/
Автор: Швалов Д.В. Шаповалов В.В.
Теги: рельсовый транспорт железнодорожное движение тяга поездов на железных дорогах подвижной состав железнодорожный транспорт транспорт
ISBN: 5-89035-147-8
Год: 2005
Текст
\АД
Д.В. ШВАЛОВ
В.В. ШАПОВАЛОВ
СИСТЕМЫ ДИАГНОСТИКИ
ПОДВИЖНОГО СОСТАВА
Под редакцией Д.В. Швалова
Утверждено
Управлением кадров
и учебных заведений Федерального
агентства железнодорожного транспорта
в качестве учебника для студентов
техникумов и колледжей
железнодорожного транспорта
Москва
2005
^5^6/
УДК 656.259.1:629.4.066
ББК 39.275
Ш332
Ш332 Швалов Д.В., Шаповалов В.В. Системы диагностики под-
вижного состава: Учебник для техникумов и колледжей
ж.-д. транспорта / Под ред. Д.В. Швалова. — М.: Маршрут,
2005. — 268 с.
ISBN 5-89035-147-8
В учебнике изложены вопросы построения современных сис-
тем диагностики подвижного состава на ходу поезда: описаны
общие принципы построения систем и взаимодействия их функ-
циональных подсистем в едином диагностическом комплексе;
рассмотрены конкретные схемно-технические решения по реали-
зации аппаратуры с использованием различной элементной базы;
приведены краткие сведения об организации технической эксп-
луатации аппаратуры; рассмотрены перспективы развития тех-
нических средств.
Предназначен для студентов техникумов и колледжей железнодо-
рожного транспорта специальности 2103 Автоматика и телемехани-
ка на транспорте (железнодорожный транспорт); также может быть
использован инженерно-техническими работниками, связанными с
эксплуатацией средств диагностики подвижного состава на ходу
поезда.
УДК 656.259.1:629.4.066
ББК 39.275
Рецензенты: вед. специалист ФГУП ДЖД ОАО «РЖД»
В.Я. Соболев', начальник сектора службы СЦБ Северо-Кавказской
железной дороги В.Р. Аванесов', преподаватель Орловского техни-
кума железнодорожного транспорта В.А. Фролов.
ISBN 5-89035-147-8
© Д.В. Швалов, В.В. Шаповалов, 2005
© УМЦ по образованию на железнодо-
рожном транспорте, 2005
© Издательство «Маршрут», 2005
ПРЕДИСЛОВИЕ
Основная стратегическая цель развития и структурного рефор-
мирования железнодорожного транспорта Российской Федерации
состоит в повышении качества и безопасности перевозок при уве-
личении их объемов и снижении стоимости [1]. Создается много-
уровневая система обеспечения безопасности движения на осно-
ве интеграции в единое информационное пространство автомати-
зированных систем управления технологическими процессами
разных уровней [2]. Одной из основных проблем, требующих пер-
воочередного решения, является широкое внедрение комплексных
автоматизированных систем контроля и диагностирования, обес-
печивающих полной и достоверной информацией эксплуатацион-
ный штат различных служб и позволяющих повысить эффектив-
ность процессов технической эксплуатации на железнодорожном
транспорте.
Успешное выполнение поставленных целей на основе техничес-
кого перевооружения отрасли, широкого внедрения современных
технологий и технических средств для их реализации существен-
но зависит от наличия высококвалифицированных кадров, спо-
собных решать сложнейшие производственные задачи [3, 4].
В связи с этим повышаются требования к уровню профессио-
нальной подготовки эксплуатационного штата, а следовательно,
и к качеству обучения в высших и средних специальных учебных
заведениях железнодорожного транспорта. В соответствии с тре-
бованиями Государственного образовательного стандарта сред-
него профессионального образования техник по специальности
3
2103 Автоматика и телемеханика на транспорте (железнодорож-
ный транспорт) должен быть квалифицированным специалистом,
знающим устройство, принципы действия и особенности
эксплуатации аппаратуры сигнализации, централизации и бло-
кировки (СЦБ), а также характерные неисправности, их прояв-
ления, причины возникновения и способы устранения. Кроме
того, техник должен стремиться к постоянному профессиональ-
ному росту и быть подготовленным к освоению программы
высшего профессионального образования.
Задачами дисциплины «Системы диагностики подвижного со-
става» являются: изучение общих принципов построения систем
и взаимодействия их функциональных подсистем в едином диаг-
ностическом комплексе; изучение конкретных схемных решений,
выполненных с использованием различной элементной базы на
функциональном и принципиальном уровнях; получение навы-
ков измерений параметров, проверки, настройки и регулировки,
определения причин отказов и устранения неисправностей аппа-
ратуры. При этом следует учитывать, что в связи с ограничен-
ным временем, отведенным на изучение дисциплины, основные
навыки по техническому обслуживанию изучаемых устройств
студенты должны получать в процессе производственной прак-
тики на предприятиях железнодорожного транспорта.
Учебник состоит из введения и четырех глав.
Во введении показана необходимость широкого внедрения
средств технического диагностирования подвижного состава для
обеспечения безопасности движения, а также приведены основ-
ные понятия и определения технической диагностики [5].
В главе 1 описаны общие принципы построения и функцио-
нирования систем диагностики подвижного состава (СДПС) на
ходу поезда: рассмотрены особенности подвижного состава как
объекта диагностирования; приведены характеристики инфра-
красного излучения и методов его измерения; изложены требо-
вания к размещению аппаратуры СДПС; рассмотрены устрой-
ство и принципы действия напольного оборудования СДПС.
4
В главе 2 описаны структурная организация, функциональные
возможности, принципы действия и особенности технического
обслуживания аппаратуры ДИСК-Б.
В главе 3 описаны структурная организация, функциональные
возможности, принципы действия и особенности технического
обслуживания СДПС на базе микропроцессорных средств КТСМ-01
и КТСМ-01 Д, а также описаны перспективные технические сред-
ства диагностирования подвижного состава на ходу поезда
КТСМ-02. Даны сведения об аппаратуре ДИСК2-БТ.
В главе 4 описаны структурная организация, функциональные
возможности и принципы действия аппаратуры автоматического
речевого оповещения машинистов локомотивов и дежурных по
станции о техническом состоянии подвижного состава — РИ-1,
РИ-1М, РИ-2, РИ-1В, ПРОС-1.
Авторы выражают благодарность за предоставленные матери-
алы и консультации А.В. Бартелю и С.Я. Быкову (Уральское отде-
ление ВНИИЖТа, г. Екатеринбург), А.Ф. Тагирову (ЗАО «НПЦ-
ИНФОТЭКС», г. Екатеринбург), А.Э. Штанке (НВЦ «Безопас-
ность транспорта», РГУПС, г. Ростов-на-Дону), В.М. Алексенко
и А.И. Хорошавину (РГУПС, г. Ростов-на-Дону). Авторы вы-
ражают благодарность рецензентам учебника В.Я. Соболеву,
В.А. Фролову и В.Р. Аванесову за замечания и советы, позво-
лившие существенно повысить качество излагаемого материала.
Авторы просят направлять замечания и предложения по содер-
жанию учебника по адресу: 107078, г. Москва, Басманный пер., 6,
Учебно-методический центр по образованию на железнодорож-
ном транспорте или 344038, г. Ростов-на-Дону, пл. Полка Народ-
ного ополчения, 2, РГУПС, кафедра «Автоматика и телемеханика
на ж.-д. транспорте» (e-mail: atrwt@rgups.ru).
ВВЕДЕНИЕ
Любой технический объект (элемент, устройство, система),
находясь в процессе производства, эксплуатации или ремонта,
характеризуется определенными, подверженными изменениям
свойствами, совокупность которых называется техническим со-
стоянием объекта. Технической документацией на объект уста-
навливаются количественные и качественные характеристики
указанных свойств, называемые признаками (параметрами),
фактические значения которых определяют техническое состоя-
ние объекта. Нарушение соответствия признаков технического
состояния установленным значениям говорит о возникновении
отказа (неисправности) объекта в целом или каких-либо его
элементов;
Для определения режима эксплуатации объекта (использова-
ние по назначению, регулировка параметров, замена с целью
ремонта) в каждый конкретный момент времени необходимо
иметь информацию о его техническом состоянии. Такую инфор-
мацию можно получить путем реализации процессов контроля
или диагностирования.
В известной литературе [6—8] виды технического состояния
объектов классифицируют следующим образом: исправность и
неисправность; работоспособность и неработоспособность; пра-
вильное функционирование и неправильное функционирование.
Современные тенденции развития средств диагностирования и
требования к предоставлению информации эксплуатационному
6
штат/ позволяют обобщить такую классификацию и рассматри-
вать три вида технического состояния объекта:
нормальное — состояние, в котором объект правильно и в пол-
ном объеме выполняет свои функции и все параметры объекта
соответствуют установленным нормативным значениям;
предотказное — состояние, в котором объект правильно и в
полном объеме выполняет свои функции, но некоторые парамет-
ры объекта либо вышли за пределы установленных нормативных
значений, либо имеют значения, близкие к критическим;
отказ — состояние, в котором объект не может правильно
выполнять свои функции или выполняет их не в полном объеме.
Следует различать понятия «контроль» и «диагностирова-
ние». Под контролем понимается процесс определения вида
технического состояния объекта путем проверки соответствия
значений параметров объекта требованиям, установленным в
технической документации. Процесс определения вида техни-
ческого состояния объекта с определенной точностью (с указа-
нием места, характера и причины неисправности) называется
техническим диагностированием (диагностированием). При
этом объект или его составные части, техническое состояние
которых подлежит определению, называется объектом техни-
ческого диагностирования (объектом диагностирования). При-
знак (параметр) объекта диагностирования, используемый в ус-
тановленном порядке для определения технического состояния
объекта, называется диагностическим признаком (параметром).
Очевидно, что в качестве диагностических должны выбирать-
ся параметры, несущие наибольшее количество информации об
объекте. Техническое диагностирование осуществляется путем
определения и анализа количественных и качественных значе-
ний диагностических признаков (параметров). Результатом ди-
агностирования является заключение о техническом состоянии
объекта с указанием места, вида и причины неисправности (от-
каза) — диагноз.
Совокупность правил о проведении диагностирования называ-
ется алгоритмом. Алгоритм технического диагностирования
7
устанавливает состав и порядок (последовательность) проведе-
ния процесса, а также правила анализа полученных результатов.
Различают два способа реализации процесса диагностирования —
функциональный (рабочий) и тестовый. Функциональным (рабо-
чим) называется диагностирование, осуществляемое в процессе
применения объекта по своему прямому назначению (в рабочем
режиме). При этом на объект поступают только рабочие воздей-
ствия, а воздействия со стороны средств диагностирования не пре-
дусматриваются. При тестовом диагностировании на объект со
стороны средств диагностирования подаются специально органи-
зованные тестовые воздействия (тесты). Для осуществления тес-
тового диагностирования необходимо полностью или частично
вывести объект из рабочего режима, что не всегда удобно в ус-
ловиях эксплуатации.
Под системой технического диагностирования (в некоторых ис-
точниках употребляется определение «система диагностики») понима-
ется совокупность средств, объектов и исполнителей, осуществляю-
щая диагностирование по правилам, установленным соответствующей
документацией. Обобщенная структура системы технического диагно-
стирования показана на рис. В.1.
Рис. В. 1. Структура системы технического диагностирования
8
Любая система технического диагностирования должна вы-
полнять следующие основные функции:
производить непрерывное измерение параметров объекта для
определения его технического состояния в любой момент време-
ни, а также момента возникновения и причины неисправности;
с учетом динамики процессов старения и износа, а также ус-
ловий эксплуатации прогнозировать ресурс безотказной работы
объекта, устанавливая необходимые сроки и объем техническо-
го обслуживания;
осуществлять диалоговый режим с исполнителями.
Система должна выполнять свои задачи в режиме, не наруша-
ющем нормальную работу объекта диагностирования, а техни-
ческие средства должны создаваться с использованием современ-
ных микроэлектронных и компьютерных технологий.
Обобщенная структура средств технического диагностирова-
ния показана на рис. В.2.
В показанной на рис. В.2 структуре датчик служит для преобра-
зования измеряемой величины к виду, пригодному для обработки
устройством принятия решений: для преобразования в электричес-
кий сигнал (если измеряемая величина имеет неэлектрическую при-
роду), для согласования по уровню и при необходимости для галь-
ванической развязки диагностируемых и диагностирующих цепей.
Рассматриваемая в настоящем учебнике аппаратура представ-
ляет собой технические средства системы диагностирования, в
диагности-
рования (______________।
А I Устройство I
1...1 формирования ।
I тестов
I________________
Рис. В.2. Структура средств диагностирования
9
которой в качестве объекта выступает подвижной состав (ходо-
вая часть подвижного состава), а в качестве исполнителей — эк-
сплуатационный штат (линейные работники службы СЦБ и ва-
гонного хозяйства).
Высокие требования к обеспечению эксплуатационной надеж-
ности и безопасности определяют необходимость совершенство-
вания системы технической эксплуатации подвижного состава на
основе внедрения методов и средств непрерывного контроля и
диагностирования в процессе движения (на ходу поезда).
Существующая на сети железных дорог России система техни-
ческой эксплуатации подвижного состава включает периодическое
освидетельствование важнейших с точки зрения безопасности дви-
жения узлов вагонов, их технический осмотр и ремонт на станци-
ях, а также контроль в пути следования [9]. Для этой цели на до-
рогах организованы пункты технического обслуживания вагонов
(ПТО), пункты подготовки вагонов (ППВ), пункты контрольно-
технического осмотра (ПКТО) или контрольные посты (КП). На
ПТО, которые размещаются на станциях со значительным объе-
мом грузовой работы или на сортировочных станциях, выполня-
ется основной объем работ по текущему обслуживанию вагонов.
ПКТО и КП организуются на участковых и промежуточных стан-
циях участков безостановочного следования поездов и предназна-
чаются для контроля технического состояния вагонов и устране-
ния возникающих при движении поезда неисправностей, способ-
ных привести к аварийным ситуациям.
Ручные и визуальные методы контроля состояния подвижного
состава на ходу поезда даже при движении с замедленной скоро-
стью мало эффективны и обладают низкой достоверностью. Кро-
ме того, такие методы позволяют обнаружить факты отказов толь-
ко после явного их проявления и не дают возможности обнару-
жения предотказных состояний. Поэтому в настоящее время
широкое распространение получили автоматические средства ди-
агностики подвижного состава на ходу поезда, обладающие вы-
сокой эффективностью [10—16].
Железные дороги Российской Федерации широко оснащены
аппаратурой диагностики подвижного состава на ходу поезда.
10
В 1969 г. впервые была введена в эксплуатацию аппаратура
ПОНАБ-2, модернизированный вариант которой ПОНАБ-3 се-
рийно выпускался и внедрялся на сети железных дорог с 1971 г.
(разработчик — Уральское отделение ВНИИЖТа, г. Екатерин-
бург). В начале 1980-х годов была разработана комплексная сис-
тема ДИСК-БКВ-Ц, функционально состоящая из нескольких
подсистем для обнаружения неисправностей различных узлов
подвижного состава (разработчик — Уральское отделение
ВНИИЖТа). Наибольшее распространение получила базовая
подсистема ДИСК-Б, находящаяся в эксплуатации с 1983 г.
