ES2853724T3 - Conmutación entre controladores de elementos en operaciones ferroviarias - Google Patents
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Abstract
Procedimiento para la conmutación entre controladores de elementos (201, 202) a través de un enclavamiento (205), - en el cual el enclavamiento (205) determina un error en el primer controlador de elemento (201); y - en el cual el enclavamiento (205) activa el segundo controlador de elemento (202); - en el cual el segundo controlador de elemento (202) controla un circuito de selección (210) a través de una señal de activación (216) de tal modo que la salida del segundo controlador de elemento (202) se conecta (217) con al menos un actuador y/o al menos con un sensor en lugar de la salida del primer controlador de elemento (201); - en el cual el primer controlador de elemento (201) presenta dos interfaces diseñadas como interfaces Ethernet (206, 207) y se comunica con el enclavamiento (205) a través de dos conexiones de comunicaciones diseñadas como conexiones Ethernet (203, 204); en donde una (206) de las dos interfaces Ethernet del primer controlador de elemento (201) está conectada con una (203) de las dos conexiones Ethernet y la otra (207) de las dos interfaces Ethernet del primer controlador de elemento (201) con la otra ( 204) de las dos conexiones Ethernet; - en el cual el segundo controlador de elemento (202) presenta dos interfaces diseñadas como interfaces Ethernet (206, 207) y se comunica con el enclavamiento (205) a través de dos conexiones de comunicaciones diseñadas como conexiones Ethernet (211, 212); en donde una (211) las dos interfaces Ethernet del segundo controlador de elemento (202) está conectadas con una conexión Ethernet (203) y en donde la otra (212) de las dos interfaces Ethernet del segundo controlador de elemento (202) está conectada con la otra conexión Ethernet (204); y - en el cual el enclavamiento (205) presenta una lógica de redundancia (218, 219) conformada a partir de dos lógicas de redundancia individuales y, por tanto, de doble ejecución, en la cual se realiza el reconocimiento del error; en donde una (218) de las lógicas de redundancia individuales está conectada con una conexión Ethernet (203); en donde la otra (219) de las lógicas de redundancia individuales está conectada con la otra conexión Ethernet (204) y en donde están previstas comunicaciones entre las dos lógicas de redundancia individuales (218, 219).
Description
DESCRIPCIÓN
Conmutación entre controladores de elementos en operaciones ferroviarias
La presente invención hace referencia a la conmutación entre controladores de elementos en operaciones ferroviarias
La solicitud DE 41 13959 A1 revela un dispositivo para supervisar un control electrónico, con un primer y un segundo ordenador así como al menos un dispositivo de supervisión asociado a uno de los dos ordenadores y un dispositivo de conmutación conectado con los dos ordenadores en el lado de salida, que está conectado a un dispositivo de control; en donde el dispositivo de supervisión asociado al primer ordenador está conectado del lado de salida con una entrada del segundo ordenador para la transmisión de señales. Mediante esta interconexión transversal de los dispositivos de supervisión asociados a los ordenadores se garantiza la redundancia en caso de errores o de señales defectuosas. En la solicitud EP 1118917 A1, se describen diferentes formas de ejecución de un dispositivo de servocontrol. En una forma de ejecución, un ajustador de control de referencia está conectado con un servocontrolador maestro a través de una primera conexión y con un servocontrolador esclavo a través de una segunda conexión; en donde, en el caso de un error detectado del lado del servocontrolador maestro, la salida del servocontrolador esclavo se conduce al controlador en lugar de la del servocontrolador maestro al actuador.
Un controlador de elemento (EC), también denominado como dispositivo de control en la vía, está conectado con un enclavamiento a través de al menos una conexión de datos. La conexión de datos puede ser, por ejemplo, del tipo Ethernet. El controlador de elemento proporciona un procesamiento de señales local y está configurado para una conexión de actuadores o sensores ferroviarios. En interacción con los actuadores o sensores, es posible, por ejemplo, controlar desvíos y/o señales y/o leer sectores de vía o contadores de ejes. El controlador de elemento proporciona así la interfaz entre el enclavamiento y los actuadores o sensores ferroviarios.
