Аппаратура безопасного сопряжения

ЦВС МПК предназначена для реализации основных функций микропроцессорной централизации, связанных с управлением напольными объектами станций.

ЦВС МПЦ обеспечивает выполнение следующих задач

• сбор и обработка информации о состоянии объектов (положение стрелок, свободность или занятость рельсовых цепей, целостность нитей светофорных ламп) в соответствии с алгоритмом функционирования систем централизации стрелок и сигналов;
• обмен информацией с АРМ ДСП и другими АРМами по локальной вычислительной сети (ЛВС);
• реализация команд ДСП по установке, отмене и искусственной разделке маршрутов, перевода стрелок и пр. с соблюдением всех требований по обеспечению безопасности движения поездов;
• сопряжение с системами ДЦ.

Безопасность микропроцессорной централизации обеспечивается за счет дублирования вычислительных средств и использования принципа управления, при котором активизация исполнительных объектов осуществляется лишь при наличии соответствующих команд на выходах обоих каналов дублированной системы.

Для предотвращения возникновения опасных ситуаций при накоплении отказов в управляющем вычислительном комплексе осуществляется постоянный контроль идентичности информации в каналах вычислительной системы.

Безопасность функционирования устройств сопряжения с объектами обеспечивается путем использования электронных устройств с несимметричным отказом.

В состав ЦВС МПЦ входят 4 контроллера МПЦ и контроллеры комплектов, образующие безопасную дублированную структуру с резервированием, функционирующую по принципу «2 из 2 или 2 из 2».

Кроме того, система включает в себя некоторое количество электромагнитных реле первого класса надежности, осуществляющих коммутацию основного и резервного комплектов оборудования и отключение аппаратуры при возникновении неисправностей, приводящих к снижению необходимого уровня безопасности функционирования.

Обмен данными между контроллерами МПЦ и АРМ ДСП осуществляется с помощью локальной вычислительной сети.

Обмен информацией между контроллерами МПЦ и устройствами безопасного сопряжения реализуется с помощью интерфейса RS-485.

Устройства безопасного сопряжения

Устройства безопасного сопряжения осуществляют взаимодействие контроллеров МПЦ с исполнительными объектами с помощью контроллеров сопряжения с объектами, состоящего из следующих взаимосвязанных устройств:

• контроллеры безопасного сопряжения (устройства сопряжения логического уровня);
• силовые модули (устройства сопряжения силового уровня).

Контроллеры безопасного сопряжения

Контроллеры безопасного сопряжения относятся к устройствам сопряжения логического уровня и предназначены для реализации следующих функций:

• Взаимодействие с контроллерами МПЦ по интерфейсу RS-485;
• Контроль идентичности информации в каналах дублированной системы управления с целью выявления отказов дублированной структуры после контроллеров комплектов и гарантированное отключение устройств сопряжения при обнаружении несоответствия в передаваемой информации;
• Обеспечение безопасной конъюнкции сигналов в дублированной системе для реализации принципа управления «2 из 2»;
• Безопасный ввод информации о состоянии контролируемых объектов в дублированный контроллер МПЦ.

Каждый контроллер безопасного сопряжения может работать с 24 условными объектами управления и контроля МПЦ (в качестве условных объектов могут рассматриваться самые различные объекты централизации — стрелки, сигналы, рельсовые цепи, реле схем увязки и т.п.).

В зависимости от выполняемой функции (управление или контроль) контроллер безопасного сопряжения получает наименование

• Контроллеры управления КБС-У-24;
• Контроллеры контроля КБС-К-24;
• Контроллеры управления и контроля для светофоров КБС-УКС-12/12;
• Контроллеры управления и контроля для стрелочных электроприводов КБС-УКСТ-12/12;

В состав контроллеров безопасного сопряжения входят следующие элементы, объединенные кросс-платой:

• Дублированный безопасный контроллер — плата ДБК-24;
• Безопасное логическое устройство — плата БЛУ;
• Устройство безопасного ввода — УБВ-6;

Плата ДБК-24

Предназначена для реализации работы с интерфейсом RS-485 и контроля идентичности информации в каналах. В основе безопасности функционирования платы ДБК-24 заложен принцип использования двухканальной структуры, выраженный в наличии в составе устройства двух микроконтроллеров, формирующих дублированные динамические сигналы для управления 24 условными объектами по управлению или считывающих динамические сигналы, характеризующие состояние 24 условных объектов по контролю.

