Diagnostika a záznamová zařízení na PZS

• Foto

HISTORIE ZÁZNAMOVÉHO ZAŘÍZENÍ NA PZS
Prvním záznamovým zařízení společnosti AK signal Brno a.s. byl typ B2000, tehdy nazývaný BlackBox. Rok vzniku prototypu se objevil i v názvu samotného zařízení. B2000 byl konstruován do „černé skříňky“ o rozměrech, které dovolovaly toto zařízení umístit do prostoru jednoho malorozměrového relé NMŠ. Paměť zařízení byla 512 kiB, což znamenalo možnost záznamu cca 60 tis. událostí. Zaznamenávání událostí bylo s časovým rozlišením 1 s. B2000 se vyráběl ve dvou variantách. Základní variantou byl B2000-02, který umožňoval připojit 16 binárních signálů, většinou 16 kontaktů relé, a B2000-12, který rozšiřoval základní variantu o 8 analogových vstupů pro měření elektrického napětí. Pro vizualizaci zaznamenaných dat se používal program BBox pro PC nebo PDA.

V roce 2002 byla uvolněna nová verze B2000, která umožňovala parametrizovat a odesílat SMS zprávy, kterými byly indikovány zvolené kombinace stavů vstupů, většinou poruchových stavů PZS. K odesílání SMS bylo nutné k B2000 připojit tzv. B-GSM modul, který zprostředkoval připojení k GSM síti mobilního operátora.

V pozdějších letech se objevila na trhu záznamová zařízení i jiných výrobců, nicméně zařízení B2000 se udrželo a je provozováno v síti SŽDC dosud.

Přelomovým rokem pro záznamová zařízení na PZS byl rok 2007, kdy od 1. února začíná platit výnos náměstka GŘ SŽDC pro dopravní cesty, který jasně definuje požadavky na záznamová zařízení na PZS. Jednalo se zejména o:

• Povinnost instalace záznamového zařízení na nově budovaná PZS,
• Požadavek, aby záznam mohl být uchován a dostupný min. po dobu 40 dnů,
• Výčet stavů PZS, které je nutné zaznamenávat.

Tímto výnosem se zavedl nový pohled na záznamová zařízení na PZS, jejich využívání jak při pravidelné údržbě nebo údržbě po poruše, tak i zejména při mimořádných událostech při střetnutí. Jsou známy případy, kdy záznamové zařízení na PZS pomohlo zabránit zpochybnění správné funkce přejezdového zabezpečovacího zařízení.

PROJEKT MEDIS
S příchodem nových požadavků byla společnost AK signal Brno a.s. nucena provést inovaci starého typu B2000. Celý projekt měl do dnešních dnů několik fází a přinesl i přidanou hodnotu v podobě několika dalších aplikací.

Záznamové zařízení B2008
Prvním vývojovým krokem nového záznamového zařízení byl vývoj typu s označením B2008. Opět se v názvu objevil rok výroby prvního prototypu.

Zařízení B2008 bylo proti B2000 zcela jiné konstrukce. Sestávalo se z kazety a zásuvných jednotek, počet vstupů tedy mohl být volen projektem. V maximální míře byly použity díly z projektu měřící ústředny MEDIS, což se později ukázalo jako správný krok, který umožnil pozdější integraci obou zařízení, omezení sortimentu používaných modulů a jejich jednodušší výrobu, logistiku a údržbu.

Z projektu MEDIS byla použita především kazeta, napájecí jednotka MPS a jednotka MVI pro měření elektrického napětí. Nově byly doplněny řídicí jednotka BMU, která vedle řídicích a záznamových funkcí obsahovala i 8 binárních vstupních obvodů a jednotka BDI16 s 16 vstupními binárními obvody. Později byla k této sestavě doplněna komunikační jednotka CDU, která měla v zařízení B2008 plnit stejnou funkci, jako modul B-GSM pro B2000, tedy datovou komunikaci prostřednictvím sítě mobilního operátora. Jednotka CDU se dnes stává základní jednotkou systémů na platformě MEDIS.

I když záznamové zařízení B2008 odpovídalo novým požadavkům SŽDC a promítly se do něho mnoholeté zkušenosti s provozem B2000, na tratě SŽDC se nikdy nedostalo. Nicméně jeho RAMS parametry byly dokonale ověřeny na několika PZS Jindřichohradeckých místních drah.

Záznamové zařízení MEDIS
Záznamové zařízení MEDIS (ZZ MEDIS) vzniklo v roce 2012 inovací B2008. Impulsem pro tuto prozatím závěrečnou etapu v oblasti záznamových zařízení byl požadavek zástupců ŽSR na jednoduchý přístup k zaznamenaným datům. Konkrétně použitím USB flash paměti (USB klíč), na kterou by se zasunutím do USB zásuvky přenesly zaznamenaná data bez jakékoliv další manipulace a potřeby notebooku. Tato data by se pak analyzovala mimo PZS v místě s lepším vybavením výpočetní technikou.

Tento požadavek byl splněn ve velmi krátké době během 3 měsíců, kdy řídící a záznamové funkce byly přeneseny na jednotku CDU, která na svém čelním panelu disponuje USB zásuvkou. Současně vznikly i dvě výškové varianty – 120 mm pro montáž do standardních panelů a varianta 3U. V současné době je záznamové zařízení MEDIS provozně ověřováno jak na tratích SŽDC, tak na tratích ŽSR.

