Научная статья на тему 'Автоматизация проектирования систем железнодорожной автоматики и телемеханики на базе АРМ-ПТД версии 6'

Автоматизация проектирования систем железнодорожной автоматики и телемеханики на базе АРМ-ПТД версии 6 Текст научной статьи по специальности «Общие и комплексные проблемы технических и прикладных наук и отраслей народного хозяйства»

CC BY
397
231
Поделиться
Ключевые слова
автоматизация проектирования / АРМ-ПТД / АРМ-ТРЦ

Аннотация научной статьи по общим и комплексным проблемам технических и прикладных наук и отраслей народного хозяйства, автор научной работы — Б. П. Денисов, Н. И. Рубинштейн, С. Н. Растегаев, Н. Ю. Воробей

Рассмотрены новые возможности автоматизированного рабочего места проектировщика технической документации версии 6. Приведено описание новых модулей автоматизации проектирования, а также модернизации существующих. Обозначены перспективы развития автоматизированного рабочего места проектировщика технической документации.

Похожие темы научных работ по общим и комплексным проблемам технических и прикладных наук и отраслей народного хозяйства , автор научной работы — Б. П. Денисов, Н. И. Рубинштейн, С. Н. Растегаев, Н. Ю. Воробей,

Не можете найти то, что вам нужно? Попробуйте наш сервис подбора литературы.

Текст научной работы на тему «Автоматизация проектирования систем железнодорожной автоматики и телемеханики на базе АРМ-ПТД версии 6»

66

Электронное моделирование

УДК 004.416.6

Автоматизация проектирования систем железнодорожной автоматики и телемеханики на базе АРМ-ПТД версии б

Б. П. Денисов, Н. И. Рубинштейн, С. Н. Растегаев, Н. Ю. Воробей

Петербургский государственный университет путей сообщения Кафедра «Автоматика и телемеханика на железных дорогах»

armptd@imsat.spb.ru

Аннотация. Рассмотрены новые возможности автоматизированного рабочего места проектировщика технической документации версии 6. Приведено описание новых модулей автоматизации проектирования, а также модернизации существующих. Обозначены перспективы развития автоматизированного рабочего места проектировщика технической документации.

Ключевые слова: автоматизация проектирования; АРМ-ПТД; АРМ-ТРЦ.

1 Введение

Петербургский государственный университет путей сообщения совместно с ООО «ИМСАТ» уже более 10 лет разрабатывает средства автоматизации проектирования систем железнодорожной автоматики и телемеханики. В настоящее время автоматизированным рабочим местом проектировщика технической документации (АРМ-ПТД) оборудовано более 400 рабочих мест в 50 проектных институтах, из них более 200 рабочих мест -АРМ-ПТД версии 6. За время эксплуатации АРМ-ПТД доказал свою эффективность при проектировании устройств железнодорожной автоматики и телемеханики (ЖАТ) на станциях и перегонах. Автоматизация различных проектных операций в АРМ-ПТД и выявление технических ошибок, допускаемых во время проектирования, позволяет повысить качество технической документации и сократить сроки выполнения проектов.

2 Структура АРМ-ПТД версии 6

АРМ-ПТД [1] имеет гибкую модульную структуру, и комплектация каждого рабочего места может быть выбрана пользователем индивидуально в зависимости от потребностей. Программное обеспечение АРМ-ПТД версии 6 адаптировано для работы на современных операционных системах, таких как Windows Vista и Windows 7. Основным модулем АРМ-ПТД, с помощью которого осуществляется управление всеми пользовательскими проектами, является менеджер проектов (рис. 1). Он обеспечивает сетевой режим работы с проектами, работу с базой занятости, управление функциями автоматизированного монтажа и различных редакторов.

За последнее время в данный модуль было внесено большое число изменений, например, переработана база занятости узлов, клемм и контактов реле (рис. 2):

- база занятости узлов и клемм объединена с базой занятости и состояния контактов реле;

- обновление базы занятости происходит при выполнении операции «Анализ принципиальных схем»;

Не можете найти то, что вам нужно? Попробуйте наш сервис подбора литературы.

