Автоматизированная система задачи и набора маршрута железнодорожной станции Караганда-Пассажирская

Содержание Обозначения и сокращения Введение 1 Общие сведения об объекте автоматизации 1.1Однониточный план станции Караганда – Пассажирская 1.2 Схема электрической централизации 1.2.1 Описание алгоритма маршрутного набор 1.2.2 Схема алгоритма отмены маршрута 1.2.3 Искусственная разделка маршрута 1.3 Технические требования к разрабатываемой микропроцессорной системе электрической централизации 1.4 Постановка задачи 2 Разработка микропроцессорной системы электрической централизации 2.1 Датчики входных сигналов 2.2 Исполнительные устройства 2.3 Принципы построения микропроцессорных систем централизаций 2.4 Разработка структурной схемы микропроцессорной системы 2.5 Выбор элементной базы 2.6 Проектирование шифратора кнопок 2.7 Разработка принципиальной схемы контроллера, регистров управления и контроля 3 Охрана труда 4 Промышленная экология 5 Экономические расчеты 5.1 Цель проекта и ее обоснование 5.2 Расчет капитальных вложений 5.3 Годовые эксплуатационные расходы 5.4 Эффективность от внедрения Заключение Список использованной литературы 6 7 8 8 8 14 17 19 19 23 24 24 24 30 32 32 37 37 39 46 49 49 49 50 52 54 55 7 Введение Железнодорожный транспорт имеет важное экономическое и стратегическое значение для Республики Казахстан. Большая часть грузов и пассажиров перевозится по железной дороге. Своевременная и безопасная доставка грузов и пассажиров до места назначения, сохранность верхнего строения пути и подвижного состава зависит от многих факторов, но в большей части от наличия и технического состояния устройств автоматики и телемеханики (АТ). Железные дороги Республики Казахстан оборудованы различными устройствами АТ, обеспечивающими безопасность движения поездов, увеличение пропускной способности железнодорожных линий, улучшение условий труда железнодорожников. Однако многие виды эксплуатируемых систем морально и физически устарели, длительное время не модернизировались, не заменялась элементная база. Существуют некоторые требования при разработке МПЦ и к электрическим централизациям в общем. Вот некоторые из них. Реализация параллельных процессов в управляющих вычислительных системах обеспечивается последовательной, конвейерной, матричной и мультипроцессорной обработкой информации. При последовательной обработке система имеет один процессор, в котором параллельные процессы обрабатываются фактически последовательно во времени (по очереди). При матричной обработке вычисления обеспечивает матрица процессорных элементов с общей системой управления. Мультипроцессорная обработка осуществляется множеством процессоров, имеющих общие шины и общую память для обмена информацией между собой. Второе требование – это обеспечение безопасности. Концепция безопасности МПЦ, которая используется в большинстве случаев, состоит в следующем: одиночные дефекты аппаратных и программных средств не должны приводить к опасным отказам устройств и должны обнаруживаться при рабочих или тестовых воздействиях не позднее, чем в системе возникает второй дефект. Более 70% протяженности железных дорог оборудованы устройствами, из которых порядка 60% – устаревших систем. Из общего количества эксплуатируемых стрелок, более 90% включены в электрическую централизацию, из которых 45% устаревших систем. Таким образом, эксплуатируемые устройства сигнализации и блокировки на 35-40% морально устарели, находятся за чертой срока годности, определяемых нормативными документами, не отвечают требованиям безопасности движения и соответствия техническим нормам, что вызывает необходимость интенсивной модернизации и реконструкции устройств, внедрение новой техники и передовой технологии. При этом встает вопрос выбора для внедрения наиболее приемлемых современных систем АТ. С развитием новейших технологий и микропроцессорной техники ставится 8 задача замены контактной системы электрической централизации на основу микро-ЭВМ, что довольно улучшит пропускную способность станции, безопасность установки маршрута, наибольшую безотказность системы. 