Автоматизация диспетчерского управления на участках и узлах

Структурная схема электромеханика АРМ ШНЦ-ДЦ, сервер и архиватор системы показаны на рис. 3. 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). [7]

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.

Рис. 4. Структурная схема АРМ ДНЦ диспетчерского участка

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. 4) 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. 4) первый модуль МЦОС (А ₁) принимает сигнал ТС из линии связи и выдает сигналы ЦС/ТУ в случае неисправности основного комплекта.

Рис. 4. Структурная схема АРМ ШНЦ-ДЦ, сервер и архиватор системы

Рис. 5. Структурная схема КТС "Тракт-ЦП"

Рис. 6. Структурная схема модуля цифровой обработки сигналов

Второй МЦОС в резервном комплекте (А ₂) контролирует выдачу сигналов ЦС/ТУ в линию связи. Сигнал ЦС, выдаваемый МЦОС, запускает в работу линейные пункты по передаче сигналов ТС, начиная очередной цикл опроса контролируемых системой объектов. В состав программного обеспечения КТС "Тракт-ЦП" входят следующие программные модули: ПО модуля цифровой обработки сигналов в режиме ЦП; ПО модуля цифровой обработки сигналов в режиме ЛП; сетевое программное обеспечение. [4]

В подсистеме ПУ с целью повышения надежности функционирования предусматриваются: программно-аппаратные средства контроля технического состояния АРМ и каналообразующей аппаратуры КТС "Тракт-ЦП"; нагруженное автоматическое резервирование и средства реконфигурации АРМ и КТС "Тракт-ЦП"; резервирование сетевого оборудования ПУ; аппаратные средства бесперебойного электропитания; специальные процедуры ввода и контроля управляющей информации. Для обеспечения информационной безопасности предусмотрены: меры защиты от несанкционированного доступа к оборудованию; специальный, реализуемый на программно-аппаратном уровне регламент выдачи команд телеуправления, исключающий случайную их выдачу. [1]

3.2 Подсистема контролируемого пункта

Базой подсистемы контролируемого пункта КП служит комплекс технических средств "Тракт-ЛП". Возможное количество двухпозиционных объектов управления на одном КП - 112; возможное количество двухпозиционных объектов ответственного управления на одном КП - 32; возможное количество двухпозиционных контролируемых объектов на одном КП - 1280. КП на основе КТС "Тракт-ЛП" имеет возможность расширения своих функций и состава аппаратных средств. В состав КТС "Тракт-ЛП" (для одного контролируемого пункта) входят (рис. 17): шкаф защищенного исполнения в сборе 1 шт.; помехоустойчивая локальная сеть на основе протокола CAN 2.0B (CAN-магистраль) 1 шт.; блок питания первичный (БПП) 1 шт.; блок питания вторичный (БПВ) 2 шт.; модуль коммутатора линий (МКЛ) или модуль МЦОС 2 шт.; модуль "Мастер" (МЛС М3) 2 шт.; модуль УСО ввода (УСО ВВ) Х шт.; модуль УСО вывода (УСО ВЫВ) Х шт.; модуль УСО вывода ответственных команд (УСО ВОК) 2 шт.; модуль УСО связи 2 шт.; модуль ввода дискретной информации 2 шт.; модуль вывода дискретной информации 2 шт.; модуль вывода ответственных команд 2 шт. (X - количество и тип модулей определяется для каждого контролируемого пункта с учетом количества сигналов ТС, ТУ и ответственного ТУ; ХХ - используется только совместно с модулем вывода ОК). [5]

Вычислительная система КП представляет собой резервированную управляющую локальную сеть (ЛС) с дублированной магистралью на основе помехоустойчивого протокола CAN 2.0В (стандарт ISO 11898). Основу элементной базы вычислительной системы составляют две платформы: процессор для встроенных применений Intel386EX и контроллер для встроенных применений C167CR. Ядро микропроцессорных модулей строится с использованием высокоинтегрированных схем программируемой логики, FLASH-памяти и быстродействующей статической памяти. Элементная база имеет встроенные средства контроля, защитные средства системного уровня, обладает свойствами повышенной помехоустойчивости, минимальным энергопотреблением. Основной и резервный комплекты модулей имеют выход на обе магистрали сети. Дублирование сети осуществляется на верхних уровнях протокола. Это значительно расширяет зону контроля функционирования системы и позволяет при необходимости перераспределять вычислительные ресурсы (например при частичном снижении скорости передачи в результате обрыва или замыкания одного из проводов магистрали). В состав каждого комплекта входит ведущий вычислительный модуль "Мастер" и необходимое количество периферийных модулей ввода и вывода, определяемое числом точек контроля и управления конкретного объекта автоматизации. Предусмотрена возможность расширения ресурсов КП в рамках базовой дублированной локальной сети. Модули "Мастер" основного и резервного комплектов имеют дополнительный интерфейс для передачи полномочий в сети в случае различного рода отказов. Станционная каналообразующая аппаратура подключена к модулю МКЛ соответствующего комплекта посредством цифрового интерфейса или, в случае использования протоколов релейных систем ЖАТ, применяются модули связи МЦОС с платформой ADSP 2181. Модули УСО решают задачи ограничения перенапряжений и подавления помех в сигнальных линиях от объектов управления/контроля. Локальная сеть организована на основе протокола CAN 2.0В (ISO 11898) и имеет две независимые СAN-магистрали (основную и резервную). В архитектуре ЛС реализована четырехуровневая модель взаимодействия открытых систем OSI/ISO. Два нижних уровня реализованы аппаратно, верхние уровни используют протокол CAN KINGDOM. Используемая конфигурация обеспечивает: модульность программирования сети при разнотипности элементной базы "Мастер" и модулей ввода-вывода; удобство реконфигурации сети с целью повышения безопасности; повышение функциональных возможностей системы и безопасности за счет интеграции покупных модулей с интерфейсом CAN 2.0. [7]

