MIC Presentation

Artykuły :: Transport :: Materiały konferencyjne

MODEL SYMULATORA PRZEKAŹNIKOWYCH URZĄDZEŃ STEROWANIA RUCHEM KOLEJOWYM Jerzy Mikulski,Jakub Młyńczak,Łukasz Faber

2006-07-27 15:36:45

W artykule przedstawiono koncepcję testowania nowobudowanych urządzeń srk z pulpitem komputerowym, oraz wykorzystanie symulatora pulpitu komputerowego do celów szkoleniowych personelu obsługi

1. WSTĘP
W technice kolejowej, a szczególnie w dziedzinie sterowania ruchem kolejowym, dąży się do uzyskania prostoty, funkcjonalności i niezawodności urządzeń, których sprawna praca ma zapewnić bezpieczeństwo ruchu kolejowego.

Wiele urządzeń przekaźnikowych ma za sobą długie lata eksploatacji, dlatego pulpity kostkowe, w które je wyposażono, wymagają generalnych remontów lub częstych napraw, przez co ich utrzymanie staje się bardzo kosztowne.
Szybki rozwój komputeryzacji spowodował, że obecnie w każdej dziedzinie życia w tym także w sterowaniu ruchem kolejowym komputer stał się nieodzowny. Okazuje się, że również w systemach przekaźnikowych istnieje możliwość zainstalowania pulpitów komputerowych do sterowania tymi urządzeniami.
W przypadku zamiany dotychczasowego pulpitu kostkowego na pulpit komputerowy również konieczne staje się szkolenie z zakresu obsługi nowych urządzeń przez personel kolejowy. W celu zapewnienia bardziej efektywnego szkolenia niezbędnym staje się stworzenie symulatora pulpitu komputerowego. Dzięki niemu pracownikom kolejowym umożliwi się szkolenie na symulatorze, który stworzony jest dla stacji, na której później pracownicy będą obsługiwać urządzenia. Takie rozwiązanie pozwoli na zaznajomienie się przez personel z podstawowymi funkcjami i zasadami obsługi nowego urządzenia.

Do ogromnych zalet pulpitów komputerowych należy zaliczyć przede wszystkim możliwość sprawdzania pewnych zależności dzięki specjalnemu oprogramowaniu diagnostycznemu.

2. TESTOWANIE I FUNKCJONALNE SPRAWDZENIE URZĄDZEŃ
Testowanie systemu ma na celu [x]:
- uzyskanie pełnej funkcjonalności urządzeń poprzez realizację wszystkich funkcji sterujących z pulpitu komputerowego;
- sprawdzenie działania systemu z pulpitu komputerowego według tablicy zależności;
- sprawdzenie działania diagnostyki i rejestracji na zgodność z DTR.

Przed rozpoczęciem prac rozruchowych zabudowanych urządzeń należy przygotować dokumentacje rozruchową. Składowe dokumentacji rozruchowej przedstawiono na rysunku 1.

Rys. 1. Dokumentacja rozruchowa [14].

Testy funkcjonalne wykonuje się sprawdzając zgodność procesów, które opisano w dokumentacji rozruchowej z rzeczywistą pracą urządzeń.
Po zakończeniu montaĹźu następuje etap prĂłb i funkcjonalnego sprawdzania urządzeń srk przy sterowaniu z pulpitu komputerowego; proces ten nazywa się „wewnętrznym uruchamianiem”. Na rysunku 2 przedstawiono etapy procesu testowania pulpitu komputerowego.

Rys. 2. Etapy testowania pulpitu komputerowego.

Po wykryciu nieprawidłowości w pracy urządzeń należy sprawdzać zgodność układów wykonawczych z dokumentacją oraz poprawność oprogramowania sterującego, wizualizacyjnego, dialogowego i rejestracyjnego. Nieprawidłowości w działaniu mogą mieć różną przyczynę, dlatego należy sprawdzać równocześnie wszystkie układy badanego urządzenia. Po ich usunięciu należy powtórzyć to badanie, podczas którego wykryto nieprawidłowość.
Ostatnim etapem prac związanych z zabudową pulpitu komputerowego w miejsce pulpitu kostkowego jest testowanie urządzeń i szkolenie personelu.

