Разработка проекта микропроцессорной системы "ДЦ-ЮГ с РКП" для участка железной дороги

Расчет загрузки поездного диспетчера, таблицы сигналов ТУ и ТС. Составление схем размещения аппаратуры, сопряжения аппаратуры РКП и ЭЦ по управлению и по контролю, реализации ответственных команд. Пример кодирования команды ТУ, нечетный сквозной пропуск.

Рубрика Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника
Вид курсовая работа
Язык русский
Дата добавления 24.01.2012
Размер файла 293,6 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

1 Характеристика участка железной дороги и расчет загрузки поездного диспетчера

2 Схема размещения аппаратуры «ДЦ-ЮГ с РКП» на участке

3 Характеристика промежуточной станции

4 Таблицы сигналов ТУ и ТС

5 Локальная сеть контролируемого пункта

6 Схема сопряжения аппаратуры РКП и ЭЦ по управлению

7 Схема сопряжения аппаратуры РКП и ЭЦ по контролю

8 Схемы реализация ответственных команд

9 Кодирование сигналов ТУ

Заключение

ВВЕДЕНИЕ

Функции управления железнодорожным транспортом заключаются в реализации различных технологических процессов. Как известно основным технологическим процессом на железнодорожном транспорте является перевозка грузов или пассажиров. Реализация этого технологического процесса возможна в рамках системы централизованного контроля и управления при помощи средств СЦБ и связи. Управление движением в такой системе осуществляет поездной диспетчер, используя устройства диспетчерской централизации (ДЦ), повышающие производительность труда, снижающие эксплуатационные расходы, повышающие безопасность движения поездов.

В настоящее время практически все существующие релейные системы ДЦ заменены более современными микропроцессорными системами. Это вызвано наличием ряда преимуществ микропроцессорных систем ДЦ по сравнению с релейными:

- наличие памяти в микропроцессорных системах дает возможность сохранять в ней график исполненного движения поездов (ГИД), хранить информацию о действиях, произведенных диспетчером, о состоянии устройств ДЦ и т. д.;

- наличие и легкий доступ к справочной информации (сведения об опозданиях поездов, например);

- простота обслуживания и самоконтроль;

- экономия фонда заработной платы за счет меньшего количества обслуживающего персонала;

- возможность получения дополнительной информации о процессе перевозок (количество поездов на участке, их номера и т.д.);

Целью курсового проекта является получение навыков проектирования микропроцессорных систем ДЦ для участка железной дороги на примере системы «ДЦ-ЮГ с РКП».

1 ХАРАКТЕРИСТИКА УЧАСТКА ЖЕЛЕЗНОЙ ДОРОГИ И РАСЧЕТ ЗАГРУЗКИ ПОЕЗДНОГО ДИСПЕТЧЕРА

Схема участка железной дороги показана на рисунке 1. На заданном участке расположено 38 станции, из них тупиковых - 3, крупных - 7, промежуточных - 28. Доля станций с продольной схемой путевого развития 40%. Участок однопутный с электрической тягой переменного тока. ЦУП расположен на удалении от участка железной дороги. Станции участка оборудованы ЭЦ, перегоны - устройствами автоблокировки (АБ), переезды устройствами автоматической переездной сигнализации (АПС).

микропроцессорный диспетчер железный дорога

Рисунок 1 - Схема участка железной дороги

Характеристики заданного участка железной дороги:

- размеры движения поездов на участке - 40 пар / сутки;

- на станциях участка производятся маневровые работы. Среднее время маневров на одной стации - 5 мин.

Для определения количества поездных диспетчеров (ДНЦ) на участке и зоны управления каждым из них производится расчет загрузки поездного диспетчера поездной и маневровой работой.

Рассчитаем время загрузки ДНЦ по формуле:

Tз = Tзп + Tзм,

где Tп - время загрузки ДНЦ поездной работой;

Tм - время загрузки ДНЦ маневровой работой.

Время загрузки ДНЦ поездной работой определим по формуле:

Tзп = 1,15•П•(К•С + 0,1•(С - 1) + 0,3•Г + 0,17•СА) + 170,

где П - количество поездов за смену на участке, П = 40;

К - коэффициент, учитывающий путевое развитие участка, К = 0,6;

С - количество станций на участке, С = 38;

СА - количество станций на участке на автономном управлении, СА = 7;

Г - количество горловин станций на участке, управляемых ДНЦ.

170 - время (в минутах) на технологические перерывы в работе ДНЦ.

Рассчитаем количество горловин станций на участке, управляемых ДНЦ по формуле:

Г = (2 + Кпр) * (С - СА) - СТ,

где Кпр - доля станций с продольной схемой путевого развития, Кпр = 0,4;

СТ - количество тупиковых станций на участке, СТ = 3.

Подставляя известные значения в формулу для расчета количества горловин станций на участке, управляемых ДНЦ, получим:

Г = (2 + 0,4) * (38 - 7) - 3 = 71,4 горловин.

Время загрузки ДНЦ поездной работой составит:

Tзп = 1,15 * 40 * (0,6 * 38 + 0,1 * (38 - 1) + 0,3 * 69,0 + 0,17 * 7) + 170 = 2429 мин.

Время загрузки ДНЦ маневровой работой определим по формуле:

Tзм = tМср•(С - СА),

где tМср - среднее время маневров на одной станции, tМср = 5 мин.

Tм = 5•(38 - 7) = 155 мин.

Итак, загрузки поездного диспетчера:

Tз = 2429 + 155 = 2584 мин.

Определим относительную загрузку ДНЦ, то есть долю времени, которую ДНЦ занят организацией движения, пользуясь формулой

,

где Т - сменный бюджет рабочего времени, мин.

.

Количество ДНЦ определяем с учетом того, что для одного ДНЦ допускается относительная загрузка - 90%. Т.к. значение превышает величину , то один поездной диспетчер не справится с требуемым объемом работ. В этом случае следует определить количество ДНЦ (Nднц) на участке по формуле:

Подставляя известные данные, получим:

.

Округляя это значение до целого числа в большую сторону, получим чел.

Таким образом, на заданном участке железной дороги необходимо организовать 6 диспетчерских кругов. Распределение диспетчерских кругов между ДНЦ на заданном участке показано на рисунке 2.

Рисунок 2 - Распределение диспетчерских кругов между ДНЦ на заданном участке

2 СХЕМА РАЗМЕЩЕНИЯ АППАРАТУРЫ «ДЦ-ЮГ С РКП» НА УЧАСТКЕ (ДЛЯ ОДНОГО ДИСПЕТЧЕРСКОГО КРУГА ДНЦ-2)

Структура размещения двухуровневая. Элементом верхнего уровня является пункт управления (ПУ). В состав аппаратуры пункта управления входят: АРМ ДНЦ, АРМ ШН.

В состав АРМ ШН входит приемо-передающая аппаратура, а для каждого диспетчерского круга аппаратура основного и резервного каналов. Кроме того, в состав АРМ ШН входит сервер для создания и хранения баз данных и приемо-передающая аппаратура для связи с АСОУП.

АРМ ДНЦ и АРМ ШН объединены в локальную сеть. К локальной сети подключено также АРМ ДНЦО. Элементами нижнего уровня системы «ДЦ ЮГ с РКП» являются контролируемые пункты (КП). КП устанавливаются непосредственно на станциях. В состав аппаратуры КП входят блоки видов: РКП-ТУ, РКП-ТС. Блоки РКП-ТУ, РКП-ТС - блоки телеуправления и телесигнализации, обеспечивающие сопряжение аппаратуры «ДЦ-ЮГ с РКП» на КП с устройствами ЭЦ.

РКП-Ц - центральный блок управления контролируемыми пунктами, обеспечивающие взаимодействие КП с ПУ и соседними КП.

РКП-ТУ - предназначено для включения управляющих реле по командам телеуправления поездного диспетчера. Один блок РКП-ТУ позволяет включать до 8 управляющих реле.

РКП-ТС - предназначен для ввода контролируемых сигналов. Один блок РКП-ТС позволяет вводить до 20 сигналов ТС.

В качестве каналов связи применяются физические линии и высокочастотные каналы. Так как на данном участке диспетчерские круги 1, 2, 4, 5, 7 и 8 находятся на удалении от центра управления перевозками (ЦУП), то связь с ними мы организуем по высокочастотным каналам связи. Связь с другими кругами будет организована по кабельным линиям связи. Также по высокочастотной линии связи всегда формируется резервный канал.

Структура линий связи между ПУ и КП называется двойное кольцо. При такой структуре ПУ взаимодействует с блоками РКПЦ по основному каналу связи через основные комплекты управляющей аппаратуры. Модемы КП выполняют роль усилительных пунктов.

При выходе из строя основного комплекта КП производится его отключение, и блок РКП-Ц переключается на резервный комплект. Резервный комплект постоянно находится в режиме горячего резервирования, то есть взаимодействует с ТУ-ТС. При выходе из строя обоих комплектов КП переключается в режим транзитного пропуска сообщений, с выдачей на ПУ сигнала об отказе. При одиночном обрыве линии связи организуется два полукольца по основному и резервному каналам связи.

3 ХАРАКТЕРИСТИКА ПРОМЕЖУТОЧНОЙ СТАНЦИИ

Схематический план промежуточной станции показан на рисунке 3.

Станция имеет 3 приемоотправочных пути. Все пути обезличенные. Станция оборудована устройствами ЭЦ. В централизацию включено 6 стрелок и 12 светофоров. Стрелочные электроприводы - электроприводы переменного тока, пяти проводной схемой управления.

Система ЭЦ предусматривает раздельный перевод стрелок.

4 ТАБЛИЦЫ СИГНАЛОВ ТУ И ТС

Таблица сигналов - основные документы необходимые для проектирования систем ДЦ. Перечень сигналов ТУ и ТС, реализация которых необходима, определяется заказчиком.

В курсовом проекте необходимо реализовать следующие команды ТУ.

Таблица 1

Обозначение

Расшифровка

Для ЭЦ с раздельным переводом стрелок и открытием сигналов

ДП, ДМ

Поездной, маневровый маршрут

* К

Включение кнопочного реле *

УП, УМ

Перевод стрелки в плюсовое, минусовое положение

1, 2,...

Номер стрелки

Для ЭЦ с маршрутным набором

МН(Ч)П *

Маршрут нечетного (четного) приема на * путь

МН(Ч)О *

Маршрут нечетного (четного) отправления с * пути

ММ *

Маршрут маневровый по светофору М *

М * - * *

Маршрут передачи с пути * на путь * *

СН(Ч)П, СН(Ч)О

Открыть сигнал нечетного (четного) приема, отправления

СЗН(Ч)П, СЗН(Ч)О

Закрыть сигнал нечетного (четного) приема, отправления

СМН(Ч)П, СМН(Ч)О

Открыть маневровый сигнал нечетного (четного) приема, отправления

* П, * М

Перевод стрелки * в плюсовое, минусовое положение

Для всех ЭЦ

* С

Открыть сигнал *

* ЗС

Закрыть сигнал *

М * С

Открыть маневровый сигнал М *

М * ЗС

Закрыть маневровый сигнал М *

ОГ

Отмена групповая

ОНМ

Отмена набора маршрута

* РИ

Искусственное размыкание (разделка) секции *

ГРИ

Разделка искусственная групповая

ГЗИ

Групповое замыкание искусственное

АДН, АДЧ

Включение автодействия светофоров в нечетном и четном направлениях

ОАДН, ОАДЧ

Отключение автодействия светофоров в нечетном и четном направлениях

ВАН, ВАЧ, ВАЦ

Вызов акустический в нечетной, четной, центральной горловине

ВТ

Вызов к телефону

ГС, ОГС

Включение, отключение громкоговорящей связи

РС, ОРС

Включение, отключение радиосвязи

ВСН, ОСН или ДСН, ОДСН

Включение, отключение режима двойного снижения напряжения

ДЕНЬ, НОЧЬ

Установка режима сигналов «ДЕНЬ-НОЧЬ»

РСВ, АСВ

Ручное, автоматическое переключение режима сигналов

СУ, ОСУ

Передача, отмена передачи станции на сезонное управление

РОН, РОЧ

Разрешение на отправление в нечетном, четном направлении

ОРОН, ОРОЧ

Отмена разрешения на отправление в нечетном, четном направлении

НСН, ЧСН

Смена направления движения на нечетном, четном перегоне

ВУ

Вспомогательное управление

ЭО, ОЭО

Включение, отмена включения электрообогрева стрелочных электроприводов

МУ *, ОМУ *

Передача, отмена передачи стрелки * на местное управление

МУН, МУЧ, МУЦ

Передача на местное управление нечетной, четной, центральной горловины

ОМУН, ОМУЧ, ОМУЦ

Отмена передачи на местное управление нечетной, четной центральной горловины

ПИ, ОПИ

Извещение, отмена извещения на переезд

НРМ, ЧРМ

Нечетное, четное разрешение монтерам пути

НОРМ, ЧОРМ

Отмена нечетного, четного разрешения монтерам пути

НЗРМ, ЧЗРМ

Нечетный, четный запрет монтерам пути

НОРМ, ЧОРМ

Отмена нечетного, четного запрета монтерам пути

ДГА, ОДГА

Включение, отмена включения резервной электростанции

АУМН, АУМЧ

Включение автоматической установки маршрутов нечетных, четных

ОАУМН, ОАУМЧ

Отмена автоматической установки маршрутов нечетных, четных

При оборудовании прилегающих перегонов устройствами АБТЦ

НЗП, ЧЗП

Замыкание перегона нечетного, четного

НРП, ЧРП

Размыкание перегона нечетного, четного

НРУУ, ЧРУУ

Размыкание участка удаления нечетного, четного

Таблица сигналов ТС (табл. 2) заполняется следующим образом. В первом столбце указываются номера сигналов ТС - от 1 до 20 (один блок РКП-ТС рассчитан на подключение 20 сигналов ТС). Во втором и третьем столбцах указываются номера выводов (контактов) блоков РКП-ТС, к которым будут подключены контакты соответствующих контрольных реле. В последующих столбцах записываются названия сигналов (наименования контрольных реле) с указанием номеров блоков РКП-ТС и их адресов на стативах ЭЦ (в табл. 2 адреса блоков РКП-ТС на стативах не указаны).

Перечень сокращений команд ТС, использованных в табл. 2.

Таблица 2

Обозначение

Расшифровка

КС *

Контроль открытия поездного сигнала *

К * ПС

Контроль горения пригласительного сигнала на светофоре *

КСМ *

Контроль открытия маневрового сигнала *

К * П, К * М

Контроль плюсового, минусового положения стрелки *

КСП *

Контроль свободности стрелочной секции *

К * П

Контроль свободности бесстрелочной секции *

КП *

Контроль свободности приемоотправочного пути *

КЗ *

Контроль замыкания секции *

КУП1Н(Ч), КУП2Н(Ч)

Контроль нечетных (четных) участков удаления/приближения на однопутном участке

КУУ1(2)Н(Ч), КУП1(2)Н(Ч)

Контроль нечетных (четных) участков удаления/приближения на двухпутном участке

КТ *

Контроль свободности блок-участка *

КГРИ

Контроль групповой искусственной разделки

КРИ *

Контроль искусственной разделки секции *

КНИ * , КЧИ *

Контроль исключающих реле

КОПМ, КОММ

Контроль отмены поездного, маневрового маршрута

КРОН, КРОЧ

Контроль разрешения на отправление нечетного, четного

КДСН

Контроль двойного снижения напряжения

КВТ, КВА *

Контроль вызова к телефону, вызова акустического в * горловине

КГС, КРС

Контроль включения громкоговорящей связи, радиосвязи

КДЕНЬ, КНОЧЬ

Контроль дневного, ночного режима питания ламп светофоров

КВУ, КРУ, КСУ

Контроль включения режима вспомогательного, резервного, сезонного управления

КВСУ

Контроль восприятия станцией сезонного управления

КЭО

Контроль электрообогрева стрелочных приводов

К * О

Контроль огневого реле светофора *

КАОТУ

Контроль аварийного реле АОТУ

КСА

Контроль вспомогательного перевода стрелок

КПМН(Ч)

Контроль поездного маршрута нечетного (четного)

