Обоснование безопасности периферийного устройства связи с релейной частью системы

Программное управление модулями на МДВВ осуществляет СБС. Аппаратной платформой СБС является модуль МК, описание которого представлено в Доказательстве безопасности,

Обоснование безопасности периферийного устройства связи с релейной частью системы

Курсовой проект

Радиоэлектроника

Другие курсовые по предмету

Радиоэлектроника

Сдать работу со 100% гаранией

Курсовая работа

Обоснование безопасности периферийного устройства связи с релейной частью системы

Содержание

Список сокращений

1. Назначение и принципы построения периферийного устройства связи с релейной частью системы

2. Блок УСО

2.1 Модули сбора информации

2.2 Модули выходных усилителей

3. Блок УБКО

4. Особенности программного цикла ПУ

4.1 Сбор и обработка контрольной информации

4.2 Вывод управляющих сигналов

5. Концепция обеспечения безопасности ПУ УВК РА

6. Доказательство работоспособности ПУ

7. Доказательство безопасности ПУ УВК РА

7.1 Независимость отказов в структурно – резервированных каналах ПУ

7.2 Диагностика работоспособности ПУ и переход в защитное состояние

7.2.1 Диагностика и защитное состояние периферийных модулей

7.2.2 Диагностика СБС и переход СБС в защитное состояние

7.2.3 Переход ПУ в защитное состояние при появлении отказов или сбоев

7.3 Интенсивность потока опасных и защитных отказов ПУ

7.4 Защищенность периферийного устройства от опасных отказов

8. Характеристика средств испытаний

9. Подтверждение безопасности, результаты испытаний и экспертизы

10. Выводы по доказательству безопасности ПУ

Литература

периферийный связь усилитель сигнал

Список сокращений

БД – база данных технологических программ (ГТСС), адаптируется для каждой конкретной станции при неизменных (типовых) ТП;

БНС – безопасное необратимое состояние;

БС – блок связи;

БУБКО – блок устройства безопасного контроля;

БУСО – блок устройства связи с объектом управления;

БЦПУ - блок центрального постового устройства УВК РА;

ДПП – модуль двухпортовой памяти;

ДЧБД – динамическая часть базы данных

КБ – контрольный байт данных;

МБКО – модуль безопасного контроля и отключения;

МВУ – модуль выходных усилителей;

МДВВ – магистраль дискретного ввода/вывода;

МПЦ – микропроцессорная централизация;

МСИ – модуль сбора информации;

МСП – модуль связи с периферией;

МОЗУ – модуль оперативного запоминающего устройства;

ОЗУ – оперативное запоминающее устройство;

ОС ЖРВ – операционная система жесткого реального времени;

ОУ – объект управления;

ППП – пакет поддержки платформы (для ОС ЖРВ);

ПСК – программная система контроля;

ПУ – периферийное устройство;

РМ ДСП – рабочее место дежурного по станции;

СБС – субблок связи;

СПО ЦПУ – системное программное обеспечение ЦПУ;

СЦПУ – субблок центрального постового устройства;

ТП – технологические программы (прикладные программы);

ТС – таблица состояний;

УВК РА – управляющий вычислительный комплекс;

УС – узел связи;

УСП – узел связи с периферией;

ЦПУ – центральное постовое устройство;

Flash – постоянное запоминающее устройство.


1. Назначение и принципы построения периферийного устройства связи с релейной частью системы

Периферийное устройство связи с релейной частью системы (ПУ) обеспечивает сопряжение БЦПУ с объектами низовой и локальной автоматики станций и перегонов. В УВК РА может использоваться до четырех ПУ.

Укрупненная структурная схема ПУ представлена в Доказательстве безопасности часть 1 на рис.2.

Состав и взаимодействие блоков ПУ представлен в схеме (рис.1).

ПУ представляет собой трехканальное микропроцессорное устройство, каждый канал которого содержит СБС, УСО и УБКО. ПУ может работать в трехканальном режиме или в двухканальном режиме при выходе из строя одного любого канала ПУ.

СБС, модули УСО (МВУ и МСИ) и модуль питания (МИП) в каждом канале устанавливаются на параллельную магистраль дискретного ввода-вывода (МДВВ).

Программное управление модулями на МДВВ осуществляет СБС. Аппаратной платформой СБС является модуль МК, описание которого представлено в Доказательстве безопасности, часть 2. МК реализует функции СБС при загрузке в него исполняемого файла ЖРГА.00028-04 92 01, входящего в комплекс ЖРГА.00028-04 «ПО УСО».

Субблоки СБС в рамках блока БС имеют одно и тоже программное обеспечение и взаимодействуют между собой при гальваническом разделении, обеспечивая «мягкую» синхронизацию и обмен контрольной, управляющей и диагностической информацией. При «мягкой» синхронизации команды, реализующие одинаковые программы в различных СБС, выполняются не одновременно. Поэтому последствия внешних электромагнитных воздействий в различных каналах независимы и различны.

