Мікропроцесорна техніка

Мікропроцесорна система гіркового централізації  Північної гірки станції Красний  Лиман Донецької залізниці   

Автор: С.В. Мальцев, В. Н. Хоменко (ТОВ «НВП «Залізничавтоматика»)

Описано основні виконувані функції і особливості реалізації мікропроцесорної системи гіркового централізації (МП ГАЦ), що реалізується на Північній гірці станції Красний Лиман Донецької залізниці. 
 
В даний час на більшості сортувальних гірок Україні використовується релейна система гіркового автоматичної централізації (ГАЦ). Однією з основних задач у розвитку залізничного транспорту є створення МП ГАЦ з подальшою інтеграцією в АСУ сортувальними станціями (АСУ СС).

На даний момент ведуться роботи по впровадженню МП ГАЦ  на Північній гірці станції Красний  Лиман Донецької залізниці. Пусконалагоджувальні роботи намічені на 2007 р. Північна гірка станції Красний Лиман має два шляхи насування, два шляхи розпуску. Сортувальний парк має 32 шляхи для накопичення сформованих складів. Шляхи сортувального парку об’єднані в шість пучків. Одночасний розпуск відчепів проводиться тільки по одному з шляхів насування. Керівником зміни є маневровий диспетчер, якому оперативно підпорядковані: черговий по гірці, оператори, бригади маневрових локомотивів, укладачі.

Розробником системи  є науково-виробниче підприємство «Залізничавтоматика» (м. Харків), яке виконує повний комплекс робіт від проектування до введення в експлуатацію мікропроцесорних систем залізничної автоматики (мікропроцесорна централізація стрілок і сигналів станцій магістрального промислового призначення, диспетчерська централізація, автоматична переїзна сигналізація та ін .)

У даній системі  все логічні функції гіркового  централізації виконуються апаратними та програмними засобами промислових  комп’ютерів і ПЛК, а безпосередній  зв’язок з підлоговим обладнанням виконується за існуючими типовими схемами управління і контролю. Підлогові пристрої, до яких відносяться швидкостеміри, далекоміри, весомери, датчики зайнятості шляхів, підключаються безпосередньо до ПЛК за допомогою перетворювачів сигналів-модулів вводу / виводу. Система має високу безпеку і відмовостійкість і побудована таким чином, щоб порушення в її роботі не приводило до небезпечного відмови. Мікропроцесорна гіркова централізація побудована з використанням серійно випускаються технічних засобів з відкритими протоколами передачі даних.

Система МП ГАЦ  виконує такі функції:

• переклад стрілок по маршруту скочування відчепів;
• контроль заповнення колій сортувального парку;
• автоматичне протоколювання ходу ТП;
• зв’язок з АСУ СС;
• контроль стану пристроїв сигналізації, централізації і блокування (СЦБ);
• контроль працездатності підлогового і постового обладнання;
• ведення архіву процесу розпуску і можливість перегляду архівних даних протягом 30 днів;
• фіксація та видача оперативному персоналу інформації про дроблення і нагону відчепів;
• формування протоколу виконаного розпуску.

Управління пристроями здійснюється черговим по гірці з  поста № 1 і операторами гірки, які знаходяться на постах № 2-7. На всіх постах встановлюються пульти управління з вбудованими графічними терміналами, призначеними для контролю процесу розпуску, діагностики пристроїв та отримання сервісної інформації.

На посту № 1 є АРМи чергового по гірці (АРМ  ДСПГ) і електромеханіка (АРМ ШН), що об’єднуються з системою і шафами управління за допомогою електронного комутатора. АРМи (промислові ЕОМ) служать для діалогу з оператором і дозволяють отримати повне і однозначне відображення ситуації на місцезнаходження відчепів за подорожнім розвитку, стані контрольованих об’єктів в графічному і кольоровому режимах для прийняття оперативних рішень з управління процесом розпуску.

Управління процесом розпуску здійснюється в маршрутному, програмному, а в  перспективі автоматичному режимах. При необхідності черговий гірки і оператори мають можливість у ручному режимі переводити стрілки рукоятками на пультах управління. У маршрутному режимі завдання маршруту прямування відчепу здійснюється черговим по гірці індивідуально по кожному відчепу.

У програмному режимі існує  можливість завдання маршрутів кожному  відчепу насуваємо складу. В автоматичному  режимі сортувальний лист приходить  з АСУ СС в АРМ ДСПГ і обробляється при необхідності черговим по гірці. Після закінчення розформування складу видається на друк протокол розпуску, який формується автоматично. На рис. 1 наведено графічне зображення АРМ ШН. Поле екрану АРМа складається з рядка стану і поля відеограми гірки.

Рядок стану АРМ ШН містить  інформацію про станцію, системному час, дату, а також ряд розкривних меню, що відображають стан підлогових пристроїв та архіву. Меню «ПЛК» містить діагностичну інформацію про стан контролера у формі відеокадрів, в кольоровому режимі відображають справний / несправний стан модулів вводу / виводу, джерел живлення, центрального процесора.

