МУКС27 е интерфейс от безопасен логически контролер PLC към светлини сигнали в осигурителната техника. Реализира управление и контрол на влакови и прелезни
сигнали с лампи или светодиодни LED модули. Подходящ е за приложение в OT.
Притежава висока надеждност.
ПРЕДНАЗНАЧЕНИЕ
Микропроцесорно управление и контрол на светлинни сигнали МУКС27 е електронен модул – техническо средство, изградено като комбинация от хардуер и софтуер, съобразно изискванията на осигурителната техника за ЖП транспорта.
Фигура 1
Предназначен е за интерфейс от програмируем логически контролер PLC към светлини сигнали за осигурителната техника. Конфигурира се за управление и контрол на влакови или прелезни сигнали с лампи или светодиодни LED модули.
Модул МУКС27 представлява платка с конектор по стандарт DIN 41612/IEC 60603-2 Type C64/C96 (Фигура 1), конструиран и програмиран съобразно принципите за електронизация на осигурителната техника
Подържа управление и контрол на съществуващите светофори в мрежата на ДП „НАЦИОНАЛНА КОМПАНИЯ „ЖЕЛЕЗОПЪТНА ИНФРАСТРУКТУРА“, работещи с различни светлинни източници.
Подходящ е за употреба в автоматични прелезни устройства АПУ и маршрутно релейни централизации МРЦ. Вгражда се в Електронен пулт за управление на сигнали ЕПУС.
ТЕХНИЧЕСКИ ПАРАМЕТРИ
МУКС27 притежава следните технически параметри:
- Размери 160 мм х 100 мм.
- Тактова честота на процесора 64MHz.
- Захранващо напрежение от 18V DC до 30V DC (до 60V DC към лампите).
- Работен температурен диапазон от -25°C до +65°C.
- Пет оптично изолирани цифрови входа за 24V DC.
- Четири силови изхода за контрол и управление на сигнали 60V DC / 2A.
- Два програмируеми изхода за напрежения 24V DC / 1A.
- Два контролни релейни изхода 24V DC / 1A.
- Два програмируеми първокласни изхода 24V DC / 20mA.
- Три аналогови модула за измерване на напрежение до 60V DC.
- Два аналогови модула за измерване на ток до 4A DC.
- До 64 работни режима – конфигурационен микро превключвател SW1.
- Четири светодиодни LED индикатора на състоянието (два двуцветни и два зелени).
- Маса 0.2 кг.
Техническите параметри и функционалността на модула са пряко свързани с текущата версия на хардуера и софтуера.
Текущата версия на хардуера е надградена до 2.60, което включва:
- Микроконтролер с високо бързодействие – 64 MHz.
- Три аналогови модула за измерване на напрежение до 60V DC
- Два аналогови канала за измерване на ток с по два обхвата.
- Пет оптично изолирани цифрови входа.
- Два силови входа за „безопасно разрешение“ на сигнал.
- Четири силови изхода за директно управление и контрол на сигнали.
- Два програмируеми релейни изхода (NO).
- Два програмируеми силови изхода (PNP).
- Два програмируеми първокласни изхода.
- Четири светодиодни LED индикатора на състоянието.
- Микропревключвател за задаване на режим с 8 разряда.
Текущата версия на фирмения софтуер е надградена до 2.7х, което включва:
- Режим за директно управление на светенето от PLC.
- Три софтуерни обхвата за измерване на ток и напрежение с 10 бита.
- Четири канала за управление и контрол на светлинни източници.
- Интуитивна индикация на състоянията.
- Режим преобразуване в 230AC, посредством външен трансформатор.
- Режим на светене с намалена интензивност.
- Обратна логика на работа на забранително показание.
ФУНКЦИОНАЛНОСТ
Модул МУКС27 притежава функционалност подходяща за работа в съоръжения на осигурителна техника, като автоматични прелезни устройства и пултове за управление на светофори. Основните му функции са:
- Директно управление и контрол на светлини сигнали – осъществява Включване/изключване и горещ/студен контрол на светлините източници (еднонишкови и двунишкови лампи или LED модули).
- При работа с двунишкови лампи автоматично преминава към резервната нишка при отказ на основната.
- Импулсно регулиране (без загуби) на мощността при лампи, спрямо зададените параметри и автоматична компенсация на загубите в дълги кабелни трасета.
