Universitatea Politehnica BucuretiFacultatea de TransporturiTelecomenzi i Electronic n Transporturi

Sisteme de dirijare a traficului feroviar- PROIECT -

Prof. ndrumator: S.L.dr.ing. Gheorghiu Andrei Student: Toma Constantin Izabel Grupa: 8415

Cuprins

1. Tema proiectului 2. Introducere 3. Schema bloc4. Descrierea blocurilor folosite4.1 Bloc central de monitorizare4.2 Bloc de comanda si control4.3 Bloc de preluare si transmitere a datelor4.4 Alimentarea5. Schema electrica6. Prezentarea programului software7. Solutii alese la realizarea proiectului8. Fiabilitate9. Bibliografie

1. Tema Proiectului

S se proiecteze un sistem de efectuare a parcursurilor pentru o cale simpl cu circulaie n ambele sensuri, avnd instalaie BLA. Sunt obligatorii urmatoarele:a. Comanda i controlul a cel putin 5 sectoare de bloc b. Posibilitatea de efectuare a parcursurilor n ambele sensuric. Posibilitatea de efectuare a mai multor parcursuri n acelai sens d. Detecia defeciunilor n funcionarea sistemului i semnalizarea la dispecere. Evitarea rspunsurilor false i analizarea rspunsurilor eronate.f. Se vor analiza 5 aspecte ce in de fiabilitatea sistemului realizat.g. Solutiile alese trebuie justificate; pentru fiecare se vor prezenta avantaje si dezavantaje.Coninutul proiectului:a. Prezentarea schemei bloc propuse cu explicarea blocurilor componente i definirea funciilor acestora.b. Descrierea solutiei alese pentru realizarea fizica a fiecarui bloc din cele prezentate anterior: schema electric, calcule pentru dimensionarea elementelor componente, prezentarea datelor de intrare si iesire necesare, elemente de fiabilitate.c. Proiectarea interfeelor dintre blocurile funcionale daca este cazul.d. Prezentarea programului softwere ( limbaj de asamblare , C/uC, pseudocod, schema logic etc ) dac se utilizeaz microcontroler.e. Prezentarea schemei complete rezultate pentru realizarea temei.f. Prezentarea elementelor i conceptelor de fiabilitate utilizate.

2. IntroducereTransporturile constituie una din componentele principale ale economiei nationale, ele asigurand si finalizand procesul de productie a bunurilor materiale, prin deplasarea materiilor prime, a semifabricatelor si a produselor finite la locul de consum.

Plecand de la caracteristicile tehnice, energetice si economice ale diferitelor mijloace de transport, se stabilesc prin calcule tehnico economice si studii rolul si sarcinile fiecarui tip de transport, astfel incat, pe ansamblu economiei nationale cheltuielile sa fie minime.

In acest context, pentru deplasarile mari si medii, transportul feroviar este cel mai bine adaptat, el asigurand cu mare regularitate si siguranta deplasarea dintr-un loc in altul atat a marfurilor cat si a calatorilor, in tot timpul anului, la orice ora din zi si din noapte, cu mare viteza, fiind aproape independent de conditiile atmosferice.

Prima legatura feroviara pe teritoriul tarii noastre a fost realizata prin construirea intre anii 1846 1854 a caii ferate dintre Oravita si Bazias, iar cativa ani mai tarziu capital tarii a fost legata printr-un drum de fier de unul din porturile dunarene, inaugurandu-se in anul 1869 linia de cale ferata Bucuresti Giurgiu.

Impunandu-se prin performantele lor, caile ferate s-au dezvoltate continuu, astfel ca reteaua feroviara transporta sute de mii de marfuri si zeci de mii de calatori in conditii din ce in ce mai bune de siguranta si confort.

3. Schema blocBloc central de monitorizare

Alimentare de rezervaAlimentare

Bloc de comanda si controlBloc de preluare si transmitere a datelor

4. Descrierea blocurilor folosite

4.1 Bloc central de monitorizareAcest bloc are in componenta LCD-ul, luminoschema si operatorul uman.A. Blocul LCDEste reprezentat printr-un display LCD ce se conecteaza la microcontroller si are rolul de a oferi un feedback operatorului.

B. LuminoschemaAre rolul de a afisa feedback-ul sistemului catre operatorul uman. Acesta contine cele 5 circuite de cale numerotate 1c, 2c, 3c, 4c, 5c. Atunci cand trenul ocupa un circuit de cale, pe luminoschema se aprinde un bec de culoare verde.Cele doua butoane AB si BA sunt folosite pentru a seta parcursul in directia dorita. Butonul de BLA este folosit pentru a seta blocul de linie automat in directia in care dorim sa facem parcursul.Butonul Siguranta este folosit ca o metoda sigura si este utilizat de fiecare dupa ce am setat parcursul.Led-ul Indicator de functionare are rolul de a arata operatorului uman ca sistemul functioneaza.

C. Operatorul umanAre rolul de a da comenzi microcontroller-ului pentru a putea realiza parcursurile, cat si verifica daca sistemul functioneaza normal.

4.2 Bloc de comanda si controlAcest bloc are in componenta microcontrollerul Atmega32, oscilatorul de cuart si blocul care detecteaza daca apare vreo defectiune.

A. Atmega32ATmega32 este un microcontroller de 8 biti bazat pe arhitectura RISC AVR imbunatatita. ATmega32 are 32 de pini I/O ce sunt folositi atat pentru a aduna informatii de la circuitele de cale si semnale, cat si pentru a oferi operatorului informatii pe ecranul LCD.ATmega32 va avea un circuit de reset pe care operatorul il va folosi in cazul unui raspuns eronat.Caracteristici generale: 32KB de memorie pentru stocarea programelor Ofera 32 de linii I/O organizate in patru porturi( PA, PB, PC, PD) Contine un modul USART pentru comunicatie serialaMemorie RAM si memorie EEPROM.

B. Oscilatorul cu cuartCristalul cu cuart reprezinta intrarea ceasului intern al microcontroller-ului Atmega32, iar cristalul exterior ajuta la o mai buna precizie a ceasului acestuia.

C. Bloc detectie defectiuniEste reprezentat printr-un led de culoare portocalie si sta aprins atunci cand sistemul functioneaza optim. In cazul in care apar defectiuni la sistemul de comanda, led-ul va clipi.

4.3 Bloc de preluare si transmitere a datelorAcest bloc cuprinde orientarea blocului si blocul care verifica circuitele de cale.

A.Orientarea bloculuiCu ajutorul microcontroller-ului putem transmite si receptiona starea semnalelor de la releul blocului de linie automat.

B.Bloc verificare circuite de caleAcesta culege informatia de ocupat sau liber de la releu de cale apoi este trimisa microcontroller-ului.

4.4 Alimentarea

Blocul de alimentare are rolul de a transforma curentul alternativ dat de sistemul national de energie(230 V), in 5 V curent continuu, care va fi folosit la alimentarea Blocului de comanda si control, cat si a LCD-ului.Pentru a ajunge la cei 5 V, trebuie sa folosim utilizarea transformatorului de a ajunge de la 230 V la aproximativ 17V, dar tot current alternativPentru a trece in curent continuu se foloseste o punte redresoare, formata din 4 diode, care vor conduce doar pe cate o semialternanta. Pe cea pozitiva vor conduce diodele D2 si D4, iar pe cea negativa vor conduce diodele D1 si D3. Aici se produce curentul continuu, care insa va avea multe oscilatii.Aceasta problema este rezolvata in urmatoarele doua etape, acolo unde curentul se trece mai intai printr-un condensator, apoi printr-un filtru capacitiv, trece-jos. Aceste incarcari si descarcari succesive ale condensatoarelor fac ca cei 17 V sa fie transformati in 5 V, dar de aceasta data fara oscilatii.Pentru cea de-a doua alimentare se va folosi o baterie de 5 V, curent continuu.

