Система "Тракт" и система телеуправления малодеятельными станциями ТУМС

Система «Тракт» и Система телеуправления малодеятельными станциями ТУМС

1. Система телеуправления малодеятельными станциями ТУМС

Система телеуправления ТУМС предназначена для управления с опорных станций стрелками и сигналами на малодеятельных станциях, обгонных пунктах и постах примыканий. Под малодеятельными понимаются станции с малым объемом местной работы. Такие станции могут находиться и на участках с интенсивным движением поездов.

При оборудовании станции устройствами ТУМС не вносятся какие-либо изменения в схемы взаимозамыкания стрелок и сигналов и размыкания маршрутов, т.е. безопасность ЭЦ не снижается. Напротив, ТУМС позволяет повысить безопасность движения поездов благодаря программной реализации дополнительных зависимостей, контроля состояния устройств ЭЦ и выявления возникших неисправностей.

При сопряжении ТУМС с ЭЦ исключена возможность гальванической или электромагнитной связи электронной аппаратуры ТУМС с цепями управления и контроля ЭЦ. Для съема информации с ЭЦ используются чистые «тройники» контактов реле ЭЦ. Схема съема информации получает питание от изолированного от ЭЦ источника постоянного тока. Команды из электронной аппаратуры ТУМС передаются в ЭЦ через релейный дешифратор команд управления, построенный на реле первого класса надежности. Цепи управления ЭЦ не заводятся в блоки электронной аппаратуры ТУМС, а их монтаж выполнен по правилам и нормам, принятым для стативов ЭЦ, что исключает возможность заземления и подпитки цепей управления.

Благодаря таким решениям подключение аппаратуры ТУМС не приводит к снижению принятых для ЭЦ норм по сопротивлению и напряжению изоляции между отдельными цепями и по отношению к земле.

Состояние реле дешифратора непрерывно контролируется двумя компьютерами: ПЭВМ на распорядительной станции и микроЭВМ на исполнительной, и в случае отказа каждый компьютер независимо от другого может заблокировать выдачу команд управления на ЭЦ.

Ответственные команды, т.е. команды вспомогательной смены направления, искусственной разделки маршрута, закрытия-открытия переезда, передаются в два этапа при условии нажатия кнопки ответственных команд. Сначала посылается предварительная команда, и только после получения на передающей станции сигнала о правильности ее исполнения оператор может послать окончательную команду, результат которой тоже контролируется.

Интервал времени между передаваемыми полукомандами не должен превышать 20 с. По истечении заданного промежутка времени все данные, относящиеся к ответственной команде, сбрасываются.

На устройства ЭЦ ответственные команды выводятся в два такта с использованием дополнительных реле, установленных между дешифратором ТУМС и схемами ответственных команд ЭЦ. Такое решение совместно с ограничением на время выполнения команд исключает ложную выдачу ответственных команд.

Защита команд от искажений и трансформации в каналах связи обеспечивается благодаря применению избыточного кодирования передаче контрольных сумм с квитированием.

Для достижения высокой эксплуатационной надежности электронная аппаратура ТУМС, источники питания и каналы связи резервируются. При отказе работающего устройства происходит автоматическое переключение на резервное.

Структурная схема системы и основные технические данные. Первый вариант системы ТУМС разработан с расчетом на то, что для управления соседней станцией будет использоваться традиционный пульт ЭЦ с кнопками и индикаторными лампами. В связи с этим на исполнительной и распорядительной станциях применены микроконтроллеры с устройствами ввода-вывода дискретной информации: на исполнительной станции — для контроля состояния объектов ЭЦ и управления стрелками и сигналами, на распорядительной — для ввода команд с кнопок и управления индикацией пульта, а также для съема информации с собственных устройств ЭЦ станции с целью передачи ее поездному диспетчеру и дежурному инженеру дистанции СЦБ. Однако этот вариант оказался неконкурентоспособным в связи с повсеместным применением в системах управления ПЭВМ. После некоторой доработки он может быть рекомендован для замены устаревших систем кодовой централизации СКЦ-67 в случаях, когда целесообразно сохранение существующих аппаратов управления и контроля.

Рис. 8.10. Структурная схема системы ТУМС

314

Структурная схема системы ТУМС, построенной с применением ПЭВМ в качестве аппарата управления, приведена на рис. 10.

Рис. 10 Структурная схема системы ТУМС

В системе используются серийные устройства:

IBM, совместимая с ПЭВМ, или промышленный компьютер с монитором, укомплектованные адаптером 8 СОМ для увеличения числа портов типа К5232;

аппаратура микропроцессорной системы управления (МПСУ) широкого назначения, выпускаемая Специальным конструкторским бюро по вычислительной технике (СКБ ВТ, г. Псков);

стандартные модемы, работающие в дуплексном режиме по двухпроводным физическим цепям в кабелях связи или по каналам тональной частоты со скоростью передачи не менее 200 Бод;

реле СЦБ типов НМШ, Д и РЭЛ.

Система допускает управление станциями с числом стрелок до 24 (спаренные стрелки считаются за одну единицу).

