Линейный уровень СТДМ АДК-СЦБ

На линейном уровне СТДМ (в дальнейшем линейном пункте диагностирования – ЛПД) АДК-СЦБ может выполняться в трех вариантах, предусматривающих применение станционных комплексов СК АДК-СЦБ, перегонных комплексов ПК АДК-СЦБ, а также объединенный ЛПД АДК-СЦБ на базе комплексов ИВК-АДК и ИВК-ТДМ на одной станции и прилегающих к ней перегонов.

В контексте данной монографии издания ниже дается описание роли и места ЛПД АДК-СЦБ в общей структуре СТДМ (рис.1.1).

Рис. 1.3 Линейный уровень автоматизации диагностирования

и мониторинга устройств СЦБ на станциях и перегонах

Внедрение перегонного комплекса ПК АДК-СЦБ в увязке с СК АДК-СЦБ позволило «замкнуть» кольцо диагностирования и мониторинга устройств ЖАТ на линейном уровне СТДМ АДК-СЦБ. И теперь объединенный ЛПД АДК-СЦБ позволяет реализовать следующие актуальные принципы построения распределенной системы ТДМ на линейном уровне:

1. ПК и СК могут применяться как отдельные подсистемы, так и как интегрированный комплекс ЛПД АДК-СЦБ.

2. Аппаратные средства могут быть территориально распределены в релейных шкафах сигнальных установок, переездов, входных светофорах, удаленных модулях, релейных помещениях любых размеров и конфигураций.

3. Аппаратные средства имеют модульный принцип построения.

4. ЛПД обеспечивает программную совместимость и унификацию протоколов обмена данными между комплексами ИВК, ПК, СК и КДК-ШЧД.

5. Аппаратные средства обеспечивают автоматическое тестирование и поиск неисправностей с выдачей рекомендаций по их устранению.

6. ЛПД обеспечивает реализацию функций АТО перегонных и станционных устройств со станционного Единого АРМа электромеханика (АРМ ДК-ШН).

7. ЛПД обеспечивает возможность увязки с системами МПЦ, РПЦ, ДЦ и другими микропроцессорными устройствами МПУ.

8. При производстве аппаратных средств используется современная элементная база, обеспечивающая создание универсальных микромодулей ввода, вывода и преобразования информации.

9. Использование локальных сетей предусматривает различные варианты подключения к контролируемым устройствам.

Основой ЛПД АДК-СЦБ являются измерительно-вычислительные комплексы ИВК-АДК и ИВК-ТДМ. ИВК-АДК применяется в составе СК АДК-СЦБ, ИВК-ТДМ применяется как в составе ПК АДК-СЦБ для удаленного съема сигналов в РШ сигнальных установок и переездов на перегоне, так и в составе СК АДК-СЦБ для съема сигналов в РШ входных светофоров и станционных переездов.

ИВК автоматизируют контроль состояния и динамики изменения сигналов, измерение их аналоговых параметров и характеристик, проверку соответствия нормируемым параметрам и логический контроль действия устройств. Эти функции обеспечивают потребность систем автоматизации в данной информации при управлении, контроле, обслуживании, ремонте, проверке и тестировании отдельных устройств или их комплексов, а также при калибровке измерительных каналов.

С помощью промышленных микроконтроллерных средств сопряжения - модулей ввода данных, входящих в состав ИВК, формируются подсистемы ввода информации с распределенным, централизованным или комбинированным размещением периферийных модулей. Последние имеют сетевую организацию обмена информацией по специализированным и стандартным интерфейсам.

Модули аналогового ввода (МАВ, УГР, ММА, ММСИ) организуют обработку аналоговых, а модули дискретного ввода (МДВ, ММД) – дискретных сигналов.

На рисунке 1.4 приведена обобщенная структурная схема ИВК-АДК /1/.

Рис. 1.4 Структурная схема и состав ИВК-АДК

ИВК-ТДМ – это новейший, разработанный НПП «Югпромавтоматизация», универсальный комплекс программно-аппаратных средств, обеспечивающий сбор, обработку, измерение и преобразование данных от устройств ЖАТ и передачу в ЛПД АДК-СЦБ информации по линии связи за счет использования унифицированных блоков автоматики распределенного типа БАп, устанавливаемых в релейных шкафах С/У и переездов на перегоне и РШ входных светофоров и переездов на станции, и станционного БАс, устанавливаемого на станции для централизации диагностической информации и обмена ею с ЛПД АДК-СЦБ и системами верхнего уровня.

