584
.pdfвсубблокеПАК—цифроаналоговыйпреобразователь(ЦАП), состоящий из регистра памяти DD8, входных схем совпадения DD7, выходных ключевых схем ВВ9 и делителей напряжения на резисторах R1–R8 схема сравнения DD10 схемы установки триггеров регистра в нулевое состояние DD11 и DD 12.
Схема преобразования работает следующим образом. При заходе поезда на участок контроля элементы DD1, DD2 и DD5 устанавливаются в исходное (нулевое) состояние сигналом «ПОЕЗД+КП+КВ», поступающим из блока БАР. Сигнал «Начало преобразования» вырабатывается на выходе элемента DD2 по сигналу «ЗАПУСК ПАК» из субблока ВКЗУ-М (в автоматическом режимепри проходекаждой оси) или при нажатиикнопки «ЗАПУСК»(вручномрежимеконтроля).Этотсигнал представляет собой один импульс — исключение выдачи нескольких импульсов достигается установкой элемента DD1 в нулевоесостояниеповходуФ. Сигнал«Началопреобразования» разрешает работу счетчика DD5 и дешифратора DD6, в результате чего с выходов 1–7 дешифратора на входы схемы DD7 субблока ПАК последовательно выдаются тактовые сигналы «ВЫХ 1 ВС»–«ВЫХ 7 DС». По сигналу «ВЫХ 7 DС» схема DDЗ формирует сигнал «Конец преобразования», устанавливающий счетчик DDЗ в исходное состояние. В субблоке ПАК аналоговый сигнал поступает на вход «–» схемы сравнения DD10. где сравнивается с уровнем сигнала, поступающего на вход «+» DD10 с выхода ЦАП: если уровень аналогового сигнала меньше уровня сигнала ЦАП, то на выходе схемы DD10 будет сигнал
«1», если больше или равен — сигнал «О».
Уровень сигнала на выходе ЦАП формируется делителями напряжения в зависимости от состояния триггеров Т «20»–Т «1» регистра DD8. Сумма «весов» триггеров, имеющих состояние «1», определяет уровень выходного сигнала и соответственно значение кодового слова «КОД ПАК» на выходе субблока ПАК. Установка триггеров в исходное состояние осуществляется сигналами ® и ® схемы DD12 посигналу«УСТ. КОПАК» субблока УПАК-М. В исходном состоянии все триггеры находятся в состоянии «О», ключевые элементы DD 9 закрыты и уровень сигнала на выходе ЦАП равен уровню напряжения источника питания 4,5В. Этонапряжениеразбиваетсяна 45уровней (кван-
31
тов) по 0,1 В. Таким образом, каждой единице «веса» регистра DD 8 соответствует напряжение 0,1 В.
Преобразование осуществляется методом последовательного приближения за 7 шагов (тактов), которые определяются последовательно поступающими на входы субблока ПАК тактовыми сигналами «ВЫХ 1 DС»–«ВЫХ 7 DС» субблока УПАК-М. Сигнал «ВЫХ 1 DС» устанавливает в состояние «1» триггер Т «20» регистра памяти DD8. Это приводит к закрытию соответствующей ключевой схемы и установке на выходе ЦАП (на входе «+» схемы сравнения DD10) уровня напряжения «20», что соответствует 2 В. Если уровень аналогового сигнала меньше уровня «20», то на выходе схемы DD10 будет сигнал «1», если больше или равен — сигнал «О». Сигнал «ВЫХ 2 DС» устанавливает в состояние «1» триггер Т «10». Триггер регистра «20» либо остается в состоянии «1» (если уровень аналогового сигнала больше или равен «20»), либо сбрасывается в состояние «О» (если уровень аналогового сигнала меньше «20») сигналом © с выхода схемы DD11. При этом сигнал «ВЫХ 2 ВС» разрешает считывание информации из триггера Т «20».
Таким образом, на втором шаге работы схемы аналоговый сигнал сравнивается либо с уровнем «30» («20»+«10»), если на первом шаге уровень аналогового сигнала больше или равен «20», либо с уровнем «10», если на первом шаге уровень аналогового сигнала меньше «20».
Припоступлениипоследующихсигналов«ВЫХ3DС»–«ВЫХ 6 DС» происходит аналогичное сравнение уровней сигналов. Сигнал«ВЫХ7DС»даетразрешениенасчитываниеинформации из триггера Т«1».
В результате на выходах «КОД ПАК» образуется кодовая комбинация,соответствующаяуровнюаналоговогосигнала.При этом значения разрядов «20» и «10» определяют значение старшего разряда числа в десятичном выражении, а значения разрядов «8», «4», «2» и «1» — младшего разряда. Учитывая, что число в младшем разряде не может превышать 9, что соответствует коду 1001, в схеме предусмотрена принудительная установка триггеров Т «4» и Т «2» в состояние «О» сигналом © с выхода схемы DD12, когда триггер Т «8» оказывается в состоянии«1».
