ЕПУС2 извършва обективно управление и контрол на входен, изходен и предупредителен светофор, спрямо положението на стрелките в гърловината на гара с прекъснато действие на устройствата на осигурителната техника. Подържа скоростна или обикновена
сигнализация, управление на гарата от един пулт – със зависимости ТМЗ,
интерфейс към междугарова блокировка и управление и контрол на ЕСОА.
Позволява разширение с безопасни компоненти до ниво SIL3.

ПРЕДНАЗНАЧЕНИЕ

Електронен пулт за управление на сигнали* версия 2 ЕПУС2 е модернизирана версия на ПУЛТ ЗА ВРЕМЕННО УПРАВЛЕНИЕ НА ВХОДЕН И ПРЕДУПРЕДИТЕЛН СВЕТОФОРИ С КЗ МЕЖДУ ПОКАЗАНИЯТА НА СВЕТОФОРИТЕ И ПОЛОЖЕНИЕТО НА СТРЕЛКИТЕ ТИП ЕПУС от 2022 година, разработка и производство на Транскомел ЕООД. Модернизацията включва нова логическа платформа PLCnext и оптимизиран безконтактен електронен интерфейс за управление и контрол на сигнали. Допълнително е разширена функционалността на апаратурата, като са добавени:

Управление и контрол на светофори с лампови или LED фарове.
HMI визуализация и управление от дежурния ръководител в гарата.
Възможност за управление на гарата от един пулт – със зависимости ТМЗ.
Интегриран интерфейс за обвръзка/изграждане на междугарова блокировка.
Интерфейс за управление и контрол на ЕСОА.
Възможност за обвръзка на АУП и ТДИ по Profinet (оптика).
Възможност за разширение с безопасни компоненти до ниво SIL 3.

ЕПУС2 е предназначен за обективно управление и контрол на входен, изходен и предупредителен светофор, спрямо положението на стрелките в гърловините на гара с прекъснато действие на устройствата на осигурителната техника.

Апаратурата е проектирана да отговаря на изискванията записани в актуалните нормативи на НКЖИ. Изградена е с модерна елементна база и функционално подържа обикновена или скоростна сигнализация (Фигура 1).

В максималната си функционала конфигурация ЕПУС2 може да се използва за замяна на остарели системи РУКЗ в съществуващи гари.

Фигура 1

^*^{Сигнали}^{– отнася се гарови сигнали, конкретно постоянни видими сигнали – светофори.}

СИСТЕМНА АРХИТЕКТУРА

Системата ЕПУС2 е изградена около централно логическо ядро PLCnext контролер, който се захранва от резервирано токозахранване. Входно/изходните модули на контролера са обвързани от една страна с бутоните и ключалките на пулта, а от друга страна с интерфейса към сигналите, интерфейса към ЕСОА, интерфейса АПУ, интерфейса към блокировката и датчиците за преминаване. Контролера съдържа вътрешен WEB сървър, който визуализира състоянието на пулта върху тъч дисплей (HMI интерфейс), посредством мрежова свързаност – оптика или безжична. За въвеждане на команди допълнително към HMI се включват клавиатура и мишка.

Топологията на системата ЕПУС2 е съобразена с коловозното развитие на гарата, броя на гърловините, наличието на прелез и т.н. Например (Фигура 2) ЕПУС2 конфигуриран за управление на цяла гара от ДР (посредством HMI) със зависимости – ТМЗ (включително предупредителни, входни и изходни сигнали, свързани към кабините), управление и контрол на ЕСОА, наличие на прелез (гаров или в обвръзка) и интерфейс за блокировка към двете междугария.

Фигура 2

Системата ЕПУС2 се конфигурира в заводски условия за дадено коловозно развитие, тип ЕСОА, маршрутни зависимости, наличие на прелез, обвръзка към междугарова блокировка и т.н.