Проектирование комплекса ИВК-ТДМ может выполняться для кодовой автоблокировки и автоматической блокировки с аппаратурой ТРЦ.

Оборудование ИВК-ТДМ устанавливается на перегонах в релейных шкафах в том числе взамен устройств ЧДК.

В релейном шкафу устанавливают БАп, состоящие из модулей дискретного и аналогового ввода МДАВ с субблоками. Количество таких модулей определяется, исходя из числа контролируемых сигналов.

Центральным блоком ИВК-ТДМ на станции является БАс, в состав которого входят концентратор(ы) связи КС, модуль промышленного компьютера МПК, модуль(ли) индикации МИ.

БАп обеспечивают:

– съем сигналов диагностируемых перегонных устройств ЖАТ;

– первичную обработку сигналов;

– трансляцию сообщений от БАп в блок БАс.

В состав БАп входят субблоки, которые распределяются по РШ. В субблоке № 1 размещается основное оборудование, куда входят:

– модули МДАВ2 (центральный – порт RS-232 модуля подключен к концентратору связи) с набором микромодулей;

– концентратор связи КС;

– устройство электропитания;

– устройство бесперебойного питания КС и центрального модуля МДАВ2.

Структурная схема субблока №1 БАп приведена на рис. 1.5.

Состав блоков БАп зависит от типа и характеристик объектов диагностирования, количества сигналов устройств ЖАТ (варьируется количество и типы микромодулей в составах модулей МДАВ2, количество модулей МДАВ2, УБП, кроссового оборудования, структура локальной сети БАп).

В одном РШ может быть установлено до 3 модулей МДАВ2.

Рис. 1.5 Структурная схема субблока №1 блока БАп

Если для объекта диагностирования требуется более одного модуля МДАВ2, то применяется каскадирование модулей МДАВ2. При этом модуль, подключенный к КС, считается центральным.

Каждый модуль позволяет подключить до трех дополнительных модулей. На рис. 1.6 и 1.7 приведены структурные схемы организации локальной сети БАп с размещением оборудования в одном и в разных РШ соответственно.

Для каскадирования модулей, размещенных в разных РШ, между смежными РШ необходимо дополнительно укладывать кабель связи и питания БАп. В качестве кабеля связи и питания БАп должен применяться кабель с витыми парами в количестве не менее 10 пар, с диаметром жил от 0, 4 мм. Возможно применение комбинированного кабеля с медными и оптоволоконными жилами.

Блок БАс устанавливается на станции и обеспечивает решение следующих задач:

– прием данных от блоков БАп;

– технологическая обработка принятых данных от блоков БАп;

– вывод информации о состоянии устройств перегона для ДСП;

– передача информации о работе устройств ЖАТ и МПУ перегона и диагностических сообщений в ЛПД АДК-СЦБ.

Рис. 1.6 Структурная схема организации локальной сети БАп

при размещении его оборудования в одном РШ

Рис. 1.7 Структурная схема организации локальной сети БАп при размещении его оборудования в разных РШ

В состав блока БАс:

– модуль промышленного компьютера МПК;

– концентратор(ы) связи КС;

– устройство электропитания УЭП;

– устройство бесперебойного питания УБП;

– компоновочный шкаф ШКМП.

На рис. 1.8 приведена структурная схема всего комплекса ИВК-ТДМ для контроля перегонных устройств:

Рис. 1.8 Структурная схема ИВК-ТДМ для контроля перегонных устройств

К одному БАс может быть подключено по одной линии связи до 30 блоков БАп. Связь между БАс и БАп осуществляется по физическим линиям связи, например, выделенная двухпроводная линия связи в связевом кабеле или выделенные волокна в оптическом кабеле. Возможно совместное использование оперативно-технологической связи и линии ДСН с использованием специально разработанных модемов. Скорость передачи данных в линиях связи определяется типом и параметрами линий связи и возможностями оконечного связевого оборудования.

В состав аппаратных средств ИВК-ТДМ входят модули МДАВ2 с микромодулями. Микромодули предназначены для ввода дискретных и аналоговых сигналов устройств ЖАТ. В зависимости от типа АБ (кодовой АБ, АБТ) и объекта диагностирования (РШ сигнальной установки, РШ переезда, РШ входного светофора) модули МДАВ2 могут иметь различную конфигурацию и комплектацию, которая определяется на этапе проектирования.

