Принципы обеспечения безопасности в разрабатываемой системе
В данной курсовой работе необходимо разработать модуль управления станционным светофором системы микропроцессорной централизации стрелок и сигналов. Осуществлять управления двухнитевыми лампами мощность до 15 Вт. Так же спроектировать трехканальную межпроцессорную систему с сильными связями.
Безопасность в разрабатываемой системе обеспечивается программным обеспечением, а так же за счет использования трехканальной системы с сильными связями.
К разрабатываемому программному обеспечению предъявляются высокие требования по безопасности. Это связанно с тем, что любая ошибка в программном обеспечении в виду идентичности каналов будет одинаково искажать работу этих каналов и не обнаружится контрольными средствами. Соответственно увеличиваются затраты на разработку ПО.
Описание структурной схемы и поведения системы при отказах
Структурная схема управления станционным светофором приведена на рисунке 2.1.
Входные данные вводятся в вычислительные каналы (ВК) одновременно через блок ММС. Каналы выполняют обработку входной информации и вырабатывают выходные воздействия СВi, которые через безопасные мажорирующие элементы БМЭi поступают на объект управления. Синхронизация каналов выполнена по тактам. Все каналы тактируются одной трехканальной схемой синхронизации СС. При поступлении тактовых импульсов СС1, СС2, СС3 вычислительные каналы выполняют один такт и ожидают поступления следующего. В это время с шин данных снимается контрольная информация ВКxy (где x – номер канала отправителя, y – номер канала получателя) и подаются безопасную схему сравнения БСС, которая реализована внутри ПЛИС. БСС сравнивают контрольную информацию собственного канала с аналогичной информацией других каналов. При совпадении данных будут выработаны динамические сигналы 
подтверждающие работоспособности ВК, которые обрабатываются по схеме «ИЛИ» (реализовано внутри ПЛИС). Исходя из этого формируются парафазные сигналы С1 и С2, поступающие на БСО. В случае обнаружения расхождения значений контрольных сигналов БСС прекращают формирование сигналов 
. Если искажения контрольной информации произошло, например, в ВК1, то схемы сравнения этого канала зафиксируют отклонение и прекратят формирование сигналов подтверждения 
и 
(внутри ПЛИС), следовательно нарушится парафазность сигналов С1 и С2. В этом случае БСО выполнит блокировку ВК1 в защитном состоянии [3].
|
|
|
Кроме того отклонения зафиксируют и схемы сравнения других ВК2 и ВК3, которые также прекратят формирование сигналов и . Но схемы сравнения этих каналов дальше будут продолжать генерирование сигналов 
и 
(внутри ПЛИС), парафазность сигналов С1 и С2 для этих каналов не нарушится, поэтому ВК2 и ВК3 будут функционировать в штатном режиме.
|
|
|
Контроль исправности нити ламп светофора контролирует схема, описание которой представлено в пункте 3.2. При поступлении сигналов управления с ПЛИС исправность нити лампы светофора в горячем состоянии контролируется благодаря динамическому характеру парафазных сигналов на выходах 1, 2, 3, 4, 5, 6 (схема представлена в пункте 3.3). Контроль лампы будет подан на соответствующую ножку ПЛИС.
Рисунок 2.1 – Структурная схема управления станционным светофором
Необходимая безопасность при неисправной работе одного или нескольких каналов контролируется БМЭ. Сигнал на выходе мажоритарного элемента определяется большинством входных сигналов. Следовательно неисправность одного канала не повлечет за собой включения лампы без команды.
Сравнение контрольной информации реализовано внутри ПЛИС. Сравнение происходит последовательно в каждом такте от внешнего генератора. На сравнение выбрана информация, отвечающая за текущее состояние лампы светофора. В случае несовпадения контрольной информации безопасная схема отключения (БСО) остановит работу неисправного ВК до тех пор, пока информация не станет идентичной. Это возможно благодаря БСО, в качестве которой использована схема фиксирующего элемента с постоянным перезапуском, подключенного последовательно с одновибратором, представленная в пункте 3.2. В нормальном режиме формирование парафазных тактовых импульсов, которые управляют БСО происходит внутри ПЛИС. Благодаря такой структуре обеспечивается безопасное управление объектом.
|
|
|
3 Разработка принципиальных электрических схем
В состав разрабатываемого модуля управления станционным светофором входят три идентичные платы вычислительного канала, представленные в приложении А, шесть идентичных плат безопасного мажорирующего устройства, представленные в приложении Б, трехканальный тактовый генератор, реле 1-го класса надежности и кнопка с автоматическим размыканием.
Дата добавления: 2019-02-22; просмотров: 275; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!