ООО "Элсистар"
Контроллер дорожный УК 4.1-32
Техническое описание
ЛСНМ. 426489.001.ТО
2009 год
Содержание
1. Введение................................................................................................... 4
2. Назначение.............................................................................................. 4
3. Технические данные......................................................................... 4
4. Состав изделия..................................................................................... 5
5. Устройство и работа изделия....................................................... 7
5.1. Конструкция................................................................................... 7
5.2. Схема электрическая принципиальная...................... 7
5.2.1. Блок питания................................................................................... 7
5.2.1. Плата процессора............................................................................ 8
5.2.3. Платы сетевого адаптера............................................................ 10
5.2.3. Плата силовых ключей.................................................................. 11
5.3. Программа управляющая..................................................... 12
5.3.1. Введение........................................................................................... 12
5.3.2. Основные понятия и терминология............................................ 12
5.3.3. Состояния и источники состояний контроллера.................... 14
5.3.4. Система реального времени.......................................................... 14
5.3.5. Журнал электронный..................................................................... 14
5.3.6. Старт программы.......................................................................... 14
5.3.7. Включение силовых ключей........................................................... 15
5.3.8. Отклик............................................................................................. 15
5.3.9. Конфликты..................................................................................... 16
5.3.10. Схема организации движения..................................................... 16
5.3.11. Управление ручное........................................................................ 19
5.3.12. Табло вызова пешехода................................................................ 19
5.3.13. Интерфейс асинхронный последовательный........................... 20
5.4. Работа контроллера в координированном управлении 20
5.4.1. АСУДД «Сигнал»............................................................................ 20
5.4.2. ТСКУ................................................................................................ 21
5.4.3. Система безцентрового координированного управления......... 21
6. Устройство и принцип работы составных частей изделия 23
6.1. Пульт инженерный................................................................... 23
6.1.1. Назначение...................................................................................... 23
6.1.2. Конструкция................................................................................... 23
6.1.3. Схема электрическая принципиальная....................................... 23
6.1.4. Принцип работы............................................................................ 24
7. Маркировка и пломбирование................................................... 30
8. Тара и упаковка................................................................................. 30
9. Приложения.......................................................................................... 31
Приложение 1. Форматы пакетов АПИ.................................. 31
Приложение 2. Структура сигналов в линии связи АСУДД «Сигнал» и ТСКУ........................................................................................ 32
Приложение 3. Рисунки и диаграммы.................................. 35
Приложение 4. Перечень элементов..................................... 36
Приложение 4. Перечень элементов..................................... 37
1. Введение
1.1. Настоящее техническое описание (ТО) составлено с целью ознакомления с назначением, техническими данными, принципом работы устройства УК4.1М (в дальнейшем контроллер), а также с другими сведениями, необходимыми для правильной установки и эксплуатации данного контроллера.
1.2. В данном ТО приняты следующие сокращения:
АПИ – асинхронный последовательный интерфейс;
АСУДД – автоматическая система управления дорожным движением;
ВПУ – выносной пульт управления;
ДУ – диспетчерское управление;
ЖМ – программа желтое мигание;
ЖЭ – журнал электронный;
ЗУ – зеленая улица;
КУ – координированное управление;
ОС – режим отключения светофора;
ПИ – пульт инженерный;
ПУ – программа управляющая;
РУ – ручное управление;
СОД – схема организации движения;
СРВ – система реального времени;
ТВП – табло вызова пешехода;
Телефон – физическая пара для связи по телефонным проводам с ЦПУ;
ТС – телесигнализация;
ТСКУ – телемеханическая система координированного управления;
ТУ – телеуправление ; УК – дорожный контроллер;
Ф – фаза;
ЦПУ – центральный пульт управления;
ед. – единица дискретности времени (0.5 с);
мц – микроцикл;
«1», «0» – сигналы логической единицы и нуля.
2. Назначение
2.1. Контроллер УК4.1М предназначен для локального и сетевого управления транспортными потоками и пешеходами на регулируемых перекрестках.
2.2. Контроллер УК4.1М выпускается в двух модификациях – УК4.1М-32 и УК4.1М‑32P.
2.3. Контроллер рассчитан на непрерывную круглосуточную работу в стационарных условиях.
2.4. Температура окружающей среды: -40 C…+50°C.
2.5. Относительная влажность воздуха до 95 % при температуре +35°С.