5. Schema electrica

6. Prezentarea programului softwarePinii PC3, PC4, PC5, PC6, PC7 sunt folositi pentru circuitele de cale.Pinii PD7, PC0 si PC1 sunt folositi pentru cele 3 butoane.Pinul PC2 este folosit pentru led-ul de verificare al sistemului.Pinii PD0 si PD1 sunt folositi pentru trimiterea si verificarea informatiei pentru BLA.Butonul AB reprezinta parcursul de la dreapta la stanga-PD7Butonul BA reprezinta parcursul de la stanga la dreapta-PC0Butonul Siguranta reprezinta siguranta comenzilor dorite-PC1Butonul BLA reprezinta orientarea blocului-PD2

Daca AB este apasat (PD7=1), Siguranta apasat (PC1=1) si BA neapasat (PC0=0) atunciAB apasat (PD7=1)AltfelAB neapasat (PD7=0)Cat timp AB apasat (PD7=1) si 1C,2C,3C,4C,5C sunt libere (PC3,PC4,PC5,PC6,PC7=0) sau 1C,2C sunt libere si 3C ocupat (PC3=PC4=0 si PC5=1), executaDaca Orientarea blocului (PD0=PD1) are valoarea 0Afiseaza Blocul este orientatAltfelDaca Orientarea blocului(PD0=PD1) are valoarea 1Se apasa BLA(PD2=1) si se afiseaza Parcurs setatAltfelDaca 1C,2C(PC3,PC4) au valoarea 1 si 3C (PC5) are valoarea 0Afiseaza OcupatDaca 1C,2C,3C,4C,5C (PC3,PC4,PC5,PC6,PC7) au valoarea 1Afiseaza NepermisAsteapta 60 000 ms

Daca BA este apasat (PC0=1) si Siguranta apasat (PC1=1) si AB neapasat (PD7=0) atunciBA apasat (PC0=1)AltfelBA neapasat (PC0=0)Cat timp BA apasat (PC0=1) si 1C,2C,3C,4C,5C (PC3,PC4,PC5,PC6,PC7=0) sau 4C,5C libere (PC6=PC7=0) si 3C ocupat (PC5=1), executaDaca Orientarea blocului (PD0=PD1) are valoarea 0Afiseaza bloc orientatDaca Orientarea blocului (PD0=PD1) are valoarea 1Se apasa BLA(PD2=1) si se afiseaza Parcurs setatDaca 4C,5C (PC6=PC7) au valoarea 1 si 3C (PC5) are valoarea 0Afiseaza OcupatDaca 1C,2C,3C,4C,5C (PC3,PC4,PC5,PC6,PC7) au valoarea 1Afiseaza NepermisAsteapta 60 000 ms

7. Solutii alese la realizarea proiectului

a. In vederea realizarii proiectului am ales sa folosesc un microcontroller ATmega 32, deoarece acesta are dimensiuni reduce si poate indeplini mai multe functii nefiind nevoie si de alte componente. Un principal dezavantaj il poate reprezenta aparitia unei erori in program cat si arderea acestuia.b. Am ales utilizarea unui bec de culoare portocalie care ajuta la verificarea integritatii sistemului.c. S-a folosit un LCD pentru a-i transmite operatorului un feedback pentru fiecare comanda data.d. Ca si masura de siguranta de fiecare data cand dorim sa setam un parcurs AB sau BA trebuie apasat butonul AB sau butonul BA plus butonul Siguranta.

8. Fiabilitate

In cazul in care alimentarea principal nu va mai functiona (ledul verde se stinge), se va trece automat la alimentarea secundara, care va fi o baterie.In cazul defectarii microcontroller-ului, ledul portocaliu se stinge si astfel anunta operatorul ca ATmega32 nu mai functioneazaIn cazul aparitiei unui raspuns eronat din cauza unor situatii neprevazute, microcontroller-ul va verifica circuitele de cale de trei ori si daca situatia continua, ledul portocaliu va clipi, semnaland o defectiune

9. Bibliografie

1. www.atmel.com2. Cursuri Sisteme de dirijare a traficului feroviar3. https://www.elprocus.com/steps-to-convert-the-230v-ac-to-5v-dc/4. http://www.alldatasheet.com/5. Laboratoare Microcontrollere6. Laboratoare Sisteme de dirijare a traficului feroviar