В. В. БУРЧЕНКОВ Автоматизация контроля технического состояния подвижного состава

Напряжение питания цепей первого контура гальванической развязки поступает от источника питания, расположенного в модуле МГР.

Для защиты от короткого замыкания в цепь первичной обмотки трансформатора включены предохранители FU3, FU4.

На лицевой панели модуля расположены контрольные гнёзда «РЦ» (XS1, XS2), «ПОРОГ» (XS3, XS4) для контроля напряжений измерительными приборами.

Модуль МФДО. Предназначен для работы в составе аппаратуры контроля подвижного состава совместно с датчиками счёта осей магнитноэлектрической системы (ДМ-88, ДМ-95 и др.).

Технические характеристики:

–входное сопротивление постоянному току формирователей сигналов от датчиков счета осей – не менее 5,6 кОм;

–диапазон регулировки опорного (порогового) напряжения формирователей – от минус 4 до плюс 4 В;

–предельное значение тока в линиях вывода дискретной информации – не более 40 мА;

–напряжения источника питания формирователей – плюс (6 ± 0,3) В и минус (6 ± 0,3) В.

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).

Дополнительно при изучении работы модуля МФДО необходимо руководствоваться схемой электрической принципиальной ИН7.358.200.Э3.

Формирователи модуля МФДО рассчитаны на работу как с отрицательной, так и с положительной полярностью входного сигнала. Для смены полярности необходимо установить регулятором «ПОРОГ» требуемую полярность и величину опорного напряжения.

Работа и принцип действия формирователей описаны на примере формирователя Д1.

Входное устройство обеспечивает согласование цепей датчика и формирователя (R4, R8), ослабление высокочастотной помехи и защиту входа устройства сравнения от перенапряжений (R12, R16, C4, VD4). Контрольное гнездо «Д1» (XS4) обеспечивает возможность контроля сигнала от датчика контрольно-измерительными приборами.

Устройство сравнения обеспечивает преобразование выходного напряжения датчика магнитно-электрической системы в дискретный сигнал, он выполнен на операционном усилителе DA6.2, включенном по схеме компаратора. Временные диаграммы работы формирователя приведены на рисун-

ках 3.17 и 3.18.

Структурная схема модуля МФДО представлена на рисунке 3.16.

81

Входное Д1 устройство

Д2

Д3

Д4

Формирователь Д1
		Источник
Пороговое		питания
устройство
Устройство	Устройство
	гальванической
сравнения
	развязки
		Сигнал Д1
Формирователь Д2		Сигнал Д2
Формирователь Д3		Сигнал Д3
Формирователь Д4		Сигнал Д4

Рисунок 3.16 – Структурная схема модуля МФДО

Сигнал от датчика

Выход компаратора

Рисунок 3.17 – Работа формирователя сигнала от импульса положительной полярности

Сигнал от входного устройства поступает на инвертирующий вход компаратора (вывод 5), на неинвертирующий вход компаратора (вывод 6) попадает опорное напряжение с порогового устройства.

С выхода компаратора (вывод 7) дискретный сигнал через индикатор «Д1» (VD12) поступает на вход оптопары VU4 первого контура гальванической развязки. Пороговое устройство обеспечивает ручную регулировку

82

опорного напряжения компаратора. Регулировка порога срабатывания компаратора производится переменным резистором R28 («ПОРОГИ» «Д1»), контроль величины напряжения порога осуществляется прибором или осциллографом, подключенным к контрольному гнезду «Д1» (XS11). Элемент DA6.1 порогового устройства, выполненный на операционном усилителе по схеме повторителя, предназначен для исключения влияния измерительных приборов на выходное напряжение порогового устройства.

Работа и принцип действия остальных формирователей сигналов аналогичны работе формирователя Д1.

Напряжение питания на устройства сравнения и пороговые устройства поступает от стабилизированного источника ±6 В, который выполнен на интегральных стабилизаторах DA1, DA2 и конденсаторах С5, С6, С7. Напряжение на вход стабилизатора подается со вторичной обмотки понижающего трансформатора Т1 через выпрямительные диоды VD5 и VD6. Индикация наличия напряжения питания осуществляется индикаторами «+6 В» (VD7) и «–6 В» (VD8), включенное состояние которых соответствует наличию напряжения.

