2.1 Блок периферийного контроллера пк-05

ПК-05 предназначен для использования в составе комплекса

технических средств многофункционального КТСМ-02.

ПК-05 обеспечивает:

1) ввод и обработку сигналов от путевых датчиков;

2) информационный обмен и координацию работы подсистем

контроля, работающих в составе комплекса;

3) информационное взаимодействие комплекса в целом через систему

передачи данных с централизованными средствами сигнализации,

регистрации, отображения и накопления результатов контроля.

Структурная схема блока изображена на Листе 3 графического материала.

В состав ПК-05 входят следующие конструктивно законченные

составные части (модули):

- модуль источника вторичного электропитания ВИП – 1 шт.;

- модуль центрального микроконтроллера МЦМК – 1 шт.;

- пульт технологический ПТ – 1 шт.;

- модуль формирователя сигнала от рельсовой цепи МФРЦ – 1 шт.;

- модуль формирователей сигналов от датчиков осей МФДО – 1 шт.;

- модуль гальванической развязки МГР-М – 1 шт.

Блок ПК-05 представляет собой микропроцессорную систему, функционально состоящую из двух узлов – узла микроконтроллера (МК) и узла согласования (СУ). Узел микроконтроллера состоит из модулей ВИП и МЦМК,

объединенных отдельной соединительной панелью, а также ПТ, подключаемого к модулю МЦМК.

В состав узла согласования входят модули МФРЦ, МФДО и МГР-М объединенные отдельной соединительной панелью, на которой так же имеется два электрических соединителя для установкидополнительных модулей расширения МР1 и МР2.

Модуль МФРЦ осуществляет питание РЦН, ввод и преобразование сигнала с выхода РЦН в дискретный сигнал, а также гальваническую развязку между электрическими цепями РЦН и дискретными линиями ввода-вывода соединительной панели. Рис.2

Рис. 2 Структурная схема модуля МФРЦ

Входное устройство обеспечивает согласование РЦН и формирователя, и обеспечивает защиту входа формирователя от перенапряжения. Сигнал от входного устройства поступает на не инвертирующий вход компаратора, на инвертирующий вход компаратора поступает напряжение порога срабатывания с источника опорного напряжения (ИОН). С выхода компаратора

дискретный сигнал поступает на вход первого контура гальванической развязки. Источник опорного напряжения обеспечивает ручную регулировку

напряжения порога срабатывания и дистанционное снижение опорного напряжения. Регулировка производится переменным резистором

«ПОРОГ».

Модуль МФДО обеспечивает ввод и преобразование сигналов

от датчиков фиксации колесных пар в дискретные сигналы напряжения,

а также гальваническую развязку между электрическими цепями датчиков и цепями ввода-вывода Рис. 3.

Рис. 3 Структурная схема модуля МФДО

Модуль МФДО предназначен для работы в составе аппаратуры контроля подвижного состава совместно с датчиками счёта осей магнитно-электрической системы (ПБМ-56, ДМ95 и др.). Модуль МФДО обеспечивает ввод и преобразование аналоговых сигналов от четырёх датчиков счёта осей в дискретные сигналы, а также гальваническую развязку между электрическими

цепями датчиков счета осей и дискретными линиями ввода (первый контур).

Сигнал от входного устройства поступает на инвертирующий вход компаратора на не инвертирующий вход компаратора поступает опорное напряжение с порогового устройства. С выхода компаратора дискретный сигнал через индикатор поступает на вход первого контура гальванической развязки. Источник опорного напряжения (ИОН), резисторный делитель обеспечивает ручную регулировку опорного напряжения компаратора. Регулировка порога срабатывания компаратора производится переменным резистором («ПОРОГ» «Д1»), контроль величины напряжения порога осуществляется прибором или осциллографом.

Модуль МГР-М обеспечивает питание дискретных цепей

первого и второго контуров гальванической развязки Рис. 4.

Рис. 4 Структурная схема модуля МГР-М

Сетевое напряжение через плавкий предохранитель (Пр) поступает на сетевой трансформатор (СТ). Пониженное напряжение поступает на выпрямитель (В), сглаживающий фильтр (СФ) и на линейный стабилизатор (ЛС). Разрядник (Р) предназначен для защиты схемы от высокого потенциала общего проводника относительно контура заземления.

Модуль ВИП обеспечивает питание модуля МЦМК и технологического пульта Рис 5.

Рис. 5 Структурная схема модуля ВИП

Сетевой выпрямитель (СВ) выполняет функции выпрямления напряжения сети Uc и сглаживания пульсаций. СВ обеспечивает режим плавной зарядки конденсаторов фильтра при включении источника и уменьшает уровень помех за счет применения помехоподавляющих фильтров на входе ВИП.

На выходе СВ формируется напряжение Е постоянного тока,

которое характеризуется значениями (264 – 340) В для однофазной сети

220 В плюс 22, минус 33 В.

