Planul monfilar al magistralei la o magistrala de cale ferata echipata cu instalatie CED tip CR3

Tema Proiectului:

Se considera o magistrala de cale ferata echipata cu instalatie CED tip CR3. Magistrala are maxim 15 statii.

Magistrala considerata: Sighisora, Medias, Copsa Mica, Blaj, Teius

Cerinte:

Sa se realizeze planul monfilar al magistralei considerate cu amplasarea macazurilor, semnalelor si a sectiunilor izolate.

Sa se intocmeasca programul informational pentru magistrala considerata.

Sa se aleaga un protocol de comunicatii pentru aplicatia data.

Sa se aleaga o placa de achizitii de date pentru aplicatia data.

Pentru un parcurs ales sa se realizeze organigrama de functionare a programului informational ales.

1.Planul monofilar ( Anexa 1 )

Cerinte: pentru fiecare statie se pun cel putin 3 linii.

O statie are 2 capete, chiar daca se poate iesi in mai multe directii. Capatul spre Bucuresti se noteaza cu X, iar celalalt cu Y sau daca aceasta conditie nu poate fi indeplinita cand se merge de la X la Y distanta creste.

Cand merg de la X la Y toate semnalele se noteaza cu X, iar de la Y la X cu Y. Cand se merge de la X la Y semnalele si macazurile se noteza cu cifre impare, iar de la Y la X semnalele si macazurile se noteaza cu cifre pare.

Prin semnal la calea ferata se intelege indicatia data conducatorului de vehicul de catre mijloacele tehnice dar se mai intelege si mijlocul tehnic prin care se afiseaza indicatia.

Semnale. Clasificare:

* semnale fixe: - principale: pot ordona neconsitionat oprirea

- de trecere: semnale luminoase ale BLA, pot ordona oprirea

- receptoare si prevestitoare: nu dau indicatii asupra vitezei de circulatie

* semnale de manevra si triere: controleaza miscarile cu viteze reduse si pe distante reduse

* semnale mobile: amplasate pe teren

* semnale date de agenti cu instrumente portabile

* indicatoare de linie si semnalizare

* semnale amplasate pe vehicul

Amplasarea semnalelor: semnalele se amplaseza pe partea drepta in directia de mers sau daca nu este loc se amplaseaza pe partea stanga iar pe dreapta se monteaza o baliza care indica schimbarea pozitiei. Semnale sunt: semnale prevestitoarte(1), de intrare in statie(2), de iesire din statie: pe directa(3), in abatere(4), de manevra(5).

Semnal de intrare: se amplaseaza inainte de intrarea in statie

Prevestitoare ale semnalelor de intrare: se amplaseaza inainte de semnalul de intrare asociat

Semnalele de iesire: se amplaseaza la extremitatile liniilor    de garare in ambele capete ale statiei

Semnalele de manevra: se amplaseaza la varful primului macaz din statie, la liniile de tragere sau de evitare, precum si in alte pozitii, daca este nevoie. Se noteaza cu litera M.

Pe linie dubla semnalele de pe calea din stanga au un F de la FALS. Semanalele de iesire au o litera si un numar dupa, litera este asociata sensului de mers, iar numarul reprezinta numarul liniei pe care este amplasat semnalul. Pentru liniile directe se folosesc cifre romane, iar pentru cele in abatere cifre arabe. Numerotarea liniilor se face de la cladirea garii.

Semnalele de intrare, de iesire de parcurs, ramificatiile in linie directa si prevestitoarele sunt formate din lumini concentrate numite focuri. Culorile folosite sunt: Verde(V), Galben(G), Rosu(R), Alb(A), Albastru(Ab). Focurile pot lumina continuu sau pulsator(f = 1Hz), dublu pulsator(f = 2Hz).

Impartirea pe sectiuni presupune de fapt amplasarea joantelor izolante. Se amplaseaza in dreptul semnalelor de manevra sau circulatie, precum si in zonele de macazuri ale statiei. Aceste reguli conduc la existenta mai multor tipuri de sectiuni izolate: (a) sectiunea dinaintea prevestitorului, (b) sectiunea prevestitorului, (c) sectiunea semnalului de intrare, (d) sectiunea de macaz, (e) sectiunea liniei de garare, (f) sectiunea liniei de tragere sau de evitare.

Sectiunile de macaz nu trebuie sa aiba mai mult de 3 macazuri si acetea nu trebuie sa fie toate in abatere. De asemenea macazurile conjugate trebuie sa fie amplasate in sectiuni diferite.