Напряжение порога

- Uоп

Выход компаратора

Рисунок 3.18 – Работа формирователя сигнала от импульса отрицательной полярности

Индикаторы размещены на печатной плате со стороны лицевой панели. Напряжение питания цепей первого контура гальванической развязки

поступает от источника питания, расположенного в модуле МГР.

Для защиты от короткого замыкания в цепь первичной обмотки трансформатора включен предохранитель FU1.

Модуль МИП-Д. Предназначен для работы в составе аппаратуры контроля подвижного состава совместно с напольными камерами аппаратуры ДИСК-Б.

Технические характеристики:

– выходное напряжение источников питания:

83

–плюс (12 ± 0,6) В при максимальном токе нагрузки 0,5 А;

–минус (12 0,6) В при максимальном токе нагрузки 0,5 А;

–плюс (15 0,75) В при максимальном токе нагрузки 0,5 А;

–минус (15 0,75) В при максимальном токе нагрузки 0,5 А;

–коэффициент усиления инвертирующих усилителей 3 5 %.

Модуль МИП-Д обеспечивает питание предварительных усилителей напольных камер постоянным стабилизированным напряжением 12 В и питание болометров напольных камер постоянным напряжением 15 В, инвертирование и усиление аналоговых сигналов тепловых трактов.

Структурная схема модуля МИП-Д представлена на рисунке 3.19. Дополнительно при изучении работы модуля МИП-Д необходимо руководствоваться схемой электрической принципиальной ИН7.358.600 ЭЗ.

Переменное напряжение 220 В 50 Гц через предохранитель FU1 поступает на первичную обмотку (выводы 1 и 2) понижающего трансформатора Т1, с вторичной обмотки трансформатора (выводы 3 и 6) напряжение поступает на выпрямительный мост (VD1–VD4). Средняя точка вторичной обмотки трансформатора (выводы 4 и 5) является общим проводом источников питания.

							Источник питания	Питание болометров
							±15 В
			Устройство
			преобразования
			напряжения
							Источник питания				Питание
							±12 В			предварительных
											усилителей
Выход левой основной
							Усилительный левый				ТСЛО
		камеры					основной тракт
Выход правой основной
							Усилительный правый				ТСПО
		камеры					основной тракт
	Выход левой
							Усилительный левый				ТСЛВ
вспомогательной камеры							вспомогательный тракт
	Выход правой
							Усилительный правый				ТСПВ
вспомогательной камеры							вспомогательный тракт

Рисунок 3.19 – Структурная схема модуля МИП-Д

Напряжение положительной полярности с диодов VD1 и VD4 фильтруется конденсаторами С1 и СЗ и поступает на интегральные стабилизаторы DA1 и DA3 источников питания плюс 15 и плюс 12 В соответственно. Индикация наличия напряжений осуществляется индикаторами «+15 В» (VD5)

и «+12 В» (VD7).

84

Напряжение отрицательной полярности с диодов VD2 и VD3 фильтруется конденсаторами С2 и С4 и поступает на интегральные стабилизаторы DA2 и DA4 источников питания минус 15 и минус 12 В соответственно. Индикация наличия напряжений осуществляется индикаторами «–15 В» (VD5) и «–12 В» (VD7). На лицевой панели модуля расположены контрольные гнёзда «+15 В», «–15 В», «+12 В» и «–12 В» (XS1–XS5) для контроля вели-

чины выходных напряжений источников питания измерительными приборами.

Инвертирующие усилители тепловых сигналов левого (DA5.1) и правого (DA5.2) основных трактов и левого (DA6.1) и правого (DA6.2) вспомогательных трактов выполнены на операционных усилителях, включенных по схеме инвертирующих усилителей с коэффициентом передачи 3.

Модуль МРУ. Предназначен для работы в составе аппаратуры контроля подвижного состава совместно с напольными камерами аппаратур ДИСК-Б или ПОНАБ-3.

