Modernizace dispečerské řídicí techniky na železničních tratích v ČR

• Foto

Na modernizacích tratí v České republice se dlouhodobě svými dodávkami podílí i společnost ZAT, která je dodavatelem dispečerské řídicí techniky (DŘT) pro společnost SŽDC – Spínací stanice (SpS), Železniční stanice (ŽST), Trakční transformovny (TT), rozvodny nízkého napětí (RNN), ohřevy a osvětlení. Data z jednotlivých stanic jsou sdružována v koncentrátorech (PC) na elektrodispečincích (ED), které v podstatě tvoří centrum všech informací o stavu trakčního napájení.

POPIS TECHNICKÉHO ŘEŠENÍ
Dispečerská řídící technika se skládá z několika úrovní. Procesní úroveň systému je začleněna přímo do skříní technologického zařízení. Dispečerské ovládání je instalováno na dozorně příslušného objektu a ústřední dispečerské ovládání slouží k dálkovému ovládání svěřené technologie v dané oblasti z jednoho místa. Technické prostředky DŘT jsou tvořeny několika systémy, které mezi sebou navzájem komunikují prostřednictvím komunikační sítě SŽDC.

Technické prostředky procesní úrovně
Systém procesní úrovně DŘT je velice variabilní a proto může být použit jak pro malé stanice s několika signály připojenými přímo do PLC automatu v objektech, tak pro velké stanice (např. trakční transformovny) s několika stovkami signálů. Tyto jsou zpracovány v PLC automatech v jednotlivých částech technologie a následně prostřednictvím optického kruhu s protokolem ProfiBus shromažďovány v centrálním automatu v místě objektu.

Při realizaci procesní úrovně používáme především volně programovatelné automaty SAIA, jejichž varianta se liší dle konkrétní potřeby na počty vstupů/výstupů nebo typ komunikace. Pokud je požadováno místní ovládání, je dodáván průmyslový počítač s nainstalovaným operačním systémem Windows a systémem Reliance s vizualizačním projektem.

Centrální automat je vybaven komunikačním protokolem IEC 60870-5-104, kterým předává data nadřízenému dispečinku prostřednictvím vyhrazené sítě LAN nebo vyhrazeného GSM spojení.

Lokální automatika
Lokální automatiku ve stanicích realizujeme podle požadavků objednatele. Nejčastěji se jedná o opětovné zapnutí jednotlivých vypínačů po výpadku, regulaci napětí řízením odboček transformátorů a vzájemnou blokaci při ovládání.

Technologie procesní úrovně
Zařízení DŘT slouží k ovládání rozvoden 110 kV, 22 kV, 6 kV a 400 V (TT), spínacích stanic (SPS), zařízení odpojovačů, univerzálních napájecích zdrojů (UNZ).

Dle složitosti a požadavku zákazníka může být ovládání provedeno v několika variantách:

A) Jedno PLC bez dotykového panelu (místního ovládání) – PLC realizuje pouze sběr signálů a ovládání akčních členů. PLC je spojeno s koncentrátorem dat, kterému předává stavy a na jeho povel ovládá technologii. Tato varianta je určena pro ovládání jednoduché technologie bez možnosti místního ovládání.
B) Jedno PLC s dotykovým panel – PLC realizuje pouze sběr signálů a ovládání akčních členů. PLC je spojeno s koncentrátorem dat, kterému předává stavy a na jeho povel ovládá technologii. Technologii je možné též monitorovat a ovládat z dotykového panelu. Tato varianta je určena pro ovládání jednoduché technologie s možností místního ovládání.
C) Více PLC s dotykovými panely a dálkovým ovládáním – Jedná se o distribuovaný systém určený především pro monitorování a ovládání složité technologie s řádově stovkami signálů. Jedná se především o trakční transformovny nebo spínací stanice. Jednotlivá PLC mají na starosti monitorování a řízení části technologie (např. kobka vypínače) s možností ovládání z dotykového panelu. Tato PLC jsou spojena s centrálním PLC optickým vláknem, které je zapojeno do kruhu, aby se zvýšila spolehlivost a dostupnost systému. Toto centrální PLC sbírá data z ostatních PLC a komunikuje je do koncentrátoru dat a do PC pro dálkové řízení, které je umístěno v dozorně technologie a ze kterého je možné celou technologii jedné stanice monitorovat a ovládat. Přitom samozřejmě platí, že je možné technologii ovládat pouze z jednoho místa (místně, dálkově nebo ústředně z dispečinku).

OVLÁDÁNÍ A SIGNALIZACE
Ovládání technologie se předpokládá ze tří úrovní:

• Místní ovládání jednotlivých akčních členů (např. kobek napájecích stanic) buď přímými ovládacími prvky, nebo z dotykového panelu
• Dálkové ovládání z dozorny
• Ústřední ovládání z elektrodispečinku

Ovládání je vzájemně blokováno tak, aby bylo možné právě jen jedním způsobem. Místní ovládání je podmíněno přepnutím přepínače nebo na dotykovém panelu do režimu „Místně“. V poloze „Dálkově“ je technologie ovládána z dozorny nebo ústředně z dispečinku. Přepínání mezi dálkovým a ústředním dálkovým ovládáním se provádí z monitorovací obrazovky z dozorny.

Signalizace stavů jednotlivých částí technologie na dozorně je provedena pomocí monitorovacích obrazovek. Monitorovací systém dozorny umožňuje nejen aktuální přehled o ovládané technologii a aktivních poruchách, ale i pohled do historie poruch.

KONCENTRÁTOR DAT
Koncentrátor dat je aplikační server, který zajišťuje spojení a výměnu dat s technologickými PC nebo PLC v okolních objektech a to prostřednictvím datové sítě, bezdrátové GSM sítě nebo prostřednictvím metalického vedení. Tento aplikační server je dodáván jako PC serverového typu do 19“ skříně s nainstalovaným operačním systémem Windows a programovým vybavení. Ve skříni mohou být osazeny dva takovéto počítačem, přičemž jeden slouží jako hlavní a druhý jako záložní pro případ poruchy hlavního.

Spojení s technologickými PC nebo PLC je realizováno prostřednictvím protokolu IEC 60870-5-104. Přijatá data jsou dále zpracovávána a změny jejich stavu jsou zapisovány do SQL serveru. Data jsou rovněž poskytována monitorovacím systémům standardizovaným rozhraním OPC DA 3.0. Dále mohou být data zasílána na velkoplošné zobrazovací jednotky.

VIZUALIZACE
Vizualizační systém je tvořen zpravidla jedním počítačem s dvěma monitory pro každého dispečera. Vizualizace slouží k přímému ovládání technologie a zobrazování jejího stavu prostřednictvím Koncentrátoru dat. Tento počítač je tvořen běžným kancelářským počítačem vybaveným operačním systémem Windows, který je umístěn v klimatizované místnosti s omezeným přístupem a s monitory, klávesnicí a myší umístěným před dispečerem, je spojen tzv. extendery, které umožňují přenos informací na větší vzdálenost. Tím je zajištěna menší poruchovost, delší životnost a především jejich bezpečnost. Na počítači je nainstalován monitorovací systém Reliance, který komunikuje s Koncentrátorem dat pomocí standardizovaného protokolu OPC DA 3.0.

SERVER
Server nejčastěji tvoří dvě PC serverového typu v 19“ skříni s nainstalovaným operačním systémem Windows Server, které se navzájem zálohují. Na těchto počítačích je vytvořena Windows doména, do které jsou začleněny všechny počítače dispečerské úrovně a pomocí Active Directory je z jednoho místa řízeno jejich nastavení, zabezpečení a ostatní vlastnosti. Na těchto počítačích jsou spuštěny služby SQL, File, Print, Domain a Time Server.

TECHNOLOGICKÉ VÝPISY A ZÁPISNÍK DISPEČERA
Významnou částí systému dispečerské úrovně jsou technologické výpisy a zápisník dispečera. Počítač pro technologické výpisy a zápisník dispečera je společný pro obě aplikace a je stejně jako počítač pro vizualizaci umístěn v klimatizované místnosti a s obrazovkou, klávesnicí a myší je spojen pomocí extenderu. Program technologických výpisů je spojen s SQL serverem a zobrazuje události, které do něj ukládá Koncentrátor dat. U každé události je možné volit celou řadu parametrů, podle kterých je možné události filtrovat. Zápisník dispečera je zobrazen na stejném monitoru jako Technologické výpisy a slouží jako náhrada dříve používané papírové plachty. Dispečer si do tohoto zápisníku vyplňuje činnosti, které vykonává během své služby, a které je třeba mít zaznamenané – B příkazy, pohotovosti, manipulace, předávka služby a další.

ZÁVĚR
K modernizacím DŘT se přistupuje zejména z důvodu optimalizace výkonu řídicích systémů, který je u zastaralých zařízení již nedostačující.

Přínosem pro zákazníka je přehledný a jednoduše ovladatelný systém, snadná úprava základních prvků, bezpečnost systémů díky SW blokacím a elektricky oddělenými obvody, spolehlivost systému a zastřešení veškerých dokladů a certifikátů.

„Mezi již realizované zakázky společností ZAT patří například ED Ústí nad Labem, ED Pardubice, ED Plzeň, ED České Budějovice, výměna řídicího systému v rámci investiční akce Průjezd uzlem Plzeň ve směru IIITŽK (3. tranzitního koridoru), SpS a doplnění DŘT Jižní předměstí. Aktuálně realizujeme DŘT v ŽST Čekanice na trati Tábor – Sudoměřice. Předností společnosti ZAT je stabilita, dlouholetá zkušenost v oboru, vysoká odbornost pracovníků, dodávka kvalitního a spolehlivého řešení, záruční i pozáruční servis“, říká Ing. Zdeněk Tupý – vedoucí Odborné skupiny Technologické procesy.

Z hlediska nabídky služeb došlo v případě dálkové osobní dopravy k velkému zlepšení. Současný systém, který je nutné udržet a dále zkvalitnit, je svými principy, nikoli však dosud kvalitou a úrovní provázanosti služeb, srovnatelný se systémy v rozvinutých státech, a to i přes mnohem horší stav železniční infrastruktury a její konkurenceschopnosti vůči infrastruktuře silniční.

ZDROJE:
[1] http://www.szdc.cz, Správa železniční dopravní cesty – železniční mapy ČR
[2] http://www.mdcr.cz, Ministerstvo dopravy – dopravní politika ČR pro období 2014 – 2020 s výhledem do roku 2050

Modernisation of Dispatch Management Technology on the Czech Railways Tracks
In the past, the quality of transport infrastructure in the Czech Republic was lagging behind many of its western neighbours. It was one of the reasons why the construction of the Railway Corridors was initiated eighteen years ago. They are built in connection with the international Europe railway network and consist of four main corridors. Current sections of these corridors are gradually modernised and new ones are built in such a way that the trains could travel up to 160 km/h by the end of 2020. These tracks lead mainly in the north – south and west – east directions. Currently the Fourth Railway Corridor is almost finished, connecting Germany with the Czech Republic and Austria. The estimation is that it should be ready in three to four years. Except for building new communications, the aim is an overall improvement of current transport infrastructure, increasing speed and improving the safety and its capacity.

Autor

• Ing. Tupý Zdeněk