СЪСТАВНИ ЕЛЕМЕНТИ

Апаратурата е разположена в затворена пломбируема кутия за настолен монтаж,

състояща се от два панела, основен и допълнителен, където са разположени ключове за контрол положението на стрелките /права или отклонение/. Основния панел съдържа бутоните с общо предназначение и броячите за пломбираните бутони.

Конфигурацията от основен и допълнителен панел се определя според местоположението на апаратурата – допълнителен панел с ключалки има в кабините.

В центъра на панела е разположен дисплей за визуализация на коловозното развитие /с индикация за положението на стрелки и състояние на сигналите. Индикациите за повторители на показанията на входния и предупредителен сигнали, индикациите за заетост на звеното и контрол на резервната нишка на червената светлина на входния светофор се визуализират на дисплея.

Около дисплея са бутоните за отваряне на изходен и входен сигнал за прав или отклонителен коловоз.

Фигура 3

Елементи на ЕПУС2:

Бутон ЗС (закриване сигнал) без фиксация.
Пломбируем бутон ПКС (поканителен сигнал) без фиксация със защитна капачка.
Индикатор за светене на ПКС при активиране на бутон ПКС.
Пломбируем бутон ИБПУ със защитна капачка.
Електромеханични броячи за ПКС и ИБПУ.
Бутони за отваряне/затваряне на бариерни механизми (при наличие на прелез).
Пломбажни болтове за лицевите панели и капака на пулта.
Ключ за включване/изключване на стрелково осветление.
Кутия с ключове за контрол положението на стрелките /за права или отклонение/. Съдържа десет брави с различна секретност с възможност за подаване на информация за съответното положение на стрелката, което се индикира брава с жълт светодиод.
Функционални бутон F1-F10 (около дисплея) за откриване на входен или изходен сигнал, според даденото колвозно развитие и работа блокировката при обвръзка със съседна гара.
Заключването на шкафа е с заключваща брава, с възможност за пломбиране.
Дисплей за визуализация (Фигура 4) на:
Коловозното развитие, състоянието на стрелките и показанието на светофорите – предварително въведено по задание.
Индикация за работа на батерия.
Индикация за изправността на PLC и готовността му за изпълнение на мигащите сигнали МИГ.
Индикация за изгоряла нишка на червената светлина на входния светофор РЧ.
Индикация за изгоряла нишка на жълтата светлина на входния светофор ИЖ.
Индикация за състояние на предпазителите ИП.

Фигура 4

Индикация за състояние на ИБПУ.
Индикация за състояние прелез (Отв./Затв.).
Индикация на текуща дата (долен ляв ъгъл).
Индикация на текущ час (долен десен ъгъл).

ТОКОЗАХРНВАНЕ

ЕПУС2 се захранва от мрежата с 220V AC монофазно. Съдържа елементи за енергопреобразуване, разположени в кутията на пулта.

Фигура 5

РЕЗЕРВИРАНО ТОКОЗАХРНВАНЕ

Резервираното токозахранване (Фигура 5) работи с двойно преобразуване на напреженията, като така се гарантира непрекъсваеми напрежения с константна стойност към консуматорите. Елементите на резервираното токозахранване са:

Импулсен токоизправител 220V AC/12(24)V DC.
Акумулаторна батерия 12V (24V).
Блок защита на батерия.
DC конвертор за контролер 12V/24V (24V/24V).
DC конвертор за сигнали 12V/48V (24V/48V).
Инвертор за 220V AC.
Инвертор за 3 фазни мотори.
Предпазители.

Фигура 6

Акумулаторната батерия е необслужвама, съставна с напрежение 12V или 24V и работи в буферен режим. Напрежението и капацитета на съставната батерия се изчислява спрямо броя на сигналите управлявани от пулта. Необходимия капацитет се постига посредством паралелно свързване на необходимия брой съставни елементи (Фигура 6).

При отпадане на захранването 220V AC, захранването на системата се поема от АБ, което се индикира на дисплея със съответна индикация. Акумулаторната батерия осигурява минимум 4 часа работа на ЕПУС2.