9 1 Общие сведения об объекте автоматизации 1.1Однониточный план станции Караганда-Пассажирская Станция Караганда – Пассажирская является промежуточной станцией для приема и отправки пассажирских поездов и электропоездов, а также пропуска грузовых составов через станцию. Соблюдая стандарты габарита приближения строений, на станции расположено здание пассажирского вокзала и поста электрической централизации. Однониточный план станции отражает расположение путей, стрелок, поездных и маневровых светофоров с указанием их ординат относительно оси станции. Распределение назначения путей: 1п, 2п – главные (для приема и пропуска нечетных и четных поездов соответственно);4п, 6п, 8п, 10п, 12п – для приема пассажирских поездов и электропоездов к пассажирским платформам, а также 4п, 6п, 8п служат для приема сборных поездов и для разгрузки грузов. Всего на станции расположено 15 путей. Стрелок включенных в электрическую централизацию типа УЭЦ-М насчитывается 64, а светофоров 79 из них маневровых 53. Светофоры Н, Ч, Н1, Ч2 (К, З, 1Ж, 2Ж) и во всех красные огни выходных сигналов с боковых путей оборудованы 2-х нитевыми лампами. В 21 тупике установлен сброс-остряк для исключения выхода установленного в тупике состава и при этом создания враждебной ситуации. Из-за негабаритности установки предельных столбиков предусмотрены негабаритные изостыки. Светофоры Ч и Н является входными с перегона на станцию, соответственно по четному и нечетному направлению, и имеют по пять сигнальных ламп(красный, зеленый, лунно-белый два желтых огня).Светофоры ЧД и НД имеют по три сигнальных огня два желтых и красный. Н1, Н3, Н4, Н5, Н6, Н8, Н10, Н12, Ч2, Ч3,Ч4, Ч5, Ч6, Ч8, Ч10, Ч12 являются выходными для отправления состава со станции и имеют по четыре сигнальных показания – красный, желтый, зеленый и лунно-белый огни. Все маневровые светофоры содержат по две лампы с сигнальными показаниями лунно-белый и синий (разрешает или запрещает проведению маневров). 1.2 Схема электрической централизации На железнодорожной станции Караганда – Пассажирская применяют усовершенствованную электрическую централизацию УЭЦ-М с центральными зависимостями и центральным питанием. Система блочная, со штепсельным включением реле в блок, с использованием единой элементной базы для 10 наборной и исполнительной группы (малогабаритных реле РЭЛ). Наборная и исполнительная группы собирают на реле типа РЭЛ, ПЛ, ОЛ (от 9 до 12 шт.) В системе УЭЦ-М два типа наборных блоков и 10 исполнительных. Блок НПМ наборный поездного и маневрового светофоров. Блок содержит два комплекта аппаратуры, каждый из которых служит для управления блоками ВД и В или блоком М маневровых светофоров с пути, с участка пути за входным светофором. Блок содержит реле: 1КН, 2КН – кнопочные; 1В, 2В – конечные, 1ПВ, 2ПВ – поездные вспомогательные; 1РК ,2РК – повторители кнопок; 1ОП, 2ОП, 1ОП1, 2ОП1 – противоповторные реле. Блок НМ наборный маневрового светофора. Блок НМ содержит два комплекта аппаратуры, каждый из которых служит для управления блоком М одиночного маневрового светофора в горловине, светофора в створе, светофора с участка пути в горловине. Блок содержит реле: 1КН, 2КН кнопочные; 1АКН, 2АКН– автоматические кнопочные; 1РК, 2РК – повторители кнопок; 1ВП, 2ВП– вспомогательные промежуточные; 1МП, 2МП – противоповторные; 1ВКМ, 2ВКМ – вспомогательные конечные. Блок ВД управления поездным светофором (входным или выходным). Блок ВД является дополнительным к блоку В или В1и содержит реле: КС – контрольно-секционное; Н – начальное поездное; НМ – начальное маневровое; ОН– общее начальное; ВН – вспомогательное начальное; С, С1 – сигнальное поездное; З – замыкающее; СО – соответствия зеленого огня; ИП – известитель приближения ОТ, ОТ1 – отмены маршрута. Блок В управления поездным светофором. Блок В осуществляет зависимости по контролю и управлению поездным светофором при наличии пригласительного