Это позволяет формировать результирующие данные по мажоритарному принципу при функционировании 3-х каналов и по сравнению при функционировании 2-х каналов.

Субблоки СБС взаимодействуют с соответствующими субблоками СЦПУ по интерфейсу RS-422. Инициаторами взаимодействия являются СЦПУ.

Одноименные входы МСИ по трем каналам монтажно объединены, также объединены и одноименные выходы МВУ. Это связано с отсутствием резервирования источников информации и исполнительных органов. Возможность такого объединения обеспечивается независимостью отказов в различных каналах.

Программное управление модулями МБКО осуществляется тремя (или любыми двумя) каналами ПУ по результатам анализа состояния выходов МВУ.

Питающее напряжение для сигналов на выходах МВУ формируется каждым модулем МБКО только в случае появления импульсов управления от своего канала и от хотя бы одного другого канала.


2. Блок УСО

Блок УСО (БУСО) представляет собой пассивное трехканальное устройство с внутриканальным и межканальным контролем. Программное управление БУСО осуществляет БС.

В состав БУСО входят:

модули сбора информации (МСИ);

модули выходных усилителей (МВУ);

источник питания МИП (аналогичный МИП из БЦПУ)

В одном шкафу комплекса может размещаться до 18 триад модулей МСИ и МВУ при следующих ограничениях: максимальное количество триад МСИ – 17, максимальное количество триад МВУ - 9.

2.1 Модули сбора информации

Модули МСИ предназначены для сбора дискретной информации (контрольной информации – КИ) о состоянии управляемого объекта. Сбор информации осуществляется с «тройниковых» контактов реле – датчиков.

Каждый МСИ содержит ключи групповой коммутации питания 56 тыловых и 56 фронтовых контактов, а также 56 гальванически развязанных входов, соединенных с переключающими контактами. Данные, получаемые МСИ при подачи сигналов к фронтовым контактам – сигналов 1-го направления, инверсны данным, получаемым при подачи сигналов к тыловым контактам – сигналов 2-го направления (при исправном МСИ и отсутствии дребезга контактов), что позволяет осуществить контроль сбора информации на основе использования парафазного кодирования. В целях обеспечения безопасности и безотказности каждый выход датчика подключается к входам трех модулей МСИ, расположенных в разных каналах БУСО.

На рисунке 2 представлена структурная схема приема данных, где

H, L – транзисторные ключи, с помощью которых осуществляется выработка сигналов направлений опроса датчиков (H1 и L1 – первое направление, H2 и L2 – второе направление);

X1 ̧ X56 – входы МСИ, предназначенные для сбора данных о состоянии датчиков ОУ;

RG0....RG6 – входные регистры;

ДС – контакты датчика состояния ОУ.

Из схемы видно, что на ключах 1-го направления и 2-го направления реализуются мажоритарные функции, т.е. два канала из трех могут обеспечить прием КИ.

Наличие электрических цепей «обратных связей» в каждом МСИ позволяет на программном уровне осуществлять контроль работоспособности транзисторных ключей направлений, контролировать состояние сигналов направлений.

2.2 Модули выходных усилителей

Модули МВУ предназначены для формирования сигналов, обеспечивающих включение или отключение обмоток управляющих реле ОУ. Кроме того, в МВУ формируются импульсные сигналы управления для модулей МБКО в БУБКО. Общее количество выходных сигналов управления обмотками реле в одном МВУ – 48, количество выходов управления МБКО – 3.

Схема формирования выходного сигнала и защиты от импульсных помех МВУ представлена на рисунке 3.

Транзистор Т1 получает питание от одного из модулей МБКО, и используется как ключевой элемент для формирования сигнала на выходе МВУ.

В точке «А» осуществляется объединение по принципу монтажного ИЛИ одноименных выходов МВУ, каждый из которых принадлежит одному из каналов. Такое соединение позволяет обеспечить отказоустойчивую работу по управляющим выходам.

Разделительный диод D1 служит для разделения цепи формирования управляющего сигнала данного модуля (соответственно, обратной связи ОС) от цепей формирования управляющих сигналов модулей других каналов, объединенных в точке «А» (соответственно, обратной связи ОСО). Посредством анализа сигналов в цепях ОС и ОСО осуществляется контроль состояния цепи управления и идентификация МВУ при «пробое» выходного элемента.

Защитный стабилитрон D2 предназначен для защиты выхода МВУ от импульсных помех, а также от выброса отрицательной полярности при работе на индуктивную нагрузку (обмотку реле Р).

Рисунок 3 – Схема формирования выходного сигнала и защиты от импульсных помех МВУ.

3. Блок УБКО

Блок УБКО представляет собой специализированные источники питания выходных каскадов модулей МВУ и обеспечивает отключение питания по результатам контроля состояния управляющих выходов БУСО. В состав блока УБКО входят модули безопасного контроля и отключения питания (МБКО).

В каждом модуле МБКО имеется устройство, формирующее напряжение питания

Похожие работы

1 2 3 4 5 > >>