2.6. Контроллер выпускается в климатическом исполнение У и категории размещения 2 по ГОСТ .
3. Технические данные
3.1. Параметры питающей сети : ~220В +10 % и – 15 % . Частота переменного тока 50±1 Гц.
3.2. Мощность, потребляемая без нагрузки, не более 40 Вт.
3.3. Число силовых каналов – 32.
3.4. Максимальный ток нагрузки канала – 5 А, при напряжении ~220 В, 50 Гц. Минимальный ток нагрузки канала – не менее 100 мА.
3.5. Суммарный ток всех каналов не более 25А.
3.6. Защита от короткого замыкания и перегрузки каждого канала
3.7. Тип нагрузки – активный (лампы накаливания), активно-реактивный (нагрузка с трансформаторным преобразователем).
3.8. Все силовые каналы имеют полную гальваническую развязку от сети ~220 В, 50 Гц как по выходу (управление), так и по входу (отклик) .
3.9. Включение силовых каналов происходит синхронно с сетью ~220 В, 50 Гц.
3.10. Контроль силовых каналов на пробой, обрыв и замыкание между собой.
3.11. Обнаружение конфликта «красного» и «зеленого».
3.12. Возможность присвоения каждому каналу любого цвета – красного, желтого или зеленого.
3.13. Подключение ВПУ с последовательным и параллельным интерфейсом.
3.14. Число подключаемых ТВП – 4.
3.15. Работа в системах координированного управления МЕГАПОЛИС, ТСКУ и АСУДД «Сигнал».
3.16. Ведение электронного журнала размером 16 записей.
3.16.1 Параметры СОД:
число направлений движения – не более 18;
число фаз – не более 16;
дискретность изменения длительности фазы и промежуточного такта – 1 с.;
максимальная длительность фазы – 98 с.;
максимальная длительность промежуточного такта – 30 с.;
число фиксированных программ – не более 16;
число переключений программ в сутки – не более 16, с дискретностью до 1 минуты;
формирование АПП для каждого дня недели;
число фаз, длительность фаз и чередование фаз в каждой программе АПП – произвольное.
3.17. Возможные состояния контроллера – ОС, ЖМ, "Кругом красный", АПП.
3.18. Режимы работы контроллера:
· режим под управлением АПП;
· режим под управлением ТВП;
· ручное управление от ВПУ;
· режим координированного управления (МЕГАПОЛИС, ТСКУ, АСУДД);
· аварийный режим (конфликт «красного» или «зеленого»).
3.19. Погрешность отсчета интервала времени – 1%.
3.20. Габаритные размеры, мм – 325 х 530 х 545.
3.21. Масса не более, кг – 30.
3.22. Средний срок службы, лет – 10.
3.23. Гарантийное обслуживание со дня продажи, лет – 2.
4. Состав изделия
В состав изделия входят :
контроллер УК4.1М-32 ЛСНМ.426489.001 1 шт.;
пульт инженерный ЛСНМ.442239.010 1 шт.;
комплект ЗИП согласно ЛСНМ.426489.001ЗИ с описью 1 компл.;
ключ ЗФ 8.675.009 1 шт.;
техническое описание ЛСНМ.426489.001 ТО 1 экз.
5. Устройство и работа изделия
5.1. Конструкция
5.1.1. Контроллер выполнен в виде блок-каркаса с набором плат субблоков, вставляемых в него по направляющим и соединенных между собой по электрическим цепям через разъемные соединители посредством соединительной платы, расположенной на задней стенке. В свою очередь блок-каркас вставляется в металлический шкаф, имеющий на задней стенке клеммники для подключения устройства к силовым и сигнальным проводам внешних устройств.
5.1.2. Шкаф герметичен, имеет запорный замок, солнцезащитный козырек. В нижней части шкафа расположены цанговые уплотнители для герметизации кабельного ввода. На задней части шкафа имеется кронштейн для крепления на стене здания или опоры.
5.1.3. Функционально и конструктивно УК4.1М выполнен их следующих узлов:
· платы процессора;
· платы сетевого адаптера;
· четырех плат силовых ключей (каждая по 8 ключей);
· инженерного пульта;
· блок питания.
5.2. Схема электрическая принципиальная
5.2.1. Блок питания
5.2.1.1. На рис. 8 альбома схем представлена схема электрическая принципиальная блока питания. Блок питания вырабатывает следующие напряжения:
+24В для питания платы сетевого адаптера и для формирования уровней сигналов в линии связи сети координированного управления;
+5В (стабилизированное) основное питание контроллера;
+6В для питания ВПУ;
+12В для включения силовых ключей.