Si falla un controlador de elemento, el actuador o sensor conectado ya no estaría disponible para el enclavamiento. Esto limita significativamente la disponibilidad y/o la función proporcionada por el controlador del elemento.
El objeto de la presente invención consiste en evitar las desventajas mencionadas anteriormente y, en particular, proporcionar una solución eficaz y segura para tratar con este tipo de controladores de elementos.
Dicho objeto se resuelve según las características de las reivindicaciones independientes. Las formas de ejecución preferidas están definidas en las reivindicaciones relacionadas.
Para resolver dicho objeto, se propone un procedimiento para la conmutación entre controladores de elementos a través de un enclavamiento,
- en el cual el enclavamiento determina un error en el primer controlador de elemento;
- en el cual el enclavamiento activa el segundo controlador de elemento;
- en el cual el segundo controlador controla un circuito de selección a través de una señal de activación de tal modo que la salida del segundo controlador de elemento se conecta con al menos un actuador y/o al menos con un sensor en lugar de la salida del primer controlador de elemento;
Otro perfeccionamiento consiste en que el enclavamiento determine el error en base a un mensaje, en particular, un mensaje de error del primer controlador de elemento.
El mensaje o el mensaje de error indica, por ejemplo, un defecto en controlador de elemento.
Conforme a la invención, cada uno de los controladores de elementos presenta al menos dos interfaces; en donde cada una de las interfaces está conectada a través de una conexión de comunicaciones con el enclavamiento. La interfaz consiste en una interfaz Ethernet y la conexión de comunicaciones es una conexión Ethernet. También es un perfeccionamiento que
- cada uno de los controladores de elementos presenta una unidad de comunicaciones y un controlador de seguridad;
- en donde la unidad de comunicaciones está conectada con el enclavamiento a través de las, al menos dos, interfaces.
- en donde el controlador de seguridad está proporcionado entre la unidad de comunicaciones y el circuito de selección.
Otro perfeccionamiento también consiste en que el, al menos un, actuador y/o el, al menos un, sensor comprendan al menos uno de los siguientes elementos:
- una baliza;
- un contador de ejes;
- un cambio de agujas
- una señal
De acuerdo con la invención, el enclavamiento presenta una lógica de redundancia para el control del primer elemento de control o del segundo elemento de control.
Las ejecuciones referidas al procedimiento son válidas en consecuencia para las otras categorías de reivindicaciones.
Para resolver objeto mencionado también se propone un sistema para la conmutación entre controladores de elementos;
- que comprende un enclavamiento, un primer controlador de elemento, un segundo controlador de elemento y un circuito de selección;
- en donde el enclavamiento está configurado de tal manera que:
- se puede determinar un error en el primer controlador de elemento;
- basándose en el error se puede activar el segundo elemento de control;
- en donde el segundo controlador de elemento está configurado para controlar el circuito de selección a través de una señal de activación de tal modo que la salida del segundo controlador de elemento se conecte con al menos un actuador y/o con al menos un sensor en lugar de la salida del primer controlador de elemento.
Las propiedades, características y ventajas de la presente invención, arriba mencionadas, así como la forma en la que las mismas se consiguen, se clarifican y deducen en relación con la siguiente descripción esquemática de los ejemplos de ejecución, los cuales se explican en detalle en relación con los dibujos. En aras de la claridad, los mismos elementos o elementos que presentan la misma función pueden estar provistos de los mismos símbolos de referencia.
Las figuras muestran:
Figura 1: una disposición esquemática, en la cual un controlador de elemento está conectado a través de dos conexiones Ethernet con un enclavamiento; en donde el controlador de elemento presenta dos interfaces Ethernet (redundantes), una unidad de comunicaciones y un controlador de seguridad.
