Кодовая электронная блокировка
Введение
В настоящее время на сети железных дорог продолжается широкое внедрение устройств автоматики и вычислительной техники. Эти устройства позволяют автоматизировать процессы, связанные с управлением движением поездов, как на перегонах, так и станциях, увеличивать безопасность движения поездов, улучшить экономические показатели работы железных дорог.
Перед железнодорожным транспортом России стоят ответственные задачи по полному и своевременному удовлетворению потребностей народного хозяйства и населения в перевозках. Осуществление этих задач имеет большое значение для динамичного развития всех отраслей народного хозяйства, экономики страны, повышения материального и имущественного уровня жизни людей.
В современных устройствах
Железные дороги Российской Федерации
имеют высокий уровень
Именно поэтому Департаментом сигнализации, централизации и блокировки, совместно с отраслевой наукой разработана и принята концепция развития средств железнодорожной автоматики и телемеханики (СЖАТ). Она позволяет не только оздоровить техническую базу хозяйства, но и поднять её на новый качественный уровень, обеспечивающий безопасность движения поездов при уменьшении экономических показателей отрасли в целом.
Ежегодно планируется
Вновь вводимые системы снижают эксплуатационные расходы по хозяйству СЦБ для участков, оборудованных АБТД - на 60 %, АБТЦ - на 75 %, КЭБ - на 50 %, по сравнению с ЧКАБ. Переход к новой системе технической эксплуатации систем ЖАТ, основанной на применении современных информационных технологий и учитывающий тенденции развития средств диагностики, телеконтроля и резервирования, позволит оптимизировать эксплуатационные расходы в хозяйстве, обеспечить надежное функционирование как традиционных, так и новейших систем железнодорожной автоматики.
В связи с экономической
Кодовая электронная блокировка
Необходимость сокращения расходов на техническое обслуживание и повышение надежности устройств, возрастающие требования по обеспечению безопасности движения поездов обусловили создание системы кодовой автоблокировки на электронной элементной базе (КЭБ).
Приоритетными задачами при создании системы явились минимизация капитальных вложений и снижение расходов на эксплуатацию.
В соответствии с техническим заданием система КЭБ применяется для интервального регулирования движения поездов на участках с автономной и электрической тягой постоянного и переменного тока.
КЭБ предназначена для
Основными элементами КЭБ являются
генератор кодов ГК-КЭБ и прием
Генератор кодов вырабатывает кодовые сигналы АЛС и заменяет одновременно весь тракт передачи: КПТШ, ТШ-65 (2 шт.), БКТ (2 шт.).
Приемник-дешифратор обеспечивает прием и дешифрацию сигналов рельсовых цепей и заменяет одновременно весь тракт приема: импульсное реле ИМВШ и дешифраторные блоки БИ-ДА, БС-ДА, БК-ДА.
Аппаратура КЭБ изначально разрабатывалась на микропроцессорной элементной базе, что позволило расширить функциональные возможности. В системе КЭБ применена технология толстопленочных микросборок, с помощью которых была повышена климатическая и виброустойчивость, а также общая надежность устройств.
Повышенное внимание при создании системы было уделено соблюдению требований и норм безопасности, выполнение которых достигается сочетанием программно-аппаратных средств и специальных узлов с несимметричным потоком отказов. Также был решен сложный вопрос по соблюдению требований электромагнитной совместимости (ЭМС).
В результате опытной эксплуатации обнаружен и устранен ряд недостатков аппаратуры, неоправданно уводивших КЭБ в защитное состояние. Эти недостатки касались, в основном, программного обеспечения микроЭВМ, которое было откорректировано. Также изменена схема входного устройства приемника, инерционность реакции приемника на изменение кода и схема перезапуска.
В результате разработка КЭБ позволила устранить целый ряд недостатков числовой кодовой автоблокировки, повысить ее надежность, увеличить периодичность обслуживания.
Параллельно разрабатывались различные варианты замены числовой кодовой автоблокировки на КЭБ в зависимости от пожеланий заказчика и специфики участка, в том числе технические решения для двух вариантов замены аппаратуры.