ОСВЕТЛЕНИЕ НА СТРЕЛКИ

За захранване на осветлението на стрелките е предвиден трансформатор 220/60V AC с мощност 300W. Трансформаторът е монтиран в корпуса на пулта. Към него е предвиден предпазител и ключ, монтиран върху основния панел.

ЛОГИЧЕСКИ КОНТРОЛЕР PLCnext

Логиката на функциониране на ЕПУС2 се реализира от индустриален програмируем логически контролер PLC от серията PLCnext (Фигура 7), индивидуално конфигуриран за дадената ситуация (коловозно развитие на гърловина или гара). Всеки контролер се конфигурира с специфичен IP адрес (например 192.168.0.10), чрез който с осъществява връзка с контролера и конфигурацията му. Конфигурацията на коловозното развитие, типът сигнализация и наличието на прелез е записана в съответното PLC.

Фигура 7

Към контролера са свързани входно/изходни модули, работещи на 24V DC, които за обвързани с бутоните, ключалките, индикацията и интерфейса към сигнали, интерфейса към междугарова блокировка и прелезното устройство.

Контролера генерира мигащите/статичните показания на сигналите и ги подава към интерфейса. От интерфейса чете информация за състоянието на сигналите (лампите) и я визуализира, като при повреда (изгоряла лампа) променя показанието на входния сигнал.

PLC съдържа таймер за реално време, който се използва за генериране на записите в протокола на събитията. Записа на събития се осъществява във вътрешната памет, като текстови файлове.

Контролера подържа WEB визуализация, която се ползва за изобразяване на коловозното развитие, състоянието на сигналите и изобразяване на допълнителна информация. Това се реализира посредством дисплей с интегриран WEB браузер за сайтa на съответния контролер.

Контролера е с висока надеждност, притежава средно време между отказите MTTF: 639802 часа (при 40°C, 34% натоварване).

Контролерът PLCnext (AXC F 2152) от Phoenix Contact може да бъде конфигуриран като индустриално мрежово решение за безопасност (Фигура 8). Такава конфигурация на PLCnext притежава сертификат за ниво на безопасност SIL3 на хардуера и софтуера (Приложение 4, Приложение 5 и Приложение 6).

Безопасна конфигурация се осъществява посредством добавяне към стандартните логически контролери PLCNext и входно/изходни модули (със сив цвят) на безопасни логически и безопасни входно/изходни модули (с жълт цвят).

Безопасната комуникация се реализира по стандартна LAN (Profinet) връзка между децентрализираните безопасни входно/изходни модули на ниво безопасен протокол (Profisafe). Допуска работа с различни среди за комуникация – мед, оптика, безжична или виртуална.

Фигура 8

Безопасната логика (програма) се конфигурира (програмира) съвместно с логиката (програмата) на стандартния PLC, посредством фирмения софтуер PLCnext Engineer. Безопасната програма се изпълнява от безопасния логически модул SPLC 1000, който следи за работоспособността на всички безопасни входно/изходни модули свързани към него по протокол Profisafe.

Конфигурацията се извършва визуално, само с няколко щраквания на мишката. Позволява да се параметризират входно/изходните модули и да се създаде функционалната логика, която се кодира като функционални блок диаграми FBD, съответстващи на логически операции. Безопасните функции са маркирани със жълт цвят.

Конфигурацията (програмата) е заключена в паметта на PLCnext с парола. Така се предотвратява нерегламентиран достъп и неоторизирана промяна.

Безопасното поведение на конфигурацията се изразява в гарантирано изключване на безопасните изходи при неработоспособност на системата, което при ЕПУС2 води до деактивиране на разрешителните показания и активиране на забранителните показания на сигналите. Например: при прекъсната комуникация или при повреден контролер.

КЛЮЧОВЕ ЗА КОНТРОЛ ПОЛОЖЕНИЕ НА СТРЕЛКИ

При използване на ръчни стрелки контролът се осъществява посредством секретни ключове на стрелковата заключалка „Колбен-Данег”. Ключове за контрол положението на стрелките със съответната индикация са разположени на допълнителния лицев панел (Фигура 9), под дисплея за визуализация. В базовата конфигурация те са общо десет, което позволява контрол на положението на минимум 5 стрелки в гърловина или повече при контрол само на едно от крайните положения.