Całość prac związanych z oddawaniem urządzeń do eksploatacji dzieli się na etapy. Tworząc kolejne etapy określa się każdorazowo, oprócz zakresu prac, również ograniczenia ruchowe oraz warunki konieczne np. wprowadzenie zapowiadania telefonicznego. Na podstawie czasów trwania poszczególnych etapów, a także przy założonych rezerwach czasowych, sporządza się harmonogram czasowy poszczególnych etapów przyłączania oraz określa czas trwania procesu przyłączania. Ilość etapów, czas ich trwania i ewentualne rezerwy są określane indywidualnie w zależności od typu uruchamianych urządzeń, wielkości stacji i warunków miejscowych. Dodatkowo jako osobny dokument należy sporządzić harmonogram demontażu dotychczasowych urządzeń. Zarówno dla harmonogramu prac przy podłączaniu nowych i demontażu starych urządzeń na czas wykonywania robót należy sporządzić Tymczasowe Regulaminy Prowadzenia Ruchu.

3. MODELE I PROPOZYCJE USPRAWNIEŃ PRAC ROZRUCHU PULPITU KOMPUTEROWEGO
Rozruch urządzeń ma na celu sprawdzenie poprawności całego systemu i usunięcie ewentualnych nieprawidłowości. Poniżej przedstawiono elementy wymagające usprawnień:
- testowanie oprogramowania komputera przemysłowego i sterownika;
- symulacja przejazdu pociągu;
- „ręczne” testowanie funkcjonalne według tablicy zaleĹźności.

Zaproponowano cztery modele usprawnień prac rozruchu pulpitu komputerowego:

Model 1.
Oprogramowanie komputera przemysłowego i sterownika PLC powinno być testowane na bieżąco dzięki zastosowaniu specjalnie zaprogramowanego sterownika-symulatora. Sterownik-symulator (SS) powinien umożliwiać symulowanie pracy urządzeń przekaźnikowych oraz ich usterek. Dzięki niemu wszystkie warstwy oprogramowania komputera przemysłowego i sterownika PLC podlegać będą ciągłemu testowaniu.

Model 2.
Symulacja przejazdu pociągu odbywa się poprzez sekwencyjne wysterowanie przekaĹşnikĂłw obwodĂłw stwierdzania niezajętości. Dokonuje się jej w sposĂłb „ręczny” za pomocą przełącznikĂłw umieszczonych na specjalnej tablicy. Usprawnienie tego procesu polega na zastosowaniu komputera, ktĂłry poprzez odpowiedni interfejs sterowałby tymi przekaĹşnikami, dzięki czemu symulacja przejazdu odbywałaby się automatycznie.

Model 3.
W celu automatyzacji procesu testowania funkcjonalności według tablicy zależności należałoby zastosować komputer testujący (KT). Jego oprogramowanie powinno umożliwiać automatyczną próbę realizacji przebiegów sprzecznych, uwzględniając wszelkie ich kombinacje. Komputer powinien mieć możliwość rejestracji całego procesu testowania.

Model 4.
Model ten stanowi powiązanie dotychczasowych modeli. Połączenie komputera testującego, sterownika-symulatora i komputerowego symulatora przejazdu pociągu (KSPP) umożliwi powiązanie poszczególnych procesów, ich synchronizację oraz automatyzację procesu testowania.

Do nowych funkcji komputera testującego należy:
- testowanie funkcjonalne realizacji przebiegów poprzez wydawanie poleceń symulacji przebiegów do KSPP;
- testowanie oprogramowania rejestrującego zdarzenia poprzez wydawanie poleceń symulacji usterek urządzeń przekaźnikowych do SS.

Oprogramowanie sterownika-symulatora i komputerowego symulatora przejazdu pociągu musi zostać wzbogacone o funkcje związane ze współpracą z komputerem testującym.

4. AUTOMATYZACJA TWORZENIA TABLICY ZALEŻNOŚCI I KART PRZEBIEGÓW
Zespół warunków i urządzeń stwarzających wzajemne ich uzależnienie jest podany w tablicy zależności urządzeń srk za pomocą ustalonych oznaczeń [3]. Często podczas modernizacji urządzeń srk dokonuje się zmian w układach torowych stacji. Należy wtedy dokonać zmian w istniejącej tablicy zależności.
Wykaz zależności może być również przedstawiony w formie kart przebiegów. Liczba kart przebiegów odpowiada liczbie przebiegów na danej stacji. W skład karty przebiegu wchodzi opis przebiegu oraz wykaz zależności. Opis przebiegu zawiera następujące informacje: rodzaj przebiegu, jego symbol i opis słowny.

Wykaz zależności zawiera grupy odpowiadające rodzajom uzależnień [7]:
- grupa zwrotnic i wykolejnic;
- grupa odcinkĂłw izolowanych;
- grupa blokady;
- grupa przebiegĂłw sprzecznych.