сигнала, мигающего показания, горения на светофоре более одной лампы. Блок содержит реле: С – сигнальное поездное; МС – сигнальное маневровое; О1, О2 – огневые реле; ЗС – реле зеленого огня; МГС – реле мигающей сигнализации; ПС – сигнальное реле пригласительного сигнала; ГМ – реле главного направления; СОЖ – реле соответствия желтого огня. Блок В1 управления поездным светофором. Блок В1 осуществляет зависимости по контролю и управлению поездным светофором с красным, желтым, зеленым и лунно-белым огнями и содержит аппаратуру исполнительной и наборной групп, а также реле: КН – кнопочное; В – конечное; ПВ – поездное вспомогательное; РК – повторитель кнопок; ОП – противоповторное; С – сигнальное поездное; МС – сигнальное маневровое, О – огневое; ЗС – реле зеленого огня. Блок М управления маневровым светофором. Блок М осуществляет зависимости по контролю и управлению маневровым светофором, за исключением светофоров из тупика. Блок содержит реле: КС, КС1 – контрольно-секционные; С – сигнальное; Н – начальное; КМ – конечное; З – замыкающее начало маршрута; СЗ – замыкающее конца маршрута; О – огневое; ОТ, ОТ1 – отмены маршрута; ИП – известитель приближения. Блок МТ управления маневровым светофором. Блок МТ осуществляет 11 зависимости по контролю и управлению маневровым светофором из тупика и содержит аппаратуру исполнительной и наборной групп. Блок содержит реле КН– кнопочное; РК – повторитель кнопки; МП – противоповторное; ВКМ –вспомогательное конечное; КС, КС1 – контрольно-секционные; С – сигнальное; Н – начальное; З – замыкающее; О – огневое; ОТ – отмены маршрута. Блок П приемоотправочного пути. Блок П осуществляет контроль состояния пути, контроль вступления поезда на маршрут и исключает враждебные маршруты на путь. Блок содержит реле: П – повторитель путевого; 1КС, 2КС – контрольно-секционные; 1И, 2И – исключающие; 1КМ,2КМконечные маневровые; РЦК – реле контроля рельсовой цепи; ПКО, ПКО1 – конечные поездные отмены маршрутов; ОКС – общий повторитель контрольно-секционных реле. Блок УСП изолированного участка в горловине станции. Блок УСП осуществляет зависимости по контролю состояния, замыканию и размыканию изолированной секции в маршруте. Блок содержит реле: 1М, 2М – маршрутное; З, З1– замыкающие; 1КС, 2КС – контрольно-секционные; П, П1 – повторители путевого реле; РИ – искусственной разделки; И – индикации; БИ – снятия контроля изоляции; МП – медленно действующий на возбуждение повторитель путевого реле. Дополнительный блок СПД  2 изолированного участка. Блок СПД  2 содержит два комплекта аппаратуры, каждый из которых является дополнением к блоку УСП. Блок содержит реле 11Р, 12Р, 21Р, 22Р – разделки; 1ВП, 2ВП – вспомогательные путевые; 1РЦК, 2РЦК – контроля рельсовой цепи; Д – дополнительных функций. Стрелочный С коммутационный блок. Блок С осуществляет коммутацию схем в соответствии с установленным маршрутом, выдает команды на перевод стрелок от маршрутного набора и содержит аппаратуру исполнительной и наборной групп. Блок содержит реле: ПК – плюсовое контрольное; МК – минусовое контрольное; ПКП – плюсовое контроля поляризованных якорей пусковых и контрольных реле стрелок; МКП – тоже минусовое; ВЗ – вреза стрелки; СТК– контроля стрелки; ПУ, МУ – плюсовое и минусовое управляющие; УК – угловое реле. Блок ПИ извещения на переезд. Блок ПИ устанавливают на каждый путь, пересекаемый переездом по плану станции. Блок содержит реле: 1КС ,2КС – контрольно-секционные; ОС, ОС1 – открытия светофора; ПИ, КПИ – извещения; МКПИ, ВКПИ – вспомогательные реле извещения; ПЗ – замыкающие; 1Н, 2Н – направления. Полную схему наборной группы составляют из четырех цепей межблочных соединений: включения кнопчных реле КН (111 цепь); автоматических кнопочных реле АКН (112 цепь), реле АКН устанавливают во всех блоках НМ; управляющих стрелочных реле ПУ, МУ, которые устанавливают в блоках С исполнительной группы (113 цепь); начальных реле Н схемы соответствия (114 цепь). Цепи реле направлений собирают в виде отдельной схемы на каждую