Figura 2: un diagrama esquemático con dos controladores de elementos, mediante los cuales se aumenta la fiabilidad de las comunicaciones con un enclavamiento en comparación con el ejemplo mostrado en la figura 1. Se propone proporcionar una redundancia local para el controlador de elemento.
El enclavamiento tiene, por ejemplo, la capacidad de distinguir si hay un controlador de elemento único o si existe una configuración redundante (por ejemplo, doble) de controladores de elementos.
Aquí, cada uno de los dos controladores de elementos puede actuar como maestro EC y el otro como esclavo EC. El enclavamiento determina cuál de los dos elementos controladores es el maestro EC y cuál es el esclavo EC.
La figura 1 muestra una disposición esquemática, en la cual un controlador de elemento 101 está conectado a través de dos conexiones Ethernet 102, 103 con un enclavamiento 104. Para ello, el controlador de elemento 101 presenta
dos interfaces Ethernet 105, 106; en donde la interfaz Ethernet 105 está conectada con la conexión Ethernet 102 y la interfaz Ethernet 106 con la conexión Ethernet 103.
El controlador de Ethernet 101 presenta además una unidad de comunicaciones 107 y un controlador de seguridad 108.
Las dos interfaces Ethernet 105, 106 están conectadas con la unidad de comunicaciones 107. La unidad de comunicaciones 107 también está conectada con el controlador de seguridad 108 y el controlador de seguridad 108 presenta una conexión 109 a por lo menos un actuador y/o a por lo menos a un sensor.
Por ejemplo, el enclavamiento 104 transmite (en esencia) simultáneamente una orden de enclavamiento al controlador de elemento 101 a través de las conexiones Ethernet 102, 103 y de las interfaces Ethernet 105, 106. De esta manera, existen dos vías de comunicaciones (conexión Ethernet 102 con interfaz Ethernet 105 y conexión Ethernet 103 con interfaz Ethernet 106) entre el enclavamiento 104 y el controlador de elemento 101.
Cuando una de estas vías de comunicaciones falla, las comunicaciones entre el enclavamiento 104 y el controlador de elemento 101 todavía se pueden realizar a través de la otra vía de comunicaciones.
Cuando la unidad de comunicaciones 107 falla, el controlador de elemento 101 falla y ocurren las fallas asociadas a ello.
La figura 2 muestra un diagrama esquemático con dos controladores de elementos 201, 202, a partir de los cuales se aumenta la fiabilidad en comparación con el ejemplo mostrado en la figura 1.
El controlador de elemento 201 está conectado con el enclavamiento 205 a través de dos conexiones Ethernet 203, 204. Para ello, el controlador de elemento 201 presenta dos interfaces Ethernet 206, 207; en donde la interfaz Ethernet 206 está conectada con la conexión Ethernet 203 y la interfaz Ethernet 207 con la conexión Ethernet 204. El controlador de Ethernet 201 presenta además una unidad de comunicaciones 208 y un controlador de seguridad 209. Las dos interfaces Ethernet 206, 207 están conectadas con la unidad de comunicaciones 208. La unidad de comunicaciones 208 también está conectada con el controlador de seguridad 209.
El controlador de seguridad 209 está conectado con una unidad de selección de redundancia 210 (también denominada como circuito de selección) y la unidad de selección de redundancia 210 presenta una conexión 217 a al menos un actuador y/o al menos a un sensor.
El controlador de elemento 202 está conectado con el enclavamiento 205 a través de las dos conexiones Ethernet 203, 204. Para ello, el controlador de elemento 202 presenta dos interfaces Ethernet 211, 212; en donde la interfaz Ethernet 211 está conectada con la conexión Ethernet 203 y la interfaz Ethernet 212 con la conexión Ethernet 204. El controlador de Ethernet 202 presenta además una unidad de comunicaciones 213 y un controlador de seguridad 214. Las dos interfaces Ethernet 211, 212 están conectadas con la unidad de comunicaciones 213. La unidad de comunicaciones 213 también está conectada con el controlador de seguridad 214.