- переработан алгоритм обновления базы занятости, что позволило существенно сократить время, затрачиваемое на данную операцию;

- отображаемые ошибки, относящиеся к занятости и состоянию контактов, дублируются во вкладке «База занятости»;

Электронное моделирование

67

- для лучшего визуального восприятия состояния контактов реле отображаются разными цветами.

Проектирование любого нового объекта начинается со схематического плана станции - основного исходного документа для проектирования электрической централизации. В АРМ-ПТД для создания новых и редактирования уже созданных схематических планов станций применяется специализированный графический редактор (рис. 3). В нем заложены все требования и нормы технологического проектирования, предъявляемые к данному типу документов. При вводе и редактировании схематического плана используется база данных оборудования коллективного пользования. В настоящее время осуществляется разработка новой версии модуля схематического плана станции на базе универсального графического редактора, аналогичного редактору двухниточ-

ного плана, кабельных сетей, что позволит обойти ограничения, существующие в текущей версии редактора. Новая версия модуля схематического плана и сопутствующих таблиц (таблиц взаимозависимости и т. д.) планируется к выпуску в 2013 году.

В АРМ-ПТД при проектировании напольного технологического оборудования используются разработанные средства автоматизации, такие как:

- автоматизированное формирование таблиц взаимозависимости на основе схематического плана, в том числе с расчетом параметров переездной сигнализации;

- автоматизированное формирование двухниточного плана станции с фазочувствительными или тональными рельсовыми цепями на основе схематического плана;

- автоматизированное формирование схемы канализации тягового тока на основе двухниточного плана станции.

Файл Опции Сервис ?

^ ^ w d] Активный проект: JНовый проект 3

Структура проекта | монтаж | Баи занятости | Поиск/замена | J

S-jQfl Мои проекты 51 53 Навагинекая Э Й RP8-82 Й-01 АБТЦ перегона Лужская - ТВП Северный 5) 01 Веймарн, АБ_Корректироека й <91 Операции | Свойства | ZI Совместная работа

Не можете найти то, что вам нужно? Попробуйте наш сервис подбора литературы.

Работа с проектом ведётся в сетевой режиме Пеоейти в локальный оежим

Э -Qj Перегон Мга-Назия 5HJ23 Pshish БН01 Beene 51 ЙЗ сг. Кайшэдорис Й-01 ст. Кобралово 51-01 Семрино 5) Work т '^й Котлы-2 51 53 ЭЦ ст. Галич Й J0l Мамонове 51 -53 ст. Пример \2\ Обновить инФоонашю о проекте 1 Операции

Создать папку Упорядочить содержимое. Печать... [™Й Экспоет... Ж Удалить из гоугты |ГЭ Обзоо папки пооекга Устранить конфликты контакте© оеле... Архивное копирование

Создать копию... Основная надпись листов

Пдгмметпы... Синтез... Л

< Предпросмотр недоступен >

Рис. 1 Менеджер проектов АРМ-ПТД версии 6

68_______________________________________________________________Электронное моделирование

Рис. 2 База занятости

Рис. 3 Редактор схематических планов станций

69

Электронное моделирование_____________

Создание новых или редактирование существующих двухниточных планов станций осуществляется в универсальном графическом редакторе. Кроме этого, данный редактор позволяет создавать и редактировать кабельные сети станций, путевые планы и кабельные сети перегонов, схемы внешнего вида аппаратов управления и другие документы.

В модуле кабельных сетей станций существуют функции автоматизации, такие как перенос объектов с двухниточного плана на кабельную сеть, трансляция проводов по выделенным объектам, расчет жильности в зависимости от количества проводов в кабеле и расчет длины кабеля между объектами (в соответствии с указаниями И-81-77). Соединение объектов кабелем и расстановка разветвительных муфт выполняются пользователем. В настоящее время ведется переработка модуля кабельных сетей, заключающаяся в расширении его функциональных возможностей.

Одним из важнейших этапов проектирования устройств ЖАТ является создание принципиальных и монтажных схем. Для этого в АРМ-ПТД существует специ-

Не можете найти то, что вам нужно? Попробуйте наш сервис подбора литературы.