Технические характеристики:

–величина напряжения на входах контроля положения заслонок, соответствующего положению «заслонка закрыта», – не более 5 В;

–величина напряжения на входах контроля положения заслонок, соответствующего положению «заслонка открыта», – не менее 18 В и не более

50 В;

–величина тока управления лампой типа СМ-37 – (100 ± 20) мА;

–величина тока управления лампой типа НСМ10-55-2 – (50 ± 10) мА;

–ток в цепи управления заслонками ПОНАБ-3 – не более 300 мА;

–напряжение питания исполнительных устройств и устройств контроля аппаратуры ПОНАБ-3 или ДИСК-Б постоянное нестабилизированное – не менее 18 и не более 50 В;

–диапазон регулировки уровней сигналов в тепловых каналах – от 10

до 100 %.

Модуль МРУ обеспечивает управление и согласование напольного и силового оборудования аппаратуры ПОНАБ-3 или ДИСК-Б с аппаратурой контроля состояния подвижного состава.

Структурная схема модуля МРУ представлена на рисунке 3.20. Дополнительно при изучении работы модуля МРУ необходимо руково-

дствоваться схемой электрической принципиальной ИН7.358.500 ЭЗ. Контроль напряжения питания цепей заслонок осуществляется оптопа-

рой VU9 первого контура гальванической развязки.

Ключ управления заслонкой реализован на транзисторах VT8 и VTI1, включенных по схеме составного транзистора. Управление ключом осуществляется оптопарой VU10 первого контура гальванической развязки. Сигнал управления заслонкой поступает на вход VU10 от модуля МОДС88 че-

85

рез контакт В7 разъёма XI и резистор R14. Диод VD10 обеспечивает защиту ключа от ЭДС самоиндукции при его работе на индуктивную нагрузку.

Ключ форсированного режима управления заслонкой реализован на транзисторах VTI и VT4, включенных по схеме составного транзистора. Управление ключом осуществляется оптопарой VU1 первого контура гальванической развязки.

Сигнал управления заслонкой поступает на вход VUI от модуля МОДС88 через контакт В2 разъёма XI и резистор R13.

Преобразователь ШИМ-напряжения осуществляет преобразование периодического импульсного сигнала с частотой следования импульсов (80±10) Гц и скважностью 1/3–3 в напряжение, пропорциональное уровню теплового сигнала.

Преобразователь не является измерительным устройством и позволяет производить относительную оценку уровня теплового сигнала от лампы ориентирного устройства при помощи стрелочного вольтметра. Сигнал ши- ротно-импульсной модуляции формируется модулем МОДС88 только на период режима ориентации напольных камер.

Принцип работы преобразователя следующий: сигнал ШИМ поступает на вход оптопары VU4 первого контура гальванической развязки через контакт A3 разъёма XI и резистор R19. С выхода VU4 сигнал ШИМ поступает на схему нормирования амплитуды сигнала (R22, VD5) и далее на схему преобразования сигнала ШИМ (R31, R32, С1) в напряжение пилообразной формы, эффективное значение постоянной составляющей (Uэф) которой пропорционально скважности импульсов сигнала ШИМ. Транзистор VT7 включен по схеме эмиттерного повторителя и обеспечивает согласование преобразователя с вольтметром. На рисунке 3.21 поясняется принцип работы преобразователя сигнала ШИМ в напряжение.

Управление лампой автоконтроля левого основного тракта осуществляется через управляемый стабилизатор тока, выполненный на транзисторах VT3 и VT6. Индикаторы VD2 и VD4 являются токозадающими элементами, кроме того, индикатор VD4 является индикатором работы стабилизатора тока и лампы автоконтроля. Стабилизатор тока может работать в двух режимах стабилизации тока: 50 и 100 мА, при установленной перемычке S2 ток составляет 50 мА, при снятой – 100 мА. Управление стабилизатором тока осуществляется оптопарой VU3 первого контура гальванической развязки.

Устройство и работа стабилизаторов тока правого основного тракта

(VU12, VT10, VT13, VD7, VD9, S4), левого вспомогательного тракта (VU2, VT2, VT5, VD1, VD3, S1) и правого вспомогательного тракта (VU11, VT9, VT12, VD6, VD8, S3) аналогичны устройству и работе стабилизатора левого основного тракта.