El controlador de seguridad 214 está conectado con la unidad de selección de redundancia 210. Además, el controlador de elemento 201 puede transmitir una señal de activación maestra a la unidad de selección de redundancia 210 (indicada a través de una conexión 215) así como también el controlador de elemento 202 puede transmitir una señal de activación maestra a la unidad de selección de redundancia 210 (indicada a través de una conexión 216).
El enclavamiento 205 está conectado con la conexión Ethernet 203 a través de una lógica de redundancia 218 y con la conexión Ethernet 204 a través de una lógica de redundancia 219. Además, están previstas comunicaciones entre la lógica de redundancia 218 y la lógica de redundancia 219.
Por ejemplo, en el presente caso, el enclavamiento 205 ha determinado que el controlador de elemento 201 actúa como maestro EC (es decir, como controlador de elemento activo) y el controlador de elemento 202, como esclavo EC (es decir, como controlador de elemento pasivo o en espera).
De esta manera, la figura 2 muestra una configuración con la ayuda de la cual se pueden usar dos controladores de elementos 201, 202 para las comunicaciones con el enclavamiento 205 a través de dos rutas de comunicaciones (una ruta de comunicaciones comprende una de las interfaces Ethernet).
En el caso de que una ruta de comunicaciones del controlador de elemento activo 201 falle, dicho controlador de elemento 201 todavía se puede comunicar con el enclavamiento 205 a través de la otra ruta de comunicaciones.
Cuando, por el contrario, la unidad de comunicaciones 208 o el controlador de seguridad 209 falla en el controlador de elemento activo 201, el enclavamiento 205 decide si es necesario realizar una conmutación al otro controlador de elemento 202.
En el presente caso, el enclavamiento 205 requiere cambiar del controlador de elemento 201 al controlador del elemento 202. Por ejemplo, cuando el enclavamiento 205 experimenta del controlador de elemento 201 que su unidad de comunicaciones 208 (o su controlador de seguridad 209) ha fallado, entonces el enclavamiento 205 informa al controlador de elemento 202 que debe asumir las comunicaciones con los actuadores y/o sensores conectados.
Para ello, el controlador de elemento 202 transmite la señal de activación maestra 216 a la unidad de selección de redundancia 210, de modo que, en consecuencia, se realiza una conmutación de todas las entradas y salidas del controlador de elemento 201 al controlador de elemento 202.
Por ejemplo, la unidad de selección de redundancia 210 puede presentar un circuito que asegure que las entradas/salidas del controlador de seguridad 209 o las entradas/salidas del controlador de seguridad 214 estén conectadas con los actuadores y/o sensores a través de la conexión 217.
También se debe considerar la posibilidad de que ninguno de los controladores de elementos haya asumido (todavía) el estado de maestro EC. Esto puede suceder, por ejemplo, durante la iniciación o cuando ambos controladores de elementos están defectuosos. En este caso, ninguna de las señales de activación maestras 215, 216 determinaría un maestro EC y las entradas y salidas en los dos controladores de elementos 201, 202 serían pasivas, es decir, no se leerían ni emitirían señales a través de la conexión 217.
Por lo tanto, el respectivo controlador de elemento 201, 202 puede controlar la unidad de selección de redundancia 210 transmitiendo la señal de activación maestra 215, 216 de tal modo que el transmisor de la señal de activación maestra 215, 216 se conecte activamente como maestro para las comunicaciones con los actuadores y/o sensores a través de la conexión 217.
Por ejemplo, se pueden distinguir los siguientes casos:
- cuando sólo una de las interfaces Ethernet 206, 207 del controlador de elemento 201 activo es defectuosa, no se realiza ninguna conmutación al controlador de elemento 202. Opcionalmente, en este caso, también se podría realizar una conmutación al controlador de elemento 202 ya que el controlador de elemento 201 ya presenta un defecto y, por lo tanto, su funcionalidad redundante está restringida. Se podría iniciar, por ejemplo, la reparación del controlador de elemento 201 y, una vez completada la reparación, se podría conmutar nuevamente al controlador de elemento 201.