Первый вариант предполагал замену “шкаф на шкаф” с переключением существующих кабелей. Это необходимо в случае замены выработавшего свой ресурс оборудования, а также для нового строительства системы КЭБ взамен полуавтоматической блокировки (ПАБ) или другой системы.
Во втором варианте предусматривалась замена приборов внутри шкафа без перемонтажа. В этом случае предполагалось, что завод-изготовитель в комплекте аппаратуры КЭБ вместе с блоками ГК-КЭБ и ПД-КЭБ будет поставлять дополнительный соединительный жгут с заглушками:
- заглушка взамен ТШ-65 (2 шт.);
- заглушка взамен ИМВШ-110 (2 шт.);
- заглушка взамен ИМВШ2-900;
- заглушка взамен БИ-ДА;
- ПД-КЭБ взамен БС-ДА;
- заглушка взамен БК-ДА;
- ГК-КЭБ взамен КПТШ.
Это позволяет в соответствии с проектом выполнить переоборудование путем снятия основной части старой аппаратуры и подключения новой без перепайки жгутов. При этом время подготовительных работ по переключению с числовой кодовой на КЭБ не должно составлять более одного часа. Как показывает опыт, само переключение практически занимает 2-3 минуты. В этом варианте сохраняется возможность возврата к старой системе.
Первый вариант системы КЭБ получил название КЭБ-1. Дальнейшее развитие идей и технических решений КЭБ-1 привело к созданию системы КЭБ-2, впитавшей в себя не только все лучшее из предыдущей системы, но также и современные технические решения в области микропроцессорной техники и информационных технологий. При этом предполагалось максимально сохранить преимущества старой кодовой автоблокировки – минимальные стоимость строительства и расход кабеля.
В отличие от предыдущей разработки КЭБ-2 полностью исключает применение электромеханических реле. КЭБ-2, как и КЭБ-1, построена на базе микропроцессорной техники с использованием цифровой линии связи для обмена информацией между всеми устройствами, что позволило существенно сократить материальные и энергетические ресурсы по сравнению с системой АБК.
Встроенная система
КЭБ-2 комплектуется
При использовании новой системы электромеханик СЦБ может на станции или на любой сигнальной точке перегона получать исчерпывающую информацию о работе аппаратуры КЭБ-2 на всем перегоне. Встроенная система диспетчерского контроля (ДК КЭБ-2) позволяет дистанционно контролировать состояние рельсовых цепей и ламп светофоров, что дает возможность отказаться от периодического технического обслуживания. Его проводят по показаниям уровня напряжения на приемном конце и регулируют напряжение только при приближении уровня к предельно допустимым значениям. Светофорные лампы при перегорании заменяются оперативно.
Аппаратура КЭБ-2 универсальна и включает в себя блок управления сигнальной точки (БУСТ), монтируемый в шкафу и блок станционных устройств (БСУ), устанавливаемый на стативе.
Аппаратура для разных типов сигнальных точек и разного их числа на перегоне настраивается с помощью установки перемычек в соответствии с проектом. Это существенно сокращает время на проектирование и минимизует количество запасной аппаратуры. Цифровая линия связи в сочетании с микропроцессорной техникой позволяет легко стыковать ее с любой системой диспетчерского контроля и электрической централизации.
Модернизация оборудования кодовой автоблокировки (АБК) на КЭБ-1 позволяет осуществить экономию средств за счет:
сохранения без изменения схем энергоснабжения, сигнализации и уменьшения объема соответствующих работ;
простоты пуско-наладочных
работ при использовании
уменьшения периодичности проверки аппаратуры КЭБ-1;
уменьшения транспортных расходов при обслуживании устройств;
возможного сокращения штатов.
Таким образом, преобразование АБК в современную и перспективную систему КЭБ-1 – это минимизация капитальных вложений и снижение расходов на эксплуатацию.
Оборудование сигнальной точки
Общее положения
При модернизации используются альбомы схем однопутной кодовой автоблокировки переменного тока АБ – 1 – К – 25-ЭТ-80 и технические решения № 419704 – СЦБ.ТР.