Tabel cu codul culorilor intr-o statie:

2. Programul informational ( Anexa    2 )

Este un inventar de comanda si control pentru toate statiile din magistral considerata. Deoarece presupunem ca toate statiile magistralei sunt echipate cu echipament CED CR - 3 exista un set de butoane care trebuie sa apara la toate statiile:

Tabelul de comanda:

BPX - buton de initiere a parcursului din capatul X

BPY - buton de initiere a parcursului din capatul Y

AP - anulare parcurs

CCD - conectare/deconectare dispacer

TZN - tensiune de alimentare

DU - decizii ulterioare

Pe langa aceste butoane care apar obligatoriu la orice statie apar butoane pentru comanda individuala a semnalelor de intrare, de iesire si de manevra. Inainte de comanda de aprindere a semnalelor macazurile sunt comutate automat pe pozitia comandata.

Tabel de control:

AP - anulare parcurs

CCD - conectare/deconectare dispacer

TZN - tensiune de alimentare

DU - decizii ulterioare

KM - controlul macazului, controlul se face pentru ambele pozitii + si -

* KMM - control macaz pe minus

* KMP - control macaz pe plus

KF - control foc, se controleza individual fiecare foc al fiecarui semnal din statie

KS - control sectiune, se controleaza individual fiecare sectiune izolata a statiei

3. Protocolul de comunicatii

Conceptul de protocol de comunicatie

Un protocol de comunicatie este un set de reguli si formate (semantice si sintactice) prin care se reglementeaza schimbul de informatii intre doua entitati aflate in acelasi sistem sau in sisteme diferite.

Termenii 'entitate' si 'sistem' sunt folositi intr-un sens foarte general.

O entitate este o componenta a unui sistem capabila sa transmita sau sa receptioneze informatii. Exemple de entitati sunt: programe de aplicatie-utilizator, servicii etc. Un sistem este un obiect fizic distinct care contine una sau mai multe entitati. Exemple de sisteme sunt: echipamente terminale, retele de telecomunicatii etc.

Pentru ca doua entitati sa comunice cu succes, ele trebuie sa vorbeasca aceeasi limba. Ce se comunica, cand si cum se comunica, trebuie sa fie conforme cu conventiile mutual acceptate de catre entitatile implicate in comunicatie, conventii care definesc un protocol de comunicatie.

Elementele cheie ale unui protocol sunt:

• sintaxa, care include formatul datelor, formatul mesajelor, modul de codare;
• semantica, care include informatia de control, detectarea si corectia erorilor;
• sincronizarea, care include selectarea vitezei de transfer a informatiei si ordonarea datelor transmise.

Dupa ce am introdus conceptul de protocol, putem sa prezentam acum conceptul de arhitectura de comunicatii bazata pe protocoale.

Deoarece comunicatia intre doua entitati din sisteme diferite nu mai poate fi controlata doar de un singur procesor avand un singur program de aplicatie, au fost create protocoale orientate pe aplicatie, precum si protocoale de acces la retea. In locul unui singur protocol se foloseste un set structurat de protocoale care implementeaza o arhitectura de comunicatii bazata pe protocoale.

Functiile unui protocol de comunicatie

Un protocol de comunicatie asigura urmatoarele functii:

• furnizeaza mijloacele de identificare fara ambiguitate a inceputului si sfarsitului fiecarui element de protocol (cadru, mesaj etc.);
• furnizeaza si trateaza elementele de protocol care comporta anumite comenzi ca, de exemplu, interogarea si initializarea echipamentelor terminale;
• permite identificarea extremitatilor legaturii (adresele logice);
• detecteaza si, in anumite cazuri, corecteaza erorile de transmisie conform unor proceduri speciale (retransmisii, de exemplu);
• asigura ordinea corecta a blocurilor de date;
• furnizeaza echipamentelor terminale mijloacele pentru controlul fluxului de date.

Un aspect fundamental al arhitecturii de comunicatii bazata pe protocoale este acela ca, la fiecare nivel al arhitecturii, opereaza unul sau mai multe protocoale si ca doua protocoale de acelasi strat (aspectul stratificarii va fi detaliat in continuare), dar apartinand unor sisteme diferite, coopereaza in vederea realizarii functiei de comunicatie.

Standardizarea protocoalelor de comunicatie

Protocoalele utilizate pentru schimbul de informatii (date) pot deveni foarte complexe, in special cand se intentioneaza sa se conecteze impreuna mai multe tipuri de echipamente provenite de la diversi furnizori.