- cuando la unidad de comunicaciones 208 del controlador de elemento activo 201 es defectuosa se realiza la conmutación al controlador de elemento 202.
- cuando el control de seguridad 209 del controlador de elemento activo 201 está defectuoso o cuando dicho control de seguridad 209 reporta un error, se realiza la conmutación al controlador de elemento 202.
- cuando los dispositivos de comunicaciones 208, 209 de ambos controladores de elementos 201, 202 están defectuosos, se envía un mensaje de error al enclavamiento 205 y ambos controladores de elementos 201, 202 se desactivan.
- cuando ambos controles de seguridad 209, 214 detectan errores sucesivamente, se envía un mensaje de error al enclavamiento 205 y ambos controladores de elementos 201, 202 se desactivan.
Cuando la unidad de comunicaciones 208, 213 o el controlador de seguridad 209, 214 es defectuoso, el respectivo controlador de elemento 201, 202 informa de ello al enclavamiento 205. El enclavamiento 205 presenta una lógica de redundancia 218, 219 para determinar si es necesario ejecutar una conmutación al otro controlador de elemento 201, 202. La propia lógica de redundancia 218, 219 también se ejecuta dos veces a fin de poder compensar un fallo de una lógica de redundancia individual 218, 219.
Por ejemplo, en base a una evaluación de las comunicaciones entre el controlador de elemento activo 201, 202 y el enclavamiento 205 se determina si se debe realizar una conmutación entre los controladores de elemento 201, 202. Esto se puede determinar, por ejemplo, a través de la lógica de redundancia 218, 219.
Una ventaja de esta configuración consiste en que los controladores de elementos 201, 202 del lado de salida no requieren ninguna lógica de redundancia. La detección de errores y la evaluación de los estados de error se pueden realizar en la lógica de redundancia 218, 219, teniendo en cuenta la situación general.
Las unidades de comunicaciones 107, 208 y 213 mostradas pueden consistir en componentes que presentan un nivel de integridad de seguridad (SIL) bajo o nulo. Los controladores de seguridad 108, 209 y 214 mostrados pueden tratarse de componentes que presentan un alto nivel de integridad de seguridad (SIL), por ejemplo, un SIL 4.
Aunque la invención ha sido descrita e ilustrada en detalle mediante al menos un ejemplo de ejecución mostrado, dicha invención no está limitada por el mismo y, sin abandonar el alcance de la presente invención, el especialista puede derivar de aquí otras variaciones.
Claims (5)
1. Procedimiento para la conmutación entre controladores de elementos (201, 202) a través de un enclavamiento (205),
- en el cual el enclavamiento (205) determina un error en el primer controlador de elemento (201); y
- en el cual el enclavamiento (205) activa el segundo controlador de elemento (202);
- en el cual el segundo controlador de elemento (202) controla un circuito de selección (210) a través de una señal de activación (216) de tal modo que la salida del segundo controlador de elemento (202) se conecta (217) con al menos un actuador y/o al menos con un sensor en lugar de la salida del primer controlador de elemento (201);
- en el cual el primer controlador de elemento (201) presenta dos interfaces diseñadas como interfaces Ethernet (206, 207) y se comunica con el enclavamiento (205) a través de dos conexiones de comunicaciones diseñadas como conexiones Ethernet (203, 204); en donde una (206) de las dos interfaces Ethernet del primer controlador de elemento (201) está conectada con una (203) de las dos conexiones Ethernet y la otra (207) de las dos interfaces Ethernet del primer controlador de elemento (201) con la otra ( 204) de las dos conexiones Ethernet;
- en el cual el segundo controlador de elemento (202) presenta dos interfaces diseñadas como interfaces Ethernet (206, 207) y se comunica con el enclavamiento (205) a través de dos conexiones de comunicaciones diseñadas como conexiones Ethernet (211, 212); en donde una (211) las dos interfaces Ethernet del segundo controlador de elemento (202) está conectadas con una conexión Ethernet (203) y en donde la otra (212) de las dos interfaces Ethernet del segundo controlador de elemento (202) está conectada con la otra conexión Ethernet (204); y
- en el cual el enclavamiento (205) presenta una lógica de redundancia (218, 219) conformada a partir de dos lógicas de redundancia individuales y, por tanto, de doble ejecución, en la cual se realiza el reconocimiento del error; en donde una (218) de las lógicas de redundancia individuales está conectada con una conexión Ethernet (203); en donde la otra (219) de las lógicas de redundancia individuales está conectada con la otra conexión Ethernet (204) y en donde están previstas comunicaciones entre las dos lógicas de redundancia individuales (218, 219).