Протокол CAN нижнего уровня работает по следующим принципам. Сообщение с данными из любого узла на шине CAN не содержит адреса или номера узла. Все сообщения помечаются идентификатором, который является уникальным для всей сети. Когда узел сети получает сообщение, производится тестирование на совпадение идентификатора с учетом маски. Если идентификатор совпал, то содержимое сообщения обрабатывается, иначе игнорируется. Этот режим работы известен как множественное распределение. Уникальный идентификатор определяет также приоритет сообщения. Чем ниже числовое значение идентификатора, тем выше его приоритет. Такой подход позволяет регулировать доступ к шине при одновременной передаче из нескольких узлов сети. Высокоприоритетное сообщение гарантированно получает доступ к шине так, как будто это было единственное сообщение. Низкоприоритетные сообщения автоматически посылаются в следующем цикле шины. Если в новом цикле шины (или в последующих циклах) все еще имеются другие, высокоприоритетные сообщения, передача низкоприоритетных сообщений задерживается.

Заключение

В учебном пособии рассмотрены принципы построения современных телемеханических систем управления и контроля движения поездов, руководства технологическим процессом управления движением поездов.

Современные телемеханические системы управления и контроля не имеют технических границ по охвату территорий и количеству объектов управления и контроля, скорости доставки сообщений.

Создание единых дорожных центров управления существенно повысило эффективность управления движением поездов в масштабе дорог за счет ликвидации межотделенческих стыков и изменения границ диспетчерских кругов при изменении объемов движения поездов.

Дальнейшим развитием структуры управления перевозочным процессом является создание трехуровневой вертикали центров управления: сетевого центра управления (ЦУП), региональных центров диспетчерского управления (РЦДУ), опорных центров управления линейными районами (ОЦ). Одними из основных технических средств управления и контроля движения поездов в создаваемых структурах также будут телемеханические системы: диспетчерская централизация и диспетчерский контроль.

Объединение функций систем диспетчерской централизации и диспетчерского контроля позволяет создать интегрированные телемеханические системы с расширенными функциями контроля, диагностики и удаленного мониторинга состояния технических средств систем обеспечения движения поездов (локомотивы, вагоны, устройства железнодорожной автоматики). [6]

Список использованной литературы

1. Панферов, В.В. Автоматизация диспетчерского управления и регулирования эксплуатационной работы на железнодорожных участках и в узлах / В.В. Панферов // Экспресс-информация. Железнодорожный транспорт. Серия вычислительная техника и автоматизированные системы управления (ЦНИИТЭИ МПС). - М., 1997.- Вып. 4. - 36 с.

2. Соснов, Д.А. Концепция построения сети центров управления перевозками (ЦУП) на железнодорожном транспорте России / Д.А. Соснов // Экспресс-информация. Железнодорожный транспорт. Серия информационные технологии на железнодорожном транспорте (ЦНИИТЭИ МПС). - М., 2000. - Вып.2.- С.1-27.

3. Аверкиев, С.А. Автоматизированная система диспетчерского контроля АСДК “ГТСС-Сектор”/ С.А. Аверкиев, С.С. Морозов // Автоматика, связь, информатика. - 2000. - № 9. - С. 38 -- 41.

4. Аверкиев, С.А. Автоматизированная система диспетчерского контроля АСДК “ГТСС-Сектор”. Комплекс аппаратуры низового уровня / С.А. Аверкиев, С.С. Морозов, Д.В. Мухин // Автоматика, связь, информатика.- 2001. - № 10. - С. 30-32.

5. Методические указания по проектированию устройств автоматики, телемеханики и связи на железнодорожном транспорте. Автоматизированные системы контроля АСДК. И-279-01.- СПб.: ГТСС, 2001. - 86 с.

6. Диспетчерская централизация «Диалог» на Московской железной дороге / В.М. Ульянов [и др.] // Автоматика, связь, информатика. -2001. - № 7. - С. 26 - 29.

Размещено на Allbest.ru