NDC - BETAMONT, sro

Distribuované řešení ZZ
SIRIUS
Ing. Jaroslav Mládek a kolektiv
střediska elektroniky
STARMON s.r.o. Choceň
12. Medzinárodná konferencia železničnej oznamovacej a zabezpečovacej techniky
18. - 20. apríl 2016, Vyhne, hotel SITNO
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
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
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
S I R I U S - komunikace
o SIRIUS na úrovni TP (CPU) – NDC a TP (CPU) – KP
komunikuje pomocí sběrnice ETHERNET (metalika i
optika) – spolehlivostní redundance
o Od NDC 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
kanálů (na všech úrovních)
komunikačních
SIRIUS
DOP
ER1
100 Mbit Ethernet
do 100 metrů
ER1
ER1
LOP A
OS1
100 Mbit optický Ethernet
do 100 kilometrů
ER1
RS-485
stovky metrů
KP A
KP B
RS-422
lokální spoj
ER1
ER1
stejné jako K-2002 s
MaDOS
CPU A
ER1
CPU B
OS1
ER1
nové pro SIRIUS
DOP - dálkový ovládací počítač
ER1 - Ethernet switch / router
NDC1 A
OC 1
NDC1 B
KP - komunikační počítač
OC 2
NDC2 A
OC 3
OC 4
LOP - lokální ovládací počítač
TP - technologický počítač
NDC2 B
NDC - koncentrátor dat
OC - objektový kontrolér
SIRIUS – core
Jádro systému
o OCcpu – dvojice TP pracujících v HZ, vyhrazený
komparační kanál RS422
o NDC – 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)
Již vyvinuté OC
• OCi - objektový kontrolér kontaktních vstupů (16 vstupů)
• OCo - objektový kontrolér výstupů (8 výstupů)
• OCsi - 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
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
OCsic - OCsi ve funkci přejezdníku
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
OCcpu – Technologický počítač
NDC – 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 NDC v kolejišti
• Teplotní rozsah -45 až +55°C
NDC – koncentrátor dat
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 NDC v kolejišti
• Teplotní rozsah -45 až +55°C
ER1 - router
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)
OS1 – oddělovač sítě
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
OCi – Objektový kontrolér vstupů
• Použití pro snímání kontaktů relé
• 16 vstupů se společným „-“ pólem
• Inverzní zpracování vstupů
• Doba smyčky 15ms
OCi – Objektový kontrolér vstupů
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“
OCo – Objektový kontrolér výstupů
•
•
•
•
•
•
•
•
•
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)
OCled – Objektový kontrolér LED
návěstní svítilny
Komunikace OCsi-OCled
•
•
•
•
Komunikace po RS-485
Linka pro každý kanál
Doba smyčky 40 ms
Při výpadku komunikace zhasnutí
světla
• Při výpadku komunikace OCsi a
OCcpu uvedení do definovaného
stavu
OCled
2x RS-485
OCled
OCled
OCsi
NDC B
NDC A
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
OCcan – Objektový kontrolér CAN
Napájení
o Napájecí systém vnitřní části - 24 VDC (dobíječ, baterie,
jištění)
o Napájecí systém venkovní části - 400 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
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
SIRIUS – core s MaDOS
DOP A
DOP B
ER1
ER1
ER1
ER1
LOP A
ER1
OS1
KP A
KP A
ER1
ER1
TP A
TP B
ER1
ER1
NDC
NDC
Příklad použití jako PZZ
• Napájení prvků PZZ z rozvodu 400VDC
• Možnost zálohy napájení ČS přímo na PZZ ve skříni
NDC
• 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
Příklad použití jako PZZ
detail PZZ
OCrs
OCps
OCbr
NDC
OCrs
OCps
OCbr
NDC
Objektový kontrolér červených světel
Objektový kontrolér pozitivního signálu
Objektový kontrolér závory
Optický Ethernet
Metalická linka RS-485
Příklad použití jako PZZ
komunikace
1
