ЭЦ-МПК строится по трехуровневой структуре (рис.5.2), где верхний уровень устройств представляют автоматизированные рабочие места дежурного по станции (АРМ ДСП) и электромеханика поста централизации (АРМ ШНЦ). Ко второму уровню относится комплекс технических средств управления и контроля (КТС УК). Третий уровень включает исполнительные схемы релейной централизации, при этом выполнение функций, обеспечивающих безопасность движения, возлагается на минимальное число реле I класса надежности.

АРМ ДСП реализован на резервированных РС компьютерах (комплекты «А» и «Б»), промышленного исполнения стандартной конфигурации с процессором типа Pentium.

Органами управления в системе являются манипуляторы типа «мышь» и клавиатуры. Выдача команд возможна только с одного комплекта – активного, второй компьютер находится в горячем резерве и может быть использован только как средство визуализации для отображения общего плана станции или нормативно-справочной информации. На рабочем столе ДСП монтируется групповая пломбируемая кнопка ответственных команд. На отдельном щитке устанавливаются ключи-жезлы примыкающих перегонов, индикация и стрелочный коммутатор макета  стрелки, а также кнопка отключения электроснабжения поста ЭЦ (используется при возникновении нештатных ситуаций, например, при пожаре).

В качестве средства отображения используются 17-21” мониторы в зависимости от размеров станции. С помощью акустических колонок в системе обеспечивается возможность выдачи речевых сообщений об отказах устройств, задержках открытия сигналов и др.

Компьютеры АРМ ДСП объединены в локальную вычислительную сеть (ЛВС). В эту сеть включен АРМ ШНЦ, а также при необходимости могут быть включены другие пользователи информации о передвижении поездов. За счет использования локальной сети АРМы (в том числе ДСП) могут быть территориально рассредоточены на станции в наиболее предпочтительных с точки зрения контроля технологического процесса местах размещения оперативного и обслуживающего персонала.

Второй уровень системы – оборудование КТС УК – также имеет 100% резерв и основывается на двух РС-совместимых промышленных контроллерах и периферийных платах сопряжения с электрическими схемами ЭЦ (рис.5.3).

Внутри корпуса контроллера размещена несущая пассивная плата расширения BP-8S, которая имеет восемь равнозначных между собой слотов (разъемов) ISA и служит для обмена информацией между компонентами контроллера. Вертикально в плату расширения устанавливаются одноплатный компьютер и звуковая плата, обеспечивающая формирование речевых сообщений о приближении поездов для работающих на путях.

Основу одноплатного компьютера составляют центральный процессор марки AMD 486-DX/2 или аналогичный; энергонезависимое постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) Flash емкостью 16 МВ; оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) емкостью до 64МВ. Кроме того, на материнской плате компьютера располагается видеоадаптер, контроллер клавиатуры, система портов, обеспечивающих подключение внешних устройств (мыши, жесткого диска, накопителя на гибких дисках, сети Ethernet и др.). Это позволяет значительно упростить отладку системы и диагностирование в процессе эксплуатации.

Питание контроллеров и плат КТС УК осуществляется от вторичных импульсных источников, преобразующих 24В постоянного тока в необходимую последовательность напряжений для вычислительных средств (+12В, –12В, +5В, –5В).

Номенклатура периферийного оборудования включает:

- платы сопряжения для контроля состояния объектов - устройство матричного ввода УМВ-56/8;

- модули вывода по управлению – устройство управления УДО-48Р и УДО-24R;

- модули аналогового ввода RIO- 7017.

Устройство матричного ввода обеспечивает съем информации о состоянии 56 двухпозиционных объектов электрической централизации. Контакты контролируемых объектов подключаются к электронной схеме, в которой для обеспечения гальванической развязки по питанию между контроллерами КТС УК и поста ЭЦ используются оптроны (рис. 5.4,а). Оптронами называются оптоэлектронные приборы, в которых используются излучатели и фотоприемники, оптически и конструктивно связанные друг с другом (фотопары Дарлингтона). Принцип действия оптрона основывается на двойном преобразовании энергии. При включенном состоянии контакта контролируемого реле во входной цепи через излучатель в прямом направлении протекает ток и энергия электрического сигнала преобразуется в оптическое излучение. Внутри оптрона связь входа и выхода осуществляется с помощью оптического сигнала. Световой сигнал, попадая на фотоприемник, на базу транзистора приемной части оптрона, вызывает ионизацию в кремнии и образование зарядов в открытой базовой области, что вызывает протекание коллекторного тока теперь уже от источника питания контроллера через резистор R3 (так же, как от внешнего базового тока). Включение резистора R2 в цепь базы оптрона повышает быстродействие схемы и обеспечивает пороговый эффект, поскольку фототранзистор не переходит в состояние проводимости до тех пор, пока ток фотодиода не превысит величины, достаточной для получения разности потенциалов база-эмиттер на резисторе R2. При обработке сигнала контроллером низкому потенциалу на коллекторе транзистора оптрона соответствует логическая единица (реле включено). Использование оптронов в электрической схеме считывания состояния контролируемых объектов ЭЦ обеспечивает высокую электрическую изоляцию (гальваническую развязку питания контролируемых объектов от питания контроллера) входа и выхода (более 1000В), однонаправленность потока информации – отсутствие обратной связи с выхода на вход, невосприимчивость оптического канала к воздействию электромагнитных полей. Во входной цепи оптрона включен ограничивающий резистор R1 тока через излучатель. Универсальным излучателем для оптронов является инжекционный диод. Наиболее распространенными типами фотоприемников в современных оптронах являются фотодиоды, фототранзисторы и фототиристоры. Конструктивно пары излучатель-фотоприемник располагаются в одном корпусе.