32
5.5.Пульт оператора
Пульт оператора предназначен для обеспечения обслуживающего персонала информацией о контролируемом поезде и о техническом состоянии отдельных элементов аппаратуры ДИСК-Б.
Пульт оператора представляет собой закрытую металлическую конструкцию (корпус), на лицевой панели которой (рис. 10) расположены цифровые 3 и точечные 4 светодиодные индикаторы,атакжекнопкиразличногофункциональногоназначения1. Логическиесхемыиндикационнойиуправляющейчастейпульта оператора смонтированы на отдельных платах, установленных внутри корпуса. Пульт оператора также содержит устройство громкоговорящей связи 2.
Рис. 10. Пульт оператора
Пультоператораобеспечивает индикациюследующейинформации. При нахождении поезда на участке контроля горят два светодиода «Поезд». При обнаружении неисправности подвижного состава включается соответствующий световой сигнал — в мигающем режиме горят светодиоды «Тревога 1» или «Тревога 2», а также включается звуковой сигнал (звонок), который может быть отключен только нажатием кнопки «Звонок». Горение светодиодов «Л» и «П» сигнализирует о наличии неисправности соответственно с левой и правой стороны поезда, све-
33
тодиода «В» — о наличии неисправности «Волочение», фиксируемойаппаратуройУКСПС(приееналичии).Светодиод«К», предназначенныйдлявывода сигнала оналичии неисправности, обнаруживаемойподсистемойДИСК-К,можетбытьиспользован в качестве индикатора охранной или пожарной сигнализации. Послепроходапоезданадвухкрайнихправыхцифровыхиндикаторах будет выведена информация о количестве вагонов, имеющихнеисправности. Светодиод«МПУ»горитприработепечатающего устройства. Светодиод «Сеть» показывает наличие питающего напряжение в сети 220 В. Светодиоды «АПС» и «АПД» показываютналичиенеисправности(А—авария)соответственно линии связи и печатающего устройства.
Оператор, нажимая соответствующие кнопки, вызывает информацию на цифровые индикаторы пульта. В момент отсутствия поезда на участкеконтроля может быть вызвана информацияовремени(кнопка «Время») или опорядковомномерепоезда за смену (кнопка «Номер»), во время нахождения поезда на участке контроля — содержимое счетчика вагонов (кнопка «Вагоны»). Для получения информации о каждом вагоне, имеющем неисправныеузлы, оператор должен нажать кнопку «буфер»для подключения к пульту запоминающей аппаратуры блока БАР и затем нажимать кнопку «Считывание» («Счит»). Каждое нажатие кнопки «Считывание» выводит на цифровые индикаторы порядковый номер вагона с указанием вида неисправности.
Нажатием кнопки «РНП» в начале смены оператор сбрасывает содержимое регистра номера поезда. Кнопка «Авария откл.» предназначена для отключения печатающего устройства при его неисправностях.
Диагностика ходовых свойств подвижного состава является существенной составляющей в обеспечении безопасности и безаварийности движения поездов.
Диагностике подлежат буксовые узлы, колеса, габарит, загрузка вагонов. Внедрение систем технической диагностики в 70-х гг. прошлого века началось с приборов обнаружения аварийно нагретых букс на ходу поезда ПОНАБ-2. Затем была создана и внедренатакаяаппаратура,какПОНАБ-3,ДИСК-БКВЦ, КТСМ01, КТСМ-01Д, КТСМ-02и ДИСК-2, сзаменой элементнойбазы
34
от дискретных компонентов с навесным монтажом до микропроцессоров.
В настоящее время на Западно-Сибирской железной дороге в качестве основной системы диагностики буксовых узлов внедряются комплексы технических средств, разработанные и поставляемые НПЦ «Инфотекс» (г. Екатеринбург): КТСМ-01 — вместо устаревших ПОНАБ-3; КТСМ-01 Д — вместо ДИСКБКВЦ.
По тексту данной работы приняты следующие обозначения составных частей КТСМ-01:
БСУ-П — блок сопряжения и управления; ПК-02— контроллерпериферийный; КИ-6М—концентраторинформации; ПТ — пульт технологический;
НКП, НКЛ — правая и левая напольные камеры; Ш–ПЗ — датчики прохода осей; СПД — система передачи данных;
АСКПС—автоматизированнаясистема контроляподвижного состава;
АРМ ЛПК — автоматизированное рабочее место оператора линейногопоста контроля.
Данные методические указания предназначены для изучения устройств и принципа работы комплекса КТСМ-01 на учебном полигоне, и содержат три лабораторные работы в объеме шесть часов, которые соответствуют учебной программе и тематическомуплану.
