Distribuované řešení ZZ S I R I U S

Transkript

1 Distribuované řešení ZZ S I R I U S Ing. Jaroslav Mládek a kolektiv střediska elektroniky STARMON s.r.o. Choceň 12. Medzinárodná konferencia železničnej oznamovacej a zabezpečovacej techniky apríl 2016, Vyhne, hotel SITNO

2 Proč S I R I U S? o Starmon Innovative Railway Interlocking Universal Solution o Nová platforma ZZ firmy Starmon, plně distribuované řešení o Řešení ZZ Starmon K-2002 a PNS-03 je již 13 let staré o Vznikají problémy s dostupností součástek (paměti a procesory) o Zvyšují se náklady na kabelizaci a na výstavbu technologických prostor o Rostou požadavky odběratelů na bezúdržbová řešení

3 S I R I U S - HW o HW (i SW) objektově orientovaná univerzální stavebnice pro výstavbu SZZ, TZZ, PZZ, KO, PočN či jejich libovolnou kombinaci (SIL4, CENELEC) o Důraz byl kladen na použití nejmodernějších technologií, výhledovou dostupnost a spotřebu o Ve všech prvcích (CPU, OC, kom atd.) se používá shodné jádro na bázi procesorů ARM Cortex o Jádro systému je řešeno jako 2x 2ze2 (dvě kazety CPU) běžící v HZ o Napájení 24 VDC vnitřní část a 400 VDC venkovní část

4 S I R I U S - SW o Univerzální jednovláknový op. systém StARMos pro všechny bezpečnostně relevantní prvky (CPU, OC) o SW ve všech částech je vystavěn v objektovém jazyce C++ a je řešen modulárně o Všechny SW části jsou nejdříve modelovány pomocí PC o Součástí vývoje jsou i konfigurační nástroje CFG TP, KP a OP, částečně se již nyní řeší i projekční nástroje o SW důsledně vyvíjen dle ČSN EN 50128

5 S I R I U S - komunikace o SIRIUS na úrovni TP (CPU) a TP (CPU) KP komunikuje pomocí sběrnice ETHERNET (metalika i optika) spolehlivostní redundance o Od k OC (objektové kontroléry) pomocí sběrnice RS-485 (metalika i optika) spolehlivostní redundance o MaDOS (místní a dálkové ovládání Starmon) pomocí sběrnice ETHERNET (metalika i optika), plně kompatibilní se systémem K-2002, možné kombinovat v rámci jedné řízené oblasti, vazba na PAVZZ o Možnost geografického oddělení komunikačních kanálů (na všech úrovních)

6 S I R I U S DOP ER1 ER1 ER1 ER1 100 Mbit Ethernet do 100 metrů 100 Mbit optický Ethernet do 100 kilometrů RS-485 stovky metrů LOP A KP A KP B RS-422 lokální spoj ER1 ER1 stejné jako K-2002 s MaDOS OS1 CPU A CPU B OS1 nové pro SIRIUS ER1 ER1 DOP - dálkový ovládací počítač 1 A OC 1 1 B ER1 - Ethernet switch / router LOP - lokální ovládací počítač 2 A OC 2 OC 3 2 B KP - komunikační počítač TP - technologický počítač - koncentrátor dat OC 4 OC - objektový kontrolér

7 SIRIUS core Jádro systému o OCcpu dvojice TP pracujících v HZ, vyhrazený komparační kanál RS422 o koncentrátor dat, BI prvek sloužící pro přenos dat a převod mez ETH a RS485 na poslední míli o OS1 bezpečný oddělovač dvou ETH síti, certifikace a hodnocení bezpečnosti na SIL4 o ER1 univerzální BI komunikační ETH prvek (router, switch)

8 Již vyvinuté OC OCi - objektový kontrolér kontaktních vstupů (16 vstupů) OCo - objektový kontrolér výstupů (8 výstupů) - objektový kontrolér ovládání návěstidla (až 8 ks světel OCled) OCled - objektový kontrolér světla návěstidla s LED zdrojem světla OCcan - objektový kontrolér vazby na K-2002 a PNS-03

9 Právě vyvíjené OC OCac - objektový kontrolér počítacího bodu OCsw - objektový kontrolér výhybky OCstc - objektový kontrolér snímání KO OCptc - objektový kontrolér napájení KO OCctc - objektový kontrolér kódování KO OCsbr - objektový kontrolér snímání det. lomu kolejnice OCpbr - objektový kontrolér napájení det. lomu kolejnice OCr(p)s - objektový kontrolér světla Č/B výstražníku OCbr - objektový kontrolér závory c - ve funkci přejezdníku

10 OCcpu Technologický počítač Architektura 2 ze 2 dva kanály + komparace Každý kanál 2x Ethernet 100Mbit Procesory ARM Cortex M4 168 MHz 196 kb RAM, 1 MB FLASH Linka RS-422 pro komunikaci v horké záloze Kazeta velikosti 3U Konfigurace až pro 512 OC, možnost liniového řazení CPU pod jeden systém OP