Коммутационными элементами на этих платах являются 24 малогабаритных электромеханических реле,

Устройства управляющих выходов (окончаний) UDO-48Р и UDO-24R предназначены для подключения к контроллеру соответственно 48 и 24 внешних объектов управления и обеспечения гальванической развязки между источником питания КТС УК и источником питания объектов. При включении питания программа управления микропроцессором считывает 8-битный адрес платы UDO и переходит в режим ожидания команд от контроллера комплекта.

При обмене информацией с UDO-48Р используется блочный циклический код. Байт адреса, определяющий конкретную плату UDO, входит в состав кодируемой информации с кодовым расстоянием настройки d=3.

При получении команды, адресная часть которой совпадает с собственным адресом, микропроцессор проверяет правильность приема (отсутствие ошибок при приеме) и, если команда принята верно, переключает соответствующие объекты, после чего передает в линию сигнал квитирования о реализации команды. Если при приеме возникли ошибки, то принятая команда аннулируется, и микропроцессор опять переходит в режим ожидания команд.

В качестве релейных окончаний в модуле UDO-24R используются малогабаритные электромеханические реле с контактом типа «тройник» (рис.5.4,б). Для включения исполнительного объекта (например, реле ЭЦ) контроллер КТС УК формирует команду для соответствующей платы по последовательному интерфейсу RS-485, чем достигается малопроводность монтажа (применяется двухпроводная линия). Собственный микропроцессор платы вывода осуществляет включение электронного ключа на плате управления. Вследствие протекания тока через обмотку выходного реле последнее включается и, в зависимости от использования фронтового или тылового контакта, замыкает или размыкает цепь управления исполнительным реле ЭЦ.

В платах UDO-48Р выходными элементами являются оптоэлектронные приборы - твердотельные реле (рис.5.4,в). Поступившая команда от контроллера обрабатывается микропроцессором платы, а последний формирует управляющее слово на микросхему дешифратора. Вследствие этого через соответствующий излучающий диод оптопары протекает электрический ток, образующийся световой поток открывает силовой полупроводниковый ключ в выходной цепи (например, сильноточный семистор), где включено исполнительное реле.

Установленные на плате светодиоды индицируют состояние каждого выходного ключа: горящему светодиоду соответствует замкнутое состояние, а погасшему – разомкнутое. Варисторы предназначены для защиты твердотельных реле от перенапряжений.

КТС УК состоит из двух параллельно и независимо функционирующих комплектов - «основного » и «резервного», включенных в ЛВС. Один из них является активным, он осуществляет реализацию управляющего воздействия на объекты и передачу информации о состоянии контролируемых объектов по каналу связи АРМам. Другой комплект при этом является пассивными и находится в "горячем" резерве. Оба комплекта в процессе работы обмениваются информацией между собой по ЛВС. Схема переключения комплектов обеспечивает переход управления с одного комплекта на другой

· автоматически при нарушениях работы активного комплекта на основе диагностической информации, которой обмениваются комплекты по ЛВС;

· автоматически для обеспечения периодической проверки исправности пассивного комплекта;

· дистанционно из АРМ ДСП при систематических сбоях индикации или затруднениях в реализации команд управления;

· вручную электромехаником с помощью кнопок переключения комплектов на панели управления КТС УК для ремонта или профилактического обслуживания КТС УК.

При этом осуществляются переключения шин питания плат управления объектами, а также индикация активного и пассивного состояний комплектов на панели управления и мониторах АРМов. Благодаря информационному обмену между комплектами по ЛВС, а также непрерывному контроля устройств пассивным комплектом исключаются в процессе переключений нарушения в работе исполнительных схем (перекрытия сигналов, сброс искусственной разделки, нештатные переключения режимов «День/ночь» и др.).

Схема переключения комплектов представлена на рис.5.5 и включает реле ГРУ и его повторитель ПГРУ. В схеме переключения комплектов обмотки реле ГРУ включены встречно-параллельно. Положение контактов реле и кнопок соответствуют активному состоянию основного комплекта КТС УК.

При необходимости передачи функций управления резервному комплекту, от АРМ ДСП передается соответствующая команда, адресованная резервному комплекту. Контроллер этого комплекта кратковременно включает твердотельное реле Р и создается цепь питания обмотки 1-3 реле ГРУ. Реле ГРУ, включившись, встает на самоблокировку через контакты 41-42 своего повторителя ПГРУ, а все полюса питания цепей управления переключаются на аппаратуру резервного комплекта.

Для того чтобы вернуть функции управления основному комплекту, по соответствующей команде с АРМ ДСП включается твердотельное реле О основного комплекта и замыкает цепь питания встречно включенной обмотки 4-2 реле ГРУ. Магнитные потоки обоих обмоток будут компенсировать друг друга и реле ГРУ выключится, выключив затем свой повторитель ПГРУ. Схема придет в исходное состояние.

Аналогично передача управления основному или резервному комплекту может осуществляться также нажатием соответствующих кнопок на панели управления.