Contrôleur logique programmable Module Entrée/Sortie Passerelle et réseau de communication TCMS – Systèmes ferroviaires

Modules d’E/S ferroviaire-BRIO

Modules d’E/S Ferroviaire BRIO – Solutions Innovantes pour le Contrôle des Trains

Les modules d’entrées/sorties BRIO de Leroy Automation sont des composants essentiels pour la conception de systèmes de contrôle-commande dans le domaine ferroviaire. Conçus pour être utilisés avec des calculateurs centraux, ces modules qualifiés selon la norme EN 50155 garantissent des performances robustes et une fiabilité optimale dans des environnements exigeants. La plateforme BRIO (Basic Remote Input Output) respecte les normes SIL0 des standards EN 50126, EN 50128 et EN 50129, offrant ainsi une solution de base pour la gestion des signaux ferroviaires.

La gamme BRIO comprend également des modules spécifiques pour répondre à des besoins techniques avancés :

BRIO SIL2 : Module d’entrées/sorties avec un niveau de sécurité fonctionnelle SIL2, idéal pour les applications nécessitant des garanties de sécurité supplémentaires.
BRIO SSPC : Contrôleur de puissance à semi-conducteur, conçu pour la gestion efficace de l’énergie dans les systèmes ferroviaires.
BRIO CEE : Contrôleur d’échange d’énergie, pour un transfert et une gestion optimisée de l’énergie dans les trains.

Avec plus de 15 000 installations à travers le monde, la gamme BRIO est une référence incontournable pour les professionnels du ferroviaire, garantissant des solutions de haute qualité pour tous vos projets de contrôle et commande de trains.

Spécifications générales du Modules d’E/S

Unité centrale

Processeur de traitement : STM32 32 bits/200Mhz
Système d’exploitation : FreeRTOS
Coprocesseur d’entrées/sorties : FPGA Xilinx
Mémoires : SDRAM 8Mo, NAND, Crypto.

Montage et installation

Cassette aluminium. Capot de protection en matériau composite
Dimensions : l x h x p = 30 x 262 x 265 mm
Montage:
- En rack 6U x 6HP
- Seul sur cloison avec un support mécanique en option
Câblage des entrées/sorties et alimentation en face arrière :
- 2 connecteurs de type DIN41612 F48 mâles classe 1
Câblage des réseaux en face avant :
- Ethernet : M12 code D femelle
- Liaisons série : Subd 9 points

Alimentation

Plage unique étendue : 24Vdc-110Vdc
Protection contre les inversions de polarité, surtensions et surintensités
Consommation : <20W

Port de communication ethernet

1 Port Ethernet
- Connecteur M12
- 10/100 Mbits IEEE802.3
- Adresse IP définie par un serveur DHCP ou par une clé d’identification externe
- Temps de latence entre une commande d’activation par le réseau et le basculement de la sortie logique <15ms
Protocoles :
- IEC61375-2-3 Train Real time Data Protocol (TRDP)
- Ethernet/IP-CIP Scanner ODVA conformance. Communication Adapter Profile
- Protocoles spécifiques sur UDP/TCP
- Gestion des Web-services conformément à l’UIC559
- Reprogrammation à distance sécurisée via HTTPS
Cybersécurité : Accélérateur cryptographique matériel (TRNG, AES-256, SHA-512…)

Port de communication série

La liste des ports série dépend des modèles.
- 1 port RS232 pour la programmation, le paramétrage ou la maintenance
- Option : 1 port CAN 2.0 A/B ou CANopen
- Option : 1 port RS485 Modbus RTU
- Option : 1 port d’extension d’I/O (RS485 HDLC Daisy Chain) pour communiquer avec des BRIO supplémentaires (extension ou redondance locale)

Configurations entrées/sorties du Modules d’E/S

La gamme BRIO générique possède plusieurs modules selon le type et nombre d’entrées/sorties.

Deux modèles de base :

40 entrées logiques + 8 sorties relais électromécaniques + 2 relais statiques SST
32 entrées logiques + 16 sorties relais SST

Ces modèles peuvent posséder en option :

2 entrées analogiques Courant + 2 entrées analogiques Tension + 1 sortie analogique Tension/courant
Un port CAN
Un port d’extension locale
Jusqu’à 6 sorties SST peuvent être utilisées en commande PWM

Consultez le service commercial pour définir le modèle correspondant à votre besoin.

Entrées logiques

Entrée type P
Impédance d’entrée : 210kΩ
Plage étendue : 24Vdc-110Vdc
Courant de fritting : 10mA max
Protection contre les inversions de polarité
Voies non-isolées entre elles
Forçage des entrées pour tests
Filtrage paramétrable

Entrées analogiques

2 entrées Type courant : ±20 mA
2 entrées type tension : ±10V
Résolution : 11 bits + signe (±2048 points)
Précision : 2% sur la pleine échelle
Impédance : 10 kΩ (en tension) or 113Ω (en courant)
Protection contre les surtensions : ±15V (en tension); ±6V (en courant)