ализированный редактор принципиальных схем (рис. 4), позволяющий формировать принципиальные схемы из библиотечных элементов. При соединении элементов проводами происходит не только геометрическое, но и логическое связывание, что позволяет строить логические модели принципиальных схем. Сформированные принципиальные схемы в формате АРМ-ПТД дают возможность произвести их автоматизированный монтаж.

Важнейшим этапом автоматизированного монтажа является анализ принципиальных схем, во время которого осуществляется проверка принципиальных схем и выявляются ошибки, допущенные при их вводе, например:

- использование несуществующих контактов реле и выводов блоков;

- повторное использование контактов реле и выводов блоков;

- отсутствие обмоток реле на принципиальных схемах;

- отсутствие контактов при наличии обмоток реле на принципиальных схемах;

- разное состояние контактов реле и др.

Рис. 4 Редактор принципиальных схем

70

Электронное моделирование

Следующим этапом автоматизированного монтажа является размещение приборов на стативах или в релейных шкафах. Данную функцию осуществляет специализированный модуль расстановки приборов (рис. 5). Для упрощения размещения оборудования в данном модуле существует возможность сортировки приборов по типам, а также визуальная подсветка тех мест на стативах, где прибор может быть размещен. Также в данном

модуле предусмотрена автоматизация набивки полок и верхних клеммных панелей в соответствии со стативом-шаблоном. Кроме того, с помощью данного модуля осуществляется разделка напольных кабелей по клеммам кроссовых стативов. После завершения расстановки приборов на принципиальные схемы могут быть автоматически нанесены монтажные адреса приборов и переходы с кроссового статива.

Рис. 5 Модуль расстановки приборов

Формирование монтажных схем релейных и кроссовых стативов осуществляется модулем синтеза монтажной документации, в котором предусмотрено большое количество опций монтажа, предназначенных для гибкой настройки способа монтажа и вида монтажной документации. Список опций и база оборудования для монтажа непрерывно дополняются по запросам пользователей.

Сформированные монтажные карточки могут быть открыты в редакторе мон-

Не можете найти то, что вам нужно? Попробуйте наш сервис подбора литературы.

тажных карточек, разработанном на базе универсального графического редактора. В нем при необходимости монтажная документация может быть отредактирована, причем для этого пользователю требуется указать только вид операции (соединение или разъединение) и выводы приборов. Прямые и обратные монтажные адреса прописываются или удаляются автоматически.

Монтаж аппаратов управления в АРМ-ПТД также осуществляется в авто-

Электронное моделирование

71

матизированном режиме на основе внешнего вида аппарата управления и принципиальных схем.

Модуль синтеза спецификаций оборудования позволяет автоматически сформировать спецификацию напольного оборудования на основе двухниточного плана станции и схемы кабельной сети, а также постативную спецификацию или спецификацию релейного шкафа на основе базы монтажа. После этого может быть сформирована заказная спецификация с возможностью экспорта в программу Excel с разбивкой на листы.

Следует отметить, что выдача проектной документации осуществляется в отраслевом формате. Формат выходных документов АРМ-ПТД версии 6 полностью соответствует формату документов автоматизированного рабочего места ведения технической документации (АРМ-ВТД) и не требует дополнительной конвертации.

В настоящее время во многих проектных организациях для проектирования ЖАТ применяется программа AutoCad. АРМ-ПТД версии 6 позволяет экспортировать техническую документацию в формат DWG.

3 Новые возможности АРМ-ПТД версии 6

Новым техническим решением является модуль синтеза путевых планов перегонов для системы автоблокировки с тональными рельсовыми цепями (АБТЦ) на основе графа возможных расположений рельсовых цепей и поиска оптимального пути на нем в соответствии с заданными критериями. Данный модуль позволяет проводить синтез с учетом критериев оптимальности, таких как минимальное число рельсовых цепей, минимальная разница длин смежных (т. е. работающих от одного генератора) рельсовых цепей и других. Доказано, что автоматизированный синтез путевого плана перегона дает возможность получить меньшее число рельсовых цепей на перегоне по сравнению с неавтоматизированным методом, а также исключить ошибки, которые могут

быть допущены при неавтоматизированном проектировании путевого плана перегона.