Функционирующая на сети железных дорог аппаратура
ПОНАБ-3 и ДИСК устарела, не соответствует современным тре-
бованиям к системам такого назначения, требует значительных ре-
сурсозатрат при обслуживании. Аппаратура ПОНАБ-3 в настоя-
щее время промышленностью не выпускается и в соответствии с
указанием МПС России К-150у от 15.02.1999 г. «Об изъятии из эк-
сплуатации аппаратуры ПОНАБ-3» требует замены на более со-
вершенные технические средства с расширенными функциональ-
ными возможностями. Также требует замены и аппаратура
ДИСК-Б.
Развитие аппаратуры диагностирования подвижного состава на
ходу поезда происходит в направлениях замены полупроводни-
ковых функциональных узлов микропроцессорными, расширения
функциональных возможностей и информационной емкости, по-
вышения помехоустойчивости каналов передачи информации,
организации централизованного сбора и обработки информации,
интеграции СДПС в автоматизированные информационно-управ-
ляющие системы верхних уровней.
На сети железных дорог с 1995 г. внедряется микроэлектрон-
ная система ДИСК2, предназначенная для замены аппаратуры
ДИСК-БКВ-Ц (разработчик — Уральское отделение ВНИИЖТа).
С 1997 г. внедряется микропроцессорный комплекс технических
средств КТСМ-01, предназначенный для модернизации находя-
щейся в эксплуатации аппаратуры ПОНАБ-3, а с 2000 г.— ком-
плекс КТСМ-01Д (разработчик—«НПЦ-ИНФОТЭКС», г. Ека-
теринбург), предназначенный для модернизации аппаратуры
11
ПОНАБ-3 и ДИСК-Б. При этом заменяется часть перегонного
и полностью станционное оборудование ПОНАБ-3 и ДИСК-Б.
В 2002 г. принят в постоянную эксплуатацию многофункцио-
нальный комплекс технических средств КТСМ-02 (разработ-
чик — «НПЦ-ИНФОТЭКС»), в состав которого входит модер-
низированное напольное оборудование. При новом строитель-
стве должны использоваться только микропроцессорные
средства.
Широкое внедрение микропроцессорных средств диагностики по-
зволит существенно повысить уровень безопасности движения за счет
своевременного и точного определения технического состояния под-
вижного состава. При этом сокращаются ресурсозатраты на техничес-
кое обслуживание подвижного состава, повышается качество инфор-
мационного обеспечения и улучшаются условия труда эксплуатацион-
ного штата.
Глава 1
ОБЩИЕ ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ
И ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ СИСТЕМ
ДИАГНОСТИКИ ПОДВИЖНОГО СОСТАВА
1.1. ОСОБЕННОСТИ ПОДВИЖНОГО СОСТАВА
КАК ОБЪЕКТА ДИАГНОСТИРОВАНИЯ
В настоящее время на сети железных дорог Российской Феде-
рации находится в эксплуатации подвижной состав (локомотивы
и вагоны, а также специальный самоходный подвижной состав)
различных типов, конструкций и функционального назначения.
В процессе использования по назначению подвижной состав,
как и любая сложная техническая система, подвержен отказам.
Причинами отказов являются [17j:
нарушение технологии изготовления отдельных элементов;
тяжелые условия эксплуатации — высокие скорости движения,
значительные механические нагрузки и вибрация, влияние метео-
рологических факторов;
несоблюдение норм. технологических процессов погрузки-вы-
грузки и транспортирования грузов, технического обслуживания
и ремонта;
старение и износ узлов подвижного состава.
Следствиями отказов подвижного состава являются нарушения
хода технологического процесса перевозок, вызывающие задерж-
ки поездов и увеличение эксплуатационных расходов. Кроме
того, некоторые отказы (изломы и деформации механических ча-
стей, падения деталей на путь и др.) могут стать причиной аварий
или крушений поездов.
Организация технического диагностирования подвижного со-
става с целью своевременного обнаружения отказов и выявления
предотказных состояний позволяет существенно повысить уро-
13
вень безопасности движения и эффективность перевозочного про-
цесса. При этом в качестве диагностических должны выбираться
параметры, характеризующие наименее надежные и наиболее
влияющие на безопасность движения элементы (узлы) подвиж-
ного состава.
Независимо от типа и назначения можно выделить пять ос-
новных узлов подвижного состава — ходовая часть, кузов, рама,
тормозное оборудование, ударно-тяговые устройства [18]. Ана-
лиз статистических данных показывает, что наибольшее количе-
ство аварий и крушений, причиной которых являются отказы
подвижного состава, происходит из-за повреждений ходовой
части и падений различных элементов (двери, элементы автосцеп-
ки и др.) на путь [19].
Ходовая часть (рис. 1.1) пассажирских и грузозых вагонов
включает тележку 7, колесные пары 2, буксовые узлы или бук-
сы 3 и другие элементы [18].
Колесная пара состоит из оси и двух напрессованных на нее
колес. Колесная пара направляет движение по рельсовому пути
и воспринимает все нагрузки, возникающие в процессе взаимо-
а
Рис. 1.1. Ходовая часть пассажирских (а) и грузовых (б) вагонов
14
действия системы «вагон—рельсы». Наиболее опасными отказа-
ми колесных пар являются изломы осей и колес (диска или обо-
да), а также выбоины (ползуны), навары и неравномерный про-
кат (износ профиля колеса) на поверхности катания.
Буксовый узел состоит из корпуса, одного или двух подшип-
ников, уплотнений и деталей крепления. Буксовый узел выполня-
ет следующие функции: передает радиальные и осевые нагрузки
от рамы тележки к шейке оси колесной пары, вращающейся в бук-
совых подшипниках; ограничивает продольные и поперечные пе-
ремещения колесных пар при движении; содержит резервуар для
размещения осевого масла (корпус) и устройства подачи масла
под подшипник; предохраняет шейку оси, подшипник и смазку от
загрязнения и атмосферных осадков.
Подшипник непосредственно передает на шейку оси все на-
грузки, действующие на буксу. В зависимости от типа подшипни-
ков буксы разделяются на две группы — с подшипниками трения
качения (роликовыми) и подшипниками трения скольжения. Буксы с
роликовыми подшипниками (рис. 1.2) более надежны и эконо-
Рис. 1.2. Буксовый узел
15
мичны, ими в настоящее время оборудован весь парк пассажирс-
ких и грузовых вагонов. Особенности конструкции и принципы
функционирования буксовых узлов описаны в [20—22]. На
рис. 1.2 обозначены: 1 — передний подшипник; 2 — задний под-
шипник; 3 — корпус буксы; 4 — шейка оси колесной пары; 5 —
крепительная крышка буксы; 6 — смотровая крышка буксы.
При движении вагона между подшипником и шейкой оси воз-
никает значительное трение. Выделяемое в зоне трения подшипни-
ка об ось тепло распространяется двумя путями — через шейку оси
на колесо и ось и через подшипник на корпус буксы. В процессе
движения нормальная работа буксового узла характеризуется ус-
тановившимся режимом теплообмена между его элементами, ко-
лесной парой и наружным воздухом. При таком режиме количе-
ство выделяемого тепла равно количеству тепла, рассеиваемого эле-
ментами буксы и колесной пары в окружающее пространство, и
температура шейки оси практически постоянна.
В эксплуатационных условиях возникают различные неисправ-
ности букс, вызванные влиянием внешних условий, механически-
ми деформациями, загрязнением, нарушениями технологии изго-
товления, обслуживания и ремонта. Наиболее часто встречающи-
мися неисправностями буксовых узлов являются механические
деформации и разрушения отдельных элементов, обводнение или
загрязнение смазки (песок, металлическая пыль, стружка), плохая
подача смазки под подшипник и др. Характерным признаком
большинства неисправностей буксового узла и колесной пары яв-
ляется повышение температуры корпуса буксы и шейки оси в про-
цессе движения поезда. Причем скорость возрастания температу-
ры неисправных элементов зависит от характера неисправности,
скорости движения поезда, нагрузки на ось. Перегрев элементов
ходовой части может вызвать повреждения (изломы, разрушения),
при которых дальнейшая эксплуатация подвижного состава невоз-
можна, а в некоторых случаях может привести к аварийным си-
туациям.
Приведем изложенный в [11] анализ зон тепловыделения буксо-
вого узла при движении подвижного состава для оценки воз-
16
можности измерения их температуры и обоснования выбора ди-
агностических параметров. Необходимо выбрать элемент, имею-
щий высокую температуру и позволяющий осуществлять измере-
ния с использованием относительно простой аппаратуры.
На рис. 1.3, взятом из [11], показаны различные зоны тепловы-
деления буксового узла. Наиболее нагретым элементом корпуса
буксы является верхняя горизонтальная поверхность 1. Однако
конструктивные особенности подвижного состава и необходи-
мость соблюдения габарита приближения строений при размеще-
нии устройств диагностирования делают эту часть буксы недоступ-
ной для прямого измерения температуры.
Контроль температуры поверхности крышки буксового узла 8
не дает точных результатов, так как она обдувается потоком воз-
духа при движении поезда и слабо отражает состояние шейки оси.
Контроль температуры нижней поверхности 3 корпуса буксы
также неприемлем, так как в силу охлаждающего действия осево-
го масла эта часть имеет слабый нагрев, что снижает точность из-
мерений в условиях помех.
Известно, что отдельные участки корпуса буксы имеют различ-
ную температуру нагрева из-за разных условий теплообмена, в
которых они находятся. Однако измерение температур одно-
Рис. 1.3. Зоны тепловыделения буксового узла
17
временно двух разных участков корпуса буксы 2 требует очень
точной ориентации оптических систем, чего невозможно добить-
ся в условиях эксплуатации.
Верхняя часть задней стенки корпуса буксы б, расположенная
с внутренней стороны рамы тележки, имеет сильную температур-
ную связь с шейкой оси. Однако эта часть буксового узла силь-
но загрязнена, что уменьшает тепловыделение и может привести
к пропуску перегретой буксы. Кроме того, она находится в не-
посредственной близости от сильно нагретой подступичной час-
ти, тормозных колодок и обода колеса, влияние теплового из-
лучения которых снижает точность измерений.
Из элементов колесной пары наиболее тесную температурную
связь с шейкой оси имеют подступичная часть оси 5, ступица с
внешней стороны колеса 7 и ступица с внутренней стороны ко-
леса 4. Реализация контроля подступичной части оси с наруж-
ной стороны колеса вызывает затруднения, так как при движе-
нии возникают значительные поперечные смещения колесных
пар, что снижает точность ориентации контролирующих уст-
ройств на зону контроля. Кроме того, в зоне контроля возмож-
но влияние теплового излучения тормозных колодок и обода
колеса. Температурная связь ступицы с внутренней стороны ко-
леса и шейки оси менее тесная, чем у ступицы с наружной сто-
роны колеса.
Таким образом, в качестве источника информации о состоя-
нии буксового узла следует принять температуру верхней части
задней (относительно направления движения поезда) стенки кор-
пуса буксы 8. Это достаточно сильно нагретая часть буксы, име-
ющая тесную температурную связь с шейкой оси и не обдувае-
мая встречным потоком воздуха при движении поезда.
Для предотвращения возможного соприкосновения со стан-
ционными сооружениями, расположенными вблизи железнодо-
рожного пути, или с подвижным составом, находящимся на со-
седнем пути, подвижной состав должен соответствовать специ-
ально установленным размерам — габариту подвижного
18
состава и габариту приближения строений, а перевозимый на
открытом подвижном составе груз — габариту погрузки [23].
Выход каких-либо элементов подвижного состава или груза за
пределы установленных габаритов может привести к возникно-
вению аварийной ситуации.
Таким образом, результаты анализа конструктивных осо-
бенностей и специфики функционирования подвижного соста-
ва на сети железных дорог позволяют выделить следующие
основные факторы, характеризующие подвижной состав в ка-
честве объекта диагностирования.
1.. Подвижной состав представляет собой сложную электроме-
ханическую систему, параметры которой подвержены взаимному
влиянию и в большинстве случаев недоступны для прямого из-
мерения в рабочем режиме. Для определения значений таких па-
раметров необходимо использовать косвенные методы.
2. Условия реализации технологического процесса перевозок
определяют влияние технического состояния подвижного состава
на безопасность и бесперебойность движения — отказы могут вы-
звать задержки движения поездов, что приводит к экономическо-
му ущербу, или создать предпосылки для возникновения аварий-
ных ситуаций. Поэтому необходимо обеспечивать непрерывное оп-
ределение технического состояния подвижного состава в реальном
масштабе времени.
3. Подвижной состав выполняет свои функции в условиях вли-
яния различных дестабилизирующих факторов, приводящих к
возникновению неисправностей.
4. Ручные методы определения технического состояния под-
вижного состава не обладают достаточной точностью и требуют
значительных ресурсозатрат, что определяет необходимость авто-
матизации технологического процесса.
5. При движении поезда основная зона тепловыделения буксо-
вого узла (подшипник — шейка оси) недоступна для измерения
температуры. Поэтому источником информации является темпе-
ратура нагрева наружных поверхностей корпусов букс и сопря-
женных с осью ступиц колес.
19
6. В процессе технического диагностирования подвижного со-
става на ходу поезда необходимо определять: температуру кор-
пусов букс и ступиц колес; наличие частей подвижных единиц,
выходящих за пределы нижнего и верхнего габаритов подвиж-
ного состава; наличие дефектов колес по кругу катания; наличие
перегруза или неравномерной загрузки вагонов.
Контрольные вопросы
1. Укажите причины и следствия возникновения неисправностей
подвижного состава железных дорог в процессе эксплуатации.
2. Опишите устройство буксового узла и укажите характерные неис-
правности и их проявления.
3. Проведите анализ зон тепловыделения и обоснуйте выбор источ-
ника информации о техническом состоянии буксового узла.
4. Обоснуйте необходимость диагностирования подвижного состава
на ходу поезда и укажите диагностические параметры.
1.2. ПРИНЦИПЫ ИЗМЕРЕНИЯ ИНФРАКРАСНОГО
ИЗЛУЧЕНИЯ
Для определения температуры элементов подвижного состава
используется свойство физических тел, температура которых выше
абсолютного нуля, излучать энергию в инфракрасном диапазоне
(ИК-излучение). При этом энергия излучения пропорциональна
температуре объекта. Процесс измерения температуры буксово-
го узла включает следующие стадии [11]: прием ИК-излучения и
преобразование его в электрический сигнал; усиление электри-
ческого сигнала и нормирование по длительности; фильтрацию
полезного сигнала (исключение сигналов от других нагретых
частей подвижного состава); коррекцию коэффициента передачи
измерительного тракта в зависимости от температуры наружно-
го воздуха.
Структурная схема измерительного тракта показана на
рис. 1.4, взятом из [И]. Принцип функционирования аппаратуры
20
Оптическая система
Рис. 1.4. Структура измерительного тракта
измерительного тракта заключается в следующем. Оптическая си-
стема концентрирует (фокусирует) поток ИК-излучения корпу-
сов букс на чувствительный элемент приемника. Время облуче-
ния приемника зависит от скорости движения поезда. Приемник
преобразует тепловой поток в электрический сигнал и подает
этот сигнал на вход предварительного усилителя.
Применяемые линзовые оптические системы характеризуются
малым углом поля зрения оптики (2—5°), что исключает прием
ИК-излучения от других элементов конструкции (тормозных ко-
лодок, ободов колеса, выхлопных труб и др.) подвижного соста-
ва. Для защиты от влияния солнечного излучения в оптической
системе предусмотрены заградительные оптические фильтры.
Оптическая система приемника ИК-излучения должна быть
сориентирована (настроена на определенную точку) таким обра-
зом, чтобы выполнялись следующие требования: излучение тор-
мозной колодки и обода колеса, нагреваемых при торможении
поезда, не должно попадать в поле зрения приемника; диагнос-
тируемый поезд должен закрывать приемник от прямого солнеч-
ного излучения; износы пути и подвижного состава не должны
снижать достоверность диагностирования; считывающие устрой-
ства не должны выходить за габариты приближения строений.
Таким образом, точка ориентации должна быть в фокусе опти-
ческой системы приемника независимо от конструкции букс при
максимальном износе колес поезда и элементов пути (рельсов).
Подробные расчеты и данные об ориентации оптической систе-
мы приведены в [11, 24, 25].
Предварительный и оконечный усилители измерительного
тракта предназначены для усиления небольших по мощности
сигналов, поступающих от приемника, до величины, пригодной
для последующего нормирования, коррекции и передачи по ка-
налам связи. Необходимость предварительного усиления сиг-
налов вызвана трудностью передачи малых амплитуд сигналов
приемника к устройствам обработки данных по кабелю длиной
22
10—20 м из-за высокого уровня помех на электрифицирован-
ных участках железных дорог. Усилители должны иметь ма-
лый уровень собственных шумов, широкий динамический ди-
апазон усиления входных сигналов, возможность регулиров-
ки коэффициента передачи в широких пределах, высокую
температурную стабильность и малую инерционность процес-
са установления исходного состояния при усилении сигналов.
Для выполнения последнего требования в состав измеритель-
ного тракта вводится фиксатор уровня постоянной составля-
ющей, открывающий вход оконечного усилителя только на
время обзора буксового узла.
Выходные сигналы оконечного усилителя нормируются по
длительности с целью обеспечения ее постоянства при передаче
по каналу связи и регистрации вне зависимости от скорости
движения поезда. Для обеспечения функционирования аппара-
туры измерительного тракта только во время нахождения под-
вижных единиц в зоне контроля служит схема управления, вы-
рабатывающая сигналы разрешения записи и считывания ин-
формации.
Сигнал на выходе приемника может изменяться в широких
пределах в зависимости от температуры наружного воздуха, что
требует обеспечения стабильности амплитуды распознаваемого
сигнала при различных климатических условиях. Для изменения
амплитуды сигнала от букс в зависимости от температуры на-
ружного воздуха в состав измерительного тракта вводятся уст-
ройства коррекции с датчиком температуры.
Контрольные вопросы
1. Опишите структуру и принцип функционирования аппаратуры,
измеряющей ИК-излучение.
2. Обоснуйте необходимость применения предварительного усилите-
ля и устройств термокоррекции в составе аппаратуры измерительного
тракта.
23
1.3. СТРУКТУРА И ПРИНЦИПЫ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ
СИСТЕМ ДИАГНОСТИКИ ПОДВИЖНОГО СОСТАВА
В состав технических средств СДПС входят:
система обнаружения перегретых букс;
система обнаружения заторможенных колесных пар;
система обнаружения волочащихся деталей;
система обнаружения дефектов колес по кругу катания;
система обнаружения отклонений верхнего габарита подвиж-
ного состава;
система обнаружения перегруза вагонов.
Перечисленные средства должны дополняться системами пе-
редачи информации с пунктов их размещения на диспетчерский
пост (системами централизации).
Средства диагностики на каждом пункте их установки долж-
ны применяться комплексно [9]. Система обнаружения перегретых
букс является базовым средством, обладающим конструктивной
и функциональной завершенностью и позволяющим самостоя-
тельно работать в условиях эксплуатации. Все остальные средства
диагностики могут дополнять базовую систему в качестве подси-
стем на отдельных пунктах контроля. Допускается обособленное
применение в условиях эксплуатации систем обнаружения пере-
груза вагонов или отклонений верхнего габарита подвижного
состава с использованием части аппаратуры базовой системы.
В зависимости от степени аварийности и вида неисправности Л
подвижного состава средства диагностики выдают сигналы «Тре-
вога» трех уровней:
предаварийного, не требующие остановки поезда на перегоне
или станции, — «Тревога О»;
аварийного, требующие остановки поезда на станции или пе-
регоне (в зависимости от назначения подсистемы), — «Тревога 1»;
критического, требующие остановки поезда на перегоне, —
«Тревога 2».
Поезда, в которых обнаружены неисправные вагоны (локомоти-
вы), останавливаются на станции, где расположены средства диаг-
ностики (при выработке сигнала «Тревога 1») или на подходе к стан-
24
ции (при выработке сигнала «Тревога 2»), для проведения осмот-
ра, устранения неисправностей или отцепки вагона (локомотива).
Системы обнаружения перегретых букс определяют темпера-
туру корпусов букс, распознают неисправные подвижные едини-
цы и выдают сигналы «Тревога 1», «Тревога 2», «Тревога 0» (в
зависимости от типа системы).
Системы обнаружения заторможенных колес определяют тем-
пературу ступиц колес каждой подвижной единицы, характери-
зующей передачу тепла в эти элементы колесной пары при тре-
нии тормозных колодок об обод колеса, распознают подвижные
единицы с неисправным тормозным оборудованием и выдают
сигналы «Тревога 1».
Системы обнаружения волочащихся деталей вырабатывают
сигнал наличия волочащейся детали при механическом соударе-
нии деталей подвижной единицы, выходящих за пределы ниж-
него габарита подвижного состава, с элементами напольного
электромеханического датчика, выдавая сигналы «Тревога 2».
Системы обнаружения дефектов колес по кругу катания осу-
ществляют контроль динамического воздействия колеса на рельс,
определяющего величину и вид дефекта на поверхности катания
колеса, выдавая сигналы «Тревога 0» или «Тревога 1».
Системы обнаружения отклонений верхнего габарита подвиж-
ного состава осуществляют контроль выхода за установленные
пределы боковых или верхних частей подвижных единиц, выда-
вая сигналы «Тревога 2».
Системы обнаружения перегруза вагонов осуществляют кон-
троль превышения установленного значения массы брутто, на-
грузки на ось или неравномерной загрузки подвижной единицы
по сторонам или тележкам, выдавая сигналы «Тревога 1».
Средства диагностики состоят из перегонного и станционно-
го оборудования, соединенного кабельной линией связи. Пере-
гонное оборудование делится на напольное и постовое, а стан-
ционное— на регистрирующее и сигнализирующее. Схема раз-
мещения оборудования СДПС показана на рис. 1.5.
25
м
О
Световой
сигнальный
Входной
светофор
Выходной
светофор
(На центральный пункт
управления системы ДЦ)
Рис. 1.5. Размещение оборудования системы диагностики подвижного состава
Напольное оборудование устанавливается непосредственно на
пути и предназначено для считывания информации с подвижного
состава. В состав напольного оборудования входят считывающие
устройства (напольные камеры) с приемниками ИК-излучения, дат-
чики прохода колесных пар и датчик наличия поезда в зоне конт-
роля (рельсовая цепь наложения). Аппаратура включается при
вступлении поезда в зону контроля, а считывание производится в
моменты нахождения колесных пар в зоне действия приемника.
Сигналы от напольного оборудования поступают по кабелю к
постовому оборудованию, размещенному в специальном помеще-
нии, релейном шкафу или контейнере в непосредственной близо-
сти (на расстоянии до 15 м) от напольного. В состав постового
оборудования входят устройства управления, первичной обработ-
ки и передачи данных, которые на основании обработки сигналов,
поступивших от напольного оборудования, формируют и пере-
дают по линии связи к станционному оборудованию информа-
цию, определяющую наличие и место расположения в поезде не-
исправных подвижных единиц (локомотив, вагон); вид неисправ-
ности; место расположения неисправных узлов в подвижной
единице; общее количество подвижных единиц в поезде; количе-
ство неисправных подвижных единиц; время контроля поезда;
уровень аварийности выявленных неисправностей; результаты
автоматической проверки исправности собственной аппаратуры.
Станционное оборудование включает аппаратуру приема и
расшифровки информации, поступающей от перегонного обору-
дования, а также устройства отображения информации и аварий-
ной сигнализации. В случае обнаружения неисправных подвиж-
ных единиц соответствующие сигналы со станционного оборудо-
вания передаются на сигнальный световой указатель,
установленный между перегонным оборудованием и входным све-
тофором станции, на речевой информатор для извещения маши-
ниста поезда, а также на сигнализирующее оборудование для из-
вещения дежурного персонала станции. Сигнализирующее обору-
дование выдает звуковые и световые сигналы «Тревога».
Централизация информации должна осуществляться в преде-
лах участка движения поездов между соседними пунктами тех-
27
нического обслуживания вагонов. Информация, поступающая с
линейных пунктов контроля по выделенному каналу связи, кон-
центрируется и обрабатывается на центральном посту. При ре-
гистрации информации на центральном посту помимо данных о
наличии, виде и расположении в поезде неисправных подвижных
единиц выдаются звуковые и световые сигналы «Тревога», выра-
батываемые станционным оборудованием.
При оборудовании участка устройствами диспетчерской цен-
трализации (ДЦ) или диспетчерского контроля информация о
техническом состоянии подвижного состава, формируемая аппа-
ратурой СДПС, может передаваться по каналу телесигнализации
(ТС) на центральный пункт управления и выдаваться поездному
диспетчеру участка.
Качество выполнения аппаратурой СДПС своих функций оце-
нивается двумя показателями — достоверностью принятия реше-
ний и выявляемостью, определяемыми на основании анализа по-
лученных в процессе эксплуатации статистических данных.
Достоверность принятия решений (подтверждаемость) показы-
вает долю правильно определенных неисправностей от количе-
ства неисправностей, показанных аппаратурой СДПС, и опреде-
ляется по формуле
И
Р = топ.100о/о?
где лоп — количество неисправностей, правильно определенных
аппаратурой СДПС; ип — общее количество неисправностей, показан-
ных аппаратурой СДПС.
Выявляемость показывает долю обнаруженных неисправнос-
тей от их фактического количества и определяется по формуле
Л=—-100%,
«ф
где Иф — общее (фактическое) количество неисправностей, обнаружен-
ных аппаратурой СДПС и эксплуатационным штатом (осмотрщиками
вагонов на пункте контроля).
28
В качестве показателей, характеризующих надежность аппа-
ратуры СДПС, используются среднее время наработки на отказ
и срок службы. Эти показатели устанавливаются изготовителем
аппаратуры. Среднее время наработки на отказ определяется вре-
менем между двумя отказами (среднее время от завершения вос-
становления устройства после отказа до возникновения следую-
щего отказа). Срок службы — это календарная продолжитель-
ность от начала эксплуатации аппаратуры до перехода в
предельное состояние, то есть в состояние, при котором дальней-
шее использование аппаратуры по назначению невозможно или
нецелесообразно и требуется ее вывод из эксплуатации для ре-
монта или замены.
Контрольные вопросы
1. Перечислите состав и укажите назначение технических средств диаг-
ностирования подвижного состава на ходу поезда.
2. Приведите классификацию сигналов «Тревога», вырабатываемых
аппаратурой СДПС.
3. Опишите структурный состав и назначение отдельных функ-
циональных частей СДПС.
1.4. ТРЕБОВАНИЯ К РАЗМЕЩЕНИЮ АППАРАТУРЫ
СИСТЕМ ДИАГНОСТИКИ ПОДВИЖНОГО СОСТАВА
Требования к составу и размещению систем диагностики под-
вижного состава изложены в [9].
Аппаратурой СДПС оснащаются в первую очередь удлиненные
грузонапряженные участки безостановочного следования поездов
с тяжелыми условиями, а также скоростные направления железных
дорог. С целью облегчения эксплуатации и технического обслужи-
вания СДПС необходимо комплексно оснащать однотипными сис-
темами участки железных дорог, расположенные в зоне обслужи-
вания одного вагонного депо (ВЧД) или дистанции сигнализации и
связи (ШЧ).
29
Аппаратура СДПС должна устанавливаться перед станциями
с достаточным путевым развитием, на которых имеются пункты
технического обслуживания, пункты подготовки вагонов, пунк-
ты контрольно-технического осмотра или контрольные посты.
При таком размещении задержки поездов из-за неисправностей,
выявленных показаниями средств диагностики, будут оказывать
наименьшее влияние на нарушения графика движения поездов,
а время устранения обнаруженных неисправностей будет мини-
мальным.
Базовые подсистемы диагностики необходимо размещать на
промежуточных станциях участка с интервалом 25—35 км, пе-
ред станциями, расположенными непосредственно перед крупны-
ми искусственными сооружениями (мостами, тоннелями и др.),
если эти станции находятся на расстоянии не менее 30 км от ПТО,
отправляющего поезд в данном направлении, а также перед ко-
нечными станциями движения пассажирских поездов.
Системы обнаружения заторможенных колесных пар и воло-
чащихся деталей должны дополнять базовые средства на всех
пунктах их размещения.
Системы обнаружения дефектов колес по кругу катания
должны дополнять базовые средства на всех станциях с ПТО,
ППВ, ПКТО, а также на конечных станциях движения пасса-
жирских поездов.
Системы обнаружения отклонений верхнего габарита подвиж-
ного состава должны дополнять базовые средства, устанавлива-
емые на станциях перед искусственными сооружениями, или ис-
пользоваться самостоятельно на этих станциях при отсутствии
базовых средств перед искусственными сооружениями.
Системы обнаружения перегруза вагонов должны дополнять
базовые средства на станциях с ПТО и ППВ, примыкающих к
районам массовой погрузки грузов. Кроме того, эти системы
могут использоваться самостоятельно на приграничных и сты-
ковых станциях железных дорог.
30
Для оснащения участков железных дорог системами центра-
лизации информации необходимо организовать каналы связи
между линейными пунктами и центральным постом.
Перегонное оборудование средств диагностики устанавлива-
ется на подходе к станции, где предстоит остановка поездов в
случае обнаружения в них неисправных подвижных единиц. При
этом могут быть два варианта размещения перегонного обору-
дования:
с учетом остановки поезда с неисправными подвижными единица-
ми на пути, куда был приготовлен маршрут приема;
с учетом остановки поезда с неисправными подвижными единица-
ми на другом пути с отменой ранее приготовленного маршрута и за-
данием нового.
Расстояние от места установки перегонного оборудования
СДПС до входного светофора станции зависит от максимальной
длины обращающихся на участке поездов и максимальной ско-
рости движения и определяется в соответствии с [24]. При расче-
те этого расстояния необходимо учитывать, что машинист пос-
ле прохода поездом участка контроля и получения извещения о
наличии в составе неисправных подвижных единиц (сигнала
«Тревога») должен иметь возможность снизить скорость и оста-
новиться, не проезжая выходного светофора или предельного
столбика пути приема, а в некоторых случаях — иметь возмож-
ность остановки поезда служебным торможением до входного
сигнала станции.
Для участковых и сортировочных станций, на которых по ус-
ловиям эксплуатации останавливаются все поезда, перегонное
оборудование необходимо размещать в непосредственной близо-
сти от станции, однако место его установки не должно попадать
в зону возможной остановки поезда у входного светофора, так как
в этом случае часть вагонов может оказаться не проверенной.