Základní funkce ZZ MEDIS:

• Detekce a zaznamenání stavů přítomnosti, nepřítomnosti a kmitání napětí na jednom binárním vstupu; informace má logickou hodnotu, případně kmitočet.
• Detekce a zaznamenání stavů přítomnosti, nepřítomnosti a kmitání napětí na dvojici komplementárních vstupů; informace je pořízena díky komplementárnosti dvou vstupů s vyšší spolehlivostí, má logickou hodnotu, případně kmitočet, komplementárnost se určuje projektem a parametrizací.
• Použití UTC času s možností synchronizace z time serveru v síti internet nebo z PC; není závislé na změně letního času a každá změna času se zaznamenává jako událost.
• Záznam událostí s časovým rozlišením 1 ms.
• Měření a záznam hodnoty elektrického napětí; měřicí rozsah DC je 0 V až 300 V, AC 0 V až 300 V True RMS, měření je možné kalibrovat.
• Galvanické oddělení napájení a vstupních obvodů od bezpečnostně relevantních obvodů zabezpečovacího zařízení s elektrickou pevností 4 kV.
• Záznam událostí na průmyslovou paměťovou kartu SD; pravděpodobnost chybných dat je 10–7, záznamy jsou ukládány do denních souborů.
• Záznam událostí do SD přes paměť FRAM s kapacitou 4 000 událostí; to umožní přístup k posledním ukládaným událostem v případě poruchy karty SD a současně při výpadku napájení jsou zde umístěny neuložené události, které budou po obnovení napájení uloženy na SD do odpovídajícího denního souboru.
• Cyklické testování schopnosti přechodu binárního vstupu z log 1 do log 0; prvek, který zvyšuje věrohodnost zaznamenaných událostí.
• Možnost instalace SIM pro připojení do sítě veřejného operátora, nebo možnost připojení do technologické datové sítě.
• Definice až 16 podmínek pro odeslání zprávy až 16 adresátům; každá obsahuje minimální dobu trvání a netrvání podmínky, denní dobu neplatnosti podmínky, jeden text podmínky pro SMS nebo e-mail.
• Možnost sestavit a odeslat SMS s aktuálním stavem binárních vstupů na tázající se telefonní číslo.
• Parametry uloženy přímo v řídicí jednotce CDU; název a popis zařízení, konfigurace jednotek dle projektu, jmenné označení vstupů, podmínky zpráv a nastavení adresátů, přístupová práva. Tyto parametry jsou přiloženy ke každému vyčtenému datovému archivu, takže archivy lze sdílet a kopírovat bez ztráty informací o adresném nastavení.
• Místní vyčtení zaznamenaných dat do PC nebo na USB disk, nebo dálkové vyčtení přes technologickou datovou síť nebo pomocí služby GPRS.

Komunikační a diagnostická jednotka CDU
Jednotka CDU je HW a SW platforma disponující procesorovou a paměťovou kapacitou, několika typy komunikačních rozhraní a modemem GSM. Na jednotce běží operační systém LINUX, který společně s dalšími speciálními SW moduly tvoří základní softwarové vybavení jednotky. To umožňuje následnou instalaci softwaru jednotlivých aplikací a jejich adresných parametrů. Jednotka neobsahuje paměťové médium s pohyblivou částí.

Jednotka CDU je v současné době základní jednotkou všech aplikací na platformě MEDIS. Rovněž se připravuje i její použití v měřicí ústředně MEDIS a i v některých systémech společnosti AŽD Praha.

Přehled aplikací jednotky CDU:

• Záznamové zařízení MEDIS; popsáno v předchozí kapitole.
• Univerzální hlásič UH12; aplikace, která je určena pro ozvučení čekáren a nástupišť. Jako zdroj hlášení může být vlastní databáze připravených hlášení, které se odhlásí na základě vnějšího podnětu. Dále to může být databáze systému INISS, která je implementována do CDU a datově připojena na centrální počítač INISS. Ten pak rozhoduje o spuštění hlášení. A rovněž to může být operativně i mobilní telefon, v případě, že je instalována SIM. Výstupem hlášení může být externí výkonový zesilovač, nebo jednotka CSU. Jednotka CSU patří do portfolia platformy MEDIS a umožňuje připojení na reproduktorový rozvod 100V, 40W. Jednotek CSU je možno připojit max. 8.
• Řízení osvětlení; aplikace, která je určena pro řízení silových okruhů osvětlení čekáren a nástupišť. Zapínání osvětlení je prováděno v součinnosti soumrakových čidel, připojených na vstupy CDU a vlastního osvětlovacího kalendáře, který je uložen v paměti CDU a je možné ho uživatelsky upravovat. Dalším zdrojem řízení osvětlení může být centrální počítač INISS.
• Integrační Koncentrátor; aplikace, která je určena pro převod datové komunikace Řízení osvětlení a Elektrického ohřevu výměn do formátu dle Technických specifikací SŽDC 2/2008-ZSE podle IEC 60870-5-104 tak, aby bylo možné připojit dálkovou kontrolu těchto zařízení do tzv. Integračního serveru.
• Datový server; aplikace, která má z jiných aplikací na platformě MEDIS nebo externích systémů přijímat data, ukládat je do své paměti a poskytovat nadstavbovému systému k vizualizaci a dalšímu zpracování.

ZÁVĚR
Závěrem lze konstatovat, že mnohaleté zkušenosti se záznamovým zařízením na PZS u společnosti AK signal Brno a.s. ukázaly, že tato problematika není z technického hlediska triviální, jak by se mohlo na první pohled zdát. Nicméně mnohá úskalí, o kterých běžný uživatel ani neví, se podařilo překonat a provozní zkušenosti prokázaly správnost a úspěšnost vytyčené cesty.

Autor

• Ing. Polcar Ladislav