Схемы всех сигнальных установок участка построены с использованием приемника – дешифратора ПД – КЭБ и генератора кода ГК – КЭБ.
Каждый тип сигнальной установки состоит из двух принципиальных схем. Одна из них – схема сигнальной установки, другая – схема рельсовой цепи.
В системе автоблокировки применяются кодовые рельсовые цепи переменного тока, которые обеспечивают не только контроль свободности блок – участка, но и осуществляют трехзначную сигнализацию путевых светофоров без линейных цепей.
Этими кодами осуществляется также управление огнями локомотивного светофора автоматической локомотивной сигнализации.
Для извещения о приближении поезда к станции и переезду используется самостоятельная двухпроводная цепь.
Питание ламп светофоров производиться переменным током от сигнального трансформатора типа СОБС – 2А.
В релейных шкафах в низковольтных силовых цепях ОПХ – ООХ, РПХ – РОХ для возможности отключения напряжения 220 В устанавливается предохранители на 20 А.
Переключение ламп светофоров на режим двойного снижения напряжения осуществляется посредством реле ДСН типа АНШ2 – 1230, включенного в линейную цепь ДСН – ОДСН.
В схеме включения ламп светофоров в прямых проводах включены регулируемые резисторы по 1,2 Ом на 3 А для регулирования напряжения на лампах, горящих в нормальном режиме и 14 Ом для регулирования напряжения на лампах, горящих в режиме снижения напряжения.
Нормально все реле ДСН находятся под током, в результате чего дополнительные регулируемые резисторы 14 Ом в цепи ламп отключены.
Дежурный одной из станций, прилегающих к перегону, нажатием специальной кнопки обесточивает все реле ДСН, в результате этого включаются дополнительные сопротивления 14 Ом и на лампах снижается напряжение.
Рельсовые цепи
В системе автоблокировки для контроля состояния блок - участков используются рельсовая цепь частотой 25 Гц. Чтобы исключить влияние тягового тока, путевые реле включаются через защитные фильтры, которые пропускают сигнальный ток и его гармоники. Кроме мешающих влияний, нужно учитывать и опасные влияния тягового тока. Так, например, при повреждении фильтра путевое реле может возбудиться от тягового тока при занятой рельсовой цепи, чем создается опасная ситуация. Чтобы исключить опасные влияния тягового тока, следует применять рельсовые цепи не с непрерывным, а с импульсным питанием. Если путевое реле работает в импульсном режиме, то это означает, что тяговый ток не оказывает опасного влияния; если оно получает непрерывное питание, то это является признаком опасного влияния тягового тока.
При применении устройств АЛС необходимо передавать сигнальные показания путевых светофоров на локомотив. Наиболее удобно и экономично это сделать, если рельсовую цепь использовать не только для контроля состояния блок – участков, но и как канал связи для устройств автоблокировки и АЛС. По этому каналу можно передавать различные сигнальные приказы для работы автоблокировки без применения линейных проводов. Наиболее просто оказалось использовать рельсовые цепи не с импульсными, а с кодовым питанием. Для кодирования был выбран числовой код, основным признаком которого является число импульсов, передаваемых в кодовом цикле.
Устройство генератор кодов ГК – КЭБ
Генератор кодов
ГК предназначен для работы
в составе кодовой автоблокиров
Блок ГК – КЭБ совместим с аппаратурой числовой кодовой автоблокировки (АБК) может использоваться взамен устройств передающей части сигнальной точки (КПТШ, ТШ – 65 -2 шт. и БКТ – 2 шт).
Блок ГК – КЭБ имеет два равнозначных кодовых выхода для обеспечения работы при любом направлении движения. Каждый из выходов может управляться от внутреннего или внешнего устройства, что позволяет использовать изделие в качестве генератора или транслятора кодов.