На наборном поле модуля МДАВ2 может быть установлено до 25-ти одноместных микромодулей. Номенклатура микромодулей включает в себя одно, двух и трехместные варианты.

Ввод и первичная обработка дискретных и аналоговых сигналов устройств объекта автоматизации происходит под управлением концентратора информации (КИ).

На рис. 1.9 приведена структурная схема ИВК-ТДМ для контроля напольных устройств в РШ:

Рис. 1.9 Структурная схема ИВК-ТДМ для напольных устройств в РШ

Измерительные каналы ИВК-АДК и ИВК-ТДМ представляют собой последовательное соединение компонентов, выполняющих функцию от восприятия измеряемой величины до получения результата ее измерения, выражаемого числом или соответствующим кодом.

Для калибровки измерительных каналов ИВК-АДК и ИВК-ТДМ должен использоваться специализированный АРМ, в состав которого входят (рис. 1.10):

- персональный компьютер;

- монитор;

- специализированная клавиатура;

- набор переходных кабелей и разъемов для подключения к измерительным приборам по стыку RS-232;

- средства сопряжения с измерительными каналами.

Рис. 1.10 АРМ для калибровки измерительных каналов

Для программной поддержки проведения калибровки должна использоваться программа Calibration.exe, которая входит в состав сервисных программных средств СК, ПК АДК-СЦБ и предназначена для калибровки измерительных каналов ИВК-АДК и ИВК-ТДМ, подключаемых к устройствам СЦБ.

Пример протоколирования результатов калибровки измерительного канала модуля МА1 в БА1 приведен на рис. 1.11.

Рис. 1.11 Параметры и статистика работы модуля МА1

В состав аппаратных средств ЛПД АДК-СЦБ в полной конфигурации входят:

- базовое оборудование:

1) ББП – блок бесперебойного питания предназначен для обеспечения бесперебойного питания оборудования ЛПД напряжением 24 В постоянного тока;

2) СКД ЛПД – сервер контроля и диагностирования предназначен для приема, обработки и централизации информации по локальной сети ЛПД АДК-СЦБ от распределенного на стативах и в РШ оборудования ИВК-АДК и ИВК-ТДМ, а также от смежных МП устройств и систем по утвержденным техническим решениям увязки, осуществляет непрерывную обработку собранных данных, протоколирование и архивирование технического состояния устройств ЖАТ с целью формирования модели состояния контролируемых объектов ЖАТ и последующей передачи информации на верхние уровни.

3) БЛС - блок локальной сети предназначен для организации локальной вычислительной сети (ЛВС) по протоколу Ethernet 10/100 Base-T и межсетевого экрана;

4) БС - блок связи выполняет функции маршрутизатора в ЛВС и предназначен для управления потоками данных в ЛВС по протоколу Ethernet 10/100 Base-T, по каналам/потокам Е1, выполняет согласование портов Ethernet с выделенной линией связи;

5) СТВ-ГЛОНАСС – сервер точного времени, предназначенный для синхронизации времени на объектах автоматизации;

6) оборудование АРМ ДК-ШН – предназначено для отображения информации о состоянии устройств СЦБ на станции.

7) мобильный АРМ – предназначен для выполнения функций АРМ ДК-ШН для ЛПД АДК-СЦБ, на котором не предусматривается установка оборудования АРМ ДК-ШН.

- ИВК АДК – измерительно-вычислительный комплекс автоматизации диагностирования и контроля, предназначенный для непрерывного диагностирования станционный устройств СЦБ, программной обработке информации, регистрации сбоев и отказов в работе устройств СЦБ на станции, определение их причин, в составе:

1) БА – блок автоматики предназначен для съема дискретных и аналоговых сигналов диагностируемых устройств, первичной их обработки и передачи в блок промышленного компьютера;

2) БПК - блок промышленного компьютера предназначен для выполнения задач обмена информационными потоками с блоками ИВК АДК и СКД ЛПД;

- ИВК-ТДМ измерительно-вычислительный комплекс технического диагностирования и мониторинга, предназначенный для непрерывного сбора данных о состоянии перегонных устройств СЦБ и напольных устройств СЦБ в релейных шкафах на станциях (входные светофоры, переезды, пешеходные переходы и т.п.) в составе: