Диплом (Оборудование участка Мустах - Ульма устройствами диагностики АПС-ДК), страница 4

-автоматизированного выполнения графика работ по обслуживанию числовой кодовой автоблокировки (ЧКАБ) и автоматической переездной сигнализации (АПС);

- замены морально и физически устаревших контроллеров автомата контроля сигнальной точки (АКСТ-Ч-16);

- замены генераторов и станционного оборудования частотно диспетчерского контроля.

Назначение – измерение и допусковый контроль электрических параметров (сигналов), характеризующих техническое состояние устройств ЧКАБ и АПС, размещаемых в релейных шкафах на перегоне.

Внешний вид контроллера ПИК-СТ представлен на рисунке 2.2.

Рисунок 2.2 – Внешний вид ПИК-СТ

ПИК-СТ применяется в составе системы АПК-ДК для диагностики технических средств ЧКАБ и АПС.

Технические характеристики ПИК-СТ приведены в таблице 2.1.

Таблица 2.1 – Технические характеристики ПИК-СТ.

2.4.2 Структура ПИК-СТ

Линейный уровень обеспечивает реализацию функций:

- сбор дискретной информации о состоянии устройств АБ;

- измерение временных параметров работы кодовой аппаратуры;

- измерение напряжений в контрольных точках устройств АБ;

- измерение напряжений на основном и резервном фидерах питания;

- передача полученной диагностической информации о состоянии перегонных устройств ЧКАБ и АПС.

ПИК-СТ устанавливаются в релейных шкафах АПС (РШ АПС) и/или релейных шкафах сигнальных точек (РШ СТ).

Станционный уровень – это контроллер ПИК-СТм, конструктивно тот же самый линейный контроллер ПИК-СТ, с функциями маршрутизатора.

Связь ПИК-СТм с контроллером перегонов КП-16В осуществляется по стандартному интерфейсу RS-232.

На демонстрационном листе 2 представлена организация подключения оборудования и контроллеров ПИК-СТ на участке.

ПИК-СТм обеспечивает выполнение следующих функций:

- прием диагностической информации о состоянии перегонных устройств ЧКАБ и АПС от линейного оборудования ПИК-СТ;

- формирование пакета информации;

- передача пакета информации в контроллер перегонов КП-16В, а затем в концентратор ЛП по запросу.

2.4.3 Технические средства ПИК-СТ

Технические средства для реализации функций диагностики технических средств ЧКАБ и АПС:

- программируемый индустриальный контроллер сигнальной точки ПИК-СТ;

- плата трансформаторов тока;

- маршрутизатор ПИК-СТм.

Основные технологические задачи, решаемые ПИК-СТ:

- контроль занятости перегонных блок-участков;

- контроль наличия основного и резервного питания сигнальной точки и АПС;

- контроль реле ДСН;

- контроль установленного направления движения на перегоне;

- контроль работы трансмиттерного реле и его повторителя (ПДТ);

- контроль работы импульсного путевого реле;

- контроль временных параметров кодов;

- контроль исправности дешифраторной ячейки;

- контроль замыкания изолирующих стыков;

- контроль перегорания основной и резервной нити красной лампы проходного светофора;

- контроль закрытия и открытия переезда;

- контроль перегорания ламп АПС;

- контроль работы комплекта мигания на переездной установке;

- контроль напряжения основного и резервного фидеров питания сигнальной установки;

- контроль напряжения на путевом реле;

- контроль напряжения на дополнительной обмотке дроссель трансформатора;

- контроль напряжения питания линейных цепей;

- контроль напряжения питания блока счетчиков дешифратора (БС-ДА);

- контроль напряжения аккумуляторной батареи устройств АПС (при ее наличии);

- контроль исправности заградительных светофоров (при их наличии);

2.4.4 Принцип функционирования ПИК-СТ

ПИК-СТ состоит из основной процессорной платы и двух измерительных плат измерения напряжения, тока и сопротивления. Блок-схема ПИК-СТ приведена на рисунке 2.3.

Рисунок 2.3 – Блок-схема ПИК-СТ

Схема пороговых измерений, реализованная на процессорной плате, предназначена для регистрации превышения контролируемым входным напряжением установленного порогового значения. Она имеет 12 гальванически независимых входов. Они могут контролировать постоянные и переменные напряжения.

Гальванически развязанные выходы этой схемы соединены с дискретными портами процессора. Если измеряемое напряжение, ниже порога, на соответствующем входе GPIO процессора удерживается высокий уровень напряжения. В противном случае на этом GPIO будет присутствовать низкий уровень.

Схема логических измерений, реализованная на процессорной плате, предназначена для регистрации состояния «сухих» контактов. Она имеет двадцать гальванически развязанных с общей схемой основной платы входов, к каждому из которых относительно общего провода могут быть подключены «сухие» контакты каких-либо исполнительных механизмов. При замыкании этих контактов на соответствующем GPIO процессора появится низкий уровень напряжения.

