Управления технологическим оборудованием

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ УПРАВЛЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМ ОБОРУДОВАНИЕМ ЛИНИЙ МЕТРОПОЛИТЕНА

Метрополитен — надежный и удобный вид пассажирского транспорта. Его услугами ежедневно пользуются более 11 млн. человек в восьми городах нашей страны. Только один Московский метрополитен в утренние часы «пик» перевозит более 57% пассажиров города. В минувшем году метрополитены страны перевезли более 4 млрд. пассажиров.

Чтобы обеспечить такой объем перевозок, на некоторых линиях поезда следуют с интервалом 80 с, что составляет 45 поездов в час. Таких размеров движения мировая практика не знает.

В нынешней пятилетке география метрополитенов расширяется, увеличивается число линий и их протяженность. К концу пятилетки общая протяженность линий метрополитена превысит 450 км, а число станций достигнет 300. В нынешнем году войдет в строй первая линия метрополитена в Минске. Продолжается строительство метрополитенов в Свердловске, Куйбышеве и Днепропетровске; в Горьком и Новосибирске оно находится в завершающей стадии. Разрабатывается проектная документация на строительство метрополитенов в городах Алма-Ата, Одесса, Ростов-на-Дону, Пермь, Казань, Челябинск, Рига, Уфе, Омск, Донецк. В обозримой перспективе жители более чем 20 городов нашей страны будут пользоваться этим скоростным, удобным и надежным транспортом.

Метрополитен — сложное инженерное сооружение. Тоннели и станции, вестибюли и эскалаторы, электроподвижной состав и оборотные устройства, тяговые и понизительные подстанции, устройства автоматики и телемеханики, вентиляционные и санитарно-технические установки образуют единый органически связанный транспортный комплекс, осуществляющий непрерывный перевозочный процесс.

Качество эксплуатационной работы метрополитенов во многом зависит от правильно построенной и четко функционирующей системы управления этим процессом. В настоящее время в метрополитенах уже используются системы диспетчерского управления технологическим оборудованием линий, основанные на применении телемеханической аппаратуры различного типа.

Однако технические параметры этих систем не полностью удовлетворяют современным эксплуатационным требованиям. Телемеханическая аппаратура, имеющая значительные габариты, не обладает достаточным быстродействием при передаче информации. В этих системах применяется последовательный способ контроля объектов н представления информации, отсутствуют автоматический резерв и диагностика в случае отказа оборудования, ограничен круг решаемых задач, информация о технологических процессах представляется диспетчеру только для визуального контроля.

Кроме того, применяемые на метрополитене системы телемеханики управляют оборудованием только одного вида технологического процесса. В результате в настоящее время на линии используется столько систем телемеханики, сколько существует технологических процессов. К тому же значительные габариты оборудования систем телемеханики на центральном посту не позволяют диспетчерам одной линии работать в непосредственной близости друг от друга. Из-за этого снижается оперативность в решении задач по управлению перевозками, требующих совместного участия всех диспетчеров линии. Поэтому назрела необходимость качественно перестроить структуру и состав технических средств систем управления, применяемых на линии. Структурная схема системы управления технологическим оборудованием на линии метрополитена разработана на базе создаваемой интегрированной автоматизированной системы управления технологическими процессами пассажирских перевозок АСУТП-ПП. Система состоит из двух ступеней управления, традиционно сложившихся на метрополитенах,— центрального пункта управления линией и станционных постов централизации.

Первая ступень системы — центральный пункт управления линией (ЦПУ) предназначен для автоматизации диспетчерского управления всем технологическим оборудованием линии. Станционные посты централизации (СПЦ) служат для обмена информацией с ЦПУ, автоматического контроля и непосредственного автоматического управления каждым видом технологического оборудования линии метрополитена.

Главная задача первой ступени системы — ЦПУ — диспетчерское управление выполнением графика движения поездов — основного планового документа работы линии метрополитена. Для выполнения графика требуется четкая и надежная работа всего технологического оборудования, обеспечивающего пассажирские перевозки. Контроль и централизованное управление за работой оборудования в настоящее время выполняют диспетчеры соответствующих служб — поездной, электротяговой, эскалаторной и санитарно-технической, которые находятся в различных помещениях. Имеющиеся в распоряжении каждого из них средства телеуправления технологическим оборудованием отличаются друг от друга типами, техническими характеристиками, элементной базой, конструктивным исполнением и другими параметрами. Это ухудшает эксплуатационно-технические характеристики системы централизованного управления в целом.

В системе диспетчеры каждой службы оснащаются современной типовой унифицированной телемеханической аппаратурой типа РМОТ-02 (рабочее место оператора-технолога), серийно выпускаемой промышленностью. Эти устройства включены в диспетчерский пункт управления ЦПУ. На ЦПУ также установлена центральная ЭВМ типа СМ-2М, которая хранит в памяти графики движения и служит для автоматизированного управления движением поездов и устройств, расположенных на станционных постах централизации.