2
OCsi
WS
WS
OCac
OCac
WS
WS
OCac
WS
OCac
3
NDC
OCac
WS
OCac
NDC
SIRIUS - core
NDC
4
NDC
NDC
5
NDC
NDC
NDC
OCcan
OCcan
K-2002
A
K-2002
B
OCi
OCo
Optický Ethernet
Metalická linka RS-485
Příklad použití jako PZZ
aplikace UA bez SD
1
2
OCsi
WS
WS
OCac
OCac
WS
WS
OCac
WS
OCac
3
NDC
OCac
WS
OCac
NDC
SIRIUS - core
NDC
4
NDC
NDC
5
NDC
NDC
NDC
OCcan
OCcan
ESB-UA
A
ESB-UA
B
OCi
OCo
Optický Ethernet
Metalická linka RS-485
Příklad použití jako PZZ
aplikace UA s SD
1
OCi
2
OCo
6
WS
WS
OCac
OCac
OCsi
WS
WS
OCac
WS
OCac
3
NDC
OCac
WS
OCac
NDC
SIRIUS - core
NDC
4
NDC
NDC
5
NDC
NDC
NDC
OCcan
OCcan
ESB-UA
A
ESB-UA
B
OCi
OCo
Optický Ethernet
Metalická linka RS-485
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
Příklad použití jako SZZ
komunikace
WS
OCac
WS
OCsi
OCac
NDC
NDC
WS
OCsi
OCac
NDC
NDC
WS
OCsi
OCsw
OCsi
WS
OCsw
OCac
OCac
OCsi
NDC
WS
NDC
OCac
OCsi
NDC
NDC
NDC
SIRIUS - core
NDC
1
2
OCi
OCo
3
Optický Ethernet
Metalická linka RS-485
Příklad použití jako SZZ
napájení
WS
OCac
WS
OCsi
OCac
NDC
NDC
WS
OCsi
OCac
NDC
NDC
WS
OCsi
OCsw
OCsi
WS
OCsw
OCac
OCac
OCsi
NDC
WS
NDC
OCac
OCsi
NDC
NDC
24V DC staniční baterie
SIRIUS - core
3
1
2
3x400V AC veřejná síť
400V DC linka A
400V DC linka B
60V DC lokální napájení
3x400V AC zálohované napájení
Příklad použití jako SZZ
kombinace KO a PočN
OCsi
WS
OCac
OCsi
OCsi
OCsi
OCsi
OCsw
Tr
Tr
Tr
Tr
OCtc
OCtc
Tr
Tr
OCsw
Tr
OCtc
OCtc
Tr
OCtc
OCtc
OCtc
OCsi
NDC
NDC
NDC
WS
OCac
NDC
NDC
NDC
NDC
NDC
NDC
SIRIUS - core
NDC
1
2
OCi
OCo
3
Optický Ethernet
Metalická linka RS-485
Příklad použití jako SZZ
s PZZ
OCsi
WS
OCac
OCsi
WS
OCsi
OCac
WS
OCsi
OCac
WS
OCsi
OCsw
OCsw
WS
OCac
OCac
NDC
NDC
NDC
OCsi
NDC
NDC
NDC
WS
OCac
NDC
NDC
NDC
SIRIUS - core
NDC
1
2
OCi
OCo
3
Optický Ethernet
Metalická linka RS-485
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
Příklad použití jako TZZ
OCsi
OCsi
Tr
OCsi
Tr
OCsi
Tr
Tr
OCsi
OCsi
Tr
Tr
5
OCtc
OCtc
OCtc
OCtc
NDC
NDC
NDC
4
OCtc
NDC
OCtc
NDC
NDC
NDC
NDC
NDC
NDC
3
OCcan
OCcan
K-2002
A
K-2002
B
SIRIUS - core
OCi
OCo
1
2
Optický Ethernet
Metalická linka RS-485
Příklad použití jako TZZ napájení
6
OCsi
OCsi
Tr
OCsi
Tr
OCsi
Tr
OCtc
Tr
OCsi
Tr
OCtc
OCtc
OCtc
NDC
NDC
Tr
OCtc
OCtc
NDC
4
OCsi
NDC
NDC
NDC
NDC
NDC
NDC
NDC
5
OCcan
OCcan
K-2002
A
K-2002
B
SIRIUS - core
3
OCi
OCo
1
2
24V DC staniční baterie
400V DC linka A
400V DC linka B
Příklad použití jako TZZ s PZZ
7
OCsi
6
OCsi
Tr
OCsi
Tr
OCsi
Tr
OCtc
OCsi
Tr
Tr
OCtc
OCtc
5
OCtc
OCo
NDC
NDC
NDC
Tr
OCtc
OCtc
OCi
NDC
OCsi
NDC
NDC
NDC
NDC
NDC
NDC
NDC
NDC
NDC
NDC
4
3
OCcan
OCcan
K-2002
A
K-2002
B
SIRIUS - core
OCi
OCo
1
2
Optický Ethernet
Metalická linka RS-485
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
Schéma zapojení autobloku Kamjanica - Domanynci
Řízení PZZ
Návěstní bod
Návěstní bod
OC
vstupů
OC
výstupů
Logika
přejezdu
Koncentrátor
dat
OC
návěstidla
Optická vlákna
Koncentrátor
dat
Technologické
počítače
+ síťové prvky
Koncentrátor
dat
Koncentrátor
dat
OC
vstupů
OC
výstupů
Kolejové obvody
OC
vstupů
OC
výstupů
Napájení
OC
vstupů
OC
výstupů
OC
vstupů
OC
výstupů
Reléová místnost Kamjanica
OC
návěstidla
OC
návěstidla
OC
návěstidla
Koncentrátor
dat
Koncentrátor
dat
Koncentrátor
dat
Koncentrátor
dat
Koncentrátor
dat
Koncentrátor
dat
OC CAN
OC CAN
SZZ K-2002
Domanynci
Reléová místnost Domanynci
SIRIUS – shrnutí
Výhody
Nevýhody
•
•
•
•
•
•
• Velký objem novinek.
• Náročné na schvalování.
• Umístění elektroniky
mimo reléovou místnost.
Modularita
Úspora kabelizace
Malé prostorové nároky
Nízká spotřeba
Vyšší dostupnost
Rychlá a jednoduchá
tvorba PD
Děkuji za pozornost.
[email protected]