Adesea, producatorii de echipamente utilizeaza conventii diferite, chiar in cadrul aceleiasi game de produse, pentru rezolvarea anumitor probleme de comunicatie.

Compatibilitatea intre sisteme diferite poate fi realizata prin adoptarea unor protocoale de comunicatie standard, unanim acceptate. Procesul standardizarii nu este terminat, desi anumite principii sunt agreate pe plan international prin initiativele unor comitete si organisme de standardizare (ITU - T, ETSI etc.).

Tipuri de protocoale de comunicatie

Primele protocoale de comunicatie aparute sunt, evident, cele mai simple. Acestea se numesc protocoale 'Start/Stop', deoarece blocurile de date din acest protocol sunt incadrate de secvente de biti care reprezinta inceputul, respectiv sfarsitul unui bloc de date. Protocoalele de tip 'Start/Stop' sunt asincrone.

Protocoalele sincrone bazate pe caracter (Character Oriented Protocols) dateaza din anii '60. Ele permit transferul, in mod semi-duplex, blocurilor de caractere ale unui alfabet dat (ASCII, de exemplu).

Protocoalele sincrone bazate pe elemente binare (Bit Oriented Protocols) sunt de data mai recenta.

Acestea permit transmisia transparenta, in mod duplex integral (transmisie in ambele sensuri), a blocurilor de date constituite din elemente binare.

Protocoalele din aceasta categorie utilizeaza o tehnica de functionare inrudita si, practic, toate sunt conforme cu normele care stau la baza protocoalelor HDLC.

Protocoalele HDLC

Protocoale HDLC (High-level Data Link Control - controlul de nivel superior al legaturii de date) sunt un set de protocoale conforme standardizarii ISO.

Protocoalele HDLC utilizeaza diverse conventii care determina o comportare adecvata conditiilor (normale sau anormale) ale transmisiei. Blocurile de date care poarta informatia utila sunt insotite de informatia de control, furnizata de mecanismele protocolului utilizat, formand impreuna elementele de protocol.

Protocoalele HDLC prevad mai multe moduri de functionare, concretizate in urmatoarele implementari:

• Protocolul SDLC (Synchronous Data Link Control), utilizat pentru controlul sincron al legaturii de date din arhitectura de retea SNA (Sistem Network Architecture) a firmei IBM (International Business Machine).
• Protocolul LAP-B (Link Access Procedure-Balanced), pe care se bazeaza accesul la o retea de comutatie de pachete X.25.
• Protocoale LAP-D (Link Access Protocole on the D-Channel), pe care se bazeaza procedurile pentru accesul la canalul de semnalizare D. Protocolul LAP-D este utilizat de Sistemul de Semnalizare nr. 1 pentru abonatul digital (DSS1) pentru semnalizarea intre abonatul ISDN si centrala digitala, folosind canalul de semnalizare D. Protocolul LAP-D opereaza la nivelul stratului 2 (Legatura de date) al modelului de referinta OSI pentru a transporta informatii prin intermediul interfetelor-utilizator ISDN (S,T,U,V) atat pentru accesul de baza, cat si pentru accesul primar, independent de viteza de transmisie. Principiile de operare (structura cadrelor si elementele de procedura) si terminologia protocolului LAP-D se bazeaza pe standardele setului de protocoale HDLC. De asemenea, protocolul LAP-D este asemanator cu LAP-B, dar, spre deosebire de acesta, protocolul LAP-D permite transportul mai multor tipuri de informatie (semnalizare, mesaje de gestiune, pachete de informatii-utilizator), multiplexate in timp, gratie utilizarii mai eficiente a campului de adresa din cadrele de strat 2.
• Protocolul CCS#7 folosit de Sistemul de Semnalizare nr. 7 pentru semnalizarea pe canal comun (canalul semafor).

Protocolul HDLC este un protocol de transmitere a informatiei in linie telefonica.

Delimitator: este o segventa de 8 biti folosita pentru separarea masajelor transmise in mod serial in linia telefonica. Delimitatorul trebuie ales astfel incat secventa de biti componenta sa nu coincida cu o alta secventa de biti din interiorul mesajului.

Pentru fiecare statie se aloca cate o adresa de 8 biti, astfel se poate controla de unde plec si unde ajung.