Число контролируемых объектов на управляемой станции — до 296 «тройников» реле.

Дальность управления по физическим цепям до 20км, при использовании каналов ТЧ практически не ограничена.

Время передачи информации на рабочее место ДСП об изменении состояния объектов на управляемой станции определяется в основном возможностями применяемой аппаратуры связи и не превышает 2 с при скорости передачи 200 Бод.

Система обеспечивает как маршрутное, так и раздельное управление стрелками и сигналами независимо от типа централизации на управляемой станции.

В маршрутном режиме команды на установку маршрута передаются на управляемую станцию только после проверки в устройствах распорядительной станции возможности их исполнения в соответствии с принятыми в электрической централизации зависимостями.

Система контролирует состояние устройств ЭЦ на управляемой станции и собственных устройств ТУМС. Информация об отказах устройств: перегорании светофорных ламп, потере контроля стрелок, перекрытии светофоров, ложной свободности секций при прохождении поезда, отказах каналов связи, комплектов МПСУ — записывается на жесткий диск ПЭВМ и отображается на ее экране в оперативном режиме изменением цвета отказавшего объекта или по вызову в виде таблицы с указанием устройства, даты и времени возникновения неисправности. Одновременно с выводом на экран информации об отказах включается звуковой сигнал или речевой информатор.

Система может также контролировать состояние устройств ЭЦ на управляющей станции, регистрировать отказы и сбои в работе устройств и передавать необходимую информацию дежурному инженеру дистанции сигнализации и связи.

Предусмотрена также возможность передачи поездному диспетчеру информации о занятости путей, показаниях светофоров, установленных маршрутах и др.

Для съема информации с ЭЦ управляющей станции может использоваться промышленный индустриальный контроллер ПИК-120, выпускаемый ПО «Красный Октябрь», г. Каменск-Уральский Свердловской области.

Аппаратура управляемой станции. В состав аппаратуры входят: два комплекта МПСУ (основной и резервный); релейный дешифратор команд управления ДШ; комплект реле для автоматического переключения на резерв РР; устройство блокировки команд управления К; панель индикации ИН: два изолированных от ЭЦ источника питания постоянного тока напряжением 24 В, используемые для питания перечисленных выше реле и цепей ввода информации с ЭЦ, а также изолирующий трансформатор и фильтр для питающего напряжения переменного тока 220 В (на схеме не показаны).

В состав каждого комплекта МПСУ стойки входят следующие устройства: каркас КМ-8, контроллер М231.2, устройство асинхронного последовательного обмена М236, два устройства приема дискретных сигналов М201, три устройства дискретного вывода М203.1, блок питания.

Каркас КМ-8 рассчитан на размещение восьми модулей. Размеры каркаса 175x215x360 мм, модулей 145x20x262 мм.

Контроллер М231.2 представляет собой одноплатную микро-ЭВМ с 16-разрядным процессором. Запоминающее устройство контроллера имеет изменяемую конфигурацию и состоит из энергонезависимого оперативного запоминающего устройства (ЭОЗУ), ОЗУ и репрограммируемого ЗУ.

Контроллер имеет в своем составе два канала последовательного обмена типа ИРПС «20 мА токовая петля». Один из них используется программой пультового режима для выполнения оператором отладочных операций. К другому каналу в случае необходимости может быть подключено внешнее устройство.

Устройство синхронного последовательного обмена М236 предназначено для подключения четырех внешних устройств с последовательным интерфейсом ИРПС «20 мА токовая петля» либо двух внешних устройств по интерфейсу К8232 и двух устройств с последовательным интерфейсом ИРПС.

Устройство приема дискретных сигналов М201 имеет 32 изолированных друг от друга входных канала для ввода сигналов постоянного тока напряжением 24 В. Входной ток не более 10 мА. Имеется гальваническая развязка по входу; ее сопротивление не менее 1 МОм, напряжение не менее 500 В.

Устройство дискретного вывода имеет 32 выходных канала типа «открытый коллектор». Выходное напряжение не менее 24 В, выходной ток до 500 мА. Имеется гальваническая развязка между внутренними и внешними цепями, а также между каналами. Параметры развязки такие же, как в модуле М201.

Модули М203.1 и оба модуля М201 обеспечивают групповой ввод информации с контактов реле ЭЦ и реле, находящихся на стойке. Адрес группы выводится на выходы 18—32 модуля М203.1, сигналы одновременно с фронтовых и тыловых контактов реле поступают на входы 17—32 модуля М201 (1) и 1—32 модуля М201(2).

Адресные провода в матрице контактов реле ЭЦ закольцованы: после прохождения по релейной они возвращаются на стойку ТУМС и подключаются к входам 1—15 модуля М201(1) для программного контроля исправности выходов модуля М203.1(1) и правильности адресации.

Модули М203.1(2) и М203.1(3) предназначены для управления. К их выходам подключаются реле дешифратора: восемь групповых и 16 объектных реле, смонтированных на стойке, и восемь внешних объектных реле. Дополнительно на «нулевые» клеммы стойки выведены 16 выходов (2—17) модуля М203(1) типа «открытый коллектор».