- Осъществява плавен старт на лампи.
- Мониторинг на допустимите граници на работните параметри и разпознаване на късо съединение във веригите на светлините източници.
- Галванично разделяне на безопасната логика от работните вериги на сигналите.
- Поддържа режим Ден/Нощ за намалена интензивност на светене.
- Конфигурира се за различни режимни на работа, като подържа масовите видове лампи и сигнални LED модули, включително лампи 12V/20W/20W*, 20V/7W/7W**, 30V/15W, 40V/20W/20W и модул WCVE-LED/STARLED2 на La Semaforica srl.
*За АПУ. **За работа в сериен режим.
МУКС27 работи с галванично отделен входно-изходен интерфейс на 24 V DC, подходящ за обвръзка с логически контролер PLC или релейна логика. Модулът е проектиран да бъде съвместим със системи работещи с напрежения от 24V до 60 V DC за захранване на лампи. Предвидена е възможност за работа със сигнали с трансформаторна обвръзка на 230V AC.
Интегрирани са софтуерни алгоритми за:
- Широчинно-импулсно регулиране на мощност на лампи.
- Импулсен студен контрол на лампи.
- Компенсация на загуби в дълги кабелни трасета при лампи.
- Плавен старт на лампи.
- Контрол по мощност на светодиоден LED модул.
- Защита от късо съединение в изхода.
- Режим преобразуване с външен трансформатор в 230V AC.
- Контрол на втора нишка на двунишкова червена.
- Контрол на интензитета на светене при режим Ден/Нощ.
- Обратна логика на работа на забранително показание.
Функционалността на модула подлежи на разширение и допълнение, посредством софтуерен ъпдейт към следваща версия на фирмения софтуер.
ВХОД/ИЗХОД
Модулът се включва към дъна платка, върху която са монтирани пружинни клеми за обвръзка, разположени в шест групи със съответната номерация – Фигура 2. Обща блокова схема на модула е дадена на Фигура 3.
Фигура 2
Захранване +24V и 0V.
Силови входове кл.01 и кл.51 за захранване на модула.
Оптично изолиран вход.
Четири галванично изолиран входа за директно управление на каналите на модула, посредством статично или динамично въздействие от контролер, спрямо обща маса на кл. 21. За канал 1 кл. 22 и кл. 24 , а за канал 2 кл. 23 и кл. 35
Допълнителен вход за разширена функционалност – режим Ден/Нощ кл. 23 и кл. 35
Силов изход за управление и контрол на сигнали.
Модулът има четири изхода за управление и контрол на сигнали, посредством безконтактна “N” комутация:
- Изход на канал 1 – кл. 12 и кл. 13, спрямо кл. 11,
- Изход на канал 2 – кл. 15 и кл. 16, спрямо кл. 14.
Програмируем релеен изход.
Релеен изход (NO) на клеми 44 и 45 (за канал 1) и клеми 41 и 42 (за канал 2). В активно състояние – има верига между клеми 41 и 42 (44 и 45).
Фигура 3
Програмируеми изходи – за захранване на външни консуматори в модулът са предвидени три транзисторни „P” изхода на кл. 34 и 36, които допускат товар до 1A, свързан през предпазител.
Два първокласни изхода – за високоотговорна обратна връзка към контролер. Реализиран с кондензаторен дешифратор КД1 и КД2 (безопасен при повреда декодер на еднофазно кодирана логическа променлива), захранващ галванично разделен DC/DC конвертор на 24V (изход към кл. 32 и кл.33 с общ 0V на кл. 31). Кодирането на променливата се извършва динамично от програмата в модула. DC конверторът (Фигура 4) е поляризиран елемент, който разпознава критерият за повреда на КД – липса на негативно напрежение. При неработоспособност първокласния изход гарантирано е отпаднал.
Фигура 4
НАСТРОЙКА НА РЕЖИМ НА РАБОТА
Фигура 5
Настройката на модула за съответния режим на работа се задава статично, посредством микропревключвателя (SW1, Фигура 5). Режимите за конфигуриране са посочени в Таблица 2. Състоянието на микропревключвателя за програмиране се прочита и запомня еднократно при началната инициализация на модула.
Достъпни са 63 работни режима и два обхвата за измерване по ток на двата канала.