Для станций, где по условиям эксплуатации возможна оста-
новка поезда с неисправными подвижными единицами на пути,
31
куда заранее был приготовлен маршрут приема, минимальное рас-
стояние L от места установки перегонного оборудования СДПС до
входного светофора определяется по формуле
L ~ ^гпах (^и + ^вп + ^пв + ^пл + ^вс ) + А.н ’
где Lr,—длина поезда; — максимальная скорость движения по-
ездов на участке (в точке расположения перегонного оборудования
СДПС); /и — время срабатывания устройств информации, /и = 3 с;
ZBr| — время восприятия дежурным по станции информации о наличии
неисправностей в прибывающем поезде, ZBn = 18 с; Zn — время пере-
крытия входного светофора дежурным по станции, Zn = 5 с; ZnB — вре-
мя переключения предвходного светофора на более запрещающее
показание, znB = 6 с; znJ1 — время переключения огня локомотивного
светофора с зеленого на желтый [при автоматической локомотивной
сигнализации (АЛС)] или время возможной потери видимости основ-
ного светофора (без АЛС), znjI = 6 с; zBC — время восприятия маши-
нистом изменений сигнального показания локомотивного светофора
(при АЛС) или изменения сигнального показания впереди стоящего
напольного светофора (без АЛС), zBC = 6 с; LCH — расстояние, кото-
рое проходит поезд при снижении скорости с максимальной до необ-
ходимой для своевременной остановки на пути приема (до установ-
ленной на дороге скорости движения при красном с желтым огне ло-
комотивного светофора).
Для станций, где остановка поезда с неисправными под-
вижными единицами производится не на пути, куда заранее
был приготовлен маршрут приема, а на другом пути (требу-
ется отмена установленного и задание нового маршрута), ми-
нимальное расстояние от места установки перегонного обору-
дования СДПС до входного светофора определяется по фор-
муле
= Ьц Азу + ^гпах (^и + ^вп + Zo + Zy + ^пп + ^пл ^вс) >
где Lgy — длина блок-участка между предвходным и входным светофо-
рами; zo — время отмены дежурным по станции ранее установленного
32
маршрута приема, /0 = 6 с; / — время установки дежурным по стан-
ции нового маршрута приема (определяется комиссионно для конкрет-
ных станций); Znn — время переключения предвходного светофора на
желтый мигающий огонь, znn= 6 с.
Рассчитанное значение L должно быть увеличено на LCH, если
LCH > Knax (zo+?y)’ обеспечивая поезду гарантированное расстояние
для снижения скорости в случаях не открытия входного светофора
при установке нового маршрута приема.
При выборе мест установки перегонного оборудования необхо-
димо пользоваться следующими рекомендациями.
Перегонное оборудование должно располагаться на той части пе-
регона, где в соответствии с тяговыми расчетами не применяется (си-
стематически) служебное торможение, не производятся проверка
действия тормозов и частые остановки поездов, реализуются наи-
большие допустимые скорости движения поездов (последнее — за
исключением случаев наличия в составе средств контроля систем об-
наружения перегруза вагонов, для которых предпочтительны низкие
скорости движения поездов). Перегонное оборудование должно рас-
полагаться на прямых участках пути и не менее чем за 500 м по ходу
движения поездов от кривых радиусом менее 1000 м. Размещение пе-
регонного оборудования ближе от кривой или на кривой с радиу-
сом более 1000 м допускается при обосновании невозможности при-
нятия другого решения.
Напольное оборудование должно размещаться в местах, не
подверженных снежным заносам, скоплению талых и ливневых
вод, на устойчивом полотне, балластный слой которого не под-
вержен пучению и разжижению. Напольные устройства должны
устанавливаться посередине рельсового звена (на участках бес-
стыкового пути — на расстоянии не менее 10 м от стыка). В зоне
установки напольных датчиков систем обнаружения дефектов ко-
лес и перегруза вагонов не должно быть неровностей (отслоений,
выбоин, пробуксовок, седловин, волнообразных деформаций
и бугров в месте сварки стыков) размером более 1,5 мм на
2. Д. В. Швалов, В. В. Шаловалоа
33
поверхности катания рельсов, а на участках скоростного дви-
жения поездов — более 1,0 мм.
На участках с автоблокировкой место размещения напольного
оборудования средств контроля должно быть удалено на расстоя-
ние более 300 м от изолирующих стыков.
При выборе мест установки перегонного оборудования СДПС
необходимо учитывать возможность доставки к этим местам об-
служивающего персонала (наличие вблизи автомобильных до-
рог, остановочных пунктов электропоездов). Предпочтительно
размещение этого оборудования осуществлять вблизи охраняе-
мых переездов и других обслуживаемых сооружений.
На электрифицированных участках железных дорог не разре-
шается устанавливать перегонное оборудование вблизи нейт-
ральных вставок и воздушных промежутков контактной сети,
постов секционирования, пунктов параллельного соединения и
отсасывающих трансформаторов. Расстояние от перегонного
оборудования до указанных устройств электроснабжения долж-
но быть не менее максимально возможной длины составов поез-
дов, следующих по оборудуемому участку.
Сигнальный световой указатель наличия неисправных ваго-
нов в поездах устанавливается в соответствии с [25] и должен раз-
мещаться относительно напольного оборудования по ходу дви-
жения поездов на расстоянии не менее максимальной длины
поезда и расстояния, необходимого для восприятия машинистом
его показания при движении поезда с максимальной скоростью,
при наихудших условиях видимости.
На пунктах контроля, не оборудованных сигнальными свето-
выми указателями наличия неисправных вагонов в поездах, ус-
танавливается речевой информатор, предназначенный для авто-
матического оповещения машиниста локомотива (по радиокана-
лу) и дежурного по станции (по отдельному громкоговорителю)
о наличии выявленных неисправностей в поезде, проследовав-
шем по участку контроля. Речевой информатор размещается в
служебном помещении, где расположена стационарная радио-
34
станция поездной радиосвязи, на расстоянии не более 0,5 м от
нее и подключается к станционному оборудованию. В сообще-
нии, передаваемом речевым информатором м\шинисту локомо-
тива, содержатся сведения о направлении движения пребывающе-
го поезда (четный или нечетный), станции прибытия поезда и
виде сигнала «Тревога», требующего остановки поезда на пере-
гоне или станции.
Регистрирующее оборудование средств диагностики в зависи-
мости от условий эксплуатации устанавливается на станции ли-
нейного пункта в помещении ПТО, ПКТО, КП или дежурного
по станции, на рабочих местах лиц, ответственных за снятие по-
казаний с этого оборудования. При оснащении аппаратурой
СДПС нескольких подходов к станции регистрирующее обору-
дование средств контроля всех подходов должно устанавливать-
ся в одном помещении.
Централизация информации с линейных пунктов контроля,
расположенных на участке безостановочного следования поез-
дов, должна осуществляться на станцию с ПТО, в зону обслу-
живания вагонов которого входят эти линейные пункты. При
централизации нескольких участков движения поездов на одном
ПТО оборудование для обработки и регистрации информации
систем централизации, должно располагаться в одном помеще-
нии центрального поста. Исходя из технологических задач по
обслуживанию вагонов, допускается централизация информации
на станции с ПКТО, в отделении и управлении дороги. В каж-
дом конкретном случае необходимо стремиться к тому, чтобы
линейные пункты контроля одного централизованного участка
входили в зону технического обслуживания одной дистанции
сигнализации и связи.
Контрольные вопросы
1. Приведите требования к размещению СДПС различного функци-
онального назначения на участках железных дорог.
35
2. Поясните порядок определения расстояния от места установки пе-
регонного оборудования СДПС до станции для различных эксплуата-
ционных условий.
3. Приведите требования и рекомендации, которыми необходи-
мо пользоваться при выборе мест установки оборудования СДПС
на перегоне.
4. Приведите требования и рекомендации, которыми необходимо
пользоваться при размещении станционного оборудования СДПС и ап-
паратуры централизации информации.
1.5. НАПОЛЬНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ о
га э
В состав напольного оборудования СДПС входят напольные
камеры, датчики прохода колес и рельсовая цепь наложения.
Элементы напольного оборудования соединяются с постовым
оборудованием при помощи кабельной сети с использованием
универсальных кабельных муфт типа УКМ-12.
Напольная камера предназначена для размещения и защиты
от механических и климатических воздействий аппаратуры изме-
рительного тракта (приемник ИК-излучения и предварительный
усилитель).
Конструкция (упрощенная схема) напольной камеры показа-
на на рис. 1.6. Основными конструктивными узлами напольной
камеры являются корпус, приемная капсула, наружный обогре-
ватель, элементы крепления и др.
В верхней части передней стенки корпуса 4 напольной каме-
ры расположено входное окно 12 для пропуска ИК-излучения
от букс, перекрываемое заслонкой 16 при отсутствии поезда в
зоне контроля. Управление заслонкой (открытие входного
окна) осуществляется через тягу 15 при включении электромаг-
нита 10. В исходное состояние заслонка возвращается после
прохода поезда по участку контроля за счет усилия возвратной
пружины.
Приемная капсула 8 выполнена в виде отдельного съемно-
го узла и содержит приемник ИК-излучения со схемой пред-
36
Рис. 1.6. Камера напольная
варительного усиления. Схемные элементы, расположенные
на кронштейне внутри приемной капсулы, закрыты съемным
кожухом, который крепится к лицевой панели через резино-
вую уплотнительную прокладку для герметизации внутренней
полости капсулы.
В качестве приемника ИК-излучения применяется полу-
проводниковый болометр 77, представляющий собой герме-
тичную конструкцию. Амплитуда снимаемого с приемника
импульсного сигнала пропорциональна разности темпера-
тур корпуса буксы и рамы вагона (боковины тележки), что
уменьшает влияние температуры окружающего воздуха на
качество контроля.
С внутренней стороны заслонки в створе диаграммы направ-
ленности оптической системы болометра установлено металли-
ческое зеркало, отражающее поток инфракрасной энергии от
контрольной лампы 77 на приемную линзу болометра. Конт-
рольная лампа служит для имитации теплового воздействия на
болометр и установлена на специальном кронштейне, конструк-
ция которого позволяет производить регулировку положения
лампы относительно заслонки, а следовательно, относительно
37
оптической оси болометра в процессе наладки или регулировки
аппаратуры.
Система термостатирования напольной камеры состоит из
электронагревательного элемента 5, управляемого сигналами
от термодатчика 9 с пределами регулирования от 10 до 30 °C.
В качестве термодатчика используется терморезистор. При тем-
пературе окружающего воздуха ниже значения, установленно-
го на термодатчике (обычно 25 °C), система термостатирования
поддерживает внутри напольной камеры постоянный темпера-
турный режим, что улучшает условия эксплуатации и повыша-
ет стабильность функционирования электронных элементов.
Стенки корпуса и верх основания напольной камеры по-
крыты теплоизоляционным материалом для уменьшения по-
терь тепла в зимний период. Для защиты входного окна на-
польной камеры от заноса снегом и покрытия льдом, предот-
вращения попадания снега на оптическую систему приемной
капсулы при открытой заслонке предназначен наружный обо-
греватель 14, который включается при понижении температу-
ры наружного воздуха до 5 °C.
Обогреватель представляет собой съемную конструкцию. На
боковых стенках обогревателя установлены два пластинчатых
электронагревательных элемента мощностью по 50 Вт. Кожух
обогревателя имеет окно 13 для пропуска ИК-излучения на при-
емник. В нижней части кожуха обогревателя расположен вырез
для стока талой воды.
В верхней части 6 боковых стенок корпуса напольной ка-
меры расположены четыре аэрационных окна 7 с пылеулав-
ливающими фильтрами, предназначенные для вентиляции
внутренней полости в летний период и закрытые заглушками
в зимний период. Вентиляция предотвращает конденсацию
влаги на линзе оптической системы и других элементах и по-
зволяет понизить температуру внутри напольной камеры при
нагреве солнечными лучами.
38
Основание напольной камеры крепится к плите специальны-
ми винтами, которые могут смещаться вдоль опоры по пазам.
Этим обеспечивается возможность поворота камеры при регули-
ровании ее положения в горизонтальной плоскости. Регулиро-
вание положения камеры в вертикальной плоскости обеспечива-
ется смещением основания на винтах.
Корпус напольной камеры крепится к основанию шарнирным
соединением 3 и специальным замком, расположенным в перед-
ней части корпуса. Шарнирное соединение позволяет открывать
напольную камеру без отделения корпуса от основания.
Связь напольной камеры с постовым оборудованием осуще-
ствляется посредством силового и сигнального кабелей 19. Со-
единяются кабели с элементами напольной камеры при помощи
разъемов, которые установлены в узле ввода кабелей 2, распо-
ложенном на основании. Для соединения вводного разъема сиг-
нального кабеля и элементов приемной капсулы служит соеди-
нительный кабель 1.
Напольные камеры устанавливаются по обеим сторонам ко-
леи. Для обеспечения стабильности положения относительно
рельса и повышения виброустойчивости при проходе поезда на-
польная камера устанавливается на специальную металлическую
раму, которая крепится к бетонному фундаменту.
Приемная капсула закрепляется на платформе, которая уста-
новлена на четырех амортизаторах 18. Для выравнивания на-
грузки на амортизаторы в задней части платформы установлен
противовес.
Для защиты напольных камер от повреждений волочащими-
ся деталями подвижного состава перед каждой камерой со сто-
роны движения поезда установлены специальные ограждения,
которые крепятся к шпалам.
Принцип действия болометра основан на изменении электри-
ческого сопротивления чувствительного элемента (терморезис-
торного элемента) под воздействием энергии ИК-излучения.
39
Рис. 1.7. Болометр
На вход предварительного
усилителя
От источника питания ±15 В
Рис. 1.8. Включение термо-
резисторов болометра
Болометр совмещает приемник ИК-излучения и оптическую систему.
Конструкция болометра показана на рис. 1.7, взятом из [11].
Линза 5 болометра впаяна в держатель 3, который крепится к
основанию 7 при помощи тугой посадки. Таким же образом ос-
нование крепится в цоколе 9. Держатель линзы, основание и цо-
коль установлены в цилиндрическом корпусе 2. Герметичность
внутренней полости болометра обеспечивается за счет применения
сварного соединения торцов держателя линзы и цоколя с корпу-
сом. Внутри корпуса болометра размещаются основной 4- и ком-
пенсационный 6 терморезисторные элементы, подключенные к вы-
водам 10. Терморезисторные элементы включены по схеме дели-
теля напряжения (рис. 1.8) и питаются от специального источника
питания (±15 В). Выводы болометра монтируются в цоколе на
изоляторах 8 (см. рис. 1.7). Для защиты стеклянных изоляторов
от влаги цоколь заливается специальным компаундом 1.
Основными рабочими параметрами болометра являются угол
поля зрения оптики и постоянная времени. Постоянная времени
характеризует временной интервал от начала облучения прием-
ника до момента достижения выходным напряжением уровня 0,63
от установившегося значения. Меньшая величина постоянной вре-
мени обеспечивает постоянство выходного напряжения при более
40
высоких скоростях движения поезда. В табл. 1.1 приведены значе-
ния рабочих параметров для болометров старого (БП-1) и ново-
го (БП-2, БП-2М) типов.
Таблица 1.1
Рабочие параметры БП-1 БП-2, БП-2М
Угол поля зрения оптики, град До 5 ДоЗ
Постоянная времени, мс До 5 До 2,5
Конструкция болометра и рабочие параметры оптической си-
стемы обеспечивают небольшой диаметр поля обзора корпуса
буксового узла, что исключает прием ИК-излучения от посто-
ронних деталей подвижного состава. Максимальное расстояние,
на котором болометр уверенно фиксирует температуру нагретых
элементов, составляет 2 м.
В целях повышения эффективности функционирования устройств
измерительного тракта разработана и применяется напольная ма-
логабаритная камера типа КНМ-05 с креплением за подошву рель-
са (рис. 1.9). Оптическая система приемника ИК-излучения камеры
КНМ-05 сориентирована на буксовый узел параллельно оси под
углом 55° к горизонту, что снижает влияние внешней среды и сол-
нечного излучения на качество контроля. Устройство преобразова-
ния мощности принимаемого ИК-излучения в цифровой сигнал
расположено в приемной капсуле, что повышает помехозащищен-
ность тракта передачи и позволяет удалять напольное оборудова-
ние на расстояние до 30 м от постового.
Крепление камеры на рельс дает ряд важных преимуществ по
сравнению с традиционным размещением напольных камер на фун-
даментах вблизи пути. Во-первых, обеспечивается стабильность
ориентации оптической системы напольной камеры — исключают-
ся нарушения ориентации, вызванные влиянием различных
41
Рис. 1.9. Установка напольной камеры типа КНМ-05
внешних воздействий (вибрации, перемещений грунта, смещения
элементов пути и подвижного состава и др.). Это исключает не-
обходимость дополнительных регулировочных работ в процес-
се эксплуатации и повышает выявляемость и достоверность при-
нятия решений. Во-вторых, конструкция напольной камеры и
способ крепления обеспечивают попадание в поле зрения оптичес-
кой системы нижней и частично задней стенок буксового узла —
элементов, практически не подверженных температурному воздей-
ствию солнечного излучения, что также повышает достоверность
принятия решений. В-третьих, при креплении на рельс расстоя-
ние между болометром и контролируемым узлом сокращается,
что повышает чувствительность и помехозащищенность измери-
тельного тракта.
Датчик прохода колес вырабатывает электрический сигнал при
проходе колесной пары через контрольную точку — точку установки
датчика (при проходе колеса над датчиком). В отечественных систе-
мах диагностики подвижного состава применяются магнитоиндукци-
онные датчики [27].
Конструктивно магнитоиндукционный датчик (рис. 1.10)
состоит из магнитной головки 4 и крепежного устройства 5 и
42
устанавливается внутри колеи на подошве рельса. Внутри маг-
нитной головки на стальном основании установлена катушка 2
с находящимся внутри нее постоянным магнитом 3. Срок служ-
бы магнита не ограничен, его магнитные свойства не ухудшают-
ся под воздействием механических вибрационных и ударных на-
грузок, а также при изменении температуры в широком диапа-
зоне и при воздействии внешнего магнитного поля.
При установке расстояние от головки рельса 7 до датчика вы-
бирается таким, чтобы при проходе колеса воздушный зазор
между гребнем и магнитом был минимальным, но достаточным
для исключения механического контакта даже при максимально
возможном прокате колеса. Конструкция датчика должна исклю-
чать перемещения магнита внутри катушки от действия вибра-
ции при проходе поезда, что обеспечивает малый уровень помех
датчика (микрофонный эффект).
Принцип действия датчика основан на явлении электромаг-
нитной индукции. При отсутствии колеса в зоне установки дат-
чика (рис. 1.10, а) магнитный поток Ф постоянного магнита
замкнут через крепежное устройство, рельс и воздушный зазор
Рис. 1.10. Устройство и принцип действия магнитоиндукционного
датчика прохода колес
43
между головкой рельса и одним из полюсов. При проходе греб-
ня колеса 6 в воздушном зазоре (рис. 1.10, б) происходит изме-
нение магнитного потока следующим образом: сначала, когда
величина воздушного зазора уменьшается, магнитный поток уве-
личивается и достигает своего максимального значения в момент
нахождения центра колеса над центром датчика; затем, когда ве-
личина воздушного зазора увеличивается, магнитный поток
уменьшается и достигает исходного значения в момент выхода
колеса из воздушного зазора (из зоны действия датчика).
При возрастании магнитного потока в катушке индуцирует-
ся ЭДС, создающая импульс напряжения колоколообразной
формы положительной полярности, при убывании магнитного
потока индуцируемая в катушке ЭДС создает импульс напря-
жения отрицательной полярности (рис. 1.11). Величина ЭДС
определяется по формуле
d<£> с1Ф
E=-W-----= -WV-----,
dt dL
где W — число витков обмотки катушки; Ф — магнитный поток в
обмотке; t — время; V — скорость движе-
ния колеса; L — координата перемеще-
ния колеса.
Направление движения
подвижной единицы
Рис. 1.11. Диаграмма сиг-
нала на выходе датчика
прохода колес
а длительность
Амплитуда и длительность выход-
ных сигналов датчика определяются
скоростью изменения магнитного по-
тока (то есть скоростью движения ко-
леса): амплитуда импульса прямо
пропорциональна,
импульса обратно пропорциональна
скорости движения колеса или произ-
водной магнитного потока по пере-
мещению. Выходной сигнал датчика
поступает на исполнительный эле-
мент (ИЭ на рис. 1.10), который при
воздействии импульса положитель-
44
ной полярности вырабатывает
сигнал прохода колесной пары
для схем постового оборудова-
ния, а при воздействии импуль-
са отрицательной полярности
возвращается в исходное
состояние. Устройство и конст-
руктивные особенности испол-
нительного элемента зависят от
типа СДПС.
В системах диагностики под-
вижного состава применяются
магнитные датчики прохода ко-
лес следующих типов [27—32]:
педаль бесконтактная магнит-
ная ПБМ-56 (рис. 1.12);
датчик магнитный ДМ-88
(рис. 1.13) и его варианты —
датчик магнитный модернизи-
рованный ДМ-88М и датчик
магнитный с головкой в сталь-
ном корпусе ДМ-88С;
датчики магнитные ДМ-92Н,
ДМ-95Н;
датчик Штанке магнитный
ДМ-99;
датчик Штанке магнитный
помехоустойчивый ШМП-93;
датчики электронные ДАС,
ДАС-А, ДАС-А+.
Технические параметры дат-
чиков приведены в табл. 1.2.
Конструктивно магнитные
датчики различных типов (кро-
Рис. 1.12. Педаль бесконтакт-
ная магнитная ПБМ-56
Рис. 1.13. Датчик магнитный
ДМ-88
139±2
45
ме ПБМ-56) не отличаются друг от друга. Уменьшение массога-
баритных параметров датчика ДМ-99 достигается за счет изготов-
ления магнита на основе редкоземельных металлов (в датчиках
ДМ-88 и ШМП-93 магнит выполнен из феррита бария, в ДМ-
95Н— на основе сплава неодим-железо-бор).
Датчик ШМП-93 отличается от других датчиков наличием в
магнитной головке двух катушек с магнитами. Поэтому величи-
на ЭДС датчика ШМП-93 определяется по формуле
Е= . 2ГП,<*№+*;),
dt dL
где Ф1 и Ф2 - магнитные потоки в соответствующих обмотках.
На некоторых участках использовались датчики автогене-
раторного типа Д50 (французского производства), принцип
действия которых основан на срыве автогенерируемых коле-
баний при заходе колеса в зону чувствительности датчика
(250—300 мм над центром датчика).
В настоящее время оставшиеся в эксплуатации датчики типов
ПБМ-56 и Д50 подлежат замене на более совершенные датчики
типов ДМ, ШМП или ДАС.
Электронные датчики ДАС (датчик адаптирующийся считыва-
ющий), ДАС-А (датчик адаптирующийся считывающий, анало-
говый) и ДАС-А+ (датчик адаптирующийся считывающий, ана-
логовый, положительной полярности) имеют ряд отличительных
особенностей.
Внутри магнитной головки датчика находится электронная
схема, залитая специальным компаундом. Основными элемен-
тами электронной схемы являются высокостабильный питаю-
щий генератор с частотой 65 кГц, индуктивный чувствитель-
ный мост, пороговое устройство и система адаптации к усло-
виям окружающей среды. Подключение питающего генератора
к индуктивному мосту и чувствительной диагонали моста к
пороговому устройству осуществляется через согласующие
трансформаторы.
46
Таблица 1.2
Параметры Датчики
ПБМ-56 ДМ-88 ДМ-88М, ДМ-88С ДМ-95Н ДМ-99 ШМП-93 ДАС, ДАС-А, ДАС-А+
1. Надежная работа при скоростях следования подвижных единиц, км/ч 1,5—30 * 3—200 3—200 1—200 3—200 1,5—200 0,01—300
2. Тип рельсов, на которые устанавливается датчик Р43,Р50, Р65, Р75 Р65, Р75
3. Условия эксплуатации:
температура -40°...+60° -55°...+65° -55°...+65° -55°...+65° -60°...+65° -55°...+65° -50°...+60°
относительная влажность воздуха До 98 % До 100 % До 100% До 100% До 100% До 100% До 100%
4. Масса, кг (без крепежного устройства массой 2,5 кг) 4,5 2,5 1,5 1,5 0,7 2,5 0,9
5. Амплитуда сигнала при минимальной скорости движения подвижного состава, В Не менее 0,7 Не менее 0,7 Не менее 1 Не менее 1 Не менее 1,2 Не менее 0,8
* С электронной схемой — от 1 до 200 км/ч,
При проходе колеса в зоне действия датчика происходит
разбаланс моста, вызванный изменением индуктивности его
активных катушек и потерями на вихревые токи, возникающие
в колесе. В результате срабатывает пороговое устройство, и на
выходе датчика формируется импульс отрицательной (прямо-
угольный у ДАС и колоколообразный у ДАС-А) или поло-
жительной (колоколообразный у ДАС-А+) полярности.
Система адаптации производит автоматическую коррекцию
порога срабатывания порогового устройства в зависимости от
условий окружающей среды, что позволяет исключить регули-
ровку параметров датчика в процессе эксплуатации. Электрон-
ная схема датчика содержит элементы грозозащиты, стабилиза-
ции напряжения питания и защиты от неправильного подключе-
ния его полюсов, защиты от короткого замыкания выхода.
В качестве рельсовой цепи наложения (РЦН) используется
электронная педаль типа ЭП-1 или ЭП-1А (рис. 1.14). Это корот-
кая (зона действия до 50 м) бесстыковая рельсовая цепь тональ-
ной частоты.
В состав аппаратуры питающего конца РЦН (генератор)
входят собственно генератор, согласующий трансформатор Т2,
фильтр L1—С5—С6 и ограничительный резистор R4. В состав
аппаратуры релейного конца РЦН (приемник) входят фильтр
L2—С8—С9, согласующий трансформатор ТЗ, схема выпрямле-
ния VD1—VD4 и импульсное реле И. Питание РЦН осуществ-
ляется от источника переменного напряжения 12 В. Аппарату-
ра рельсовой цепи наложения (кроме импульсного реле) раз-
мещается в путевой коробке и соединяется с рельсами двумя
парами перемычек, импульсное реле расположено на перегон-
ной стойке (постовое оборудование).
Основными функциональными узлами генератора являют-
ся задающий каскад с самовозбуждением, собранный на тран-
зисторе VT1, и двухтактный усилитель мощности, выполнен-
ный на транзисторах VT2 и VT3. Задающий каскад выполнен
по схеме с общим эмиттером и положительной обратной свя-
48
К рельсам
Рис. 1.14. Рельсовая цепь наложения (электронная педаль)
зью для генерации незатухающих колебаний в контуре, обра-
зованном обмоткой 1—4 трансформатора Т1 и конденсатором
С1 и настроенном на частоту 5 кГц. Напряжение, выделенное
в контуре, формирует на вторичной обметке 9—10 трансфор-
матора Т1 напряжение обратной связи, которое подается на
базу транзистора VT1 и вызывает протекание тока через его
эмиттерный переход. В результате появляется ток в коллек-
торной цепи транзистора VT1 и изменяется напряжение в кон-
туре Т1—С1. Далее описанный процесс повторяется. Режим
работы транзистора VT1 по постоянному току обеспечивается
делителем напряжения, состоящим из резисторов Rl, R2 и тер-
морезистора R5. Терморезистор R5 и резистор R3 обеспечи-
вают стабильность частоты, формируемой генератором, при
изменениях температуры окружающей среды.
49
Генерируемые электрические колебания частотой 5 кГц с
вторичных обмоток 5—6 и 7—8 трансформатора Т1 подают-
ся на вход усилителя мощности, выполненного на транзис-
торах VT2 и VT3. Нагрузкой усилителя служит первичная
обмотка трансформатора Т2, зашунтированная конденсато-
ром С2. Трансформатор Т2 выполняет функцию согласова-
ния высокоомной аппаратуры РЦН и низкоомной рельсовой
линии. Первичная обмотка трансформатора Т2, на которую
подается напряжение питания 12 В, образует с конденсато-
ром С2 контур, настроенный в резонанс с генератором на
частоте 5 кГц. Напряжение с вторичной обмотки 4—5 транс-
форматора Т2 подается в рельсовую линию через фильтр
L1—С5—С6. Фильтр L1—С5—С6 настроен на частоту 5 кГц
и обеспечивает защиту аппаратуры питающего конца РЦН от
влияния тягового тока и тока АЛСН. Резистор R4 (1 Ом) за-
щищает схему от перегрузок — ограничивает ток короткого
замыкания при шунтировании рельсовой цепи.
Сигнальный ток частотой 5 кГц из рельсовой линии через
защитный фильтр L2—С8—С9 поступает на первичную обмот-
ку 1—2 согласующего повышающего трансформатора ТЗ. Фун- -
кции фильтра L2—С8—С9 аналогичны фильтру L1—С5—С6
питающего конца РЦН.. С вторичной обмотки трансформато-
ра ТЗ напряжение через выпрямительный мост VD1—VD4 по-
дается на обмотку импульсного реле постоянного тока И типа
ИР 1-3000. Для сглаживания пульсаций выпрямленного напря-
жения на выходе выпрямительного моста установлен конден-
сатор С7. Уровень напряжения на обмотке реле И регулирует-
ся путем подключения выпрямительного моста к различным
секциям вторичной обмотки трансформатора ТЗ.
Электронная педаль характеризуется следующими электри-
ческими параметрами: уровень напряжения в рельсовой ли-
нии — не менее 0,6 В; уровень напряжения на обмотке реле —
не менее 10 В.
50 \
V
Контрольные вопросы
1. Опишите устройство и принцип действия напольной камеры.
2. Опишите устройство и принцип действия болометра.
3. Укажите отличительные особенности и преимущества напольной
камеры типа КНМ-05.
4. Опишите принцип действия датчика прохода колес магнитоиндук-
ционного типа.
5. Сравните конструктивные особенности и технические параметры
датчиков прохода колес различных типов.
6. Поясните устройство и принцип действия рельсовой цепи наложения.
Глава 2
АППАРАТУРА ДИАГНОСТИКИ
ПОДВИЖНОГО СОСТАВА НА ХОДУ ПОЕЗДА
2.1. АППАРАТУРА ПОНАБ-3
Структурная схема аппаратуры автоматического обнаружения
перегретых букс в поездах ПОНАБ-3 показана на рис. 2.1. Устрой-
ство и принципы функционирования аппаратуры ПОНАБ-3 под-
робно описаны в [10]. Технические средства ПОНАБ-3 включают
перегонное и станционное оборудование, соединенные линией свя-
зи, а также дополнительное оборудование, необходимое для про-
верки, настройки и регулировки параметров.
Перегонное оборудование разделяется на напольное и посто-
вое. В состав напольного оборудования входят две напольные
камеры — левая НКЛ и правая НКП, четыре датчика прохода ко-
лес Д1—Д4, рельсовая цепь наложения РЦН и две соединитель-
ные муфты СМ. Расстояния между датчиками прохода колес выб-
раны с учетом расстояний между осями подвижных единиц (для
отечественного подвижного состава) следующим образом. Датчи-
ки Д1 и ДЗ размещаются на расстоянии 3600 мм, которое меньше
минимально возможного расстояния между крайними внутренни-
ми осями подвижных единиц и больше максимально возможного
расстояния между двумя соседними осями в одной группе осей.
Датчики Д1 и Д2 (ДЗ и Д4) размещаются на расстоянии 500 мм,
которое не больше минимально возможного расстояния между со-
седними осями подвижных единиц.
В состав постового оборудования, расположенного в помеще-
нии перегонного поста, входят блок управления БУ, два блока
усиления сигналов У, два устройства логической обработки сиг-
налов УЛ ОС, два формирователя сигналов ФС1 и ФС2, блок
Станционное оборудование
I Постовое оборудование
I--------------------------
Рис. 2.1. Структура аппаратуры ПОНАБ-3
отметки вагонов БОВ, блок управления передачей БУП, блок
запоминающего устройства БЗУ, блок счета вагонов БСВ,
электронный передатчик кода ЭПК и передатчик частотно-ма-
нипулированных сигналов ПЧМС.
Станционное оборудование размещается в отдельном помеще-
нии в здании поста электрической централизации или в станцион-
ном здании и разделяется на регистрирующее и сигнализирующее.
В состав регистрирующего оборудования входят приемник частот-
но-манипулированных сигналов ПРЧМС, электронный приемник
кода ЭПРК, блок контроля БК, печатающее устройство ПУ, пульт
оператора ПО. К сигнализирующему оборудованию относятся ус-
тройства сигнализации УС, расположенные в рабочем помещении
дежурного по станции (ДСП), и сигнальный световой указатель.
Можно выделить четыре группы функциональных задач, ре-
шаемых устройствами ПОНАБ-3: считывание информации с под-
вижного состава; счет вагонов; автоконтроль (имитация прохода
по участку контроля четырехосного вагона с перегретыми букса-
ми); информационное обеспечение эксплуатационного персонала.
Для обеспечения эксплуатационного персонала (дежурного по
станции, оператора пункта технического обслуживания вагонов,
электромеханика ПОНАБ-3) информацией о техническом состо-
янии подвижного состава и собственной аппаратуры постовые
устройства формируют и передают на станцию сообщения двух
видов — сведения о вагонах с перегретыми буксами и общие све-
дения о поезде.
Информационное сообщение о вагоне с перегретыми буксами,
формируемое и передаваемое в момент их обнаружения, представ-
ляет собой четырехразрядное слово, в первых двух разрядах ко-
торого передается порядковый номер вагона с перегретыми бук-
сами (в первом — десятки, во втором — единицы), в третьем —
знак стороны поезда, с которой обнаружена неисправность
(«+» — правая, «-» — левая, «X» — с обеих сторон), в четвер-
том — знак «Пробел» (для отделения последовательно передава-
емых сообщений друг от друга).
Информационное сообщение с общими сведениями о поезде,
формируемое и передаваемое после завершения процесса самс-
54
контроля, представляет собой семиразрядное слово, в первых
двух разрядах которого передается общее количество вагонов в
поезде (в первом — десятки, во втором — единицы), в третьем и
пятом — знак «Пробел» (для отделения информационных разря-
дов сообщения друг от друга), в четвертом — количество ваго-
нов с перегретыми буксами, в шестом — знак состояния аппара-
туры ПОНАБ-3 («Р» — исправность, «Н» — неисправность), в
седьмом — знак «Возврат каретки» (для перевода строки печата-
ющего устройства).
Электрические схемы аппаратуры ПОНАБ-3 реализованы на
основе диодно-транзисторной логики с использованием унифи-
цированных логических ячеек (субблоков) серии «Логика-Т» [10].
Размещение перегонного и станционного оборудования
ПОНАБ-3 показано на рис. 2.2, где обозначены: 1 — стойки с
блоками перегонного оборудования; 2 — пульт управления;
3 — силовая аппаратура; 4 — стойка с блоками станционного
оборудования; 5 — печатающее устройство; 6 — стол операто-
ра (электромеханика); 7—пульт оператора.
Основные технические характеристики аппаратуры ПОНАБ-3
следующие:
скорость движения контролируемых поездов 5—150 км/ч;
рабочие интервалы температур окружающего воздуха от 5 до
60 °C для постового и станционного оборудования, от -50 до +60 °C
для напольного оборудования; • 4 „
дальность передачи информации от перегонного оборудова-
ния к станционному — до 20 км, от регистрирующего оборудо-
вания к сигнализирующему — до 2 км;
объем информации, выдаваемой на один проконтролирован-
ный поезд: общее количество вагонов в поезде — от 1 до 99; ко-
личество вагонов с перегретыми буксами — от 1 до 9; порядко-
вый номер вагона с перегретыми буксами — от 1 до 99; сторона
вагона, в котором находятся перегретые буксы;
электропитание аппаратуры — от источника переменного на-
пряжения 220 В ±10%, 50 Гц;
потребляемая мощность— 1350 Вт перегонным оборудовани-
ем, 250 Вт станционным оборудованием.
55
CM
сь
Рис. 2.2. Размещение оборудования ПОНАБ-3
Показатели выявляемое™ и достоверности принятия решений
для аппаратуры ПОНАБ-3 приведены в табл. 2.1. Показатели,
характеризующие свойства надежности аппаратуры ПОНАБ-3,
следующие: среднее время наработки на отказ — не менее 1000 ч,
срок службы — 8 лет.
Таблица 2.1
Температура шеек осей,°C Выявляемость перегретых букс, % Достоверность принятия решений, %
70—120 Не менее 70 Не менее 85
140—180 Не менее 80 Не менее 85
Внедрение в эксплуатацию аппаратуры ПОНАБ-3 в начале
1970-х гг. стало значительным прорывом в области контроля тех-
нического состояния подвижного состава на ходу поезда и способ-
ствовало повышению уровня безопасности движения поездов за
счет своевременного выявления перегретых букс и устранения об-
наруженных неисправностей, а также повышению эффективности
перевозок за счет сокращения количества отцепок вагонов и за-
держек поездов в пути следования. Однако за период эксплуата-
ции аппаратура ПОНАБ-3 выработала свой моральный ресурс и
требует замены на более совершенные технические средства с рас-
ширенными функциональными возможностями. Необходимость
модернизации аппаратуры ПОНАБ-3 обусловливается устарев-
шей элементной базой, значительным энергопотреблением, гро-
моздкостью и сложностью построения основных функциональных
узлов и, как следствие, высокой стоимостью и трудоемкостью об-
служивания и диагностирования, недостаточной по современным
требованиям информационной емкостью и невозможностью ин-
теграции в информационно-управляющие и аналитические систе-
мы различных уровней управления перевозочным процессом.
57
Контрольные вопросы
I. Укажите состав и назначение основного и дополнительного обо-
рудования аппаратуры ПОНАБ-3.
2. Опишите состав и форму представления информации эксплуата-
ционному персоналу аппаратурой ПОНАБ-3.
3. Обоснуйте необходимость замены аппаратуры ПОНАБ-3 на бо-
лее совершенные технические средства.
2.2. СТРУКТУРА И ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ АППАРАТУРЫ
ДИСК-БКВ-Ц
Комплексная система диагностики подвижного состава
ДИСК-БКВ-Ц состоит из нескольких функциональных подсис-
тем, имеющих следующее назначение:
ДИСК-Б — обнаружение перегретых букс;
ДИСК-К — обнаружение неровностей поверхностей колес;
ДИСК-В — обнаружение волочащихся частей;
ДИСК-Ц — централизация полученной информации.
Система ДИСК-БКВ-Ц имеет трехуровневую структуру
(рис. 2.3). На нижнем уровне, где непосредственно формирует-
ся информация о техническом состоянии подвижного состава,
находится перегонное (напольное и постовое) оборудование.
Элементами среднего уровня являются станционное оборудо-
вание линейного пункта контроля (ЛПК) и передающий комп-
лект подсистемы ДИСК-Ц. Постовое и станционное оборудо-
вание осуществляют обмен сигналами по линии местной связи
(ЛМС) длиной не более 10 км. Постовое оборудование разме-
щается на перегоне вблизи зоны установки напольных датчи-
ков в специальном отапливаемом помещении, а станцион-
ное — в пунктах технического осмотра вагонов или в помеще-
нии ДСП. Элементом верхнего уровня системы ДИСК-БКВ-Ц
является регистрирующая аппаратура подсистемы ДИСК-Ц на
центральном пункте контроля (ЦПК), расположенном в ПТО
или ПКТО, объединяющая информацию с нескольких линей-
ных пунктов контроля и соединенная с передающим комплек-
58
Рис. 2.3. Структура системы ДИСК-БКВ-Ц
том линией связи (ЛС). Централизация информации, как
правило, проводится в пределах участка безостановочного
следования поездов, а линейные пункты контроля распола-
гаются на расстоянии 25—35 км.
В состав напольного оборудования системы ДИСК-БКВ-Ц
(см. рис. 2.3) входят рельсовая цепь наложения (РЦН), четыре на-
польные камеры — две основные (НКЛО, НКПО) и две вспомога-
тельные (НКЛВ, НКПВ), пять датчиков прохода колес (Д1—Д5),
шесть датчиков подсистемы ДИСК-К (ВД1—ВД6) и датчик подси-
стемы ДИСК-В (ДГ).
Рельсовая цепь наложения фиксирует нахождение поезда в зоне
контроля.
Напольные камеры подсистемы ДИСК-Б улавливают тепловое
излучение буксовых узлов движущегося поезда и устанавливают-
ся в точке контроля по две с каждой стороны пути. Оптические
оси левой (НКЛО) и правой (НКПО) основных камер, ориенти-
рованные на задние по ходу движения поезда стенки корпусов
букс, должны в соответствии с рекомендациями [25] образовывать
с осью пути угол 20°. Оптические оси левой (НКЛВ) и правой
(НКПВ) вспомогательных камер, ориентированных на подступич-
ные части колес с наружной стороны, перпендикулярны оси пути.
Датчики прохода колес Д1—Д5, установленные на определен-
ных расстояниях друг от друга, фиксируют нахождение колесных
пар в конкретных точках зоны контроля, что дает возможность
определять направление движения поезда, а также производить
подсчет количества осей и вагонов. Расстояния между датчиками
прохода колес выбраны с учетом возможных расстояний между
осями подвижных единиц следующим образом. Датчики Д1 и Д5
размещаются на расстоянии 3600 мм, которое меньше минималь-
но возможного расстояния между крайними внутренними осями
подвижных единиц и больше максимально возможного расстоя-
ния между двумя соседними осями в одной группе осей. Датчики
Д2 и ДЗ (Д4 и Д5) размещаются на расстоянии 500 мм, которое
не больше минимально возможного расстояния между соседни-
ми осями подвижных единиц.
60
Датчики ВД1—ВД6 подсистемы ДИСК-К устанавливаются с
внутренней стороны рельсов и представляют собой вибропреоб-
разователи инерционного действия с пьезокерамическими вос-
принимающими элементами (пластинами). Внутри датчика раз-
мещен металлический инерционный груз, который при вибрации
рельсов механически воздействует на воспринимающий элемент.
В результате воспринимающий элемент генерирует ЭДС, ампли-
туда которой пропорциональна амплитуде вибраций.
Датчик ДГ подсистемы ДИСК-В является датчиком механичес-
кого типа, принцип действия которого заключается в следующем.
Элементы вагона или груза, выходящие за пределы нижнего га-
барита подвижного состава, воздействуют на механическую сис-
тему датчика. В результате связанная с механической электричес-
кая система датчика (электромагнитные и электроконтактные
преобразователи) вырабатывает соответствующий сигнал. Габа-
рит контролируется в зоне 1700 мм по обе стороны от оси пути
на высоте 50—60 мм от уровня головки рельса.
Постовое оборудование осуществляет предварительную обра-
ботку сигналов, полученных от напольных устройств, формирова-
ние и передачу информации на станцию. Для обмена информаци-
ей со станционными устройствами по линии местной связи
используются восемь параллельных каналов — 7 прямых и 1 обрат-
ный. Прямые каналы специализированы для передачи следующей
информации: канал 1 — о наличии волочащихся элементов под-
вижного состава или груза; канал 2 — о наличии дефектов колес
по кругу катания (уровень динамики колес); каналы 3 и 4 — пере-
дают сигналы об уровнях нагрева соответственно левых и правых
букс; канал 5 — о наличии поезда на участке контроля; канал 6 —
о количестве подсчитанных осей; канал 7 — передает сигналы от-
меток вагонов. Сигналы передаются на станцию с использованием
амплитудной модуляции. Обратный канал используется для пере-
дачи команд проверки функционирования аппаратуры перегонно-
го поста с пульта оператора станции. Управляющие команды по
этому каналу передаются стартстопным последовательным кодом.
Общее количество управляющих команд — до 14.
61
Станционное оборудование осуществляет прием и расшиф-
ровку информации, поступившей от перегонного оборудования,
а также выдачу ее эксплуатационному персоналу — дежурному
по станции, машинисту локомотива, оператору пункта техничес-
кого обслуживания вагонов, электромеханику ДИСК.
Из всех подсистем, входящих в состав системы ДИСК-БКВ-Ц,
только ДИСК-Б является функционально законченной и может
эксплуатироваться самостоятельно, что определяет ее как базо-
вую подсистему. По этой причине аппаратура ДИСК-Б получила
наиболее широкое распространение на сети железных дорог. Под-
системы ДИСК-К и ДИСК-В могут функционировать только со-
вместно с ДИСК-Б, используя ее приемо-передающую и управля-
ющую аппаратуру. Информация с выходов подсистем ДИСК-К и
ДИСК-В передается на линейные пункты контроля, принимается
и обрабатывается аппаратурой ДИСК-Б.
Контрольные вопросы
1. Опишите структуру, состав и порядок размещения технических
средств системы ДИСК-БКВ-Ц.
2. Поясните порядок расположения и особенности функционирова-
ния напольных датчиков системы ДИСК-БКВ-Ц.
3. Поясните особенности организации информационного обмена в
системе ДИСК-БКВ-Ц и укажите состав информации, передаваемой по
каналам связи.
2.3. СТРУКТУРА, ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ВОЗМОЖНОСТИ,
ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ ПОДСИСТЕМЫ ДИСК-Б
Базовая подсистема ДИСК-Б предназначена для автоматичес-
кого обнаружения перегретых буксовых узлов вагонов и локомо-
тивов при проходе поездами пункта размещения ее перегонных
устройств и выдачи обслуживающему персоналу станции инфор-
мации о наличии, расположении и количестве перегретых букс
в поезде. Подсистема ДИСК-Б обеспечивает контроль поездов,
62
движущихся в одном направлении на однопутных и двухпутных
линиях с электрической и автономной тягой.
Структурная схема аппаратуры ДИСК-Б показана на рис. 2.4.
Устройство и принципы функционирования подсистемы подроб-
но описаны в [13]. Технические средства ДИСК-Б включают пе-
регонное и станционное оборудование, соединенные кабельной
линией связи, а также дополнительное оборудование.
Перегонное оборудование размещается на подходе к станции,
где предусматривается остановка поезда для ремонта перегретых
букс, и разделяется на напольное и постовое. В состав напольно-
го оборудования входят две основные (НКЛО, НКПО) и две вспо-
могательные (НКЛВ, НКПВ) напольные камеры, три датчика
прохода колесных пар (Д1, Д4, Д5), рельсовая цепь наложения
(РЦН). В состав постового оборудования входят расположенные
в помещении перегонного поста блок управления (БУ), блок уси-
лителей (БУС) и блок передачи сообщений (БПС), а также блок
термодатчиков (БТД), установленный снаружи (на открытом воз-
духе).
Станционное оборудование разделяется на регистрирующее и
сигнализирующее. В состав регистрирующего оборудования входят
блок приема сообщений (БПРС), блок преобразования (БП), блок
накопления (БН), блок автономной работы (БАР), блок сопряже-
ния (БС), печатающее устройство (ПУ) и пульт оператора (ПО).
К сигнализирующему оборудованию относятся устройства сигна-
лизации УС, расположенные в рабочем помещении (ДСП), и све-
товой сигнальный указатель. Вся регистрирующая и часть сигна-
лизирующей аппаратуры станционного оборудования подсистемы
ДИСК-Б располагается в отдельном помещении пункта техничес-
кого осмотра вагонов (ПТО, ПКТО, КП) или поста ЭЦ (станцион-
ного здания). Световой сигнальный указатель устанавливается на
перегоне перед входным светофором станции. Совместно с аппа-
ратурой ДИСК-Б может использоваться аппаратура речевого опо-
вещения машиниста о перегретых буксах (АРО). Передающие уст-
ройства АРО устанавливаются рядом со станционным оборудо-
ванием ДИСК-Б, приемные устройства — в кабине локомотива.
63
Рис. 2.4. Структура аппаратуры ДИСК-Б
Логические и приемо-передающие устройства ДИСК-Б вы-
полнены в виде блоков. Каждый блок состоит из типовых уни-
фицированных субблоков различного функционального назна-
чения. Электрические схемы аппаратуры ДИСК-Б разработаны
на основе транзисторно-транзисторной логики с использовани-
ем интегральных микросхем малой и средней степени интегра-
ции серий К155 и К284 [13]. Постоянное развитие и совершенство-
вание микроэлектронной элементной базы позволило в середи-
не 1990-х гг. модернизировать ряд электрических схем [33]
путем замены снятых с производства операционных усилителей
серии К284 на КР544, а также применения микросхем серий
КР142, КР555, КР573, КР580 и однокристальных микроЭВМ се-
рии КР1830 или КР1816.
В состав дополнительного оборудования ДИСК-Б входит
следующая аппаратура:
ориентирное устройство, предназначенное для точной на-
стройки оптики приемников ИК-излучения на контролируемые
зоны буксовых узлов;
«калибровочное устройство, предназначенное для настройки
приемо-усилительных трактов на обнаружение перегретых букс
с определенной температурой шеек осей;
комплект монтажных частей и комплект ЗИП.
Принцип действия подсистемы ДИСК-Б состоит в измерении
теплового излучения корпусов букс при движении поезда с пос-
ледующим преобразованием его в электрические сигналы, уси-
лением, нормированием по длительности и передачей этих сиг-
налов на станцию вместе с сигналами отметки прохода осей и
вагонов, выделении по определенным критериям сигналов от
перегретых букс и регистрацией информации о месте располо-
жения таких букс в поезде. При этом можно выделить четыре
группы функциональных задач, решаемых устройствами ДИСК-
Б: считывание информации с подвижного состава; счет осей, ва-
гонов и поездов; контроль исправности собственной аппарату-
ры системы; информационное обеспечение эксплуатационного
персонала.
Аппаратура ДИСК-Б работает следующим образом. При от-
сутствии поезда на участке контроля путевое реле рельсовой цепи
3. Д В. Швалов, В. В. Шаповалов
65
наложения находится под током. Блок БУ, получая сигнал о
включенном состоянии путевого реле, вырабатывает сигналы
запрета, удерживающие аппаратуру в исходном состоянии, а
заслонки напольных камер — закрытыми.
При вступлении поезда на участок контроля срабатывает
рельсовая цепь наложения — обесточивается путевое реле и
на блок БУ подается сигнал о наличии поезда. Блок БУ вы-
рабатывает команды (сигналы) на перевод аппаратуры в ре-
жим контроля и открытие заслонок напольных камер. Одно-
временно блок БПС по команде блока БУ формирует и пе-
редает станционному оборудованию по линии связи сигнал
о наличии поезда на участке контроля. Этот сигнал воспри-
нимается блоками БН и БАР, которые вырабатывают коман-
ды установки в исходное состояние устройств станционного
оборудования (логических схем). Блок БАР также включает
на пульте оператора световую сигнализацию о наличии по-
езда на участке контроля. Перечисленные операции выполня-
ются до момента вступления первой колесной пары поезда в
зону действия датчика Д1.
Считывание информации с подвижного состава осуществ-
ляется следующим образом. При нахождении колесной лары
в зоне между датчиками Д4 и Д5 энергия, излучаемая корпу-
сами буксовых узлов, воспринимается основными и вспомо-
гательными напольными камерами и преобразуется в им-
пульсные электрические сигналы, пропорциональные уровню
ИК-излучения. Эти сигналы поступают на входы оконечных
усилителей измерительного тракта, находящиеся в блоке
БУС, и после логической обработки запоминаются в ячейках
памяти. Блок БУС имеет в своем составе четыре ячейки па-
мяти, которые открываются для записи по командам от бло-
ка БУ на время прохода колесных пар между датчиками Д4
и Д5: ячейки для записи сигналов от основных напольных
камер — при проходе колесной пары над датчиком Д4; ячей-
ки для записи сигналов от вспомогательных напольных ка-
мер — при проходе колесной пары над датчиком Д5. Входы
ячеек памяти закрываются по команде от блока БУ после
прохода колесной пары над датчиком Д5.
66
После прохода над датчиками Д4 и Д5 одной колесной
пары в ячейках памяти блока БУС записаны значения амп-
литуд сигналов от основной и вспомогательной напольных
камер для каждой стороны. По команде от блока БУ, выра-
батываемой после прохода колеса над датчиком Д5, схемы
блока БУС осуществляют для каждой стороны считывание
и сравнение значений, записанных в ячейках памяти. Боль-
шие значения амплитуд передаются к станционному обору-
дованию по линии связи. После считывания информация из
ячеек памяти стирается, и устройства блока БУС готовы к
записи информации от следующей колесной пары поезда.
Если при проходе одной подвижной единицы по участку
контроля зафиксировано несколько перегретых букс с одной
стороны, то в отличие от аппаратуры ПОНАБ-3 сигнал
«Тревога» будет выработан для каждой перегретой буксы
(но не более четырех для одного вагона).
При изменениях температуры окружающей среды (темпе-
ратуры воздуха) блок термодатчиков БТД вырабатывает со-
ответствующие команды, по которым осуществляется коррек-
ция значений сигналов в оконечных усилителях блока БУС.
Такое изменение чувствительности воспринимающих схем
аппаратуры ДИСК-Б позволяет обеспечить одинаковые амп-
литуды сигналов, снимаемых с оконечных усилителей, при
одинаковых значениях температуры буксовых узлов незави-
симо от температуры наружного воздуха.
Подсчет осей и вагонов производится следующим образом.
Устройства блока управления фиксируют проход колесных
пар над датчиками Д1, Д4, Д5 и осуществляют распознавание
подвижных единиц независимо от числа осей. После прохода
последнего колеса подвижной единицы над датчиком Д5 сиг-
нал отметки прохода вагона передается к станционному обо-
рудованию по 7-му каналу связи. Сигнал отметки прохода оси
передается станционному оборудованию по линии связи при
проходе каждой колесной пары над датчиком Д5.
Таким образом, информация о температуре буксовых узлов
конкретных осей и вагонов передается к станционному обору-
67
дованию параллельно по третьему и четвертому каналам связи.
Управление аппаратурой передачи на станцию информации о по-
езде (блок БПС) осуществляет блок БУ, по командам которого и
формируются сообщения. Блок БПС преобразует исходные сооб-
щения в амплитудно-модулированные сигналы (AM-сигналы) и
выдает их в линию связи. Сигналы, несущие информацию о на-
греве букс, передаются в нормированном виде — в виде прямоу-
гольных импульсов постоянной длительности с амплитудой, про-
порциональной температуре нагрева. Сигналы отметки прохода
поезда, вагонов и осей передаются в виде прямоугольных импуль-
сов постоянной длительности и амплитуды.
При удалении поезда с участка контроля включается путевое
реле рельсовой цепи наложения, подавая соответствующий сигнал
блоку БУ. Блок БУ вырабатывает сигнал «Конец поезда», посы-
лаемый по линии связи к станционному оборудованию. Одновре-
менно по команде блока БУ закрываются заслонки напольных
камер и включается режим автоконтроля, при котором имитиру-
ется проход по участку контроля шестиосного вагона с перегре-
тыми буксами. С этой целью в определенной последовательности
формируются сигналы, имитирующие проход шести колесных
пар над датчиками Д1, Д4 и Д5 (трех колесных пар при закрытых
заслонках напольных камер и трех — при открытых), и команды
на включение имитаторов перегретых букс (контрольных ламп)
напольных камер для четвертой, пятой и шестой осей. Информа-
ция о контрольном вагоне передается к станционному оборудо-
ванию по соответствующим каналам связи. После имитации про-
хода шестой колесной пары над датчиком Д5 блок БУ вырабаты-
вает сигнал отметки прохода вагона. Критерием неисправности
аппаратуры ДИСК-Б является отсутствие при расшифровке ин-
формации о контрольном вагоне одного из сигналов «Тревога»
или сигналов отметки прохода осей и вагона. Процесс автоконт-
роля производится в течение 2,5 с.
После завершения режима автоконтроля блок БУ
вырабатывает команду начальной установки, по которой
все устройства перегонного оборудования возвращаются в
68
исходное состояние и находятся в нем до захода следую-
щего поезда в зону контроля.
Прием, расшифровка и выдача информации эксплуатаци-
онному персоналу осуществляется следующим образом.
AM-сигналы из линии связи поступают на входы блока
БИРС, где преобразуются в исходные сообщения, передавае-
мые для дальнейшей обработки в блоки преобразования и
накопления: аналоговые сигналы, несущие информацию о
температуре буксовых узлов,— в блок БП; цифровые сигна-
лы о проходе осей, вагонов и поезда — в блок БН. Кроме
того, блок БПРС контролирует уровень сигналов в линии
связи.
Блок БП анализирует поступающие на его вход аналого-
вые сигналы, определяет уровни нагрева букс, вырабатывает
сигналы «Тревога» и выдает информацию о наличии перегре-
тых букс блоку БН. Блок БН обрабатывает информацию о пе-
регретых буксах, вагонах и поезде, поступающую с блоков
БПРС и БП, и формирует сообщения для выдачи на печатаю-
щее устройство и на блок БАР. Блок сопряжения БС управ-
ляет выводом информации на печатающее устройство. Блок
БАР выводит информацию о проконтролированном поезде на
устройства индикации пульта оператора и в случае обнаруже-
ния неисправностей включает реле «Тревога 1» и «Тревога 2»,
контакты которых замыкают цепи устройств сигнализации
ДСП, сигнального светового указателя и цепи выдачи инфор-
мации на устройства АРО.
При получении информации о перегретых буксах дежурный
по станции должен закрыть входной светофор и передать сооб-
щение машинисту поезда.
Для обеспечения эксплуатационного персонала информацией
о техническом состоянии подвижного состава и собственной ап-
паратуры системы станционные устройства формируют и выво-
дят на печать сообщения двух видов — о проходе поезда с пере-
гретыми буксами и о проходе поезда без перегретых букс.
69
Сообщение о проходе поезда с перегретыми буксами пред-
ставляется в следующем виде:
12-18+26
25 15 00 2 007+0-
10 35 00 1М 22 12 00 4 016+0-
27 10 00 3 033+0-
30 31 00 4 32 31 00 5 32 31 00 6 065+0-
065-0018
12-21+32
В первой и последней строках сообщения выводится информация
соответственно о времени захода и ухода поезда с участка контроля в
формате «часы, минуты, секунды».
Начиная со второй строки выводится информация о вагонах с
перегретыми буксами. Рассмотрим вторую строку, в которой вы-
ведена следующая информация: 25 — уровень нагрева левой сто-
роны; 15 — уровень нагрева правой стороны; 00 — разделитель-
ные неинформативные символы; 2 — номер оси колесной пары, в
которой обнаружен перегрев; 007 — номер вагона по ходу поез-
да (включая локомотив), в котором обнаружен перегрев букс;
«+» — тип подшипника буксового узла (роликовый, «-» — сколь-
жения); 0 — разделительный неинформативный символ; «-» — отсут-
ствие заторможенных колесных пар («+» — наличие). Таким образом,
в рассматриваемом примере выведена информация о перегреве вто-
рой оси в седьмом вагоне (вторая строка), о перегреве четвертой оси
в шестнадцатом вагоне (третья строка) и о перегреве третьей оси в
тридцать третьем вагоне (четвертая строка). Буква «М» в информаци-
онном сообщении сигнализирует об уровне максимальной аварийно-
сти («Тревога 2»).
После информации о вагонах с перегретыми буксами в анало-
гичном формате (в рассматриваемом примере — в пятой строке)
выводятся результаты автоконтроля подсистемы ДИСК-Б — о
перегреве четвертой, пятой и шестой осей имитируемого вагона,
номер которого — последний в поезде.
В следующей (в рассматриваемом примере — шестой) строке
выводится информация об общем количестве вагонов (65) в про-
70
контролированном поезде, включая локомотив, и о порядковом
номере поезда за смену (18).
Знак «Пробел» служит для отделения информационных раз-
рядов друг от друга.
Сообщение о проходе поезда без перегретых букс представ-
ляется в следующем виде:
12-18+26
30 31 00 4 32 31 00 5 32 31 00 6 065+0-
065-0018
12-21+32
Цикл контроля поезда завершается после выдачи информации на
печать — все устройства станционного оборудования возвращаются в
исходное состояние и находятся в нем до получения следующего сиг-
нала о заходе поезда на участок контроля.
В подсистеме ДИСК-Б предусмотрена возможность тестового
контроля перегонных устройств — задания тестов со станции на пе-
регон. Для этой цели в состав станционного оборудования (в блоке
БН) включен передатчик обратного канала, а в состав перегонного
оборудования (в блоке БУ) — приемник обратного канала. Воздей-
ствием на соответствующую клавишу передатчика может быть за-
дана команда имитации захода поезда, имитации проследования
контрольного вагона при открытых и закрытых заслонках наполь-
ных камер, имитации подачи контрольных сигналов на аппаратуру
передачи сообщений, отбоя команд имитации и др. (всего 14 ко-
манд). Это позволяет осуществить ряд контрольных функций аппа-
ратуры без выезда обслуживающего персонала на перегон.