Новым направлением в АРМ-ПТД является проверочный расчет регулировочных характеристик тональных рельсовых цепей (ТРЦ) [2]. Для этого специалисты ПГУПС создали автоматизированное рабочее место анализа работы и построения регулировочных таблиц тональных рельсовых цепей АРМ-ТРЦ [3]. В соответствии с решением комиссии ТЦТТТ в конце 2011 г. АРМ-ТРЦ принят в постоянную эксплуатацию и рекомендован для выполнения проверочных расчетов параметров рельсовых цепей и использования его в учебном процессе вузов железнодорожного транспорта (специальность «Автоматика и телемеханика»). Развитием АРМ-ТРЦ является версия 2.0 (рис. 6), которая может работать как в составе АРМ-ПТД, так и отдельно.

АРМ-ТРЦ версии 2.0 предназначен для создания, просмотра и редактирования схематических изображений рельсовых цепей, а также построения на их основе регулировочных таблиц.

Разработанный программный продукт не имеет аналогов по предоставляемой функциональности и удобству интерфейса пользователя. В АРМ-ТРЦ пользователь работает с привычными графическими элементами принципиальной электрической схемы. Элементы представляют собой совокупность графического изображения части электрической цепи или путевого развития (топологии) и программного модуля с математической моделью. Задача построения моделей вручную чрезвычайно кропотливая, требует высокой квалификации проектировщика, постоянного внимания и сосредоточенности, так как объем работы для построения математических моделей достаточно велик. АРМ-ТРЦ обладает уникальной возможностью автоматического построения математических моделей по сформированным пользователем схематическим изображениям рельсовых цепей.

72

Не можете найти то, что вам нужно? Попробуйте наш сервис подбора литературы.

Электронное моделирование

Рис. 6 Пользовательский интерфейс АРМ-ТРЦ версии 2.0

Схематическое изображение рельсовой цепи формируется в специализированном графическом редакторе с использованием библиотечных элементов. Исходными данными для формирования схематических изображений рельсовых цепей являются принципиальные электрические схемы, двухниточный план станции или перегона и кабельная сеть.

Применяемая математическая модель (на основе теории четырехполюсников) позволяет учитывать изменение электрического сигнала (модуля и аргумента) при прохождении его по каждому из элементов, входящих в исследуемую рельсовую цепь.

АРМ-ТРЦ осуществляет автоматизированный расчет параметров и составление регулировочных таблиц для тональных рельсовых цепей (рис. 7) на станциях и перегонах на основе проверки работоспособности рельсовых цепей в режимах:

1) контроля рельсовых цепей, который включает в себя:

- при свободной рельсовой цепи -нормальный режим, режим исключения

перегрузки на путевых приемниках, контрольный режим (за исключением неконтролируемых ответвлений в разветвленных ТРЦ), режим контроля схода стыков (КСС), режим обеспечения зоны дополнительного шунтирования (для перегонных РЦ, находящихся в зоне проходных светофоров);

- при занятой рельсовой цепи - шун-товой режим и режим контроля очередности занятия ответвления (КЗО).

2) в режиме АЛС - при занятой рельсовой цепи и в режиме короткого замыкания.

В существующих методах расчета регулировочных характеристик ТРЦ используются номинальные значения параметров элементов рельсовых цепей и не учитываются возможные отклонения параметров от номинальных значений, достигающих 10 и более процентов.

Известны случаи, когда тональные рельсовые цепи, находящиеся в эксплуатации, отрегулированные по утвержденным нормалям и отвечающие всем эксплуатационным требованиям, тем не менее работают неустойчиво.

Электронное моделирование

73

Регулировочная таблица режима КРЦ

Не можете найти то, что вам нужно? Попробуйте наш сервис подбора литературы.

Наименование fH/fw, Рц Гц

НЕП

Н7П

Н9П

НЦП

Н13П

Н15П

Н17П

Ч25П

Особые условия:

Наличие Rk, Ом Наличие R3, Ом Наличие ПК I РК ПК 1 РК УТЗ при п

0,28

0,28

0,28

0,28

Не можете найти то, что вам нужно? Попробуйте наш сервис подбора литературы.

0,23

0,28

0,28

0,28

0,28

0,28

0,28

0,28

0,28

0,28

0,28

0,28

0,28

0,28

0,28

Не можете найти то, что вам нужно? Попробуйте наш сервис подбора литературы.