11 OCcpu Technologický počítač

12 koncentrátor dat 2x port pro SFP modul 100 Mbit (převodník metalika optika) 5x linka RS-485 Na 1 linku až 6 objektových kontrolérů, tj. celkem až 30 ks OC Protokolem nastavitelná rychlost linky a doba čekání na odezvu 9,6 230 kbd Diagnostika všech linek a optických modulů Umístění v RM nebo ve skříni v kolejišti Teplotní rozsah -45 až +55 C

13 koncentrátor dat

14 ER1 - router 2x port pro SFP modul 100 Mbit (převodník metalika optika) 5x ETH 10/100 Mbit Funkce switch nebo router Diagnostika všech linek a optických modulů Umístění v RM nebo ve skříni v kolejišti Teplotní rozsah -45 až +55 C

15 ER1 - router

16 OS1 oddělovač sítě Plní bezpečnostní funkci oddělení dvou ETH sítí Dvoukanálová struktura Certifikace SIL4 Režim JPD jednosměrný přenos dat Režim OPD obousměrný přenos dat Konfigurovatelná tabulka akceptovatelných DTG uložená v identifikátoru Použití pro oddělení diagnostických sítí (JPD) a sítí PAVZZ (OPD)

17 OS1 oddělovač sítě

18 OC Objektové kontroléry Společné vlastnosti Organizace procesorů 2 ze 2 Sériový přenos dat mezi kanály Každý kanál připojený pomocí 2 linek RS-485 Dvoukanálový plombovatelný identifikátor s uloženou adresou OC v systému Napájení 18-36V Teplotní rozsah -45 až +55 C

19 OCi Objektový kontrolér vstupů Použití pro snímání kontaktů relé 16 vstupů se společným - pólem Inverzní zpracování vstupů Doba smyčky 15ms

20 OCi Objektový kontrolér vstupů

21 OCo Objektový kontrolér výstupů Použití pro buzení cívek relé první bezpečnostní třídy, případně jiných relé 8 potenciálových výstupů HW bezpečný komparátor Doba smyčky 15 ms Testování výstupů do 1 a do 0

22 OCo Objektový kontrolér výstupů

23 OCled Objektový kontrolér LED návěstní svítilny 4 LED čipy organizované do 2 větví Bodový zdroj světla 2x bezpečný zdroj Dohled napětí a proudu LED Kontrola V-A charakteristiky při rozsvěcení světla Plný svit i jen s jednou větví LED Univerzální elektronika pro všechny barvy Vyměnitelná část s LED čipy Využití stávající optiky a konstrukce návěstidel (AŽD, UŽ)

24 OCled Objektový kontrolér LED návěstní svítilny

25 Komunikace -OCled Komunikace po RS-485 Linka pro každý kanál Doba smyčky 40 ms Při výpadku komunikace zhasnutí světla Při výpadku komunikace a OCcpu uvedení do definovaného stavu 2x RS-485 OCled OCled OCled A B

26 OCcan Objektový kontrolér CAN Datová vazba s K-2002 a PNS-03 Každý kanál má linku CAN V K-2002 simuluje 2x CANi30 / 2x CANo24 Přenos až 60 / 48 binárních signálů mezi stavědlem SIRIUS a K-2002 / PNS-03 Možnost připojení K-2002 v horké záloze

27 OCcan Objektový kontrolér CAN

28 Napájení o Napájecí systém vnitřní části - 24 VDC (dobíječ, baterie, jištění) o Napájecí systém venkovní části VDC (DC/DC měnič, jištění, PO) o Volitelné napájení přestavníků např. 3x400V o Důsledné zónové řešení přepěťových ochran o Max. dvě skříně 700 mm i pro rozsáhlé systémy

29 Příklady použití o Univerzální modulární skládačka o Modulární decentralizovaná výstavba HW o Modulární výstavba SW o Lze tak kombinovat všechny potřebné typy ZZ o Standardní použití jako SZZ, TZZ, PZZ, PočN, KO nebo jejich libovolná kombinace o Možnost lokálního i dispečerského ovládání pomocí MaDOS

30 SIRIUS core s MaDOS DOP A DOP B ER1 ER1 ER1 ER1 LOP A ER1 KP A KP A ER1 ER1 OS1 TP A TP B ER1 ER1

31 Příklad použití jako PZZ Napájení prvků PZZ z rozvodu 400VDC Možnost zálohy napájení ČS přímo na PZZ ve skříni Jedno jádro pro více PZZ Komunikace s prvky PZZ po optickém kabelu. Úspora páteřní kabelizace Snadné zřízení a změny vazeb na sousední SZZ Jednoduchá vazba na SZZ a TZZ, když není součástí