Рабочее место оператора-технолога РМОТ-02 имеет микро ЭВМ А135-1/3, два цветных графических дисплея для изображения мнемосхем и графиков, технологическую клавиатуру для ввода-вывода данных и устройство хранения суточной информации, а также вычислительный комплекс (ВК) СМ 1634.02 с микро ЭВМ СМ50/60.

Аппаратура РМОТ-02 каждого диспетчера соединяется с вычислительным комплексом через модули связи А723-7. В свою очередь ВК подключается к центральной ЭВМ линии через модуль связи А721-11 и стандартную аппаратуру передачи данных — модем ЕС8006 — по четырехпроводному телефонному каналу. Канал связи между диспетчерским пунктом управления линией и центральной ЭВМ организуется в случае, если они удалены друг от друга на значительное расстояние (более 3 км). Подобное размещение служебных помещений характерно для наиболее крупных, постоянно расширяющихся метрополитенов, где при вводе новых линий требуется место для установки дополнительного оперативно-диспетчерского оборудования.

Вторая ступень системы — СПЦ — содержит типовой терминальный вычислительный субкомплекс связи с объектом ТВСО-01. В комплект аппаратуры субкомплекса входят микро ЭВМ СМ50/60, оперативное запоминающее устройство ОЗУ емкостью 64 кбайт, постоянное запоминающее устройство ПЗУ емкостью 2 кбайт и набор функциональных модулей связи с объектом УСО. ТВСО-01 подключается через модули УСО к станционному технологическому оборудованию (датчикам, путевым реле, счетчикам электроэнергии, измерителям температуры, исполнительным реле и др.). К центральной управляющей ЭВМ ТВСО-01 подключается по каналу передачи данных, имеющему модуль связи АТ21-11 и типовую аппаратуру передачи данных (модем ЕС8006 и телефонную четырехпроводную линию).

Программные средства ТВСО-01 обладают широкими функциональными возможностями в решении задач АСУТП-ПП. Они обеспечивают ввод и обработку аналоговых сигналов, в частности, сигналов, содержащих данные о расходе электроэнергии на тяговых подстанциях.

При вводе информации от датчиков дискретных сигналов, а также число-импульсных сигналов, например, от датчиков типов АКП и ПКА, служащих для контроля числа пассажиров на входах и выходах станций, обеспечивается ввод информации в соответствии с заданным интервалом опроса. Информация запоминается в памяти и выдается в микро ЭВМ по ее инициативе для предварительной обработки. С помощью программных средств ТВСО-01 возможны также учет состояния исполнительных элементов, например, эскалаторных лент («включено» или «выключено»); дуплексная телемеханическая связь данного субкомплекса с центральной ЭВМ и автоматическая загрузка программ работы ТВСО-01 в его память при включении напряжения питания.

Станционный субкомплекс ТВСО- 01 обеспечивает под управлением загруженных программ решение целого ряда задач для различных технологических процессов. Для автоматического управления движением поездов по четкому и нечетному путям данной станции обеспечивается прием из центральной ЭВМ информации о плановом графике движения и ее хранение в памяти; вывод на станционные табло для машинистов данных об отклонении поездов от графика, ввод через модули А622-11 от путевых реле информации о местонахождении поездов на блок-участках перегона; ввод через модули А623-4 информации от напольного станционного шлейфа с постоянным шагом скрещивания о координате поезда на участке прицельного торможения, а также вычисление скорости поезда, его замедления и регулирование процесса прицельного торможения на станции; вывод через модули А641 -17 команд управления торможением поездов на станциях, а также включением и выключением тяговых двигателей поездов на перегонах и др.

Для автоматизации измерения и учета пассажиропотоков на линии данные вводятся в ТВСО-01 от датчиков АКП и ПКА о пассажиропотоках на входах, выходах и переходах станций, вычисляются параметры пассажиропотоков станции, ведется учет дневной выручки, передается информация на ЦПУ и т. д.

Для управления устройствами энергоснабжения осуществляются ввод через модули А623-4 и обработка информации от счетчиков расхода электроэнергии на силовых фидерах тягово-понизительных подстанций и вывод через модули А641-17 команд на реле управления силовыми агрегатами тяговых подстанций и др.

Обмен общесистемной информацией между ТВСО-01 и центральной ЭВМ выполняется через модули А721-И со скоростью 1200 или 2400 Бод, обеспечиваемой типовой аппаратурой передачи данных, например, типа ЕС8006 (ЕС8010).

Работа центральной ЭВМ типа СМ-2М организуется под управлением системного программного обеспечения и программ обработки информации от датчиков технологического оборудования. При этом ввод информации в СМ-2М обеспечивается по каналу передачи данных через модули А721-7 и аппаратуру передачи данных от станционных ТВСО-01, которые передают информацию о состоянии технологического оборудования и его параметрах.