При розкритті меню «Стрілки» з’являється вікно (рис. 2), що містить інформацію про всі стрілках: положення, режим управління, вільність / зайнятість стрілочної ділянки, а також час перекладу. Меню «Світлофори» дозволяє отримати інформацію про стан і справність кожного світлофора. Таким же чином електромеханік контролює роботу швидкостемірів, далекомірів, точкових датчиків проходу вагонів і вагонних уповільнювачів 1 … 3 гальмівних позицій.

Меню «Архів» містить  інформацію за останні 30 діб роботи системи. Зручний інтерфейс і  докладна діагностична інформація дозволяють електромеханіку швидко усунути несправність.

На моніторах автоматизованих  робочих місць чергового по гірці  та електромеханіка зображено колійний розвиток сортувальної гірки, підлогові  об’єкти і ряд контрольних  індикаторів, що відображають режим функціонування ГАЦ, стан низки контрольованих реле, а також блоку накопичувача. На відміну від мікропроцесорних систем пам’ять релейних систем обмежена.

У пам’яті МП ГАЦ Північної  гірки станції Красний Лиман  одночасно можуть зберігатися дані для всіх відчепів складу. Індикатор накопичувача знаходиться в правому верхньому кутку поля відеограми гірки.

Крім стандартних функцій  гіркового централізації МП ГАЦ  дозволяє більш  вагони, які слідували по маршрутах, що-ефективно відстежувати «чужаки»  не відповідає завданням з одночасною видачею інформації на друк. Також є можливість відстежувати завдання з головним, пучковим і розділовим стрільцям одночасно за допомогою осередку-індикатора у кожної стрілки.

На відміну від релейних систем МП ГАЦ дозволяє реалізувати функції: контролю заповнення шляхів, фактичної швидкості відчепів на кожній гальмовій позиції, часу переведення стрілки і тиску в повітряній магістралі сповільнювача; визначення ваги відчепу.

У перспективі планується реалізувати завдання фіксованих швидкостей виходу відчепів з гальмівної позиції.

У нижній частині поля відеограми гірки розташована область несправностей  системи, підлогових і постових пристроїв  з видачею мовних повідомлень.

Графічне зображення автоматизованого робочого місця чергового по гірці в чому аналогічно АРМ ШН. Відмінності полягають у тому, що черговому по гірці не потрібно обсяг діагностичної інформації, що приводиться в розкривних меню. Тому рядок стану АРМ ДСПГ містить інформацію тільки про сортировочном аркуші, часу доби, дати, а також архів. Відеограма станції на моніторі чергового по гірці містить інформацію про режим роботи ГАЦ, накопичувачі, пристроях контролю головного зони (СКУ), а також режим роботи пристрою друку.

Функції гіркового централізації  реалізуються на мікропроцесорних пристроях відповідно до принципів типових рішень для проектування гіркових виконавчих пристроїв МГ-47 і МГ-48. В якості мікропроцесорних пристроїв гіркового централізації використовуються ПЛК фірми Schneider Electric, що відрізняються високою надійністю, продуктивністю і успішно функціонують на залізницях Укрзалізниці та в КП «Київський метрополітен». Релейне обладнання та блоки встановлюються на типових стативах з кросової системою монтажу. ПЛК розміщуються в шафах управління (ШУ). У ШУ-1 і ШУ-2 розміщені ПЛК серії Quantum, що виконують обробку вхідних сигналів, логіку гіркового централізації, управління вихідними ланцюгами. У ШУ-3 встановлюються ПЛК серії Momentum, що виконують збір інформації з швидкостемірів, далекомірів, точкових датчиків і передачу її в ШУ-1 і графічні термінали пультів управління. Інформація на АРМ чергового по гірці та електромеханіка СЦБ приходить з ШУ-1.

Для програмування ПЛК  використовується програмна середа Concept розробки Schneider Electric, яка підтримує  мови програмування Міжнародного стандарту IEC 61131-3. Програмне забезпечення МП ГАЦ являє собою блокову структуру функціональних програмних блоків.

В якості інформаційних каналів  передачі даних використовуються промислові мережі Modbus TCP / IP і Modbus Plus. Виробами, що підтримують Modbus Plus, є контролери та мережеві адаптери. Шина мережі складається з кручений пари екранованого кабелю, який проходить по магістралі між двома послідовними вузлами. Вузли підключаються до кабелю за допомогою відгалужувачів, контролери Quantum – безпосередньо до кабелю шини мережі через спеціалізований комунікаційний порт Modbus Plus. Для підвищення швидкодії системи на кожен пост виділяється окрема мережа Modbus Plus з відповідними контролерами в ШУ-3. У мережу Modbus TCP / IP підключаються ШУ і АРМи.

Впровадження мікропроцесорної системи гіркового централізації  дозволить значно підвищити якість управління ТП, переробну спроможність гірки за рахунок високоефективної обробки, видачі необхідної інформації та обміну даними з іншими АСУ.