Регулировочная таблица режима АЛС

Наименование КТ U, в S1KT, ВА 11кг, А Cos <р Частота АЛС, Гц 1ал с. А, не менее

КТ Н-1 143,0 83,72 0,38 0,63 50 2,0

КТ 1-3 137,5 82,27 0,37 0,64 50 2,0

КТ 3-5 159,5 93,20 0,42 0,64 50 2,0

КТ 5-7 121,0 72,05 0,33 0,59 50 2,0

КТ 5 110,0 67,37 0,31 0,57 50 2,0

КТ 7-9 121,0 72,36 0,33 0,60 50 2,0

КТ 9-11 143,0 85,83 0,39 0,66 50 2,0

КТ 11-ЧД 132,0 76,81 0,35 0,61 50 2,0

КТ НД-14 115,5 69,50 0,32 0,59 50 2,0

КТ 1412 137,5 82,75 0,38 0,65 50 2,0

КТ 12-10 187,0 112,26 0,51 0,68 50 2,0

КТ 10-8 198,0 118,23 0,54 0,66 50 2,0

кт е 165,0 95,82 0,44 0,63 50 2,0

Не можете найти то, что вам нужно? Попробуйте наш сервис подбора литературы.

Рис. 7. Регулировочные таблицы, составленные с применением АРМ-ТРЦ

АРМ-ТРЦ позволяет осуществлять расчет регулировочных характеристик с учетом фактических допускаемых отклонений значений параметров элементов. Такой расчет [4] должен обеспечить более надежную и устойчивую работу проектируемых ТРЦ, а также рельсовых цепей, находящихся в эксплуатации.

К перспективам развития АРМ-ПТД следует отнести:

- адаптирование программного обеспечения для проектирования систем управления движением поездов в метрополитене;

- адаптирование программного обеспечения для проектирования микропроцессорных систем централизации и автоблокировки;

- завершение разработки режима реконструкции и модернизации устройств ЖАТ.

Для развития модуля АРМ-ТРЦ предполагается автоматизировать построение

схематических изображений рельсовых цепей на основе двухниточных планов станций и перегонов и принципиальных электрических схем.

4 Заключение

АРМ-ПТД версии 6 предоставляет широкие возможности для автоматизации проектирования систем ЖАТ. Применение АРМ-ПТД позволяет существенно сократить время, затрачиваемое на проектирование устройств и систем ЖАТ, и повысить качество технической документации.

АРМ-ПТД может использоваться как проектными организациями и фирмами, так и вузами железнодорожного транспорта в учебном процессе.

Ознакомиться с программным обеспечением АРМ-ПТД 6.0 и пройти стажировку можно в лаборатории автоматизации проектирования и моделирования ПГУПС.

74

Электронное моделирование

Библиографический список

Не можете найти то, что вам нужно? Попробуйте наш сервис подбора литературы.

1. Василенко М. Н. Новые возможности автоматизации проектирования систем железнодорожной автоматики на базе АРМ-ПТД / М. Н. Василенко, Б. П. Денисов, М. С. Тря-сов // Современные тенденции развития средств управления на железнодорожном транспорте : сборник докл. МНПК, посвященной 50-летию ВНИИАС. - Звенигород, 2006. - 306 с.

2. Василенко М. Н. Расчет параметров и проверка работоспособности бесстыковых тональных рельсовых цепей / М. Н. Василен-

ко, Б. П. Денисов, В. Б. Культин, С. Н. Расте-гаев // Известия Петербургского университета путей сообщения. - 2006. - № 2 (7). - С. 104112.

3. Безродный Б. Ф. Автоматизация расчета параметров и проверки ТРЦ / Б. Ф. Безродный, Б. П. Денисов, В. Б. Культин, С. Н. Рас-тегаев // Автоматика, связь, информатика. -2010. - № 1. - С. 15-17.

4. Растегаев С. Н. Учет отклонений параметров элементов при расчете ТРЦ / С. Н. Растегаев // Автоматика, связь, информатика. - 2010. - № 5. - С. 36-37.

Самый долгий период без защит на кафедре длился 4 года - между 1950 и 1955 годами.