Платы измерения среднеквадратического значения тока и напряжения, а также сопротивления изоляции (далее , , ) предназначены для регистрации параметров рельсовых цепей и сигналов автоматической локомотивной сигнализации.

Эти платы работают автономно и производят периодические измерения перечисленных параметров. Сигнал для измерения , поступает с платы трансформаторов тока ПТТ, обеспечивающей гальваническую развязку измерительной платы ПИК-СТ и цепи, в которой измеряется ток. Результаты измерений хранятся в памяти контроллеров плат и по запросу пересылаются в последовательный порт процессора основной платы по последовательной гальванически развязанной линии. Скорость обмена в этой линии составляет 9600 бит/с.

Цикл измерения , и , составляет 40 миллисекунд, после чего он повторяется. Исключение составляет интервал, когда происходит измерение сопротивления изоляции кабеля. Периодичность измерения сопротивления изоляции составляет 120 секунд.

Результаты измерения , и интегрируются для снижения влияния наводок.

Восемь раз за секунду текущее значение записывается в кольцевой буфер, позволяя основному процессору формировать массив значений при «накате» локомотива на соответствующий путь. Глубина этого массива может составлять 256 секунд (2048 выборок). (При V = 30 км в час это 2000 метров).

Поскольку напряжение на входах платы измерения представляет собой кодовые посылки, управляющие огнями светофора, контроллер этой платы декодирует их и проводит измерения длительностей импульсов и пауз. Сигнальное показание текущего огня светофора фиксируется. При желтом огне определяется и выводится тип генератора кодовых посылок (КПТШ-5 или КПТШ-7).

Запросы основного процессора для считывания перечисленных данных могут следовать до двух раз в секунду, что позволяет оперативно обновлять информацию о состоянии контролируемых цепей.

Все цепи измерительных плат гальванически развязаны с внешними цепями и цепями основной процессорной платы.

На вход АЦП процессора через делитель поступает переменное напряжение от фидера общего питания. Это напряжение преобразуется в цифровую форму.

Процессор использует эту информацию для вычисления среднеквадратического значения напряжения, коэффициента гармоник, спектра и других параметров качества напряжения питающей сети.

Для расчета коэффициента гармоник ( ), спектральных характеристик , используются 256 выборок, которые АЦП формирует на интервале 40 миллисекунд. Результат расчета спектра представляет собой массив данных, хранящийся во внешнем ОЗУ.

Каждый элемент массива содержит номер и амплитуду гармонической составляющей напряжения питающего фидера. Глубина массива составляет 64 гармоники. Обновление массива происходит после каждого расчетного цикла. Кроме того, для считывания доступен массив из 256 выборок напряжения сигнала, которые использовались для расчета спектра.

Для связи контроллера ПИК-СТ со станционным уровнем используется модем с FSK модуляцией типа CML909. Режимами и работой модема управляет основной процессор. Если от станционного уровня был принят запрос, то после его обработки и формирования пакета данных, основной процессор переключает модем в режим передачи и начинается отправка данных. По завершению передачи, основной контроллер возвращает модем в режим приема.

Цепи основной платы и линия связи гальванически развязаны трансформатором и конденсаторами [6].

2.5 Аппаратура сбора информации со станционных устройств железнодорожной автоматики и телемеханики

2.5.1 Аппаратура, предназначенная для съема дискретной

информации, промышленный индустриальный

контроллер ПИК-120

ПИК-120 в составе АПК-ДК применяется в качестве устройства съема дискретных сигналов. Данный контроллер имеет 120 цифровых входов и используется для:

- преобразования в стандартный цифровой вид постоянного напряжения -36 В ≤ U ≤ +36 В или переменного напряжения 36 В 50 Гц, которое поступает на цифровые входы. Наличие напряжения на входе соответствует логической «1»;

- для передачи в последовательном коде полученного в результате преобразования массива данных в концентратор (по его запросу).

Конструкция ПИК 120 представляет собой стальную пластину-основание с «отбортовкой», к которому на резьбовых стойках привинчена плата с радиоэлементами.

На рисунке 2.4 приведен внешний вид ПИК-120.

Рисунок 2.4 – Внешний вид ПИК-120

Прибор ПИК-120 состоит из:

- платы микроконтроллера;

- корпуса с пятью блочными разъёмами РП14-30 и одним разъёмом СН2-10ШБ.

Связь ПИК-120 с концентратором KR-489 осуществляется по последовательному каналу передачи данных RS-485.

Контроллер выпускается в двух модификациях на входное напряжение до 12 В и до 36 В.

Приборы ПИК-120 располагаются в специальных шкафах типа УКС-4.

Устройство коммутирующее станционное (УКС-4) выполнено в виде шкафа. Шкаф УКС-4 предназначен для размещения в нем до четырёх контроллеров ПИК-120, кабеля, соединяющего контроллеры ПИК-120 с монтажной платой, и источника питания плюс 10 В для централи­зованного питания всех ПИК-120 шкафа.

На рисунке 2.5 представлена функциональная схема прибора ПИК-120.