Sorties logiques relais

Type SPDT: Single pole-Double Throw .
Pouvoir de coupure : 300V/ 0.3A -> 30V/8A
Durée de commutation : Turn-on <10ms; Turn-off <5ms
Test d’endurance :
- 4.5 millions de cycle à 143V/10mA (charge résistive)
- 1.5 million de cycles à 143V/270mA (charge inductive L/R=40ms)
Protection contre les surtensions
Isolement :
- 500Vrms entre sorties
- 1000Vrms entre sortie et chassis à la terre

Sorties logiques SST/PWM

6 sorties SST peuvent être utilisées en Pulse Width Modulation
- Choix d’utilisation de la sortie : sortie simple ou PWM
- Fréquence : 0-1000Hz par pas de 0.Hz
- Duty cycle : 0-100% par pas de 0.4%

SORTIES ANALOGIQUES

1 sortie analogique tension (0-10V) ou courant (4-20mA) au choix par câblage
Résolution : 11 bits + signe (±2048 points)
Précision : 2% sur la pleine échelle
Impédance : <10Ω (en tension) or >100kΩ (en courant)
Protection contre les surintensités : infini
Isolement : 1000Vrms entre sortie et Terre

sorties logiques SST MOSFET

Technologie : relais statiques MOSFET
Charge : sink ou source
Courant de sortie : 1A max
Tension de sortie : 16.8 à 137.5Vdc
Temps de commutation : Turn-on <50μs ; Turn-off <300μs
Protections contre surtensions et surintensités (10A/100ms)
Isolement : 1000Vrms entre sorties, 1000Vrms entre sorties et chassis

Mise en oeuvre logicielle du Modules d’E/S

Module paramétrable

Le BRIO peut être utilisé comme un module déporté paramétrable.
Le mapping des données est figé
Possibilité de déclencher le téléchargement de paramètres de fonctionnement depuis une base de données centrale après reconnaissance d’une clé d’identification connectée sur le SubD RS232
Exploitation et maintenance par Web Services

Module programmable (Microautomate)

Le BRIO peut être configuré en un micro-automate programmable.
Programmation IEC61131-3 (Ladder, Grafcet, Structured Text) avec l’atelier Straton.
Nombreux drivers de communication et de protocoles

Tests de qualification environnementale du Modules d’E/S

EN 61000-4-2 2009	Immunité aux décharges électrostatiques	Contact : ±6kV Air : ±8kV	Criterion B
EN 61000-4-3 2011	Immunité aux perturbations rayonnées	80MHz … 1GHz : 20V/m 1.4GHz … 2.1GHz : 10V/m 2.1GHz … 2.5GHz : 5V/m	Criterion A
EN 61000-4-4 2010	Immunité aux transitoires rapides en salve	±2kV direct	Criterion A
EN 61000-4-5 2007	Immunité aux ondes de choc	±2kV MC ±1kV MD	Criterion A
EN 61000-4-6 (2009)	Immunité aux perturbations conduites	10Vrms	Criterion A
EN 55011 (2011)	Emissions rayonnées	150kHz … 500kHz 500kHz … 30MHz 30MHz … 230MHz 230MHz … 1GHz	99 dBμV 93 dBμV 40 dBμV/m à 3m 47 dBμV/m à 3m

EN 60068-2-1	2007	Stockage à froid	-40°C 16 heures	Criterion A
EN 60068-2-1	2007	Démarrage à froid	-40°C	Criterion A
EN 60068-2-2	2007	Fonctionnement à chaud	+70°C	Criterion A
EN 60068-2-30	2007	Essai de chaleur humide	+55°C 95% humidité 48 heures	Criterion A
EN 500155	2007	Brouillard salin	48 heures	Criterion A

EN 61373 (2011)	Applications ferroviaires Matériel roulant Essais de chocs et de vibrations	50 m/s² XYZ 30ms 7.9 m/s² XYZ 5h	Criterion A

BRIO spécifiques

BRIO FSM : Module d'entrées/sorties sécuritaires SIL2

Le Fail Safe Module (FSM) est certifié SIL2 CERTIFER en conformité aux normes EN50126, EN50128 et EN50129.

Il possède :

20 entrées logiques SIL2
10 sorties logiques Solid State Transistor (SST) SIL2

BRIO CEE : Contrôleur d'échange d'énergie

Un BRIO CEE est installé dans chaque voiture et surveille les sources électriques de la voiture provenant de convertisseurs auxiliaires de puissance.

Si la voiture perd sa source électrique, il dialogue avec les BRIO CEE des voitures adjacentes pour permettre de ré-alimenter la voiture partiellement ou totalement via les deux voitures adjacentes. Le secours est total si la voiture est entourée par deux voitures saines qui ne secourent pas d’autres voitures.

BRIO SSPC : Contrôleur de puissance à semi-conducteur

Le BRIO Solid State Power Controller (SSPC) possède 8 sorties SST surveillées et réarmables à distance via le réseau.

6 sorties peuvent commuter jusqu’à 6A et 2 sorties jusqu’à 10A.

En fonction d’une courbe de disjonction de 1000 points, préalablement configurée et enregistrée, il coupe la sortie en moins de 1 μs si l’intensité dépasse un seuil défini.

Sur chaque sortie, il calcule la puissance et mesure la température.

Les calculs sont réalisés par un coprocesseur FPGA.

Réarmement à distance : Après disjonction, la sortie peut être refermée par une commande du TCMS via le port Ethernet.