КММН(Ч)

Контроль маневрового маршрута нечетного (четного)

КМ *

Контроль маршрута *

КОГ

Контроль отмены групповой

КАДН, КАДЧ

Контроль автодействия нечетного, четного

КНСН, КЧСН

Контроль направления движения на перегоне

КНКП, КЧКП

Контроль занятости перегона

КВЗ

Контроль взреза стрелок

КУКСН, КУКСЧ

Контроль УКСПС нечетного, четного перегона

КПП

Контроль перегорания предохранителей

КА

Контроль аварии на станции

КНА, КЧА

Контроль аварии в релейном шкафу входного светофора нечетного, четного

КАПН, КАПЧ

Контроль аварии на нечетном, четном перегоне

КСЗ

Контроль срабатывания сигнализаторов заземления

КФ1, КФ2

Контроль напряжения питания в первом, втором фидере

КРБ

Контроль напряжения батареи

КЛН, КЛЧ и КЛНМ, КЛЧМ

Контроль лучевых реле путевых и местных элементов рельсовых цепей нечетной, четной горловины

КПС

Контроль рабочих цепей стрелок

К *

Контроль ответственной команды *

КАУМН(Ч)

Контроль автоматической установки маршрутов нечетных, четных

Перечень ответственных команд ТУ для промежуточной станции приведен в таблице 3.

Таблица 3

1

2

3

4

1

АСНН

АСНЧ

СННП

СНЧП

2

СННО

СНЧО

ОИП

ПРИ

3

РРИ

ПЗИ

РЗИ

ОЗИ

4

ПСА

РСА

резерв

резерв

5 ЛОКАЛЬНАЯ СЕТЬ КОНТРОЛИРУЕМОГО ПУНКТА

Локальная сеть контролируемого пункта объединяет все блоки РКП-ТУ и РКП-ТС с РКП-Ц. Структура локальной сети контролируемого пункта показана на рисунке 4.

Рисунок 4 - Структура локальной сети контролируемого пункта

6 СХЕМА СОПРЯЖЕНИЯ АППАРАТУРЫ РКП И ЭЦ ПО УПРАВЛЕНИЮ

Схема сопряжения по управлению составлена на основании таблицы сигналов ТУ, где определены выводы блоков РКП ТУ, к которым должны подключаться контакты соответствующие контрольным реле.

Схема сопряжения аппаратуры РКП и ЭЦ по управлению показана на рисунке 5.

7 СХЕМА СОПРЯЖЕНИЯ АППАРАТУРЫ РКП И ЭЦ ПО КОНТРОЛЮ

Схема сопряжения по контролю составлена на основании таблицы сигналов ТС, где определены выводы блоков РКП ТС, к которым должны подключаться контакты соответствующие контрольным реле. Схема сопряжения аппаратуры РКП и ЭЦ по контролю показана на рисунке 6.

Контакты контрольных реле объединены в группы по 5 контактов, имеющие общие полюса питания «+» и «-». На контакты 1 и 4 подаётся напряжение питания блока + 24 В, к контактам 2 и 3 подключаются линии связи 1 и 2. Контакты контрольных реле изображены в соответствии с их нормальным состоянием.

8 СХЕМЫ РЕАЛИЗАЦИЯ ОТВЕТСТВЕННЫХ КОМАНД

Реализация ответственных команд ДЦ-ЮГ с РКП функционирует в трех режимах: основном, вспомогательном и аварийном. В основном режиме процессом перевозок управляет поездной диспетчер. Это режим нормальной работы устройств СЦБ. При повреждении устройств СЦБ реализуется вспомогательный режим. В этом режиме у диспетчера возникает необходимость задания ответственных команд ТУ. По воздействию на схему ЭЦ ответственные команды эквивалентны нажатию запломбированных кнопок или кнопок со счетчиками на пульте ДСП. Аварийный режим используется при выходе из строя устройств ДЦ либо линии связи. В это время станция переводится на резервное управление. В основном и аварийном режимах безопасность обеспечивается устройствами ЭЦ, а во вспомогательном - командами ТУ, т.е. схемами ДЦ.