Методические указания составлены на основе следующих документов, которые находятся в лаборатории.
1)Комплекс технических средств для модернизации аппаратуры ПОНАБ-3 КТСМ-01. Эксплуатационные документы. Альбом № 1. 86 с.
2)Комплекс КТСМ-01. Схема электрических соединений. ИН7.400.000 Э4.
3)Щит силовой. Схема электрическая принципиальная. 6950.40.00.ОООЭЗ.
35
6.КОМПЛЕКС ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ КТСМ-01
Комплекс технических средств КТСМ-01 предназначен для модернизации находящейсяв эксплуатации аппаратурыобнаружения перегретых букс ПОНАБ-3. Им заменяют части перегонного оборудования ПОНАБ-3, в частности стойки аппаратуры (черт. 6950.50.00.000) и стойки передающей (черт. 6950.60.00.000), на технические средства КТСМ-01 и полной замены всегостанционногооборудования на средства автоматизированной системы контроля подвижного состава (АСК ПС) — концентратор информации КИ-6М и автоматизированное рабочее место оператора линейного поста контроля (АРМ ЛПК).
Комплекс КТСМ-01 может применяться как для переоборудования находящейся в эксплуатации постовой части аппаратуры ПОНАБ-3, так и для оборудования нового линейного пункта контроля. При этом комплекс КТСМ-01 должен монтироваться совместно с соответствующим напольным и силовым оборудованием аппаратуры ПОНАБ-3, не входящим в комплект поставки КТСМ-01.
6.1.Технические данные КТСМ-01
Внормальных условиях эксплуатации комплекс КТСМ-01 имеет следующие показатели: выявление перегретых букс с температурой шеек осей выше 70 °С — не менее 96 %; выше
140 °С — не менее 99 %.
Комплекс КТСМ-01 соответствует показателям назначения при движении поездов на участке контроля со скоростью не менее 5 и не более 200 км/ч.
Комплекс КТСМ-01 обеспечивает сопряжение с концентра- тороминформацииКИ-6М(ТУ4035-001-25924610-95)понеком- мутируемому каналу тональной частоты с двух— или четырехпроводнымокончаниемилипофизическойдвухпроводнойлинии связи методом частотной манипуляции в соответствии с рекомендацией V.23 МККТТ, а также информационное взаимодействие с АРМом ШЖ через сеть передачи данных на базе концентраторовинформацииКИ-6М(ТУ4035-001-25924610-95. Раздел «Система передачи данных на базе концентраторов ин- формацииКИ-6М.Описаниепроцедуринформационноговзаимо-
действия. И.3.001 П5»).
36
1.ВнормальныхусловияхэксплуатацииКТСМ-01выполняет следующиеосновныефункции:
—определение наличия поезда на участке контроля по зна- чениюнапряжениянавыходеэлектроннойпедалиЭП-1иформи- рованиесигнала управления заслонками напольных камер;
—счет порядковых номеров осей и подвижных единиц в контролируемомпоездепосигналамдатчиковпрохода колесных пар;
—преобразование уровней электрического сигнала на выходе предварительных усилителей тепловых сигналов (капсул напольных камер) в восьмиразрядный двоичный код;
—сравнение значений теплового уровня с заданными устав-
ками;
—передача на АРМ ЛПК информации о вагонах, в которых значения теплового уровня букс превысили заданные (порядковый номер вагона, количествоосей в вагоне, значения теплового уровня на все оси вагона);
—передача на АРМ ЛПК информации о проконтролированных поездах (общее количество вагонов в поезде, время начала
иокончанияконтроля,минимальнаяскоростьдвиженияпоездав течение времени контроля).
2.Кроме основных функций КТСМ-01 обеспечивает автоматическую диагностику по команде оператора поста контроля.
При заходе поезда на участок контроля КТСМ-01 по сигналу рельсовой цепи наложения формирует и передает в линию связи следующие данные:
— порядковый номер контролируемого поезда (от 1 до 200);
— время захода поезда на участок контроля (часы, минуты);
— диагностическую информацию.
3.Втечениевремени прохода поезда поучасткуконтроля при превышении уровня теплового сигнала буксы заданного значения КТСМ-01 формирует и передает в линию связи следующие данные:
— порядковый номер контролируемого поезда (от 1 до 200);
— порядковый номер вагона в поезде (от 1 до 200);
— общее количество осей в вагоне (от 1 до 32);
—значение теплового уровня на каждую буксу вагона (от 0 до 70) с указанием стороны по ходу поезда (правая, левая).