2. Procedimiento según la reivindicación 1, en el cual el enclavamiento determina el error en base a un mensaje, en particular, un mensaje de error del primer controlador de elemento.
3. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes,
- en el cual cada uno de los controladores de elementos presenta una unidad de comunicaciones y un controlador de seguridad;
- en donde la unidad de comunicaciones está conectada con el enclavamiento a través de las, al menos dos, interfaces;
- en donde el controlador de seguridad está proporcionado entre la unidad de comunicaciones y el circuito de selección.
4. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, en el cual el, al menos un, actuador y/o el, al menos un, sensor comprenden al menos uno de los siguientes elementos:
- una baliza;
- un contador de ejes;
- un cambio de agujas
- una señal
5. Sistema para la conmutación entre controladores de elementos (201, 202),
- que comprende un enclavamiento (205), un primer controlador de elemento (201), un segundo controlador de elemento (202) y un circuito de selección (210);
- en el cual el enclavamiento (205) está configurado de tal manera que:
- se puede determinar un error en el primer controlador de elemento (201);
- basándose en el error se puede activar el segundo elemento de control (202);
- en el cual el segundo controlador de elemento (202) está configurado de tal manera que el circuito de selección (210) se controla a través de una señal de activación (216) de tal modo que la salida del segundo controlador de elemento (202) se conecta con al menos un actuador y/o con al menos un sensor en lugar de con la salida del primer controlador de elemento (201);
- en el cual el primer controlador de elemento (201) presenta dos interfaces diseñadas como interfaces Ethernet (206, 207) y está configurado para comunicase con el enclavamiento (205) a través de dos conexiones de comunicaciones diseñadas como conexiones Ethernet (203, 204); en donde una (206) de las dos interfaces Ethernet del primer controlador de elemento (201) está conectada con una (203) de las dos conexiones Ethernet y la otra (207) de las dos interfaces Ethernet del primer controlador de elemento (201) con la otra ( 204) de las dos conexiones Ethernet;
- en el cual el segundo controlador de elemento (202) presenta dos interfaces diseñadas como interfaces Ethernet (206, 207) y está configurado para comunicase con el enclavamiento (205) a través de dos conexiones de comunicaciones diseñadas como conexiones Ethernet (211, 212); en donde una (211) las dos interfaces Ethernet del segundo controlador de elemento (202) está conectadas con una conexión Ethernet (203) y en donde la otra (212) de las dos interfaces Ethernet del segundo controlador de elemento (202) está conectada con la otra conexión Ethernet (204); y
- en el cual el enclavamiento (205) presenta una lógica de redundancia (218, 219) conformada a partir de dos lógicas de redundancia individuales y, por tanto, de doble ejecución, en la cual se realiza el reconocimiento del error; en donde una (218) de las lógicas de redundancia individuales está conectada con una conexión Ethernet (203); en donde la otra (219) de las lógicas de redundancia individuales está conectada con la otra conexión Ethernet (204) y en donde están previstas comunicaciones entre las dos lógicas de redundancia individuales (218, 219).
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