Для контроля работы ГК-КЭБ на лицевой стороне блока предусмотрены 3 светодиодных индикатора:
«Код» – для контроля выдаваемого кода;
«Выход 2» – для контроля выхода кода при четном направлении 81-12 – 81-72 – для схем с БКТ, а без БКТ 51-12,42 - 51-11,41;
«Выход 1» – для контроля выхода кода при нечетном направлении 88-72 - 88-12– для схем с БКТ, а без БКТ 52-12,42 - 52-11,41;
Длительность импульсов и
Длительность импульсов и
Рисунок Параметры импульсов кодов генераторов КГ5 – КЭБ и ГК7 – КЭБ
Функциональная схема ГК – КЭБ представлена на рисунке. Она содержит следующие функциональные узлы:
Входное устройство обеспечивает гальваническую развязку и преобразование уровней управляющих сигналов блока к уровню сигналов микроЭВМ.
МикроЭВМ на основании сигналов управления формирует кодовые импульсы, импульсы запуска и кодов «Ж» и «КЖ».
Элементы контроля кодовых импульсов предназначен для исключения устойчивого перерождения кода в более значащий по сравнению с разрешенным, при котором появляется опасность расшифровки этого кода блоком ПД или локомотивным дешифратором.
Ячейка запуска обеспечивает периодический запуск элемента контроля кода по управляющим сигналам микро ЭВМ.
Силовые коммутаторы обеспечивают выдачу в рельсовую цепь синусоидальных сигналов частотой 50 Гц или 25 Гц, модулированных кодовыми импульсами.
Буферные элементы кодов «КЖ», «Ж» и «КП» обеспечивают гальваническую развязку микроЭВМ с нагрузкой и усиление сигналов.
Описание работы ГК – КЭБ.
Входное устройство состоит из трех одинаковых схем, каждая из которых содержит емкостной фильтр и транзисторную оптопару.
МикроЭВМ представляет собой однокристальную ЭВМ (DD2) с внутренней ППЗУ. Для развязки выходов микроЭВМ и светодиодов в оптопарах U13 …U16 применены буферные элементы DD1.2 ….DD1.5.
МикроЭВМ на основе заданных управляющих сигналов формируется на выходе Р1.0 кодовый сигнал, заполненный импульсами 10 кГц.
На выходе Р1.1 формируется короткий импульс запуска в начале кодовых импульсов «КЖ», «К» или первого импульса кода «Ж», на выходе Р1.2 – в начале
Рисунок Функциональная схема ГК-КЭБ
второго импульса кода «Ж»; на выходе Р1.3 – в начале всех импульсов кода «З».
Выход Р3.2 используется для непрерывной подачи кода «Ж», используемого на предвходной установке для организации мигающего показания на светофоре.
Выход Р1.4 обеспечивает выдачу импульсов «КЖ», используемых на ограждающей переезд сигнальной установке для импульсного включения реле ПТ для кодирования вслед поезду. С учетом задержек в срабатывании реле ПТ импульсы на выходе Р1.4 начинаются на 0,1 с. раньше кодового импульса «КЖ» на выходе Р1.0.
Выход Р1.5 используется для кодирования РЦ при движении в неправильном направлении.
В микроЭВМ предусмотрена защита от «зависания». Эта функция продублирована внешней схемой на DD3 и DD5, которая обеспечивает перезапуск через – 5 с. после прекращения импульсов на входе Р1.1. МикроЭВМ программируется перед установкой изделия в соответствии с «Алгоритмами и программным обеспечением микроЭВМ ГК –КЭБ и ПД – КЭБ» и маркируются «*» и «***» соответственно для ГК5 – КЭБ и ГК7 – КЭБ.
Элементы контроля кодовых импульсов представляет собой динамическую ячейку памяти ( триггер ). Ячейка включается импульсом запуска и работает пока на ее вход поступает частота 10 Гц, т.е. на время кодового импульса. Если по каким – либо причинам произойдет перерыв в поступлении импульсов 10 кГц больше 300 – 400 мкс, ячейка сбрасывается в исходное состояние до поступления очередного импульса запуска. Таким образом исключаются « дробление » кодового импульса.