Istnieją programy komputerowe do automatyzacji procesu tworzenia tablic zależności i kart przebiegów. Przykładem takiego programu jest TABZAL [17]. Automatyczne wyznaczenie tablicy zależności i kart przebiegów przez program TABZAL dokonywane jest na podstawie planu schematycznego stacji i wynikających z niego zależności. Plan schematyczny należy zapisać w specyficznej formie. Forma ta nosi nazwę modelowego zapisu planu schematycznego (Model PS) i jest to ciąg odpowiednich znaków literowo-cyfrowych. Model PS stanowi zbiór danych wejściowych dla programu TABZAL.

Tworzone przez program TABZAL zbiory wynikowe zostaną wykorzystane do tworzenia algorytmów, które posłużą do budowy oprogramowania symulacyjnego pulpitu komputerowego.

5. MODEL ZWROTNICY

Na rysunku 3 przedstawiono model zwrotnicy, w którym wyróżniono następujące pola:

Rys.3. Schemat modelowy zwrotnicy.

Wprowadzanie poleceń lub zmiana sygnałów spowodowana przez inne procesy powoduje zmiany stanu obiektu. Aktualny stan obiektu jest odwzorowany na monitorze przez program wizualizacji.
Poniżej zestawiono dostępne polecenia do sterowania modelem zwrotnicy [9]:
- „ZWR +” – przestawienie zwrotnicy w połoĹźenie plus;
- „ZWR –” – przestawienie zwrotnicy w połoĹźenie minus;
- „ZWR IZ +” – przestawienie zwrotnicy z wyłączoną kontrolą niezajętości w połoĹźenie plus;
- „ZWR IZ –” – przestawienie zwrotnicy z wyłączoną kontrolą niezajętości w połoĹźenie minus;
- RZ – kasowanie sygnalizacji rozprucia zwrotnicy;
- STOP – indywidualne zamknięcie zwrotnicy;
- ZSTOP – indywidualne zwolnienie zamknięcia zwrotnicy.

W tablicy 1 przedstawiono sygnały w modelu zwrotnicy.

Tablica 1.

Opis sygnałów dla modelu zwrotnicy.

L.p.	Oznaczenie sygnału	Stan zasadniczy		Stan pracy
		Opis	Stan sygnału w modelu	Opis	Stan sygnału w modelu
1	U(P)	Zwrotnica nie utwierdzona pociÄ gowo	0	Zwrotnica utwierdzona pociÄ gowo	1
2	U(M)	Zwrotnica nie utwierdzona manewrowo	0	Zwrotnica utwierdzona manewrowo	1
3	Kn+	Kontrola położenia w plusie	1	Brak kontroli położenia w plusie	0
4	Kn-	Brak kontroli położenia w minusie	0	Kontrola położenia w minusie	1
5	JZ	Niezajętość zwrotnicy	1	Zajętość zwrotnicy	0
6	Kr	Brak sygnalizacji kontroli rozprucia	1	Sygnalizacja kontroli rozprucia	0
7	Or	Napęd nie pracuje	0	Praca napędu	1
8	NN	WĹ‚Ä czone napięcie nastawcze	1	WyĹ‚Ä czone napięcie nastawcze	0
9	STOP	Brak zamknięcia zwrotnicy	0	Zwrotnica zamknięta	1
10	ZCZ	Brak zwalniania czasowego	0	Trwa zwalnianie czasowe	1

Źródło: Opracowanie wlasne.

Zwrotnica może przyjmować stany opisane w tablicy 2

Tablica 2.

Stany modelu zwrotnicy.

L.p.	Stan zwrotnicy	Kn +	Kn -	IZ	Kr	U(P)	U(M)	Or	NN	STOP	ZCZ
1	położenie w +	1	0	1	1	0	0	0
2	położenie w -	0	1	1	1	0	0	0		0	0
3	zajęta w +	1	0	0	1			0		0	0
4	zajęta w -	0	1	0	1			0		0	0
5	sygnalizacja rozprucia				0			0		0	0
6	utwierdzona pociÄ gowo w +	1	0	1	1	1	0	0		0	0
7	utwierdzona pociÄ gowo w -	0	1	1	1	1	0	0

Użytkownik Hasło Załóż konto Zapomniałem hasła

· Military identifi cation technologies in civil applications (2010-01-06)     · Human factor as an important ITS element (2010-01-06)     · Development of neural network programme for automated testing of railway contact blocks (2010-01-06)     · Monitoring and managing systems based on GPS in the land and air communication (2010-01-06)

Ogółem głosów: 0 Wyniki poprzednich ankiet