32 Příklad použití jako PZZ detail PZZ OCrs OCps OCbr OCrs OCps OCbr Objektový kontrolér červených světel Objektový kontrolér pozitivního signálu Objektový kontrolér závory Optický Ethernet Metalická linka RS-485

33 Příklad použití jako PZZ komunikace 1 2 WS WS WS WS WS WS OCac OCac OCac OCac OCac OCac 3 SIRIUS - core 4 5 OCcan OCcan OCi OCo K-2002 A K-2002 B Optický Ethernet Metalická linka RS-485

34 Příklad použití jako PZZ aplikace UA bez SD 1 2 WS WS WS WS WS WS OCac OCac OCac OCac OCac OCac 3 SIRIUS - core 4 5 OCcan OCcan OCi OCo ESB-UA A ESB-UA B Optický Ethernet Metalická linka RS-485

35 Příklad použití jako PZZ aplikace UA s SD 1 2 OCi OCo 6 WS WS WS WS WS WS OCac OCac OCac OCac OCac OCac 3 SIRIUS - core 4 5 OCcan OCcan OCi OCo ESB-UA A ESB-UA B Optický Ethernet Metalická linka RS-485

36 Příklad použití jako SZZ Napájení venkovních prvků rozvodem 400VDC Napájení výhybek dle typu přestavníku Komunikace s návěstními body po optickém kabelu. Úspora páteřní kabelizace Snadné změny vazby na sousední SZZ Jednoduchá vazba na PZZ

37 Příklad použití jako SZZ komunikace WS OCac WS WS WS WS OCsw OCsw OCac OCac OCac OCac WS OCac SIRIUS - core 1 2 OCi OCo 3 Optický Ethernet Metalická linka RS-485

38 Příklad použití jako SZZ napájení WS OCac WS WS WS WS OCsw OCsw OCac OCac OCac OCac WS OCac 24V DC staniční baterie 3 SIRIUS - core 1 2 3x400V AC veřejná síť 400V DC linka A 400V DC linka B 60V DC lokální napájení 3x400V AC zálohované napájení

39 Příklad použití jako SZZ kombinace KO a PočN WS OCac OCsw OCsw WS OCac SIRIUS - core 1 2 OCi OCo 3 Optický Ethernet Metalická linka RS-485

40 Příklad použití jako SZZ s PZZ WS OCac WS WS WS OCac OCac OCac OCsw OCsw WS OCac WS OCac SIRIUS - core 1 2 OCi OCo 3 Optický Ethernet Metalická linka RS-485

41 Příklad použití jako TZZ Napájení venkovních prvků rozvodem 400VDC Komunikace s návěstními body po optickém kabelu. Úspora kabelizace Snadné změny vazby na sousední SZZ Jednoduchá vazba na PZZ

42 Příklad použití jako TZZ OCcan OCcan SIRIUS - core OCi OCo K-2002 A K-2002 B 1 2 Optický Ethernet Metalická linka RS-485

43 Příklad použití jako TZZ napájení OCcan OCcan SIRIUS - core 3 OCi OCo K-2002 A K-2002 B V DC staniční baterie 400V DC linka A 400V DC linka B

44 Příklad použití jako TZZ s PZZ OCi OCo 4 3 OCcan OCcan SIRIUS - core OCi OCo K-2002 A K-2002 B 1 2 Optický Ethernet Metalická linka RS-485

45 SIRIUS připravovaná stavba Autoblok na 1 kolejné trati na síti UŽ (Lvovská oblast) 4 oddíly 4 ovládané reléové přejezdy 6 návěstidel 20 kolejových obvodů Datová vazba na K-2002 a na reléové SZZ Předpokládaná instalace září 2016

46 Schéma zapojení autobloku Kamjanica - Domanynci Řízení PZZ Návěstní bod Návěstní bod OC vstupů OC výstupů Logika přejezdu OC návěstidla OC návěstidla OC návěstidla OC návěstidla Koncentrátor dat Koncentrátor dat Optická vlákna Koncentrátor dat Koncentrátor dat Koncentrátor dat Koncentrátor dat Technologické počítače + síťové prvky Koncentrátor dat Koncentrátor dat Koncentrátor dat Koncentrátor dat OC vstupů OC výstupů OC CAN OC CAN Kolejové obvody Napájení OC vstupů OC vstupů OC vstupů OC výstupů OC výstupů OC výstupů SZZ K-2002 Domanynci Reléová místnost Kamjanica Reléová místnost Domanynci

47 SIRIUS shrnutí Výhody Modularita Úspora kabelizace Malé prostorové nároky Nízká spotřeba Vyšší dostupnost Rychlá a jednoduchá tvorba PD Nevýhody Velký objem novinek. Náročné na schvalování. Umístění elektroniky mimo reléovou místnost.

48 Děkuji za pozornost.