Модуль М231.2, являясь центральным устройством системы, обеспечивает управление вводом-выводом информации, ее обработку, формирование команд на исполнительные устройства ЭЦ и др.

Дешифратор команд управления ДШ является устройством сопряжения электронной аппаратуры ТУМС с электрической централизацией. Дешифратор двухступенчатый и построен на реле первого класса надежности.

Первую ступень дешифратора образуют восемь групповых реле, которыми выбирается вид объекта управления: стрелки, поездные сигналы, маневровые сигналы и схемы смены направления движения, вспомогательной смены направления движения, искусственной разделки и отмены маршрута.

В качестве групповых реле используются сдвоенные реле типа Д, т.е. групповое реле представляет собой два реле, находящиеся в одном корпусе. Каждое реле подключено к отдельному выходному транзистору модуля вывода М203.1.

Вторую ступень дешифратора образуют объектные реле 01-016, которыми выбирается объект в группе. В качестве объектных реле применены реле типа РЭЛ. Каждое из этих реле подключено к двум последовательно соединенным выходным транзисторам модулей М203.1, т.е. для возбуждения группового реле, как и объектного, необходимо совпадение сигналов на двух выходах МПСУ. Одно и то же объектное реле может использоваться для управления несколькими объектами (до семи), находящимися в разных группах.

Реле дешифратора работают по программе, зашитой в памяти контроллера. На каждые тип объекта и операцию по управлению устройствами ЭЦ имеется отдельный программный модуль: модуль управления стрелками, модуль управления сигналами, модуль вспомогательной смены направления движения и др.

Для выполнения ответственных операций, как отмечалось выше, подаются две-три команды.

Сформированная программно команда передается через релейный дешифратор в устройства электрической централизации.

Дешифратор имеет 112 выходов, которые образованы сочетанием контактов каждого из 16 объектных реле с каждым из семи групповых (за исключением группового реле отмены маршрута, повторитель которого устанавливается на стативе ЭЦ и используется для выполнения команд на отмену маршрута и в схемах искусственной разделки).

Для уменьшения объема монтажных работ на управляемой станции все соединения между контактами реле дешифратора выполнены внутри стойки. На клеммную панель выведены только входы и выходы дешифратора, к которым должны подключаться цепи от схем ЭЦ.

Дешифратор стойки рассчитан на подключение 16 стрелок.

Увеличение емкости системы до 24 стрелок достигается установкой на стативах ЭЦ и подключением к стойке дополнительно восьми объектных реле 017-024, контакты которых соединяются по той же схеме, что и контакты реле 01-016, находящихся на стойке. Кроме того, в случае необходимости, могут быть использованы 16 выходов типа «открытый коллектор».

К реле автоматического переключения комплектов МПСУ из рабочего режима в резервный и наоборот относятся пять реле НМШ: два реле («аварийные») контролируют исправность комплектов МПСУ, одно — исправность источника питания напряжением 24 В, остальные два коммутируют выходные цепи комплектов.

Контроль основан на том, что реле находится под током лишь в том случае, если процессор периодически переключает транзистор на выходе модуля вывода. При остановке, зависании процессора или обнаружении отказа внутренними средствами диагностирования импульсная работа транзистора прекращается, аварийное реле обесточивается и происходит автоматическое переключение на резерв.

Устройство блокировки команд управления служит для исключения выдачи ложных команд при отказах и сбоях в работе МПСУ и состоит из приемника сигналов телеуправления, работающего независимо от МПСУ. и контрольного реле. При нормальном функционировании системы реле находится под током и подает питание на схему дешифратора.

Если ПЭВМ управляющей станции зафиксировала срабатывание реле дешифратора при отсутствии команд телеуправления, передача сигналов в канал ТУ прекращается, реле обесточивается и снимает питание с дешифратора.

На панели индикации установлены светодиоды для контроля работы реле дешифратора при выдаче команд на устройства ЭЦ, вывода адреса и ввода информации с устройств ЭЦ, исправности комплектов МПСУ и их состояния (в работе или резерве).

Организация каналов ТУ-ТС. Между станциями предусматриваются два равнозначных канала связи. На управляемой станции каналы подключены таким образом, что каждый из двух комплектов аппаратуры МПСУ может принимать информацию из обоих каналов. Передавать может только один комплект, тот, который в данный момент является рабочим. Информация передается циклически одновременно в оба канала.

На управляющей станции оба канала связи подключены к ПЭВМ через расширитель СОМ-портов. Прием сообщений на управляющей станции ведется ПЭВМ из обоих каналов. Команды телеуправления передаются лишь по одному каналу, выбранному как более качественный.

Сигналы ТУ-ТС, передаваемые между станциями, содержат контрольную сумму для проверки принятого сигнала на достоверность. На каждый правильно принятый сигнал ТУ-ТС посылается ответ (квитанция). При отсутствии ответа передача повторяется до двух раз.