по Y, и на контакт W подается управляющий сигнал «Запись». В этом случае дешифратор адреса DD3 выбирает регистр записи DD6, и данные с регистра DD6 через инвертор поступают на выходные усиливающие передающие каскады Y1,Y2,Y3,Y4, где, усиливаясь, передаются на внешнюю шину. Таким образом, на выбранном Y устанавливается единица.

Затем происходит переполюсовка. На входную адресную шину подается адрес ОЗАЕ, на вход W подается сигнал «Запись», а на шину данных подаются необходимые данные. Дешифратор адреса DD3 выбирает регистр записи DD5. Этот регистр (через инвертор) передает данные на 8 усилительных приемопередающих каскадов (XI-Х8). На этих каскадах сигнал усиливается и через оптроны выдается на внешнюю шину.

Таким образом, происходит формирование одного синхротакта. При повторении этой процедуры десять раз, формируется синхропакет.

Если обслуживаемый абонент - блок телесигнализации (ТС), то при состоянии Y = «0», а Х= «1» осуществляется считывание состояния этой платы.

Считывание происходит следующим образом:

На входную адресную шину подается адрес ОЗАЕ. На вход R подается сигнал «Чтение». По этим сигналам активизируется буфер считывания DD4. На оптронах происходит считывание информации с внешней шины, затем через буфер DD4 эта информация по состоянию сигнала R передается на шину D1-D8.

Если обслуживаемый абонент - блок телеуправления (телесигнализации), то при состоянии Y=«0» , в зависимости от того, что нужно передать, на X подается «0» или «1».

Таблица 7.1- Назначение контактов кроссировочной колодки КТП

кон	Назначение цепи	кон	Назначение цепи
1	Шина обмена данными В1Х	2	Шина обмена данными В2Х
3	Шина обмена данными ВЗХ	4	Шина обмена данными В4Х
5	Шина обмена данными ВХ1	6	Шина обмена данными ВХ2
7	Шина обмена данными ВХЗ	8	Шина обмена данными ВХ4
9	Шина обмена данными ВХ5	10	Шина обмена данными ВХ6
11	Шина обмена данными ВХ7	12	Шина обмена данными ВХ8
13	Шина диагностики ВТ1	14	Шина диагностики ВТ2

8. Схема увязки по контролю устройств ЛП ДЦ «Неман» с аппаратурой ЭЦ на станции

При разработке схемы увязки по контролю устройств ЛП ЦП «Неман» с табло станции нужно учитывать, что информация может сниматься как с контактов реле, так и с лампочек. С лампочек информация снимается в тех случаях когда объект может работать в трёх режимах, в остальных случаях обычно используют снятие информации с контактов реле. Схемы увязки аппаратуры линейного комплекта с табло станции приведены на рисунках 8.1, 8.2, 8.3, 8.4.

Рисунок 8.1 - Схемы увязки с табло блока №12



Рисунок 8.2 - Схемы увязки с табло блока №23



Рисунок 8.3 - Схемы увязки с табло блока №25



Рисунок 8.4 - Схемы увязки с табло блока №34

9. Схема увязки по контролю устройств ЛП ДЦ «Неман» с аппаратурой ЭЦ на станции

Для индивидуального перевода стрелок„ а также программного перевода стрелок по маршрутам на станциях без маршрутного набора и станциях МРЦ в случае отказа маршрутного набора в схемы управления стрелками включаются два нормально разомкнутых ключа.

Ключи подключены через контакты переключающего реле Р. На станциях ЭЦ по альбому ЭЦ-Э для исключения обходных цепей изменена схема включения кнопок управления переводом стрелок.

Время замкнутого состояния ключей перевода стрелок определяется программой. Ключ размыкается при пропадании контроля положения стрелки, что свидетельствует о возбуждении пускового реле стрелки НПС и обесточивании контрольного реле 0К, т.е. о начавшемся переводе. В случае обрыва или неисправности канала телесигнализации ключи в любом случае размыкаются через 1,6 сек.

Схема управления стрелкой 2/4 по маршруту приведена на рисунке 9.1.

Рисунок 9.1 - Схема управления стрелкой 2/4

К кнопочным реле станций управляющие ключи подключаются через переключающие реле Р с двухполюсным отключением кнопок и ключей в режимах диспетчерского или автономного управления соответственно.

Время замкнутого положения ключа, ограничено для станций без маршрутного набора получением ТС открытия сигнала, для станций МРЦ - срабатыванием кнопочного реле и, в любом случае, программно не превышает 1,6 сек.

Для отмены набора устанавливается реле ОНД, фиксирующее команду и параллельно кнопке ОН через контакт Р включает отмену набора.

Закрытие сигнала (отмена маршрута) производится с использованием комплектов реле отмени соответствующих альбомов ЭЦ. Для этого устанавливается повторитель ключа отмены - реле ОГД )контакт которого включается в цепь реле отмены взамен кнопки ОГ, коммутация выполняется контактами реле Р

Время замкнутого положения ключа сигнала при отмене ограничено приходом импульса ТС, контролирующего открытое положение сигнала и не превышает 10 сек. Увеличение времени связано с необходимостью более длительного замыкания ключа сигнала при отмене маршрута, чем при его установке.

Схема управления сигналами для чётной горловины приведена на рисунке 9.2.

Рисунок 9.2 - Схема управления входным сигналом для чётной горловины

Список используемых источников

1. Системы железнодорожной автоматики и телемеханики / Ю.А.Кравцов, В.Л.Нестеров, Г.Ф.Лекута и др.; Под ред. Ю.А.Кравцова. М.: Транспорт, 1996- 440с.

2. Модернизация устройств ДЦ в автоматизированных центрах диспетчерского управления // Автоматика, телемеханика и связь. 2000. М2-С.12-20.

3. Диспетчерская централизация на базе комплекса технических средств «Неман». Техническое описание. Мн.: КТБ Бел. ж.д., 1998.

4. Система диспетчерской централизации и управления движением поездов ДЦ «Неман». Технические условия. ТУ РБ 00047792.014-99. Мн.: КТБ Бел. ж.д., 1999

5. Комплект линейный. Техническое описание и инструкция по эксплуатации. ТО РБ БЧ 6102.808.01-98. Мн.: КТБ Бел. ж.д., 1998.

6. Система диспетчерской централизации и управления движением поездов ДЦ «Неман». Инструкция по проектированию станций и участков. Мн.: КТБ Бел. ж.д., 1999.

7. Технические решения по вязке диспетчерской централизации «Неман» с устройствами ЭЦ. Увязка с типовыми решениями альбомов ЭЦ-9, ЭЦ-12, ЭЦ-К, МРЦ-13, ЭЦИ,. Мн.: КТБ Бел. ж.д., 1999.

8. ОСТ 32.112-98 «Системы железнодорожной автоматики и телемеханики. Эксплуатационно-технические требования к системам ДЦ»

9. Автоматика, телемеханика и связь на транспорте: Пособие по оформлению дипломных проектов / Бочков К.А., Серенков А.Г., Кондрачук В.Ф., Харлап С.Н. - Гомель: БелГУТ, 2002.

Размещено на Allbest.ru

...