Adresa sursa: acest camp reprezinta adresa statiei de initiere a parcursului

Adresa destinatie: acest camp reprezinta adresa statiei de oprire atrenului, respectiv de terminare a parcursului in cazul ultimei statii

Info: acest camp reprezinta informatia continuta de parcursul considerat, respectiv toate elementele cotinute de parcurs: macazuri, semnale, sectiuni izolate. Toate elementele continute de parcurs se marcheaza cu 1, restul cu 0.

FCS: camp de control, daca nu exista erori in mesajul de comanda campul FCS are valoarea 0001110100001111. Aceste componente se obtin de la un polinom de grad 15.

Adresele statiilor:

Bucuresti(B)(S): 0000 0001

Buftea(Bf)(M): 0000 0010

Brazi(Br)(CM): 0000 0011

Ploisti Triaj(PT)(B):0000 0100

Ploiesti(T):0000 0101

Parcursul ales: Brazi - Ploiesti

Plecare: Brazi - Linia 4

Sosoire: Ploiesti - Linia 3

Comanda: BPX4(DTS), BPY(DTS), BPX(O), BPX3(O), BPY(O), BPX(H), BPX3(H), BPY(H)

Elementele din parcurs: 2 4 6 Si, 044C, 042C, 0142C, 2+, 4+, 6+, X4 - V ; 0131C, 031C, 033C, 1 3 Si, 3C, 1+, 3+, PrX - V, X - G, X3 - R, 034C, 032C, 0132C, 2+, 4+, 2 4 Si, X3 - V ; 0131C, 031C, 033C, 3C, 1 3 Si, 1+, 3+, PrX - V, X - G, X3 - R.

Comanda Parcursului:

4. Placa de achizitii de date

XEE-002 este o placa de achizitii de date si control care poate comunica cu un calculator, pe portul serial, prin interfata RS232. 

Cele 6 intrari analogice respectiv cele 4+4 intrari/iesiri logice permit utilizarea sistemului XEE-002 in numeroase aplicatii de monitorizare si automatizare.

Sistemul este recomandat pentru un sistem de monitorizare si control  simplu si eficient, controlabil printr-un calculator ieftin de tip Pentium 

Date tehnice generale

• alimentarea circuitului:  RTS&DTR 
• intrarile analogice:  0 ¸ 3.3 V cc / 10 biti ADC;
• intrarile si iesirile logice: 0 logic (Off)= 0 Vcc,  1 logic (On) = 3.3  Vcc; 

Intrari / Iesiri

• Intrari analogice: 6 intrari  (A/D 10 biti);
• Intrari logice:  4 intrari;
• Iesiri logice:  4 iesiri.

Functiile suportate

• Citirea intrarilor analogice individual sau in grup;
• Citirea intrarilor logice in grup (4 intrari);
• Numararea impulsurilor aplicate la 2 intrari logice (contor) - valoarea numarata pe intrare nu poate depasi valoarea unui intreg fara semn adica 65534 (16 biti);
  Comanda iesirilor logice in grup sau individual.

Circuitul MMC 4051 este un multiplexor/demultiplexor analogic cu 8 canale, avand 3 intrari de control binare, A, B, C si o intrare de inhibare INHIBIT. Cele 3 intrari binare selecteaza unul din cele 8 canale, comutatorul analogic corespunzator canalului selectat fiind deschis (starea ON).

Circuitul contine comutatoare analogice care au impedanta mica in starea ON si curenti reziduali foarte mici in starea OFF.

Un nivel logic "1" pe intrarea INHIBIT aduce toate canalele in starea OFF.

Schema bloc a circuitului:   

CNL - blocul de conversie a nivelului logic. Este circuitul care utilizand referinta data de V_SS interpreteaza valoarea logica a tensiunilor logice aplicate pe intrarile de comanda si o aplica blocului decodor.

DEC - decodor binar - 1din 8 cu inhibare.

K - comutator analogic

Placa de achizitie are 6 intrari. Datele culesee vor fi: 1 - foc rosu, 2 - foc verde, 3 - foc galben, 4 - macazuri, 5 - sectiuni de cale(C), 6 - sectiuni de macazuri si saboti(Si)

Folosind o retea de multiplexoare cu 2 si 8 intrari se pot prelucra corespunzator semnalele.

5. Organigrama de functionare

A.P. - anulare parcurs

S.I. - sectiuni izolate

B.L.A. - bloc de linie automat

Semnal - comanda asupa semnalelor

Plecare - comanda pentru plecare din statie