Фигура 9

Логическия контролер е обвързан двуканално към бравите за положението на стрелките (Фигура 10), посредством входен модул и към индикацията на положението, посредством изходен модул. Контролера чете състоянието на двата крайни изключвателя и визуализира състоянието им посредством жълт светодиод. При двойно потвърдено крайно положение съответния светодиод свети жълто. Ако има един незадействан краен изключвател, крайното положение не е потвърдено и съответния светодиод мига жълто.

Фигура 10

ИНТЕРФЕЙС КЪМ СИГНАЛИ

Интерфейсът между PLC логиката и сигналите се осъществява от модули МУКС. Те са разположени в касета (Фигура 11).

МУКС е микропроцесорен модул за управление и контрол на светлинни сигнали. Конфигурира се за различни режимни на работа, като подържа LED модули и лампи. Предлага възможност за обвръзка с PLC или релейна логика.

Контролът на светене се осъществява посредством динамично отчитане на тока и сравнение с предварително зададени параметри за съответния тип светлинен източник.

Фигура 11

Текущата версия на хардуера е надградена до 2.6, което включва:

Възможност за управление на лампи и LED с DC напрежение до 60V.

Текущата версия на софтуера е надградена до 2.6, което включва:

Директно управление от PLC на LED или лампови светлинни източници.
Режим на преобразуване 24VDC/220AC с външен трансформатор.
Инверсна логика на забранително показание.

ИНДИКАЦИЯ

За индикацията на състоянията на модула се използват два светодиода монтирани на фронталния панел, които могат да бъдат със зелен, жълт или червен цвят. Индикацията работи в два режима посочени в документацията на модул МУКС.

НАСТРОЙКА

Настройката на модула МУКС за съответния режим на работа се задава статично, посредством микропревключвателя (SW1).

РЕПАРТИТОР

Обвръзката на ЕПУС2 към съоръженията се извършва посредством репартитор (Фигура 12), разположен в кутията.

Фигура 12

ДЕЙСТВИЕ

Информацията за коловозното развитие и състояние на ЕПУС2 се визуализира върху вградения дисплей (Фигура 13).

Фигура 13

Пломбирането на пулта се осъществява посредством четири пломбажни болта – два на лицевите панели и двата болта на капака и корпуса, а пломбирането на бутон ПКС чрез защитната капачка на бутона и планката за пломбаж.

Всяка манипулация и промяна на състоянието се фиксира от протокол на събитията и се записва във файл със съответното време и дата на възникване. Файловете се съхраняват върху флаш паметта в PLC.

На лицевия панел е разположен ключ за стрелково осветление с две позиции – включено и изключено.

Индикацията на сигналните показания е в съответствие с реалното светене на сигналите. При не осветен сигнал, съответния елемент върху дисплея остава тъмен. За ПКС има отделен светодиод.

При повреда на контролера дисплея се гаси автоматично – остава тъмен, а забранителните показания се активират – свети червена на входните и изходните сигнали.

ПРОТОКОЛ НА СЪБИТИЯТА

В паметта на контролера се записват текстови файлове, съдържащи възникналите събития (промяна на състояния на обекти или манипулации с пулта). Името на файла съдържа датата и часа на неговото създаване. Достъп до файловете се осъществява по FTP протокол на IP адреса на контролера. За всеки ден се създава нов файл.

Всяко събитие се записва във файла на нов ред, започващ с датата и часа на събитието, последвани от текстово описание. Достъпът до файловете е защитен с парола.

ЗАБРАНИТЕЛНИ СИГНАЛИ – ЧЕРВЕН

За управление и контрол на забранително показание се използва „обратна“ логика. Забранителния канал е нормално активен (свети червено) и се гаси при наличие на команда от контролера за активиране на разрешително показание. Това позволява да свети червен сигнал при повреден/неработоспособен логически контролер, реализиращ логика за управление на сигналите.

