Системы диспетчерского контроля (стр. 3 из 3)

4. Система АПК-ДК

Аппаратно-программный комплекс диспетчерского контроля (АПК-ДК) является наиболее удачной реализацией функций диспетчерского контроля на современном техническом уровне.

Использование средств вычислительной техники расширило функциональные возможности системы АПК-ДК не только для поездного диспетчера, но позволило решить и основные задачи контроля состояния технических средств систем ЖАТ на перегонах и станциях диспетчерского участка.

Таким образом, система АПК-ДК имеет двойное назначение и обеспечивает:

оперативный съем информации на сигнальных точках перегонов о состоянии рельсовых участков, светофоров и других средств и передачу ее на станции для последующего использования для контроля поездного положения и технического диагностирования перегонных устройств;

оперативный съем информации на станциях о состоянии путевых объектов и технических средств и передачу ее поездному диспетчеру и диспетчеру дистанции сигнализации, связи и вычислительной техники;

обработку и отображение информации у пользователей по ведению исполняемого графика движения; расчету прогнозного графика по текущему поездному положению; расчету показателей работы участка и выдаче справок; логическому определению ложной свободности участка и опасного сближения поездов; анализу работы устройств; определению предотказного состояния устройств; обнаружению отказа; оптимизации поиска и устранению отказа; архивации и восстановлению событий; статистике и учету ресурсов приборов.

На станциях, т.е. на первом (нижнем) уровне управления перевозочным процессом (рис. 5) выполняются сбор, преобразование, концентрация информации о состоянии перегонных и станционных устройств. Далее эта информация может быть отображена на АРМах дежурного по станции и дежурного электромеханика, но обязательно передается на второй уровень управления, т.е. поездному диспетчеру, и на АРМ диспетчера дистанции сигнализации, связи и вычислительной техники.

Состояние перегонных устройств систем ЖАТ контролируют автоматы контроля сигнальных точек (АКСТ), выполненные на базе специализированных контроллеров. Наибольшее распространение имеет блок АКСТ-СЧМ, представляющий собой генератор частоты, формирующий посылаемые в линию связи циклические восьмиимпульсные частотные посылки в соответствии с состоянием контролируемых объектов. При восьми выходных импульсах благодаря манипуляции по длительности импульсов и пауз (интервалов) АКСТ-ЧМ позволяет контролировать состояние семи дискретных датчиков (реле) и двух пороговых датчиков.

Рис. 5. Структурная схема системы АПК ДК

При этом соблюдаются следующие правила:

длительность импульса в один такт соответствует замкнутому состоянию контакта датчика и состоянию «параметр в норме» порогового датчика;

длительность импульса в два такта соответствует разомкнутому состоянию контактного датчика и состоянию «параметр не в норме» порогового датчика;

длительность разделительного интервала между импульсами в один такт соответствует разомкнутому состоянию датчика;

длительность разделительного интервала в два такта соответствует замкнутому состоянию датчика;

длительность паузы между посылками восьмиимпульсных комбинаций установлена равной трем тактам;

длительность такта (0,468 ± 0,007) с.

При проектировании АПК-ДК определяется перечень параметров, контролируемых каждым АКСТ-СЧМ.

Для систем автоблокировки параметры выбирают из следующего перечня: отсутствие основного питания на сигнальной точке; отсутствие резервного питания; перегорание основной нити лампы красного огня; перегорание резервной нити лампы красного огня; перегорание нити лампы разрешающего огня; установленное направление движения; сход изолирующего стыка; пропадание постоянного напряжения блока БС-ДА; занятость блок участка; неисправность АКСТ-СЧМ или линии ДСМ; пропадание обоих фидеров питания на объектах с аккумуляторным резервом; аварийный отказ.

При проектировании для каждого АКСТ-ЧМ устанавливается несущая частота (частота настройки генератора), поскольку все АКСТ перегона работают по общей физической линии с частотным разделением каналов.

На одной физической цепи может работать до 30 АКСТ-ЧМ со следующим разделением частот (табл. 2.).

Таблица 2

На станциях (линейных пунктах) принимается и анализируется информация от АКСТ-СЧМ соответствующими концентраторами (промышленный компьютер). В качестве средства согласования физической линии с сигналами от АКСТ-СЧМ перегонов с портом компьютера используются блоки

СЧД-10 (селектор частот демодулирующий десятиканальный).

Устройство согласования (рис. 6) с физической линией (ДСН) обеспечивает гальваническую развязку от линии, необходимую защиту от импульсных перенапряжений, предварительное усиление и нормирование входного сигнала.

Рис. 6. Структурная схема блока СЧД-10

Синтезатор сетки частот (на основе программируемой логической матрицы) позволяет формировать необходимые частоты (образцы сигналов) для синхронного детектирования частот, поступающих от АКСТ-СЧМ. Десятиканальный цифровой детектор с компаратором уровня сигнала обеспечивает одновременную обработку сигналов от 10 АКСТ.