Перед посылкой ответственной команды ДНЦ должен выяснить причины нарушения нормальной работы устройств СЦБ. Если ДНЦ считает, что посылка ответственной команды необходима, то он должен согласовать свои действия с ДНЦО. ДНЦ согласует с ДНЦО тип ответственной команды и станцию назначения. Если и ДНЦО считает выполнение ответственной команды в данной ситуации уместным, то далее они одновременно вводят нужную ответственную команду, причем команда от ДНЦ и команда от ДНЦО передаются по разным каналам связи.

Схемы реализации ответственных команд изображены на рисунке 7.

Блок РКП-ОТУ (рис. 7, а) включает 4 из 8 реле. Контакты реле К1.1 и К1.8, К1.2 и К8.2 образуют матрицу. К выходам матрицы подключаются реле К9.1-К15.1 и К9.2-К15.2 (рис. 7, б). Цепь возбуждения проходит через тыловые контакты всех реле. Тем самым проверяется обесточенное состояние этих реле при отсутствии реализации ответственной команды. В случае если хотя бы одно из этих реле находится под током, реле АОТУ (аварийное реле) с замедлением в 10 с. обесточится и в результате этого реализация ответственных команд станет невозможна.

Для реализации ответственных команд служит релейная матрица, образованная контактами реле 9.1 - 12.1, 9.2 - 12.2 (рис. 7, в). Управляющее реле включается при включении одного из реле 9.1 - 12.1 и 9.2 - 12.2.

9 КОДИРОВАНИЕ СИГНАЛОВ ТУ

В системе ДЦ-ЮГ с РКП сообщения, передаваемые по каналам связи, имеют вид, показанный на рисунке 10.

Рисунок 8 - Структура сообщения в системе ДЦ-ЮГ с РКП

Сигнал ТУ в системе ДЦ-ЮГ с РКП имеет следующий состав:

- С - поле управления данными (1 байт);

- А - поле адреса (1 байт);

- TL - поле типа и длины кадра (1 байт);

- В - тело команды (от 1 до 8 байт);

- D - код команды (1 байт);

- СRC - контрольная сумма (2 байта).

В соответствии с заданием на курсовой проект нам необходимо закодировать сообщение ТУ, нечетный сквозной прпуск. Оно сформировано в пункте управления на нулевом комплекте и отправлено на контролируемый пункт №25 также на нулевой комплект. В соответствии с этим заполняем поле управления данными, т.е. биты 6 и 4 будут иметь значение логической единицы, а биты 7 и 5 будут равны 0. Это сообщение будем считать первым, поэтому биты счетчика 1, 2, 3 будут равны нулю, а бит 0 равен 1.

Далее заполняем поле адреса. Так как задана команда ТУ, то в бите 7 мы имеем 1. В соответствии с номером комплекта на ПУ и КП бит 6 и 5 равны 0. Далее в двоичном коде записываем номер КП в биты 0, 1, 2, 3 и 4. В поле типа и длины кадра мы имеем, биты 7, 6, 5, 4 определяющие тип сообщения и биты 0, 1, 2 и 3 определяющие количество байт содержащихся в теле. Для команды ТУ биты 7, 6, 5 равны 0, а бит 4 равен 1. В биты 0, 1, 2 и 3 записываем в двоичном коде количество байт в теле кадра, оно равно 3, так как при заполнении тела команды мы вносим код номера и состояния стрелки и далее непосредственно код команды. После тела кадра идет контрольная сумма, необходимая для проверки правильности сообщения ТУ.

Сформированное сообщение ТУ представлено на рисунке 11.

Рисунок 9 - Сообщение ТУ в системе ДЦ-ЮГ с РКП

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В курсовом проекте была спроектирована микропроцессорная система «ДЦ-ЮГ с РКП» для участка железной дороги. Был произведен расчет загрузки поездного диспетчера, составлена схемы размещения аппаратуры «ДЦ-ЮГ с РКП» на участке, сопряжения аппаратуры РКП и ЭЦ по управлению и по контролю, реализации ответственных команд, составлены таблицы сигналов ТУ и ТС, а также рассмотрен пример кодирования команды ТУ, нечетный сквозной пропуск.

Размещено на Allbest.ru


Подобные документы

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.