Кроме того блок питания вырабатывает синхроимпульсы 100 Гц для синхронизации включения силовых ключей с нулем напряжения сети ~220 В, 50 Гц.
5.2.1.2. Бок питания состоит из предохранителя, фильтра сетевого, трансформатора и платы стабилизатора (рис. 8 альбома схем).
5.2.1.3. Переменное напряжение 220В, 50 Гц подается на входы платы ШИМ модулятора - стабилизатора, выпрямляется диодным мостом VD1..., VD5, , сглаживается конденсаторам С3. Далее постоянное напряжение подаётся через первичную обмотку обратноходового трансформатора на вход 3 ШИМ - модулятора, выполненного на кристалле DA1-VIPER-50. Демпфирующая цепочка. R1,C2,VD6 защищает DA1 от перенапряжения во время цикла обратного хода трансформатора Т1. Варистор R11 защищает блок питания от бросков тока. Цепочка C1,C2,L1,C7,C9, фильтрует сетевое напряжение. ЦепочкаVD7,R4,C4, создаёт обратную связь по току первичной обмотки Т1. Цепочка R2,C5 задаёт частоту преобразователя. Цепочка R3,R6,R5,R7,R8,C6,C8 VD8 задаёт глубину обратной связи по напряжению на выходе стабилизатора. Оптрон VS1B обеспечивает гальваническую развязку.
5.2.1.4. Диоды VD41, VD31,VD21,VD11 выпрямляют, а конденсаторы C41, C31,C21,C11иL1С12 фильтруют соответствующие выходные напряжения 6В, 24В, 12В, 5В.
5.2.1.5. Формирователь синхроимпульсов 100 Гц выполнен на элементах VS1A, R9, R10, C10, DA2. Пульсирующее напряжение 100 Гц подается с диодного моста источника +5 В через резистор R9 на оптрон VS1. подаются на выводы 2,6 компаратораDA2. Сформированные синхроимпульсы длительностью 0,5мс подаются через вывод ab10 разъёма Х1 на плату процессора. Диод VD5 служит для отсечки постоянного напряжения с конденсатора C3.
5.2.1. Плата процессора
5.2.2.1. На рис. 3 альбома схем представлена схема электрическая принципиальная платы процессора. Схема состоит из следующих узлов:
· микроконтроллера DD1 с внешним генератором тактовых импульсов - C1, C2, QX1;
· регистра – защелки DD4;
· постоянного запоминающего устройства (ОЗУ) и системы реального времени DD2; QX2, BT1, R2, R35
· супервизора питания - сторожевого таймера DD2 VT1,R1,R3;
· оперативного запоминающего устройства (ОЗУ) DD3;
· расширителя портов DD5;
· шинных формирователей DD7, DD8.
· гальванической развязки кнопок ручного управления - VS2,…VS9, C8… C15, R1… R21, R26… R33;
· преобразователя ТТЛ уровня в RS232 микросхеме DD6.
· узла отсечки управляющего тока семисторов VT2, VT3, DD9, C3, C16, R4, R5, R34
5.2.2.2. Микроконтроллер DD2, выполнен на микросхеме AT89S55 фирмы «ATMEL», который представляет собой 8-ми разрядный микроконтроллер, со встроенной памятью, в которой хранится управляющая программа. Программа написана на языке ассемблера для микроконтроллера семейства MCS51. Этот микроконтроллер с управляющей программой является одним из основных узлов, определяющий работу всего устройства.
Вывод Х1 и Х2 служат для подключения к внешнему кварцевому резонатору.
Вывод RESET служит для сброса микроконтроллера. Формирует импульс сброса микросхема супервизора DD1.
Выводы P0.0-P0.7 образуют мультиплексный порт данные/адрес (младший байт адреса). Выводы P2.0-P2.5 являются выходами и образуют порт для формирования старшего байта адреса.
Вывод P2.7 служит для активизации микросхемы ОЗУ DD3. Вывод P2.6 служит для активизации микросхемы расширителя портов DD5. Вывод P3.5 является последовательным приёмо-передатчиком связывающий микросхемы DD2 (часы-календарь) с микроконтроллером DD1.Вывод P1.7 является синхронизирующим для DD2. Вывод P3.3 является входом прерывания односекундными импульсами, поступающими от часов DD2.