Ячейка памяти выполнена на микросборке DА3. Положительная обратная связь в ячейке обеспечивается через оптопару U8. Выходной сигнал ячейки памяти с вывода DА3/8 попадает в зависимости от вида сигнальной установки, задаваемого внешними перемычками, на светодиоды оптопар U17 или U18 (одиночная сигнальная установка) или на оба одновременно (спаренная сигнальная установка). После оптопар U17, U18 сигнал через усилители на VТ14, VТ15 поступает на соответствующие силовые коммутаторы. Питание усилителей подается через внешние контакты ХР1:С7 или ХР1:С8 в зависимости от установленного направления движения.
Четыре ячейки запуска одинаковы по схеме и каждая представляет собой дозирующий конденсаторный преобразователь. Для конкретности рассмотрим верхнюю по схеме ячейку КЖ (К). Дозирующий конденсатор С17 заряжается до определенного уровня с постоянной времени, определяемой резистором R36 и конденсатором С17, затем через тиристорную оптопару U9 разряжается на конденсатор С21. Цикл заряда – разряда С17 следует с частотой 100 Гц. После каждого разряда напряжение на конденсаторе С21 возрастает ступенчато на одну и тоже величину. За время около 0,75 секунд С21 заряжается до уровня, достаточного для запуска ячейки контроля кода. С приходом от микроЭВМ импульса через оптотиристор U13 производится разряд конденсатора С21 на конденсатор элемента контроля кодовых импульсов. Очередной запуск может произойти только после следующего заряда конденсатора С21 до номинального уровня, т.е. не ранее 0,75 с, что соответствует периодичности следования импульсов кодов «КЖ», «К».
Вторая ячейка запуска (U10, R37, C18, C22, U14) формирует импульсы ячейки памяти в начале первого импульса кодов «Ж», третья (U11, R38, C19, C23, U15) – в начале второго импульса кодов «Ж», четвертая (U12, R39, C20, C24, U16) – в начале любого импульса кода «З». Вторая и третья ячейки работают с периодичностью запуска 1,5 с.
Управляющие импульсы 100 Гц подаются на первую ячейку запуска через оптопару U5, на вторую и третью ячейки через – оптопару U7. Условием для прохождения импульсов на первую ячейку запуска является подача входных сигналов на вывод ХР1:В6 (минус) и ХР1:В7 (плюс), на вторую и третью – подача сигналов на вывод ХР1:В1 и на четвертую – подача положительного сигнала на вывод ХР1:В4 (плюс).
Силовые элементы блока представляют собой включенные встречно - параллельно оптотиристоры А2 – U1 и А2 – U2 для кодового выхода 1 и А2 – U3 и А2 – U4 для кодового выхода 2.
Буферный элемент кода КЖ содержит оптопару U4 и усилитель на транзисторе VТ7. Буферные элементы кода «Ж», «КП» – аналогичны.
Устройство приемника дешифратора ПД – КЭБ
Устройство ПД – КЭБ обеспечивает дешифрацию кодовых сигналов с параметрами, представленными на рисунке. Допуск на изменение длительности кодовых импульсов + 0,04 с.
ПД – КЭБ в общем виде совмещает в себе функции таких элементов АБК, как путевые реле ( ИМВШ или ИВГ ) и дешифраторные ячейки (БИ – ДА, БС –ДА, БК – ДА). Приемник ПД – КЭБ изготовляется двух типов ПД5 и ПД7, каждый из которых предназначен для приема и дешифрации соответствующего кода.
Схема приемника построена исходя из требований безопасности. Это обеспечивается: использованием во входном устройстве А1 безопасного порогового элемента; построением узлов А2, А4 – А8 с применением безопасных схем; структурой, реализующей сравнение входного сигнала с контрольным кодом, вырабатываемым внутренним генератором. Вход ПД – КЭБ (контакты 11, 62) подключается к выходу фильтра ФП – 25 аналогично путевому реле системы АБК. В качестве исполнительных элементов на выходах Ж (42) и З (41) используются существующими сигнальные реле 1 класса надежности. Зависимость между входными кодовыми сигналами и состоянием выходов ПД – КЭБ приведена в таблице.