Выделенные детектором сигналы поступают на устройства усиления и гальванической развязки и индикации и далее с выходов СЧД (оптронные ключи) в концентратор для анализа и последующих преобразований информации.

Работу блока СЧД-10 обеспечивает источник питания, представляющий собой стабилизированный однотактный преобразователь постоянного напряжения 24—32 В в посто-янное напряжение 12 и 5 В.

Для съема информации со станционных устройств в системе АПК-ДК используются приборы ПИК-10 и ПИК-120, выполненные на основе программируемых индустриальных контроллеров (ПИК).

Прибор ПИК-10 имеет 10 аналоговых и 10 цифровых входов и предназначен для следующего:

измерения средних значений напряжений на обмотках путевых реле;

преобразования переменного напряжения на цифровом входе в сигнал логической 1 и логического 0 при его отсутствии;

измерения сопротивления изоляции внешних цепей;

преобразования в цифровой вид измеренных значений напряжения и передачи на внешний процессор в виде 10-разрядного кода;

передачи измеренных значений сопротивления изоляции в виде последовательного цифрового кода на внешний процессор по его запросу;

формирования сигнала включения внешнего модема.

В ПИК-10.2 (рис. 7) внешние измеряемые напряжения подаются на 10 аналоговых дифференциальных входов. Измерения начинаются, если на микроконтроллер от внешнего процессора поступает соответствующая команда.

Аналоговые входы микроконтроллер опрашивает, последовательно подключая каждый из них к общему аналого-цифровому преобразователю АЦП.

Входы переключаются релейно-транзисторным коммутатором. Измеряемое напряжение выпрямляется прецезионным выпрямителем, фильтруется фильтром низкой частоты ФНЧ и в виде однополярного аналогового сигнала с напряжением, равным среднему значению входного сигнала, подается через мультиплексор на АЦП, где преобразуется в восьмибитный код.

При измерении сопротивления изоляции +24 В подключаются к внешнему проводу и измеряют сопротивление току утечки на «землю».

Цепь тока утечки (измерения): +24 В, R_B и

ФНЧ и входные сопротивления аналогового преобразователя дифференциального сигнала в однополярный на внешний провод, подключенный релейно-транзисторным коммутатором аналоговых дифференциальных сигналов, сопротивление изоляции, - 24 В. Для измерения на АЦП через мультиплексор подается напряжение, выделяемое на и пропорциональное сопротивлению изоляции.

Во избежание влияния на измерение сопротивления изоляции входного переменного напряжения параллельно

подключен конденсатор, образующий совместно с и R_B низкочастотный фильтр

Для повышения точности измерений напряжения и сопротивления изоляции по каждому каналу полученные данные усредняются за 256 выборок. Это позволяет измерять напряжение с точностью 2%, а сопротивление изоляции 5%.

Десять цифровых входов через оптронные преобразователи подключаются к соответствующим входам портов контроллера.

Если на цифровом входе присутствует переменное напряжение, на выходе оптрона возникает пульсирующее напряжение с амплитудой, соответствующей транзисторно-транзисторной логике (ТТЛ). В противном случае на выходе устанавливается постоянное напряжение +5 В.

Связь микроконтроллера с управляющим внешним процессором устанавливается по двум последовательным линиям R_x и R_x типа «токовая петля» или через интерфейс RS-485 с максимальной скоростью до 9600 Бод. Одновременно к одной линии связи может быть подключено до 16 приборов ПИК-10 с индивидуальными адресами.

На линейных пунктах необходимо контролировать большое число дискретных датчиков — реле ЭЦ. Для этой цели используются приборы ПИК-120 с 120 цифровыми входами, распределенными на 15 независимых групп по восемь входов в каждой.

Дискретные сигналы на входы ПИК-120 подаются специально выделенными контактами реле ЭЦ или через оптронные развязки с клемм пульта управления ЭЦ. Последний вариант предпочтительнее, так как не требует установки дополнительных реле-повторителей при отсутствии свободных контактов у контролируемых основных реле.

Каждый цифровой вход ПИК-120 (рис. 8) имеет оптронный преобразователь для гальванической развязки и общий для групп коммутируемый преобразователь уровня ТТЛ. Информация с входов считывается погруппно, т.е. побайтно, так как в группе содержится восемь входов, подключенных микроконтроллером одновременно.

При наличии напряжения на цифровом входе на соответствующем выходе преобразователя устанавливается низкий потенциал, в противном случае формируется постоянное напряжение + 5 В.

Связь микроконтроллера с ведущим процессором устанавливается по двум последовательным линиям R_x и R_x типа «токовая петля» или конвертором RS-485. Одновременно по одной линии могут работать до 16 приборов ПИК-120.