Обработка полученных с линии от ТВСО-01 данных предусматривает проверку на соответствие графиковым, табличным и допустимым значениям. Выработка управляющих воздействий происходит при отклонении фактических параметров графика исполненного движения от заданных. Затем формируются управляющие команды и передаются вместе со значениями отклонений на СПЦ через модули А721-11 и аппаратуру передачи данных АПД.

В центральной ЭВМ предусматриваются также режимы формирования оперативной информации о текущем состоянии технологических процессов на линии и вывода этой информации по каналу передачи данных в аппаратуру РМОТ-02 диспетчеров линии.

Микро ЭВМ в соответствии с заданной программой обеспечивает отображение на экране одного из цветных графических дисплеев ЦГТ мнемосхемы участка технологического процесса, выбранного диспетчером для контроля с помощью клавиатуры технологического пульта. РМОТ-02 отображает изменения состояния технологического оборудования на мнемосхеме в соответствии с информацией, получаемой с центральной ЭВМ по каналу передачи данных, о текущем состоянии соответствующего технологического процесса.

На экране другого цветного графического дисплея отображается график изменения одного из параметров технологического процесса, выбранного диспетчером с помощью клавиатуры технологического пульта. Аппаратура РМОТ-02 обеспечивает хранение и обновление информации в памяти микро ЭВМ (оперативном запоминающем устройстве и магнитном диске) о текущем состоянии оборудования технологического процесса. В функциях РМ01-02 — автоматический вывод на экран графического дисплея информации об аварийном состоянии параметров технологического процесса (определенных при создании программного обеспечения РМОТ-02) с подачей диспетчеру звукового сигнала; обработка команд диспетчер», задаваемых с технологического пульта по вызову на экран ЦГТ соответствую-щей мнемосхемы участка, а также команд диспетчера по управлению технологическим оборудованием линии. Кроме того, обеспечивается вывод команд по каналу передачи данных (модуль А721-11 и АПД) в центральную ЭВМ; запись информации о текущем состоянии технологического процесса за истекшие сутки на магнитный диск для ее хранения; вывод параметров для контроля на печатающее устройство.

При создании АСУТП-ПП предъявляются повышенные требования к достоверности обработки и передачи информации, а также к надежности комплекса технических средств (КТС). Высокая достоверность информации достигается применением на всех стадиях функционирования АСУ программных и аппаратных средств контроля. В описываемой системе при вводе информации с датчиков станционный субкомплекс ТВСО-01 контролирует работоспособность устройств ввода информации и защищает ранее принятую информацию в случае потери работоспособности оборудования подсистемы ввода; контролирует принятую от датчиков информацию на достоверность; вводит поправки при изменении давления и температуры.

При обмене информацией между станционным ТВСО-01 и центральной ЭВМ, а также между РМС5Т-02 и центральной ЭВМ передаваемые по каналу связи через АПД блоки информации сопровождаются контрольными суммами, по которым на приемной стороне проверяется правильность принятой информации и при ошибочном приеме информация передается вновь.

На этапах логической обработки данных, хранения их в оперативной памяти ЭВМ, ТВСО-01 и РМОТ-02 достоверность информации контролируется аппаратными средствами. Возникающие в процессе функционирования системы случайные искажения не нарушают работу системы, так как совместные действия аппаратно-программных средств контроля своевременно обнаруживают искажения информации и восстанавливают ее достоверность повторением последнего этапа обработки.

Комплекс технических средств системы имеет высокую надежность, которая обеспечивается следующими факторами. КТС базируется на использовании средств вычислительной техники (СМ-2М, ТВСО-01, РМОТ-02) и других устройств (модемов, каналов связи), имеющих высокие параметры надежности. Здесь применено активное резервирование наиболее ответственных элементов структуры. В качестве центральной ЭВМ выбрана СМ-2М с двумя процессорами, работающими в режиме параллельной обработки информации. Для обмена данными станционного субкомплекса с центральной ЭВМ используется радиально-цепочная структура организации канала передачи данных (основной канал: ТВСО-01 — ЭВМ, вспомогательный канал: ТВСО-01 — ТВСО-01 — ЭВМ). На каждой станции устанавливаются два вычислительных терминала ТВСО-01, каждый из которых обслуживает один впередилежащий перегон линии. При отказе одного из ТВСО-01 его функции автоматически передаются второму ТВСО-01, имеющему для этого необходимые резервы памяти и вычислительной мощности. Надежность КТС повышается благодаря иерархическому принципу построения структуры, при котором в случае Отказа оборудования вышестоящего уровня реализация его функций (в усеченном варианте) возлагается на аппаратуру нижнего уровня.

Расчетные значения показателей надежности КТС таковы: вероятность безотказной работы равна 0,9В за 20 ч, а наработка на отказ составляет более 104 ч.

Звоните!
8(926)353-03-60