86

	Контроль напряжения питания			Напряжение питания
	цепей заслонок			цепей заслонок
	Сигнал управления заслонками	Устройства	Ключ заслонки	Управление заслонками
	Сигнал управления форсированным	гальванической	Ключ форсированного режима	Управление форсированным
	режимом заслонок			режимом заслонок
	Сигнал ШИМ ориентирного	развязки	Преобразователь	Сигнал ориентирного
				устройства
	устройства
		Левый основной тракт
	Сигнал управления лампой	Регулятор	Стабилизатор тока	Управление лампой
	Сигнал контроля заслонки	гальванической	Входное устройство	Контроль заслонки
		развязки
	Нормированный	Регулятор уровня		Тепловой сигнал
	тепловой сигнал	теплового сигнала
	Сигнал управления лампой
	Сигнал контроля заслонки	Правый основной тракт		Управление лампой
	Нормированный			Контроль заслонки
				Тепловой сигнал
	тепловой сигнал
	Сигнал управления лампой
	Сигнал контроля заслонки	Левый вспомогательный тракт		Управление лампой
	Нормированный			Контроль заслонки
	тепловой сигнал			Тепловой сигнал
	Сигнал управления лампой
	Сигнал контроля заслонки	Правый вспомогательный тракт		Управление лампой
	Нормированный			Контроль заслонки
				Тепловой сигнал
	тепловой сигнал

Рисунок 3.20 – Структурная схема модуля МРУ

Скважность 1/3

Скважность 1/1

Скважность 3/1

Сигнал

ШИМ

-Uэфф

-U

Рисунок 3.21 – Диаграмма работы преобразователя

Схема контроля положения заслонки напольной камеры левого основного тракта состоит из входного устройства (VD12, R47) и оптопары VU2, устройства первого контура гальванической развязки.

87

Устройство и работа схем положения заслонок напольных камер правого основного тракта (VU5,VD11, R46), левого вспомогательного тракта (VU8, VD14, R49) и правого вспомогательного тракта (VU7, VD13, R48) аналогичны устройству и работе схемы левого основного тракта.

Регулятор уровня теплового сигнала левого основного тракта состоит из потенциометра нормирования сигнала R1 и дискретного регулятора А1.

Устройство регуляторов уровней теплового сигнала правого основного тракта (R2, А2), левого вспомогательного тракта (R3, A3) и правого вспомогательного тракта (R4, А4) аналогично устройству регулятора левого основного тракта.

3.2 Концентратор информации КИ - 6М

Назначение концентратора КИ-6М. Концентраторы информации предназначены для организации распределенных систем передачи данных СПД на участках железных дорог с использованием физических линий связи и выделенных каналов тональной частоты.

Алгоритм функционирования и процедуры информационного обмена КИ с оконечным оборудованием данных определяются программным обеспечением, поставляемым в комплекте изделия в виде содержимого микросхемы постоянного запоминающего устройства (ПЗУ).

В состав КИ входят следующие конструктивно законченные составные части (модули):

–источник вторичного электропитания ВИПИН7.650.000, далее «ВИП»;

–модуль ММК-DS51 ИН7.107.500 (далее «ММК»), в ПЗУ которого помещается рабочая программа КИ;

–устройства преобразования сигналов токовые УПСТ-М2 ИН7.108.300, предназначенные для обеспечения информационного обмена между ММК и последовательной физической линией связи или телеграфным каналом, далее «модули УПСТ»;

–устройства преобразования сигналов УПСЧ-М2 ИН7.209.000, предназначенные для сопряжения КИ с выделенным каналом тональной частоты или аналогичными устройствами по выделенной линии связи, далее «модули УПСЧ».

Описание и работа КИ. КИ может одновременно обслуживать до шести каналов последовательной информационной связи. При этом в зависимости от типа установленного модуля (устройства) преобразования сигналов (УПС) для каждого канала обеспечивается один из перечисленных видов сопряжений.

Комплектация КИ модулями УПСТ и (или) УПСЧ (далее «модули УПС») является переменной, устанавливаемой в соответствии с заявкой потребителя. Количество модулей УПС в КИ – не более шести.