Выходы И, ОИ могут подключатся непосредственно к блокам КГ- КЭБ и ГКШ. На приемнике выполнена индикация принимаемого кода из рельсовой цепи.
Для контроля работы ПД-КЭБ на лицевой
стороне блока предусмотрены
«Порог» – для контроля уровня входного сигнала и наличия импульсной работы 3.5 - 12В.;
«З» – для контроля выхода кода З;
«Ж» – для контроля выхода кода Ж;
«К» – для контроля выхода кода К;
«Код» – для контроля принимаемого кода;
индикаторы «З» «Ж» «К»
Таблица Зависимость между входными кодовыми сигналами и состоянием выходов ПД – КЭБ
Входной код (11, 62) |
Состояние выходов | |||||
Ж (42,72) |
З (41,72) |
КИ (43,72) |
К (61,72) |
ОИ (13,22) |
И (21,23) | |
Отсутствие кода |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
|
К |
0 |
0 |
1 |
1 |
_ К |
К |
|
КЖ |
1 |
0 |
1 |
0 |
__ КЖ |
КЖ |
|
Ж |
1 |
1 |
1 |
0 |
_ Ж |
Ж |
|
З |
1 |
1 |
1 |
0 |
_ З |
З |
Примечание:
- «1» – наличие напряжения; «1» от 3,5 до 12В.
- «0» – отсутствие напряжения, «0» от 0 до 1В.
- в скобках указаны номера контактов.
Функциональная схема приемника приведена на рисунке.
Работа ПД–КЭБ рассматривается на принципиальной схеме.
Входное устройство (ВУ) содержит согласующий трансформатор Т1,выпрямительный мост А1- VD7, компаратор А1- DD1.1.
Трансформатор обеспечивает
преобразование входного сопротивления
схемы в эквивалентное
А2
А1
А3
А7
А9
А4
Рисунок Функциональная схема приемника дешифратора ПД – КЭБ
импульсов и изменения уровня входного сигнала не влияли на уровень и временные параметры входных импульсов.
Формирователь обеспечивает согласования уровня сигналов входного устройства и микроЭВМ.
Устройство контроля
импульсной работы содержит А1-VT1, A1-VT4,
А3-DA2 и другое. При наличии
Контроль уровня входного сигнала осуществляется пороговым устройством на стабилитроне А3-VD5 с динамическим контролем его параметров. Схема динамического контроля выполнена на элементах микросборки А3-DA1-10,11. Контроль наличия кодирования осуществляется схемой на транзисторах A1-VT1, A1- VT4, времязадающих цепочках A3-R9,A3-R11, A3-VD2, A3-VD3,A3-C6, и A3-C7 и безопасном логическом элементе «И» на А3-DA3-4,29.
При наличии во входном сигнале кодовых импульсов и интервалов с конденсаторов А3-С6 и А3-С7 подаются сигналы противоположной полярности на входы 4 и 29 микросборки А3-DA1. При попадании хотя бы на одном из выходов через время, определяемое время задающей цепочкой, прекращается подача сигнала 10 кГц через оптроны U1, U2 на функциональные узлы ПД-КЭБ. Перестает светится индикатор импульсной работы А3 HL5.
МикроЭВМ (А1-DD2) расшифровывает поступающую со входного устройства на вход Р1.6 кодовую последовательность путем анализа длительности всех импульсов и интервалов в кодовом цикле.
- Кодовый замок
- Кожгалантерея
- Кокурентоспособность предприятия
- Кокшетау аймагында таралган саныраукулактар
- Колбаса
- Колбасные изделия
- Колесный сортиментовоз с комбинированной трансмиссией».
- Книга стихов В.Нарбута "Аллилуйя" в контексте поэтики акмеизма
- Книгоиздание в Китае
- Книгораспространение в Китае
- Коагулянт для очистки природных и сточных вод, способ его получения и способ его использования
- Когнитивная абилитация в системе психосоциальной практики
- Когнитивное и личностное развитие старших подростков музыкальных школ
- Когнитивные основания понимания текста
