Технологические алгоритмы электрической централизации
Алгоритмическое описание электрической централизации должно обеспечивать ее функциональную безопасность U = {Uk}, k = 1, 2,…7 (см. раздел 2.1.5) при выполнении всех технологических операций по движению поездов и маневровой работе на станции.
В основу разработки алгоритмов положен системный принцип «сверху—вниз», т. е. от общих проблем к конкретным деталям. Это объясняется тем, что даже для относительно простых систем ЭЦ трудно разработать алгоритм, охватывающий все детали их функционирования. Поэтому целесообразно разрабатывать алгоритмы, имевшие разные последовательные уровни детализации. При разработке устройств на релейно-контактных элементах можно выделить два основных уровня детализации: концептуальную и функциональную блок-схемы алгоритма. При разработке систем, использующих вычислительную технику, необходимо к описанным добавить третий уровень – структурную схему машинных команд.
Концептуальная блок-схема алгоритма содержит общие положения (требования), показывающие, что именно должно быть сделано. Она разрабатывается в виде связанного набора крупных модулей, определяющих принцип действия системы ЭЦ или ее отдельного устройства. Функциональная блок-схема алгоритма показывает, как должна быть выполнена система. Эта схема представляет собой детализацию модулей концептуальной схемы, причем степень такой детализации также может быть различной в зависимости от требуемой точности. Структурная схема алгоритма – это детальная схема, представляющая собой указатель для кодирования команд в выбранном вычислительном комплексе.
|
|
|
Обычно используется графическое представление алгоритмов в виде блок-схем, на которых все выполняемые операции подразделяются на функциональные и логические. Кроме того, каждый алгоритм должен иметь операторы «Начало» и «Конец», а для частей общего алгоритма – операторы «Вход» и «Выход». Функциональные операторы < ФО > осуществляют непосредственное преобразование информации, логические операторы < ЛО > определяют направление выполнения операторов алгоритма. На схеме < ФО > изображаются в виде прямоугольника с одним входом и одним выходом. Внутри прямоугольника записывается краткая характеристика действия данного < ФО > на языке, близком к естественному. Логические операторы < ЛО > изображаются ромбом, внутри которого также записывается его характеристика; < ЛО > имеют один вход и два выхода, на линиях которых записывается «Да», когда условие выполняется, и «Нет», если условие не выполняется.
В качестве примера рассмотрим детализацию фрагмента функциональной блок-схемы алгоритма (рис. 2.3, а) выключения замыкающего реле (оператор < ФО2 >) при срабатывании сигнального реле I каскада < ФО1 > в ЭЦ промежуточных станций. На втором уровне детализации (рис. 2.3, б) операторами < ФО11 > … < ФО11 > и < ФО21 > … < ФО23 > учитываются коммутация тока в обмотках реле, а также работа их контактных систем. Если необходимо, например при моделировании схемы, учесть временные параметры реле, то дальнейшая детализация (рис. 2.3, в) предусматривает посредством < ЛО12 > ввод временной задержки (включение таймера), и, следовательно, выполнение на ЭВМ очередного оператора < ФО13 > с требуемой выдержкой времени. Так как реле З выключается тыловым контактом реле С, то можно предусмотреть проверку фактического выключения реле З (рис. 2.3, г), что отражается оператором < ЛО3 >.
|
|
|
С учетом требований к управлению технологическим процессом движения поездов можно указать четыре основных алгоритма функционирования систем ЭЦ: установки маршрута, размыкания маршрута при движении поезда, отмены маршрута и его искусственной разделки. В алгоритм установки маршрута в качестве составных частей должны быть включены алгоритмы маршрутного набора и управления напольными объектами.
|
|
|
Концептуальная блок-схема алгоритма (рис. 2.4), отражающая принцип действия любой из схем управления стрелочными электроприводами (СЭП) (см. гл. 1) содержит < ЛО3 >, проверяющий условия безопасности движения (УБД) U1 в соответствии с формулой (2.19), а также < ФО4 > … < ФО6 >, реализующие составные алгоритмы управляющей, рабочей и контрольной цепей.
В отличие от концептуальной блок-схемы алгоритма функциональная блок-схема СЭП (рис. 2.5) отражает работу только одной реальной схемы – двухпроводной с центральным питанием в блочном исполнении. Операторы < 2 > … < 4 > проверяют условие U1, < 5 > … < 8 > отображают органы управления, < 9 > … < 15 > – управляющую цепь, < 17 > … < 26 > – рабочую цепь, а операторы < 27 > … < 37 > – контрольную цепь.
Для повышения безопасности функционирования схемы в алгоритм управляющей цепи введен оператор < ЛО13 >, проверяющий фактическое выключение контрольного реле при переводе стрелки. В реальной схеме такая проверка не выполняется, хотя реле ОК отключается тыловыми контактами реле НПС, которые не относятся к контактам I класса надежности.
