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ESTW Bild Generator - EBG - für Stellwerke der Bauart ELEKTRA I
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Einleitung
Mit der Einführung von LCD Monitoren im Bereich der ESTWs mit sicherer
Anzeige, wurden neue Konzepte zur Fehleroffenbarung erforderlich. Beim
Einsatz von Röhrenmonitoren, die zum Zeitpunkt der Entwicklung der ESTWs
gerade üblich waren, war der Sicherheitsnachweis relativ einfach zu
bewerkstelligen. Die Elektronik im Monitor war noch analog, es mußten
keine Softwarefehler im Monitor angenommen werden. Die Farben wurden von
drei Farbkanonen und einer Ablenkeinheit erzeugt. Es mußte daher nur der
Ausfall einer Farbkanone oder der Ablenkeinheit angenommen
werden. Diese relativ einfachen Fehlerannahmen wurden durch zweikanalige
Ausgabe der Monitorbilder, zyklische Umschaltung der Bilder zwischen den
Kanälen (durch die PSO - Picture swicht over) und durch Farbbalken die
anzeigen von welchem Kanal das Bild erzeugt wurde.
Erst mit der Einführung von LCD Monitoren wurden diese einfachen
Fehlerannahmen nicht mehr durchsetzbar und damit genügte die
Bildumschaltung alleine, nicht mehr zur Fehleroffenbarung aller
angenommenen Fehler.
Stellwerke der Bauart SMC86 erhielten schon sehr früh eine Funktion die
beim Bedienpersonal den Namen "Blutoper" erhielt. Nach betätigen der
Funktionstaste F6 werden vom Stellwerk nacheinander ein roter, ein
grüner, ein blauer, ein schwarzer und ein weißer Bildschirminhalt
ausgegeben. Der Fahrdienstleiter wurde per Bedienungsanweisung
angehalten einmal pro Dienstschicht die Funktionstaste F6 zu betätigen
und zu überprüfen, ob die Blutoper vollständig angezeigt wurde (also im
LCD Monitor Bildspeicher keine Stellwerksbilder eingefroren wurden),
alle Farbpixel leuchten, alle Farbpixel beim schwarzen Bild ausgehen,
usw. Damit konnten alle angenommenen Fehler, die durch Umstellung von
Röhren auf LCD Monitore hinzugekommen sind, offenbart werden.
Bei Stellwerken der Bauart Elektra hat diese Funktion gefehlt und wurde
vom Hersteller auch nicht nachgerüstet. Aus diesem Grund begann 2011
eine Erhebung der Anforderungen an einen Bildgenerator, der ähnliche
Funktionen wie die "SMC86 Blutoper" ermöglicht, jedoch ohne Eingriff in
das Stellwerk auskommt. Bei der Entwicklung war ein weiteres Ziel das
der Bildgenerator unabhängig von den Monitoren funktionieren muß. Das
heißt der Bildgenerator muß unabhängig vom Monitorhersteller und
unabhängig vom Stellwerk arbeiten. Daraus resultierten folgende Anforderungen:
- nur ein Steckernetzgerät zur Spannungsversorgung von bis zu 5
Bildgeneratoren (ein Elektra Arbeitsplatz kann bis zu 5 Monitore betreiben)
- Stromversorgung kaskadierbar (mit USB Kabel von Gerät zu Gerät weiterleiten)
- Ein Bildgenerator pro Arbeitsplatz ist Master und alle weiteren
Bildgeneratoren fungieren als Slaves
- der Master Bildgenerator wird vom Arbeitsplatzbediengerät aktiviert
- nach Aktivierung des Masters starten der Master und alle Slaves
gleichzeitig die Testbilder
- Die Testbilder sind eine vollflächige Darstellung der Farben rot, grün,
blau, schwarz und weiß
- Der Bildgenerrator ist so realisiert, das er im Grundzustand
(wenn die Versorgungsspannung fehlt, die Ansteuerung vom Bediengerät
fehlt, ein Fehler im Generator vorliegt, usw.), immer das Elektra Monitorbild
ausgegeben wird.
- Der Bildgenerator ist so realisiert, daß der kein Bild
speichern kann und keine anderen Bilder als die Testbilder erzeugen
kann.
- Der Bildgenerator besitzt keinen Bildspeicher
- Der Bildgenerator könnte selbst bei völliger Fehlfunktion keine
Monitorbilder erzeugen, da sein Prozessortakt (16 Mhz) kleiner ist als
der Pixel-Clock der vom Monitor erwartet wird (ca. 25 Mhz)
Bilder vom ersten Test im Bahnhof Krems
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Bilder vom EBG Verteiler:
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Produktbeschreibung
Der Bildgenerator verwendet als Kernstück einen ATMEL Prozessor mit 16
Mhz. Es wurde ein ATMEGA8 gewählt. Die Prozessorleistung des ATMEGA8 ist
bereits ausreichend um ELEKTRA Bilder zu erzeugen und andererseits ist
der 8 kByte große Speicher des Prozessors so klein das er keine ELEKTRA
Bilder speichern kann. Damit kann mit diesem Prozessor sowohl die
geforderte Funktion, als auch die aus Sicht des Sicherheitsnachweises
geforderte Verhinderung des einfrierens von Stellwerksbildern, erfüllt werden.
Zur Umschaltung zwischen Elektra Bild und generierten Bildern, kommen 5
Reedrelais zum Einsatz, die eine Umschaltung der Coas-Eingänge für die
Signale R, G, B, HSync und VSync durchführen.
Der Bediengeräteeingang ist mit einem 5V/5V DCDC Wandler mit 3 kV
Spannungsfestigkeit und einem Optokoppler mit 5kV Spannungsfestigkeit
von der Bildgeneratorlogik entkoppelt.
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