Светенето на забранителното показание на входния светофор се контролира, като автоматично при прегаряне на основната нишка се включва резервната, което се индицира върху дисплея. Контролира се и втората нишка на червената.

РАЗРЕШИТЕЛНИ СИГНАЛИ при разширение с безопасни модули

За гарантиране на безопасността при управление на високоотговорен (разрешителен) сигнал, интерфейсът към сигнала (работна верига на сигнала) се захранва от безопасен изход на логически контролер.

ОТКРИВАНЕ НА СИГНАЛ

Откриването на сигнал се осъществява посредством функционалните бутони разположени от двете страни на дисплея или посредством HMI интерфейс. С последователно натискане на съответните бутони за начало и край на желания маршрут, при наличие на условия (положение на стрелки) се откриват съответните за маршрута сигнали.

Индикацията на светлините на входните, изходните и предупредителните светофори по скоростната или обикновена сигнализация съответства на изискванията в наредба №58.

ЗАКРИВАНЕ НА СИГНАЛ

Закриването на сигнала се осъществява автоматично (от датчик) или ръчно с бутон ЗС, разположен върху лицевия панел. В зоната между входния сигнал и първата входна стрелка се монтира датчик за автоматично затваряне на сигнала на входния светофор при преминаване на влак. Закриване на сигнал възниква и при нарушаване на условията за светене на сигнала (промяна в положението на стрелка или повреда във веригата на лампите).

ОТВАРЯНЕ/ЗАТВАРЯНЕ НА ПРЕЛЕЗНО УСТРОЙСТВО

Бутон ОБ (отваряне бариера) и бутон ЗБ (затваряне бариера), са предвидени да управляват прелез или електрическа бариера ЕБ. Логиката на отваряне и затваряне на прелезното устройство е конфигурирана в контролера.

Предвиден е пломбируем бутон с брояч ИБПУ за изолиране на състоянието на прелезното устройство при повреда. Състоянието на прелеза е условие при активиране на сигнално показание (включително и на ПКС), това налага използване на бутона при повреда на прелезното устройство.

ИНТЕРФЕЙС С МЕЖДУГАРОВА БЛОКИРОВКА

Интерфейсът се явява част от хардуера и логиката на ЕПУС2, която позволява изпълнението на необходимата функционалност:

При обвръзка с автоблокировка (AБл) без проходни сигнали с броячи на оси (БО), системата изпълнява зададените в ТИЕЖИ V04 (12/2019) изисквания за функционалност на AБл, включително:

Подаване на светлинна индикация за състоянието на междугарието към дежурния ръководител (ДРД).
Блокиране на възможност за нареждане на изходен маршрут при наличие на такъв в съседната гара или при заето междугарие.

При обвръзка с полуавтоматична автоблокировка ПАБ, системата изпълнява зададените в Раздел V на П Р А В И Л А за техническа експлоатация на железопътната инфраструктура на Държавно предприятие „Национална компания Железопътна инфраструктура“ – Осигуряване движението на влаковете чрез полуавтоматична блокировка:

Чл. 137. При полуавтоматична блокировка (ПАБ) влаковете се движат на междугарово разстояние. За отваряне на изходния светофор е необходимо предварително да се получи блокировъчен (електрически) сигнал „СЪГЛАСИЕ“ от съседната гара, към която ще се изпрати влакът.

АКТИВИРАНЕ НА ПОКАНИТЕЛЕН СИГНАЛ

Поканителния сигнал ПКС се активира от пломбируем бутон (без фиксация), обвързан с брояч. Бутона работи автономно (без логиката на PLC), което означава, че при неработоспособен контролер ПКС може да се ползва. При натискане на ПКС брояча отброява и се активира бяло мигащо сигнално показание. Показанието е активно докато бутона се държи натиснат.

ПКС не е в зависимост от положението на стрелките, но е в зависимост от прелезно устройство (когато то е налично).