Плата БЛУ-6

Представляет собой 6 двухвходовых логических элементов «И» с несимметричным отказом. Предназначено для выполнения безопасной конъюнкции управляющих сигналов при управлении объектами в дублированной структуре МПЦ, что необходимо для реализации принципа управления «2 из 2».

Плата УБВ-6

Предназначена для реализации безопасного ввода информации о состоянии контролируемых объектов в каналы дублированной структуры МПЦ. Входными сигналами УБВ-6 являются постоянные напряжения. На плате УБВ-6 размещены 6 преобразователей безопасного ввода, представляющих собой электронные схемы с несимметричным отказом.

Силовые модули

Силовые модули относятся к устройствам сопряжения силового уровня и представлены в следующих видах:

• Силовой модуль СМ-С;
• Силовой модуль СМ-ЗП;
• Силовой модуль СМ-СТ;
• Контрольный модуль КМ-СТ;

Силовой модуль СМ-С

Предназначен для непосредственного управления одной светофорной лампой разрешающего показания светофора и осуществления контроля целостности нити указанной лампы. Преобразуют постоянное напряжение питания в переменное напряжение, необходимое для работы светофорной лампы, включенной через трансформатор.

Силовой модуль СМ-ЗП

Реализует непосредственное управление и контроль целостности нити для светофорной лампы запрещающего показания. Осуществляет коммутацию переменного напряжения 220В, используемого для питания ламп запрещающих показаний.

Силовой модуль СМ-СТ

Предназначен для непосредственного управления стрелочным приводом переменного тока. Преобразуют постоянное напряжение питания в переменное напряжение, необходимое для работы электродвигателя стрелочного привода.

Контрольный модуль КМ-СТ

Предназначен для контроля положения стрелочных переводов. По принципу действия аналогичны широко распространенным схемам контроля положения стрелки с диодным вентилем.

Совместное использование силового модуля СМ-СТ и контрольного модуля КМ-СТ позволяет реализовать пятипроводную схему управления стрелочным приводом переменного тока с разделенными рабочей и контрольной цепями. Одной из отличительных особенностей данной схемы управления стрелочными приводами является то, что в рабочей цепи отсутствуют контакты автопереключателя.

Исключение несоответствия информации

Для гарантированного отключения устройств сопряжения при обнаружении несоответствия в передаваемой по каналам информации используется бесконтактная схема отключения контроллеров безопасного сопряжения от интерфейса RS-485, чем предотвращается передача ложной информации в контроллеры МПЦ.

Повторное включение контроллеров безопасного сопряжения становится возможным только путем кратковременного нажатия кнопки «Запуск» обслуживающим персоналом после устранения причины нарушения нормальной работы системы.

Увязка с релейным интерфейсом

Характер и величина сигналов на входах-выходах контроллеров безопасного сопряжения (постоянные напряжения 24В) позволяет обеспечивать совместимость микропроцессорной централизации МПЦ МПК с релейными системами автоматики и дает возможность реализации релейного сопряжения с исполнительными объектами путем непосредственного подключения обмоток реле первого класса надежности к выходам КБС-У-24 или контактов реле к входам КБС-К-24.

Конструктивное решение

Вся аппаратура размещается в шкафы для электротехнического и электронного оборудования 19-дюймового стандарта, размещаемые в релейном помещении и обеспечивающие высокий уровень защиты аппаратуры от воздействия внешних факторов.

Вычислительные средства ЦВС МПЦ размещаются, как правило, в отдельном шкафу, который называется «головным».

В остальных шкафах размещаются устройства сопряжения с объектами. Для подключения кабельной сети станции используются кроссовые шкафы или стативы.