Преобразователь напряжения (ПН) осуществляет преобразование

постоянного выходного напряжения, поступающего с СВ, в переменное

прямоугольной формы. Гальваническая развязка входной сети с

нагрузкой обеспечивается трансформатором Т.

Узел управления (УУ) осуществляет стабилизацию напряжений на

выходных выпрямителях (ВВ), методом широтно-импульсной

модуляции.

Пульт технологический (ПТ) обеспечивает ввод и отображение информации, а также звуковую сигнализацию по сигналам от модуля МЦМК Рис 6.

Рис. 6 Структурная схема пульта технологического ПТ

Для отображения текстовой информации технологический пульт имеет в своем составе встроенный 4-х строчный алфавитно-цифровой жидкокристаллический индикатор (ЖКИ), содержащий по 16 символов

в каждой строке. Для ввода информации технологический пульт оснащен пленочной клавиатурой, состоящей из 16-ти клавиш. Для звуковой сигнализации технологический пульт имеет встроенный пьезоэлектрический излучатель (ПИ). Пульт имеет вход для регулирования контрастности индикатора. Все управляющие сигналы подаются с модуля МЦМК.

Основой модуля МЦМК является микроконтроллер, выполняющий обработку входных сигналов, а также выдачу управляющих воздействий в соответствии с программным обеспечением (ПО), записанным во внутренней памяти микроконтроллера.

Модуль МЦМК осуществляет:

- прием информации от клавиатуры и вывод информации на

индикатор ПТ, а также генерацию звукового сигнала с помощью

пьезоэлектрического излучателя ПТ;

- прием и передачу данных в локальную сеть CAN;

- прием и передачу данных в линию (канал) связи по интерфейсам

V23 и RS-232С;

- прием и передачу данных по интерфейсу связи с ВУ;

- прием и обработку дискретных сигналов от устройства контроля

питания фидеров;

- прием и обработку дискретных сигналов, формируемых модулями

МФРЦ и МФДО;

- управление порогом срабатывания формирователя сигнала модуля

МФРЦ.

- прием и обработку сигнала от датчика температуры наружного

воздуха. Модуль центрального микроконтроллера (МЦМК) является

центральным устройством программного управления блока. МЦМК

включает в себя:

1) узел микроконтроллера и памяти (субмодуль МПП);

2) узел интерфейса RS-232C;

3) узел интерфейса CAN;

4) узел интерфейса V23;

5) узел последовательного интерфейса связи с ВУ;

6) два преобразователя напряжений (один – для питания узлов

RS-232C и CAN, другой - для питания узла V23);

7) цепи гальванической развязки с внешними цепями;

8) литиевую батарею для питания микросхемы часов реального

времени субмодуля МПП.

Структурная схема модуля МЦМК представлена на Рис. 7

Рис. 7 Структурная схема модуля МЦМК

Субмодуль процессора и памяти (МПП) управляет всеми остальными узлами модуля МЦМК. Цепи гальванической развязки (ГР) обеспечивают электрическую прочность изоляции не менее 5 кВ (эфф.).

На структурной схеме в прямоугольниках, обозначенных штриховой линией, показаны гальванически изолированные узлы модуля МЦМК.

Преобразователи постоянного напряжения (ППН) предназначены для питания интерфейсов CAN, RS-232C и V23 и обеспечивают гальваническую развязку между входным и выходным напряжением не менее 2,5 кВ. Сигналы контроля выходного напряжения каждого ППН через цепи ГР1 поступают на субмодуль

МПП в качестве обратной связи для контроля работы преобразователей.

Узел сопряжения с технологическим пультом (УС-ПТ) позволяет МПП сканировать состояние клавиатуры ПТ, выводить информацию на индикатор ПТ, формировать сигнал для пьезоэлектрического излучателя ПТ. Узел сопряжения содержит цепь плавной регулировки контрастности индикатора ПТ. Узел индикации (ИНД) представлен тремя светодиодами, выведенными на лицевую панель модуля. Светодиоды узла индикациина лицевой панели модуля МЦМК обозначены как «Л1», «Л2» и «Л3» соответственно. Светодиоды предназначены для индикации ошибок и неисправностей, возникающих при работе ПК-05.

В субмодуле МПП располагается микроконтроллер, выполняющий программу и полностью управляющий работой ПК-05. Структурная схема субмодуля МПП представлена на Рис. 8

Рис. 8 Структурная схема субмодуля МПП

Микроконтроллер (МК) тактируется от встроенного генератора, частота которого задается внешним кварцевым резонатором (КР). Сигнал сброса МК формирует супервизор питания (С). ОЗУ служит для хранения оперативных данных программы МК. Энергонезависимое перепрограммируемое запоминающее устройство (ЭППЗУ) с последовательным доступом служит для хранения настроек блока. Часы реального времени производят отсчет реального времени и даты. Свободные линии ввода/вывода МК выведены на разъемы

субмодуля.