ПКС работи автономно (не се управлява от контролера), което позволява активирането му в авариен режим (при повреда на контролера).

ИНТЕРФЕЙС ЗА УПРАВЛЕНИЕ И КОНТРОЛ НА ЕСОА

Системата ЕПУС2 може да управлява и контролира различни електрически стрелкови обръщателни апарати ЕСОА, със следните примерни характеристики:

Постоянно токови, монофазни или трифазни ел. двигатели.
Различен брой жила за обвръзка.

Фигура 14

Типова схема на конфигурация с трифазен двигател, по пет провдна схема е дадена на Фигура 14. В този вариант са предвидени три проводника за работна верига (управление на двигателя) и два проводника за контролна верига (контрол на състоянието) с помощта на допълнителен елемент (диод) във веригата на автопревключвателя. За преобразуване на напрежението на батерията в трифазно се използва стандартен инвертор 24VDC/3х400VAC.

Фигура

Фигура 15

Реализира се последователно обръщане на стрелките – една по една. Контрола остава паралелен и индивидуален. PLC контролерът управлява модула за индивидуален моторен контрол на всеки ЕСОА, определяйки посоката на въртене на трифазния двигател. Еквивалентната контакторна схема на модула е дадена на Фигура 15.

За управление и контрол на ЕСОА с ниво на безопасност SIL3 схемата остава същата, като обвръзката се изпълнява с безопасни входно/изходни модули.

За друг тип ЕСОА се прилагат модифицирани схемини решения с подобна логика на действие.

УПРАВЛЕНИЕ НА ГАРАТА ОТ ЕДИН ПУЛТ – СЪС ЗАВИСИМОСТИ ТМЗ

Таблицата на маршрутните зависимости (ТМЗ) е базов документ, представляващ синтезирано описание на алгоритъма на работа на системата за сигнализация в специфичен табличен графичен изглед, в който са специфицирани зависимостите, които трябва да се спазят, така че да се осигури безопасно движение на влаковете.

При управление на гара посредством отделни пултове за всяка гърловина, между тях няма зависимости и не могат да се елиминират определени несъвместими/враждебни маршрути.

ЕПУС2 позволява управление на гарата от един пулт в който се въвежда утвърдено ТМЗ по което обективно се следят специфицираните зависимости за безопасност на всички влакови (входни и изходни) маршрути.

ОБВРЪЗКА НА АУП И ТДИ ПО PROFINET (ОПТИКА)

Пултът (Фигура 16) на табло за далечна информация ТДИ се намира при дежурния ръководител в гарата. ЕПУС2 съдържа входно/изходни модули за обвръзка с пулта. Логиката за светлинна индикация и звукова сигнализация е реализирана като конфигурация в логиката на безопасния контролер. Директно се управляват индикациите, зумера и релетата за обвръзка с гарата.

Фигура 16

Бутон далечно отваряне БДО е пломбируем бутон с фиксация, притежава контактна система с два контакта (нормално отворено NO и нормално затворен NC, които са свързани към два входа на PLC). Към бутон БДО е свързан електо-механичен брояч. При всяко натискане на бутон БДО брояча отброява. Състоянието на бутон БДО се следи за достоверност от контролера по два канала с антивалентна логика.

ПРИЛОЖЕНИЕ 1 – Типова схема на светофори и пътен датчик (КЕРВ/ДП)

ПРИЛОЖЕНИЕ 3 – Типова схема на логически контролер

ПРИЛОЖЕНИЕ 3 – Типова схема на захранване

ПРИЛОЖЕНИЕ 4 – Сертификат за безопасност на логическия модул

ПРИЛОЖЕНИЕ 5 – Сертификат за безопасност на Profisafe модулите

ПРИЛОЖЕНИЕ 6 – Сертификат за безопасност на софтуера

ЕЛЕКТОННЕН ПУЛТ ЗА УПРАВЛЕНИЕ НА СИГНАЛИ ЕПУС2