Вывод ALE служит для фиксации младшего байт адреса в регистре защелке DD4 (по спаду импульса).
Выводы RD и WR служат соответственно для чтения и записи информации в следующие устройства: ОЗУ DD3, расширитель портов.
Выводы TXD и RXD образуют асинхронный приемо-передатчик. TXD – передача данных, RXD – прием данных для связи с абонентами локальной сети контроллера по протоколу АПИ - 2000, которыми являются:
· инженерный пульт,
· плата сетевого адаптера,
· ВПУ последовательного типа,
· ТВП последовательного типа,
· УСК
· детектор транспорта последовательного типа,
Выводы P1.0 P1.1, P1.3 служат для управления блоком защиты от короткого замыкания
Вывод P1.2 является выходом синхроимпульсов частотой 100 Гц для схемы формирования сигнала включения силовых ключей.
Вывод INT0 является входом синхроимпульсов частотой 100 Гц для включения силовых ключей синхронной с сетью питания ~220 В, 50 Гц (внешнее аппаратное прерывания 0).
5.2.2.3. Регистр-защелка 74HC573 служит для формирования младшего байта шины адреса (А0-А7). Выводы D1-D8 являются входами и подключены к мультиплексной шине данных/адреса микроконтроллера. Вывода Q1-Q8 являются выходами, на которых формируется (защелкивается) младший байт адреса по спаду импульса на выводе С.
5.2.2.4. OЗУ микросхемы DD2 FV31256 размером 32 КБ служит для хранения схемы организации движения, которая разрабатывается и записывается в туда с помощью программы «Светофорный пост» и программатора. «Flash-prog»
Выводы А0-А10 служат для задания адреса 1 байта памяти.
Выводы D0-D7 служат для считывания на шину данных одного байта по заданному адресу при «0» на выводе ОЕ.
5.2.2.5. ОЗУ служит для хранения промежуточных данных, используемых управляющей программой.
Выводы А0-А10 служат для задания адреса 1 байта памяти. Выводы D0-D7 служат для подключения ОЗУ к шине данных. Запись в ОЗУ и считывание данных из ОЗУ происходит при подаче «0» соответственно на входы WЕ и ОЕ. Активизация микросхемы ОЗУ происходит при подаче «0» на вход СЕ.
5.2.2.6. Расширитель портов DD5 выполнен на микросхеме D71055C и служит для увеличения числа входных и выходных портов. Выбор микросхемы DD5 производится при подаче «0» на вывод CS. Запись в порт и чтение из порта производится при подаче «0» соответственно на входы WR и RD. Выбор порта производится при подаче адреса на выводы А1 и А0:
· порт PA;
· порт PB;
· порт PC.
Выводы D0-D7 служат для подключения к шине данных микроконтроллера DD1.
Порты PA и PB служат для включения и считывания отклика 32 силовых ключей, организованных в виде матрицы 4 группы по 8 ключей.
Выводы PA0-PA3 являются выходами и служат для выбора адреса группы силовых ключей при их включении (активный уровень 5 В). Всего в контроллере имеется 4 группы (платы) силовых ключей. Их адреса задаются в унитарном коде один из четырех:
· 0001 – плата № 1 (ключи 1…8);
· 0010 – плата № 2 (ключи 9…16);
· 0100 – плата № 3 (ключи 17…24);
· 1000 – плата № 4 (ключи 25…32).
Выводы PA4-PA7 являются выходами и служат для выбора адреса группы силовых ключей при считывании с них отклика (активный уровень 5 В). Их адреса задаются также, как и на выводах PA0-PA3 при включении.
Выводы порта PB являются выходами при включении силовых ключей (активных уровнем является 0 В) и входами при считывании с них отклика.
Порт PC является входным и служит для считывания кода нажатой клавиши с выносного пульта управления.
5.2.2.7. Система реального времени выполнена на микросхеме FM31256, которая работает под управлением микроконтроллера DD1 и выдает следующие значения времени и даты на шину данных: секунды, минуты, часы, дни месяца, дни недели, месяцы, годы.
5.2.2.8. Шинные формирователи 74LS245 (DD7, DD8) служат для увеличения нагрузочной способности портов.
DD7 усиливает сигналы с порта PA микросхемы DD8.