Таблица 1
| Канал 1 | Канал 2 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |
|
Не се използва | off | off | off | off | off | off | ||
|
30V/15W | on | off | off | off | off | off | ||
|
30V/15W | off | on | off | off | off | off | ||
|
30V/15W | on | on | off | off | off | off | ||
|
off | off | on | off | off | off | |||
| on | off | on | off | off | off | ||||
| off | on | on | off | off | off | ||||
| on | on | on | off | off | off | ||||
| off | off | off | on | off | off | ||||
| on | off | off | on | off | off | ||||
| off | on | off | on | off | off | ||||
| on | on | off | on | off | off | ||||
| off | off | on | on | off | off | ||||
| on | off | on | on | off | off | ||||
| off | on | on | on | off | off | ||||
| on | on | on | on | off | off |
УПРАВЛЕНИЕ И КОНТРОЛ
Модулът се управлява от логически контролер PLC, посредством управляващо въздействие с бинарно логическо състояние. Модулът изпълнява приложеното му управляващото въздействие, което може да бъде константно или мигащо с различен брой мигания. В процеса на работа следи параметрите на светлинните източници.
При подаване на захранващо напрежение, модулът стартира процедура по начална инициализация, която проверява:
- Наличие на стабилно захранващо напрежение в допустимия работен диапазон.
- Валидност на зададената конфигурация посредством SW1.
- Работоспособността на модула – тест на хардуера.
- Състояние на управляваните светлинни източници.
След успешно завършване на началната инициализация се преминава в работен режим. Директно се управлява светлинния източник (свети/несвети), спрямо състоянието на вход и циклично се изпълнява:
- Контрол на работоспособността на модула.
- Контрол на валидност на управляващото въздействие на входовете.
- Управление и контрол на изходните вериги (регулиране на мощността и контрол за късо съединение).
- Индикация на състоянието.
Изходите на модула за управление на сигнали са изградени от безконтактни комутиращи елементи, които се следят за отказ в реално време от цикличния тест за работоспособност на модула.
Модулът следи за наличие на късо съединение в каналите за управление.
При регистриране на хардуерна повреда модулът преминава в защитен режим. В защитен режим се подава съответната индикация и вътрешните кондензаторни дешифратори отпадат. Принудително се прекъсва общата част на силовата верига за управление на сигналите.
РАЗРЕШИТЕЛНИ СИГНАЛИ
За гарантиране на безопасността при управление на високоотговорен (разрешителен) сигнал, вход „Безопасно разрешение“ се захранва от външен безопасен елемент. Това се постига посредством подаване на захранващо напрежение (24 VDC ÷ 60 VDC) към кл. 25 и кл. 26 (работна верига на каналите) от фронтов контакт на първокласно реле или от безопасен изход на логически контролер.
ПОВИШЕНО НИВО НА БЕЗОПАСНОСТ
За гарантиране на повишена безопасността при управление на високоотговорен (разрешителен) сигнал, модулът може да работи в режим на дешифриране на импулсно кодиране на входовете за директно управление на каналите. Достъпен е едноканален и двуканален режим на импулсно управление.
Допълнително повишаване на нивото на безопасността се постига при работа в „двутактов“ режим на канала – преобразуване на DC в АC посредством външен трансформатор. Така трансформаторът се явява безопасен компаратор на правилната работа на двуканалната структура на алгоритъма за преобразуване.
ЗАБРАНИТЕЛНИ СИГНАЛИ – ЧЕРВЕН
За управление и контрол на забранително показание се използва „обратна“ логика. Забранителния канал е активен (свети червено) и се гаси при наличие на външна команда. Това позволява да свети червен сигнал при повреден логически контролер (логика за управление на сигналите), управляващ модулите.
ЛАМПИ
Регулирането на параметрите на мощността към лампите се извършва импулсно, посредством широчинно импулсна модулация ШИМ с безконтактни ключове. Модулът измерва напрежението и тока във веригата на лампата и спрямо зададените параметри за съответния канал, определя ширината на импулса за управление. Управлението е динамично, което реализира плавен старт при включване на лампата и компенсира промени в захранващото напрежение при работа на батерия. Плавния старт удължава живота на лампата при работа в мигащи режими.
Чрез регулирането на мощността се подържа константна сила на светене на лампата при различни съпротивления на кабелната линия. За захранване на отдалечени сигнали е предвиден разширен диапазон на захранващото напрежение (до 60V DC) на силовата верига на каналите. Това се прилага при управление на сигнали като ППС в АПУ или Вх или ПС в гара.