88

– сопряжение с некоммутируемым каналом тональной частоты с 2-х или 4-проводным окончанием или с выделенной 2-проводной физической линией встроенным модулем УПСЧ методом частотной манипуляции в соответствии с ГОСТ 20855-83 (рекомендация V.23 МККТТ) со скоростью передачи данных 1200 3 бит/с;

–сопряжение с 4-проводной физической линией связи встроенным модулем УПСТ методом «токовая петля 20 мА» со скоростью передачи данных

влинию 50; 75; 100; 200; 600; 1200; 2400; 4800; 9600 бит/с;

–сопряжение с оконечным оборудованием данных (ООД) встроенным модулем УПСТ асинхронным методом передачи по цепям стыка С2 в соответствии с ГОСТ 18145-81, ГОСТ 23675-79 со скоростью передачи данных в линию 50; 75; 100; 200; 600; 1200; 2400; 4800; 9600 бит/с.

При сопряжении КИ с каналом тональной частоты обеспечиваются следующие электрические параметры стыка С1-ТЧ в соответствии с требованиями ГОСТ 25007-81:

–уровень средней мощности сигнала на выходе передатчика:

–для 4-проводного окончания – минус (26 0,26) дБм;

–для 2-проводного окончания – минус (13 0,13) дБм;

–чувствительность по приему – не менее минус 30 дБ;

–номинальное входное и выходное сопротивления – (600 60) Ом (на частоте 1000 Гц);

–затухание асимметрии входных и выходных цепей по отношению к земле в рабочем диапазоне частот – не менее 43 дБ.

При сопряжении КИ с аналогичным УПС по выделенной физической линии связи уровень средней мощности сигнала на линейном выходе передатчика – не более 0 дБм.

При сопряжении КИ с четырехпроводной физической линией связи с полным сопротивлением не более 500 Ом методом «токовая петля 20 мА» обеспечиваются значения величины тока:

–для значения логической «1» – плюс (20 ± 2) мА;

–значения логического «0» – минус (20 ± 2) мА.

Питание КИ осуществляется от сети промышленной частоты 50 ± 1 Гц с номинальным напряжением 220 В. Мощность, потребляемая КИ от сети переменного тока, – не более 50 ВА.

Расположение модулей в корпусе КИ (вид со стороны задней стенки) приведено на рисунке 3.22.

Устройство и работа. Принцип работы КИ основан на программном управлении потоками данных с целью обеспечения взаимодействия КИ с другими устройствами оборудования передачи данных по последовательным линиям и каналам связи.

89

КИ представляет собой микропроцессорную систему, в которой модуль микроконтроллера ММК осуществляет управление модулями устройств преобразования сигналов (УПС) через системную шину (рисунок 3.23).

Каждое УПС подключается к отдельному каналу или линии связи. В зависимости от требуемого метода передачи (вида канала) применяется одно из двух типов УПС: УПСТ или УПСЧ.

Питание всех модулей КИ обеспечивается встроенным источником вторичного электропитания (ВИП).

Модули КИ представляют собой печатные платы размером 170х170 мм, выполненные из фольгированного стеклотекстолита с двухсторонним расположением печатных проводников. С одной стороны печатной платы модуля установлены радиоэлектронные компоненты. Каждый модуль содержит 84-контактный разъемный электрический соединитель для подключения к соединительной панели.

Позиция модуля

1

2

3

4

5

6

7

8

Модуль

ВИП

Модуль ММК

Модуль УПС

Модуль УПС

Модуль УПС

Модуль УПС

Модуль УПС

Модуль УПС

Рисунок 3.22 – Расположение модулей в корпусе КИ

На лицевой панели корпуса КИ установлены:

–вилка XP1 «220 В» для подключения сетевого шнура;

–тумблер S1 «ВКЛ» для включения электропитания с индикатором Н1 «СЕТЬ»;

–держатель предохранителя FU1 «2 А»;

–клемма « » для подключения контура защитного заземления;

–вилки XP2–XP7 «КАНАЛЫ» для подключения линий связи;

90