DD8 усиливает сигналы с порта PB микросхемы DD8 при включении силовых ключей («1» на выводе DIR), и усиливает сигналы при считывании отклика с платы силовых ключей («0» на выходе DIR).
5.2.2.9. Гальваническая развязка выполнена на микросхемах VS2 … VS9. Конденсаторы С8-С15 и резисторы R14 - R21 образуют 8 RC – цепочек для подавления наводок и помех, образующихся в линиях связи ВПУ с контроллером.
5.2.2.10. Микросхема супервизора DD2 служит для:
формирования импульса сброса RESET микроконтроллера DD1 при включении питания, при понижении питания ниже 4.65 В, при "зависании" управляющей программы микроконтроллера;
Вывод WDI является входом импульсов подаваемых с вывода TXD микроконтроллера DD1, которые сбрасывают внутренний сторожевой таймер. Если произойдет "зависание" или сбой управляющей программы, то данные импульсы перестанут поступать и произойдет переполнение внутреннего сторожевого таймера. При этом на выходе RESET появится сигнал сброса, который подается на аналогичный вывод микроконтроллера DD1.
5.2.3. Платы сетевого адаптера
5.2.3.1. Платы сетевого адаптера предназначены для:
работы контроллера в существующих системах координированного управления – "МЕГАПОЛИС", ТСКУ и АСУДД «Сигнал»;
подключения к контроллеру устройств по стандартному интерфейсу RS485, (УСК, ТВП, ВПУ, детекторы транспорта и др).
5.2.3.2. На рис. 4, 5, 6 альбома схем представлены схемы электрические принципиальные плат сетевых адаптеров. Они состоит из трёх плат.
Схема подключения контроллера к сети координированного управления "ТСКУ и АСУДД (Сигнал)", осуществляется через сетевой адаптер схема которой, показана на рис. 4. Она состоит из:
· микроконтроллера DD1, супервизора DD2,
· гальванической развязки VS1…VS3,
· усилителя на VT3, VT1, VT5,
· согласующего каскада на VT4,
· стабилизатора напряжения на VT2; VD3,
· компараторов DD3, DD4.
· RS485 на м/с DD5
Сигналы из линии связи поступают по выводам +ТЕЛЕФОН и –ТЕЛЕФОН. Стабилитрон VD 2 служат защитой от перенапряжения в линии связи. Диоды VD2 и VD4 служат для развязки входных и выходных сигналов. Входной сигнал из линии связи поступается через резистор R5 на вход усилителя VT3 и с его выхода на фильтр C3, R9, шунтирующий высокочастотные помехи, на вход компаратора DD3. С выхода компаратора DD3 цифровой сигнал через гальваническую развязку на VS2 поступает на приёмный вход микроконтроллера DD1.
При работе в сети АСУДД на компаратор DD4 поступает стартовый сигнал отрицательной полярности, выделенный транзистором VT4. При работе в системе ТСКУ эта цепь программой не используется. На выходе компараторов формируются сигналы логических уровней ТТЛ. Которые, проходя через транзисторную оптопару VS3, подаются на выводы Р1.7 и INT0 микросхемы DD1. Причем сигнал с выхода компаратора DD2 формируется только при работе в системе АСУДД и является стартовым импульсом.
С вывода Р1.6 микросхемы DD1 выходной сигнал подается через буферный формирователь VT5 и транзисторную оптопару VS1 усилитель VT1 и далее через диод VD1 и резистор R1 в линию связи.
Транзистор VT2, резистор R19 и стабилитрон VD4 является формирователем уровня +5В в линии связи при работе контроллера в системе АСУДД (в ТСКУ не используется).
Протоколы ТСКУ и АСУДД преобразуются микросхемой DD1 во внутренний протокол АПИ контроллера. Микросхема DD1 связана с шиной АПИ контроллера через выводы RXD (прием) и TXD (передача).
Микросхема DD2 служит для формирования импульса сброса RESET микроконтроллера DD1 при включении питания, при понижении питания ниже 4.5 В, при зависании управляющей программы сетевого адаптера.
5.2.3. Плата силовых ключей
5.2.4.1. В контроллере УК4.1М предусмотрено 4 платы силовых ключей. Каждая плата состоит 8 модулей силовых ключей. Таким образом при матричном включении доступно 32 силовых ключа. Каждый модуль силового ключа включает и выключает один силовой канал и считывает с него отклик (наличие тока в канале).