Концептуальная блок-схема алгоритма маршрутного набора (рис. 2.6) блочной маршрутно-релейной централизации предусматривает задание основного маршрута нажатием на пульте управления начальной (i = 1) и конечной (j = k = 2) кнопок. При этом определяется < ФО4 > начало маршрута, его вид (поездной или маневровый) и направление передвижения (четное или нечетное). Далее определяется трасса основного маршрута < ФО5 >, а после нажатия конечной кнопки < ФО6 > – конец маршрута < ФО8 >. После перевода стрелок < ФО9 > по отдельному алгоритму устанавливается маршрут < ФО11 > и выключается маршрутный набор. Вариантные маршруты задаются при нажатии трех кнопок и более. В этом случае вторая кнопка (i = 2 = k) является вариантной, поэтому определяется часть вариантного маршрута < ФО13 >, и стрелки переводятся по трассе задаваемого маршрута между начальной и вариантной кнопками. Далее благодаря < ФО14 > меняются номера кнопок (i = 2, j = 3), поэтому при нажатии кнопки j переводятся стрелки между второй и третьей кнопками по циклу, образованному операторами < ФО6 >, < ФО7 >, < ФО13 >, < ФО9 >, < ФО10 >, < ФО14 >. Этот цикл существует до тех пор, пока кнопка j не станет конечной (j = k), что приведет через операторы < ФО6 >…< ФО12 > к установке маршрута и отключению маршрутного набора.
|
|
|
В современных системах ЭЦ используется четырехкаскадный принцип построения электрических схем задания маршрутов. Поэтому в концептуальной БСА установки маршрутов (рис. 2.7) эти каскады отображаются операторами < ФО6 >…< ФО10 >. В первом каскаде благодаря < ЛО5 > проверяется выполнение условия U2 в соответствии с формулой (2.20), т. е. проверяется возможность установки данного маршрута. Если условие U2 выполняется, то включается сигнальное (контрольно-секционное) реле I каскада < ФО6 >. Во II каскаде < ФО7 > стрелки замыкаются, т. е. исключается возможность перевода стрелок по трассе задаваемого маршрута и установка враждебных маршрутов. В III каскаде оператором < ЛО8 > проверяется выполнение условия U3 [формула (2.21)], что дает возможность включения сигнального реле < ФО9 >. В IV каскаде на светофоре включается разрешающее сигнальное показание < ФО9 >, а оператором < ЛО11 > контролируется соответствие сигнальных показаний светофора Инструкции по сигнализации на железных дорогах Российской Федерации [условие U4, формула (2.22)].
Нарушение условий U2 или U3 при закрытом светофоре < ЛО13 > приводит к невозможности установки маршрута < ФО14 >, а если условие U2, U3 или U4 нарушается при открытом светофоре в заданном маршруте, то светофор автоматически закрывается < ФО12 >. Это достигается циклом, образуемым операторами < ФО5 >…< ФО11 >.
В концептуальной БСА работы устройств ЭЦ при движении поезда по трассе маршрута (рис. 2.8) операторами < ФО3 > и < ФО5 > отображаются виды замыкания маршрутов (предварительное и окончательное). Это зависит от состояния участка приближения (< ЛО2 > и < ФО4 >). Если участок приближения был занят до установки маршрута, то окончательное замыкание происходит при открытии светофора < ЛО2, Нет > , минуя стадию предварительного замыкания. Момент закрытия светофора < ФО8 > зависит от вида реализуемого маршрута. Если был задан поездной маршрут < ЛО7, Да >, то светофор закрывается при вступлении поезда на первую секцию маршрута. При реализации маневрового маршрута < ЛО7, Нет > перекрытие светофора на запрещающее показание происходит при освобождении участка приближения < ЛО9, Да > или, если участок приближения остался занятым < ЛО9, Нет >, при освобождении первой секции за светофором < ЛО10, Да >.
По мере продвижения поезда по маршруту происходит его секционное или маршрутное размыкание. Способ размыкания маршрута < ФО11 > зависит от конкретной системы ЭЦ и отображается в функциональной схеме алгоритма. Правильное выполнение алгоритма размыкания фиксируется < ЛО12 > [условие U5, формула (2.23)], в противном случае < ЛО12, Нет > размыкание маршрута отсутствует < ФО14 >.
Включение режима отмены (рис. 2.9, а) предварительно или окончательно замкнутого маршрута возможно, если поезд не проследовал за светофор, что отображается оператором < ЛО2 >. При проезде светофора < ЛО2, Нет > отмена маршрута невозможна < ФО8 >.
Такой проверки не требуется при искусственной разделке секций (рис. 2.9, б), так как этот режим должен выполняться при неисправностях рельсовых цепей. Алгоритмы отмены маршрутов и искусственной разделки секций < ФО5 > специфичны для различных систем ЭЦ и отображаются в функциональных схемах алгоритма. Правильное выполнение указанных алгоритмов контролируется операторами < ЛО6 > в соответствии с формулами (2.24) и (2.25), иначе < ЛО6, Нет > отмены маршрутов и искусственного размыкания секций не происходит < ФО8 >.
Нарушение условий функциональной безопасности (U = {Uk}, k = 1, 2,…7) электрической централизации может привести к последствиям, опасным для движения поездов. Поэтому построение релейных систем ЭЦ выполняется в соответствии с концепцией безопасности [2.14, 2.15], которая представляет собой совокупность следующих положений:
1) правильный выбор исходного состояния реле, приводящий к защитному отказу при возникновении неисправностей;
2) в цепях релейных устройств, обеспечивающих безопасность движения поездов, должны, как правило, использоваться фронтовые контакты реле 1 класса надежности;
3) при использовании в цепях, обеспечивающих безопасность движения поездов, тыловых контактов реле 1 класса надежности и любых контактов реле более низкого класса надежности их исправная работа должна контролироваться при нормальном функционировании устройств;
4) реле, исполнительные и контрольные элементы и устройства, имеющие внешние (воздушные или кабельные) линии связи, должны иметь двухполюсное (многополюсное) отключение от источников электропитания (принцип последовательного резервирования элементов);
5) любые неисправности элементов электрических схем СЖАТ, вероятность которых выше вероятности опасного отказа реле 1 класса надежности, должны приводить к защитному отказу.
Для реализации приведенной концепции безопасности используется принцип безопасного кодирования внутренних состояний релейной ЭЦ [2.14], который ниже иллюстрируется графом переходов.
Дата добавления: 2018-11-24; просмотров: 693; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!