Контролът на светенето се осъществява динамично, според аналогово отчитани величини (ток и напрежение – подавани към сигналите), където се следи определен интервал от стойности, само при които се генерира кодирана променлива към декодера. Този процес е софтуерно реализиран, като последователност от подпрограми (четене на аналогови величина, изчисление на мощност, сравнение със зададени параметри и генериране), които се следят в процеса на изпълнение от хардуерен стражеви таймер WDT. Информацията за контрол се генерира само при изправен модул и параметри отговарящи на зададените. Неработоспособност или повреда в декодера водят до безопасно (неактивно) състояние на изхода.
При управление на лампи МУКС27 извършва студен и горещ контрол в зависимост от състоянието на сигнала. При двунишкова лампа се контролират и двете нишки. При отпадане на основната нишка автоматично се преминава към резервната, като се активира съответната индикация.
СВЕТОДИОДНИ LED МОДУЛИ
Светодиодите притежават несиметричен отказ – могат да прекъснат или да пробият, без да излъчват светлина. Следенето на консумираната мощност дава възможност да бъдат разпознати и двата отказа.
Вътрешната структура на модул CVE-LED/STARLED2 е показана на Фигура 6. Интегрален LED драйвър (импулсен стабилизатор на ток) управлява три светодиода свързани последователно, като осигурява захранването им с константен ток. При вариране на входното напрежение консумирания от LED драйвъра ток се променя, като се запазва константна консумираната мощност.
Фигура 6
При прекъсване на светодиод токът във веригата прекъсва и консумацията на модула клони към нула, която е явен признак за неосветеност на LED модула. При пробив на един светодиод другите продължават да светят но консумацията на модула намалява с 1/3, което означава, че LED модулът остава осветен, но с занижени параметри, които се разпознават от МУКС27.
Светенето на LED модулите се контролира посредством динамично отчитане на консумираната мощност и сравнение с предварително зададени параметри за съответния тип модул. Разлика на параметрите в рамките на ±10% спрямо зададените се отчита като нормална. При спад на консумацията с до 35% от номиналната се отчита неизправност – приема се, че един от светодиодите на LED модула не свети. При спад на консумацията с над 35% от номиналната се приема, че LED модула не свети.
ПРОМЕНЛИВОТОКОВИ ВЕРИГИ ЗА СИГНАЛИ
Достъпен е режим за управление и контрол на сигнали с трансформаторни вериги, предвидени за работа с 230V AC (Фигура 7). Това позволява работа с отдалечени сигнали без съществени загуби по линията. Необходим е външен трансформатор свързан към изхода на модула за преобразуване в 230 VAC.
Фигура 7
ИНДИКАЦИЯ
За индикацията на състоянията на модула се използват четири светодиода монтирани на фронталния панел. Първите два могат да светят със зелен, жълт или червен цвят, а вторите два са зелени. Индикацията работи индивидуално за всеки канал със състояния посочени в Таблица 2:
Таблица 2
| Състояние | Индикация в двуканален режим | Индикация при активни 4 канала |
|
Свети зелено | Свети зелено |
|
Слабо свети зелено | Слабо свети зелено |
|
Свети жълто | |
|
Слабо свети жълто | |
|
Свети червено | |
|
Премигва червено | |
|
Мига червено N пъти | |
|
Мига веднъж | |
|
Мига два пъти | |
|
Мига три пъти |
РАЗПОЛОЖЕНИЕ И МОНТАЖ
Модулът се монтира в касета, посредством куплунг се присъединява със съответната дъна платка, монтирана на дъното на касетата.
Касетата трябва да е свързана към защитния заземителен контур на АПУ.
Електрическата обвръзка се осъществява посредством присъединяване на монтажни проводници към клемите на дънната платка.
ЕКСПЛОАТАЦИЯ
Не се изисква специално обслужване при нормална експлоатация. В случай на установена повреда, същата се отстранява в заводски условия.
МАРКИРАНЕ
Апаратурата е маркирана с номер на изделието и годината на производство.
ГАРАНЦИЯ
Фирмата производител предоставя стандартна гаранция от 24 месеца на предлаганото изделие. Възможно е предоставяне на разширена гаранция до 60 месеца.