5.2.4.2. Плата силовых ключей приведена на рис. 5 альбома схем и состоит модулей М1-М8. Каждый модуль включается в себя:
резисторы R1-R6;
оптосемистор ISO1;
оптотранзистор ISO2;
силовой семистор VS1.
5.2.4.3. Выбор одной из 4-х плат силовых ключей при включении производится подачей на входы А всех модулей данной платы сигнала «1». Данный сигнал поступает с платы процессора, микросхемы DD10 выводы B1, В2, В3, В4 на платы А4-1, А4-2, А4-3, А4-4 плат силовых ключей соответственно (рис. 2 альбом схем).
5.2.4.4. Включения силового ключа производится подачей «0» на вход B соответствующего модуля. Эти сигналы поступают с платы процессора, микросхемы DD11 выводы B1-B8. Входы B соответствующих модулей всех плат силовых ключей соединены общим проводом (рис. 2 альбома схем).
На вход D всех модулей силовых ключей подается с платы процессора, коллектора транзистора VT2 отрицательный импульс (-12 В) с частотой 100 Гц для синхронизация влкючения силовых ключей с нулевым напряжением сети питания ~220 В, 50 Гц.
На вход E всех модулей силовых ключей подается +12 В с блока питания и ~220 В (фаза).
На вход G всех модулей подается ~220 В (0).
При включении оптосемистора ISO1 коммутируется вывод D через резистор R4 на управляющий электрод семистора VS1. При этом семистор открывается и коммутируется сигнал ~220 В на лампу нагрузки через вывод F модуля.
Выбор одной из 4-х плат силовых ключей при считывании отклика производится подачей на входы С всех модулей данной платы сигнала «1». Данный сигнал поступает с платы процессора, микросхемы DD10 выводы B5, В6, В7, В8 на платы А4-1, А4-2, А4-3, А4-4 плат силовых ключей соответственно (рис. 2 альбом схем).
5.2.4.5. Считывание отклика производится с вывода B модуля силового ключа. После прекращения действия отрицательного импульса на входе D. Открытый оптотранзистор ISO2 коммутирует вход С и В модуля силового ключа. Таким образом формируется сигнал отклика, который подается с выводов В модулей M1-M8 на плату процессора, микросхемы DD11, выводы B1-B8.
5.3. Программа управляющая
5.3.1. Введение
5.3.1.1. Программа управляющая (ПУ) является одним из основных компонентов контроллера, который обеспечивает всю логику работы и функционирование как самого контроллера, так и его составных частей, блоков и узлов.
5.3.1.2. ПУ хранится в специальной микросхеме DD2 платы процессора - микроконтроллере семейства MKS51 89С55.
5.3.2. Основные понятия и терминология
АПП - автоматический переключатель программ или суточный график служит для переключения программ и состояний контроллера в течении суток. Для контроллера УК4.1М реализован недельный АПП, т. е. для каждого дня недели можно составить отдельный суточный график.
ВПУ - выносной пульт управления, устройство предназначенное для ручного управления контроллером на перекрестке. С помощью ВПУ можно переключать фазы а также состояния контроллера.
ЖМ - желтое мигание. Состояние контроллера, при котором включаются и выключаются каналы контроллера желтого цвета с частотой 2 Гц.
Конфликт «красного» - событие, которое возникает при не включении каналов красного цвета, которые должны быть включены в данных момент времени. Причиной этого может быть перегорание ламп, обрыв силовых кабелей, неисправность силовых ключей и т. д.
Конфликт «зеленого» - событие, которое возникает при включении каналов зеленого цвета, которые должны быть выключены в данных момент времени. Причиной этого может быть замыкания в силовых кабелях, неисправность силовых ключей и т. д.
Кругом красное - состояние контроллера, при котором включены только каналы красного цвета.
Направление - направление движения транспортных средств на перекрестке. Характеризуется следующими параметрами: уставка «голова», уставка «зеленые», уставка «красные», уставка «хвост», уставка «мигания», длительность «головы», длительность «хвоста». Из направлений формируются фазы.
ОС - отключенный светофор. Состояние контроллера, при котором отключены все силовые каналы.
Отклик - реальное состояние силовых каналов контроллера, где каждый из 32 каналов может быть включен или выключен.
Программа - последовательность переключения фаз при работе контроллера. Программа характеризуется следующими параметрами: № такта, № фазы, длительность фазы, длительность промтакта после фазы. Цикл программы вычисляется как сумма длительностей фаз и промтактов, составляющих программу.