37
4. Непосредственно после освобождения поездом участка контроляпосигналурельсовойцепиналоженияКТСМ-01форми- рует и передает в линию связи следующие данные:
—порядковый номер проконтролированного поезда (от 1 до
200);
—общее количество вагонов в поезде (от 1 до 200);
—количество вагонов с нагретыми буксами в поезде (от 1 до
200);
—количество локомотивов в поезде (от 1 до 200);
—значение минимальной скорости движения поезда в течение времени контроля (от 5 до 200 км/ч);
—среднее значение теплового уровня на поезд по каждой стороне (от 0 до 70);
—время окончания контроля поезда (часы, минуты);
—количество осей в поезде, определенное по каждому датчику прохода осей (от 0 до 999).
6.2.Устройство и работа комплекса КТСМ-01
6.2.1. Конструкция КТСМ-01
Конструктивно комплекс КТСМ-01 включает в себя:
—блок сопряжения и управления БСУ-П;
—периферийныйконтроллерПК-02;
—технологический пульт ПТ-03.
Устройства, входящие в состав КТСМ-01, представляют собой изделия электронной техники в отдельных корпусах, оборудованных разъемными электрическими соединителями для их взаимногосопряжения(комплексирования).
6.2.2. Принцип работы КТСМ-01
Принцип работы комплекса КТСМ-01 основан на преобразовании и обработке электрических сигналов, вырабатываемых напольным оборудованием аппаратуры ПОНАБ-3. В зависимости от результатов обработки сигналов напольного оборудованиякомплексформируетипередаетвлиниюсвязиинформационные блоки, содержащие данные о результатах контроля.
Дополнительно комплекс вырабатывает сигналы управления идиагностикинапольногооборудования,диалоговоготестирования и настройки его в процессе технического обслуживания, используя технологический пульт (ПТ).
38
Основным устройством комплекса КТСМ-01, выполняющим все «интеллектуальные» функции по обработке сигналов, является периферийный контроллер ПК-02, представляющий собой устройство с микропроцессорным управлением.
Блок БСУП предназначен для электрического согласования сигналов междунапольным и силовым оборудованием ПОНАБ-3, соднойстороны,ипериферийнымконтроллеромПК-02,сдругой. Он обеспечивает защиту входных цепей ПК-02 от опасных перенапряжений в цепях напольного оборудования, содержит в себе источники напряжения 30 и 6 В для питания предварительных усилителейприемныхкапсул,атакжеисточникнапряжения12В для питания электронной педали ЭП-1.
СтруктурнаясхемакомплексаКТСМ-01приведенанарис. 11.
Рис. 11. Структурная схема комплекса КТСМ-01 10
39
Напольные камеры НКЛ (левая) и НКП (правая), установленные на участке контроля по обе стороны колеи под углом 13° к оси пути, содержат в себе приемные капсулы с установленными в них приемниками инфракрасного (ИК) излучения (болометрами)сузконаправленнойоптическойсистемойипредварительными усилителями сигналов. Оптическая система напольных камер ориентирована на задние по ходу движения поезда стенки корпусов букс.
Приоткрытыхзаслонкахнапольныхкамерприемныекапсулы вырабатываютэлектрическиесигналы,пропорциональныеперепадам уровня теплового излучения от корпусов букс и других элементов подвижногосостава, попадающихвполезренияболометра.Тепловыесигналылевой(ТСЛ)иправой(ТСП)приемных капсул поступают через регуляторы уровня, расположенные в блоке БСУП, в модуль обработки тепловых сигналов (МОТС) периферийногоконтроллераПК-02.
Рельсовая цепь (РЦ) наложения (электронная педаль ЭП-1) устанавливаетсигналРЦприприближениипоездакзонеконтроля на расстояние от 10 до 15 м и снимает сигнал при удалении поезда от зоны контроля на расстояние от 30 до 40 м. Сигнал РЦ через формирователь Ф блока БСУП поступает в модуль обработки сигналов путевых датчиков (МОПД) периферийного контроллера ПК-02. Приняв сигнал РЦ, периферийный контроллер вырабатывает сигнал управления заслонками (УЗ) для открытия заслонок напольных камер, который через ключ К блока БСУ поступает в силовой щит и включает реле Р.
Датчики прохода осей Д1–ДЗ вырабатывают сигналы прохода колесных пар в определенных точках участка контроля. По сигналам от датчиков осуществляется счет осей и подвижных единиц в поезде, а также управление работой приемоусилительных трактов.
Во время прохода вагонных тележек контролируемого поезда через поле зрения приемников ИК излучения тепловые сигналы ТСЛ и ТСП многократно преобразуются в восьмиразрядный двоичный код МОТС и запоминаются в оперативной памяти периферийного контроллера. После прохода каждой тележки центральный процессор периферийного контроллера, расположенныйвмодулемикропроцессорногокомплекта(ММК),произ-
40