СОД - схема организации движения. Совокупность данных, определяющих движение транспортных средств на перекрестке. СОД разрабатывается соответствующими инженерами траффика и записывается в ПЗУ-потребителя УК4.1М с помощью программы «Светофорный пост» и программатора.
Суточный график - тоже, что и АПП.
ТВП - табло вызова пешеходами, устройство предназначенное для включения пешеходом одной из фаз, которая обычно не включена в программу АПП.
Уставка - состояние силовых каналов контроллера, где каждый из 32 каналов должен быть включен или выключен в данной уставке.
Уставка «голова» - параметр направления, определяющий, какие каналы включены в промежуточном такте при переходе с одной фазы на другую, если данное направление не входит в состав предыдущей фазы и входит в состав последующей фазы (обычно касный и желтый каналы данного направления).
Уставка «зеленые» - параметр направления, определяющий, какие зеленые каналы включены в фазе, если данное направление входит в состав фазы.
Уставка «красные» - параметр направления, определяющий, какие красные каналы включены в фазе, если данное направление не входит в состав фазы.
Уставка «хвост» - параметр направления, определяющий, какие каналы включены в промежуточном такте при переходе с одной фазы на другую, если данное направление входит в состав предыдущей фазы и не входит в состав последующей фазы (обычно желтый канал данного направления).
Уставка «мигание» - параметр направления, определяющий, какие каналы включаются и выключаются с частотой 2 Гц в фазе, если данное направление входит в состав фазы.
Фаза (как состояние на перекрестке) - такое состояние на перекрестке, при котором разрешено движение по определенному набору направлений, не конфликтующих друг с другом.
Фаза (как характеристика СОД) - набор не конфликтных направлений, определяющих движение транспортных средств на перекрестке. Если направление входит в состав фазы, то это значит, что в фазе включена уставка «зеленые» данного направления. Если направление не входит в состав фазы, то в фазе включена уставка «красные» данного направления.
Силовой канал - совокупность силового ключа, силового кабеля и нагрузки.
5.3.3. Состояния и источники состояний контроллера
5.3.3.1. В процессе работы контроллер может находится в одном из следующих состояний: ОС, ЖМ, «кругом красное», фаза. Состояние - фаза означает, что в данный момент времени включена какая-либо фаза либо промтакт.
5.3.3.2. Перевести контроллер в эти состояния могут следующие источники (указаны в порядке уменьшения приоритета): конфликт, ВПУ, ТВП, сетевой адаптер, детекторный адаптер, инженерный пульт, АПП. Конфликт также является источником, так как при возникновении конфликта «зеленого» или «красного» контроллер переходит соответственно в состояние ОС или ЖМ.
5.3.3.3. Если два или более источника включены, то управление передается источнику с большим приоритетом.
5.3.3.4. Если ни один источник не выключен, то управление передается АПП (источник АПП всегда включен).
5.3.3.5. Если контроллер переходит из любого состояния (ОС, ЖМ, кругом красное) в состояние - фаза, то перед включением непосредственно самой фазы предварительно выполняется промтакт.
5.3.4. Система реального времени
5.3.4.1. Система реального времени (СРВ) является одним из основных компонентов, определяющих работу контроллера. СРВ реализована в контроллере на микросхеме RTC DD9, которая установлена на плате процессора.
5.3.4.2. Данная микросхема выдает следующие значения времени и даты: секунда, минута, час, день месяца, день недели, месяц, год (2-х значный). Данная микросхема является также источником сигнала 2 Гц, который задает единицу дискретности времени СОД (1 ед. = 0.5 с).
5.3.4.3. Время и дата используются такими компонентами контроллера, как АПП - для переключения программ и состояний в течении суток, и журнал электронный - для фиксирования изменений состояния контроллера.
5.3.4.4. СРВ предусматривает переход на летнее и зимнее время по следующему алгоритму: последнее воскресенье марта в 2:00 часа прибавляется 1 час и становится 3:00 часа; последнее воскресенье октября в 3:00 часа отнимается 1 час и становится снова 2:00 часа.
5.3.5. Журнал электронный
5.3.5.1. Журнал электронный (ЖЭ) служит для фиксирования изменений состояния контроллера.
5.3.5.2. В процессе работы контроллера при любом изменении его состояния или источника этого состояния в ЖЭ заносится запись о том, в какое время и в какую дату произошло это изменение, а также источник этого состояния и само состояние.
5.3.5.3. Размер ЖЭ - 2000 записей. Каждая запись имеет следующий формат: дата, время, источник состояния, состояние. Заполнение ЖЭ в процессе работы происходит по принципу обратного магазинного типа (первый вошел, первый вышел).
5.3.5.4. Кроме того, при включении контроллера фиксируется момент предыдущего выключения.
5.3.6. Старт программы
5.3.6.1. ПУ начинает свою работу непосредственно при включении контроллера. Состояние контроллера при этом определяется состоянием включенного источника с наибольшим приоритетом.
5.3.6.2. Если при включении ни один из источников не включен то управление передается АПП.
5.3.6.3. Если при включении контроллер переходит в состояние - фаза, то перед включением непосредственно фазы предварительно выполняется промтакт.
5.3.6.4. При включении контроллера в ЖЭ заносится две записи: одна запись фиксирует момент выключения контроллера перед очередным включением, а другая запись фиксирует состояние контроллера в момент этого включения.
5.3.6.5. При включения контроллера, состояние силовых ключей принимает произвольное значение (некоторые включены, некоторые выключены). Поэтому сразу после включения ПУ выключает все силовые ключи, при этом визуально может наблюдаться кратковременный проблеск в лампах нагрузок.
5.3.7. Включение силовых ключей
5.3.7.1. Включение силовых ключей в контроллере происходит матричным способом - 4 группы по 8 каналов (всего 32 силовых канала). Диаграмма включения приведена на рис. 1 приложения 3. Адрес группы подается на выводы PA0-PA3 микросхемы DD8 платы процессора в унитарном коде (0001, 0010, 0100, 1000). Непосредственно состояние каналов группы подается на выводы PB0-PB7 микросхемы DD8 платы процессора. Затем эти сигналы подаются на платы силовых ключей.
5.3.7.2. Включение силовых ключей происходит синхронно с сетью 100 Гц, что уменьшает излучение помех и увеличивает срок службы нагрузки (ламп). Синхроимпульс сетевого питания 100 Гц подается с блока питания на плату процессора на вывод INT0 микросхемы DD2.
5.3.7.3. Перед матричным включение предварительно происходит включение общей цепи - мощного семистора, включенного в общую цепь нагрузок. Через 3.3 мс после синхроимпульса 100 Гц происходит отключение общей цепи.
5.3.7.4. Алгоритм включения силовых ключей позволяет использовать в контроллере без дополнительных настроек различные типы нагрузок: лампы прямого накаливания, полупроводниковые источники света и всевозможные нагрузки с трансформаторными преобразователями. Настройка контроллера на какие-либо экзотические виды нагрузки производится на заводе изготовителе контроллера УК4.1М.
5.3.8. Отклик
5.3.8.1. Отклик - это реальное состояние силовых каналов контроллера, где каждый канал может быть включен либо выключен. Считывание отклика происходит непрерывно в процессе работы контроллера начиная непосредственно с момента включения.
5.3.8.2. Для считывания информации о том, какие каналы включены, а какие нет служит блок отклика, который реализован на плате силовых ключей и плате процессора. Как и включение силовых ключей, отклик считывается матричным способом - 4 группы по 8 каналов. Диаграмма считывания приведена на рис. 2 приложения 3.
5.3.8.3. Считывание отклика происходит синхронно с сетевым импульсом питания 100 Гц, который подается из блока питания на вывод INT0 микросхемы DD2 платы процессора.
5.3.8.4. За один период сетевого импульса 100 Гц происходит считывание отклика одной группы силовых каналов (1 группа - 8 каналов). Отклик всех 32 каналов считывается за 4 периода сетевого импульса.
5.3.8.5. Адрес группы силовых каналов, оклик которой будет считан, поступает на вывод PA4-PA7 микросхемы DD8 платы процессора в унитарном коде (0001, 0010, 0100, 1000). Этот адрес затем поступает на платы силовых ключей.
5.3.8.6. Значение отклика формируется на плате силовых ключей и поступает затем на выводы PB0-PB7 микросхемы DD8 платы процессора.
5.3.9. Конфликты
5.3.9.1. Конфликт - это такое состояние на перекрестке, при котором возможно столкновение транспортных средств или наезд на пешеходов из-за неправильной работы контроллера или других средств регулирования дорожного движения.
|
Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4 5 6 7 |