Переданная со станции по обратному каналу линии связи ко-
манда принимается блоком БПС и подается на блок БУ. В резуль-
тате блок БУ запускает контрольную программу и управляет ра-
ботой перегонного оборудования в заданном режиме с выдачей
соответствующей информации в линию связи. Результаты тести-
рования выводятся на печатающее устройство.
Размещение постового и станционного оборудования ДИСК-Б
показано на рис. 2.5, где обозначены: 1 — стойка перегонная;
2 — стойка станционная; 3 — блок сопряжения; 4 — печатаю-
щее устройство; 5 — пульт оператора. Пульт оператора может
71
Рис. 2.5. Размещение оборудования ДИСК-Б
быть установлен не на рабочем столе, а на специальной полке,
прикрепленной с внешней стороны к станционной стойке.
Основные технические характеристики подсистемы ДИСК-Б
следующие:
скорость движения контролируемых поездов — 5—125 км/ч
для грузовых поездов; 5—250 км/ч для пассажирских поездов;
рабочие интервалы температур окружающего воздуха — от -5
до +50 °C для постового оборудования; от 1 до 40 °C для станцион-
ного оборудования; от -60 до +65 °C для напольного оборудования;
дальность передачи информации от перегонного оборудо-
вания к станционному — до 10 км; от регистрирующего обору-
дования к сигнализирующему — до 2 км;
объем информации, выдаваемой на один проконтролированный
поезд: общее количество вагонов в поезде — от 1 до 399; точное ука-
зание порядкового номера вагона и номера оси в вагоне с перегре-
той буксой для левой и правой стороны поезда — до 50 вагонов;
указание времени начала и окончания контроля поезда в часах, ми-
нутах, секундах; указание порядкового за смену номера поезда;
электропитание аппаратуры — от источника переменного на-
пряжения 220 В_^%, 50 Гц.
потребляемая мощность — 2000 Вт перегонным оборудова-
нием, 600 Вт станционным оборудованием.
Широкое внедрение в эксплуатацию на протяжении более
двадцати лет аппаратуры ДИСК-Б позволило существенно по-
высить эффективность диагностирования подвижного состава на
ходу поезда. Это обусловлено тем, что устройства ДИСК-Б об-
ладают лучшими эксплуатационно-техническими характеристи-
ками — информативностью, выявляемостыо, достоверностью, ре-
сурсоемкостью — по сравнению с ПОНАБ-3.
Повышение информативности аппаратуры ДИСК-Б обеспечи-
вается следующими факторами:
расширением множества диагностических параметров, что по-
зволяет получать значительно больше информации о подвижном
составе — в базовой подсистеме реализованы возможности под-
ключения аппаратуры ДИСК-К и ДИСК-В, а также подсистемы
73
обнаружения заторможенных колесных пар ДИСК-Т, подсис-
темы обнаружения перегруза вагонов ДИСК-3 и широко вне-
дряемых в последнее время устройств контроля схода подвиж-
ного состава УКСПС;
схемные решения станционного оборудования ДИСК-Б обес-
печивают вывод информации о любом уровне нагрева буксовых
узлов и выдачу сигналов «Тревога 1» и «Тревога 2», а также по-
зволяют выявить предотказные состояния подвижного состава
путем настройки порогового уровня несколько ниже аварийного;
увеличением объема информации о проконтролированном
поезде — возможностью вывода на печать номеров осей с пере-
гретыми буксами, времени начала и окончания контроля, коли-
чества поездов, проконтролированных за смену;
возможностью организации централизованного сбора инфор-
мации о техническом состоянии подвижного состава и собствен-
ной аппаратуры с линейных пунктов контроля путем подключе-
ния подсистемы ДИСК-Ц, а также возможностью выдачи инфор-
мации о выработке сигналов «Тревога» в систему диспетчерской
централизации;
возможностью подключения аппаратуры автоматического ре-
чевого оповещения машиниста поезда о перегретых буксах.
Подсистема ДИСК-Б характеризуется лучшими показателями
выявляемое™ перегретых букс и достоверности принятия реше-
ний (табл. 2.2) за счет установки двух напольных камер с каждой
стороны и применения более совершенной элементной базы для
реализации схем обработки информации.
Высокий уровень выявляемое™ способствует повышению без-
опасности движения за счет сокращения количества случаев про-
пуска перегретых букс, а высокая достоверность принятия реше-
ний позволяет повысить эффективность перевозочного процесса
за счет сокращения количества случаев ложной выработки сиг-
налов «Тревога», а следовательно, лишних остановок и задержек
поездов в пути следования.
Снижение ресурсоемкое™ и повышение эффективности техни-
ческого обслуживания аппаратуры ДИСК-Б достигаются за счет
74
Таблица 2.2
Температура шеек осей, °C Выявляемость перегретых букс, % Достоверность принятия решений, %
70—120 Не менее 85 Не менее 85
140—180 Не менее 90 Не менее 90
применения унифицированных субблоков, что позволяет в слу-
чае отказа быстро отыскать неисправность и заменить повреж-
денный элемент (субблок), а также за счет использования дистан-
ционного тестового контроля перегонного оборудования, что
дает возможность сократить количество выездов обслуживающе-
го персонала на перегон для проведения регламентных работ.
Несмотря на ряд преимуществ по сравнению с ПОНАБ-3,
устройства ДИСК-Б также требуют замены на более совер-
шенные технические средства. Необходимость модернизации
аппаратуры ДИСК-Б обусловливается причинами, аналогич-
ными приведенным в п. 2.1: устаревшей элементной базой,
значительным энергопотреблением, громоздкостью и слож-
ностью построения основных функциональных узлов, недо-
статочной по современным требованиям информационной
емкостью и ограниченными возможностями по интеграции в
системы управления перевозочным процессом.
Контрольные вопросы
1. Приведите назначение, состав технических средств и функцио-
нальные возможности подсистемы ДИСК-Б.
2. Укажите порядок размещения основных структурных элементов
аппаратуры ДИСК-Б на участке железной дороги.
3. Поясните принцип действия аппаратуры ДИСК-Б в режимах конт-
роля поезда и автоконтроля.
75
4. Опишите формат и особенности выводимой на печать информации
о проконтролированном поезде.
5. Поясните принцип действия аппаратуры ДИСК-Б в режиме тесто-
вого контроля перегонных устройств со станции.
6. Сравните эксплуатационно-технические характеристики аппарату-
ры ПОНАБ-3 и ДИСК-Б и укажите преимущества аппаратуры ДИСК-Б.
7. Объясните необходимость модернизации аппаратуры ДИСК-Б и
укажите перспективные технические средства для ее замены.
2.4. ПОСТОВОЕ ОБОРУДОВАНИЕ ДИСК-Б
Вся аппаратура постового оборудования, за исключением
блока термодатчиков, располагается в помещении перегонного
поста и устанавливается на перегонной стойке.
Конструктивно перегонная стойка состоит из трех отсеков
(рис. 2.6): открытого, имеющего места для установки блоков уп-
равления 2, усиления 3 и передачи сообщений 3, и двух закры-
тых — силового, содержащего силовую часть 7 и групповые
клеммные колодки 6, и соединительного 5, содержащего разъе-
мы для присоединения блоков к стойке. При первоначальной
разработке перегонная стойка имела места для установки шести
блоков — предполагалась возможность установки блоков как
базовой, так и дополнительных подсистем. Однако в связи с тем,
что аппаратура дополнительных подсистем практически не вне-
дряется в эксплуатацию, используется показанный на рис. 2.6
усеченный вариант перегонной стойки, имеющий места для ус-
тановки только трех блоков базовой подсистемы.
В состав силовой части входят вводно-изолирующий щиток
ЩВИ, два трансформатора Т1 и Т2 и плата с элементами
(см. рис. 2.6), на которой размещены два субблока СВ, четыре
субблока терморегуляторов ТРМ, два штепсельных реле Р1 и Р2, а
также тумблеры включения/отключения наружных и внутренних
обогревателей напольных камер, розетки, предохранители, разряд-
ники, плата грозозащиты и другие элементы (резисторы, диоды,
стабилитроны, конденсаторы).
76
Рис. 2.6. Стойка перегонная ДИСК-Б
Подключение линии связи к перегонной стойке осуществля-
ется через вводно-изолирующий щиток, который служит для
защиты аппаратуры от воздействия перенапряжений и мощных
помех.
Трансформатор Т1 служит для питания цепей наружного обо-
грева напольных камер переменным напряжением 46 В. На базе
трансформатора Т2 выполнены три источника вторичного элект-
ропитания: первый — для питания силовых цепей напольных
датчиков подсистемы ДИСК-В постоянным напряжением 24 В;
второй — для питания электромагнитов заслонок напольных
камер постоянным напряжением 30 В; третий — для питания
рельсовой цепи наложения постоянным напряжением 12 В.
Один из субблоков СВ (силовых выпрямителей) выполня-
ет непосредственное включение/выключение электромагнитов
заслонок напольных камер, обеспечивая по командам блока
управления один из двух режимов — открытие заслонок или
удержание их в открытом состоянии. Второй субблок СВ
служит для подачи питающего напряжения на катушки на-
польных датчиков ДИСК-В и при отсутствии этой подсисте-
мы на перегонной стойке не устанавливается.
Субблоки терморегуляторов осуществляют автоматическое
поддержание заданной температуры внутри напольных камер —
внутренние обогреватели включены через субблоки ТРМ, управ-
ляемые установленными внутри камер терморезисторами.
Реле Р1 — это реле аварийного перехода на резервное питание.
При наличии основного питания 220 В реле Р1 находится под то-
ком, и питание поступает в нагрузку через его фронтовые контак-
ты. При отключении основного питания реле обесточивается
и тыловыми контактами включает цепи резервного питания.
Реле Р2 — это путевое реле рельсовой цепи наложения.
Блок управления выполняет следующие функции:
управляет работой напольных камер;
формирует сигналы отметки прохода подвижных физичес-
ких единиц;
78
управляет работой приемо-усилительного тракта;
осуществляет автоконтроль аппаратуры;
преобразует информацию для передачи в линию связи;
ряд дополнительных вспомогательных функций, позволя-
ющих изменять режимы работы аппаратуры ДИСК-Б.
Структурная схема блока управления показана на рис. 2.7.
В состав блока входят субблоки: источники питания СП1 и
СП2, перегонный формирователь команд ФКП, перегонный
формирователь импульсов ФИП-А, отметчик вагонов ОВ,
программно-задающее устройство ПЗУ, блок цепей согласо-
вания ЦС и приемник обратного канала ПРОК.
Электропитание аппаратуры блока осуществляют источни-
ки СП1 напряжением 5 В (5) и СП2 напряжением ±12 В (6),
преобразующие входное напряжение (4) 220 В, 50 Гц.
Внешними входными сигналами блока БУ являются сигна-
лы датчиков прохода колесных пар {14}, о свободном {13} или
занятом {12} состоянии рельсовой цепи наложения, поступаю-
щие через контакты путевого реле Р2; сигналы (7) блока БПС о
принятых по обратному каналу связи командах со станции и
сигналы (77) блока термодатчиков об изменениях температуры
окружающего воздуха. Внешними выходными сигналами бло-
ка БУ являются сигналы управления заслонками напольных
камер (S) и аппаратурой блока БПС {9} во всех режимах рабо-
ты ДИСК-Б, сигналы управления аппаратурой блока БУС {10}
в режиме контроля поезда, сигналы включения контрольных
ламп напольных камер {7} и управления аппаратурой блока
БУС {3} в режиме автоконтроля, сигнал управления аппарату-
рой блока БПС (2) в режиме тестового контроля со станции.
Субблок ФКП — основной логический узел блока БУ, реали-
зующий алгоритмы его функционирования в различных режи-
мах (контроля поезда, автоконтроля и тестового контроля аппа-
ратуры, настройки и регулировки) и осуществляющий управле-
ние работой напольного оборудования, аппаратуры считывания
тепловых сигналов, аппаратуры передачи сообщений.
79
Рис. 2.7. Структурная схема блока управления
Субблок ФКП вырабатывает следующие сигналы (команды):
1) при отсутствии поезда на участке контроля — внутрен-
ние (для удержания логических схем блока БУ в исходном
состоянии) и внешние (для удержания аппаратуры блока
усилителей в исходном состоянии, а заслонок напольных
камер — закрытыми) сигналы запрета;
2) при вступлении поезда на участок контроля — внутрен-
ние и внешние сигналы перевода аппаратуры в режим конт-
роля и сигналы открытия заслонок напольных камер, а так-
же команду блоку БПС на передачу по линии связи сигнала
о наличии поезда на участке контроля;
3) при движении поезда по участку контроля — управля-
ющие сигналы субблоку СВ, а также блокам БУС (для запи-
си в ячейки памяти, считывания и сравнения тепловых сиг-
налов от напольных камер) и БПС (для формирования и пе-
редачи в линию связи информационных сообщений о
температуре буксовых узлов и о проходе осей и вагонов);
4) при изменениях температуры окружающего воздуха (по
сигналам от блока термодатчиков) — команды, по которым
осуществляется коррекция амплитудных значений тепловых
сигналов в оконечных усилителях блока БУС;
5) при удалении поезда с участка контроля — команду бло-
ку БПС на передачу по линии связи сигнала «Конец поезда», а
также сигналы закрытия заслонок напольных камер, подавае-
мые через субблок ЦС на субблоки СВ, и команду субблоку
ПЗУ на включение режима автоконтроля;
6) после завершения режима автоконтроля — команду на-
чальной установки всем устройствам перегонного оборудова-
ния для их возврата в исходное состояние.
В состав субблока ФКП входят следующие функциональные
узлы: схема дублирования рельсовой цепи наложения, схема
формирования сигналов прохода поезда и запуска ПЗУ, схема
определения направления движения поезда и управления заслон-
ками напольных камер, схема установки аппаратуры блока уп-
равления в исходное состояние, схема управления оконечными
усилителями, схема распределения импульсов датчиков счета
осей, схема термокоррекции.
81
Схема дублирования рельсовой цепи наложения служит для
включения аппаратуры в режим контроля поезда и защиты от крат-
ковременной потери шунта. Схема показана на рис. 2.8. При отсут-
ствии поезда на участке контроля на вход РЦН? подается нулевой
потенциал, а на вход РЦН? — потенциал 5 В. Транзистор VT зак-
рыт. Триггер DD3 удерживается в нулевом состоянии нулевым по-
тенциалом, поступающим с выхода инвертора DD2 на вход R. На
входе S триггера DD3 — положительный потенциал с выхода ин-
вертора DD1. При вступлении поезда на участок контроля сигналы
на входах РЦН? и РЦН? меняются на противоположные. Заряжа-
ется конденсатор С. На базу транзистора подается положительный
потенциал. Транзистор открывается, и на вход инвертора DD1 пода-
ется положительный потенциал. Нулевым потенциалом с выхода
DD1 триггер DD3 переключается в единичное состояние и выдает
сигнал о наличии поезда на участке контроля («Поезд»). В случае
кратковременной (до 2 с) потери шунта во время следования поезда
по участку контроля положительный потенциал на базе транзисто-
ра сохраняется за счет разряда конденсатора и триггер DD3 остается
в единичном состоянии. Триггер DD3 возвращается в исходное ну-
левое состояние после освобождения поездом участка контроля.
Триггер DD3 может быть переключен в единичное состояние пода-
чей на вход S сигнала имитации прохода поезда и запуска ПЗУ в ре-
жиме дистанционной проверки, инициируемого сигналом «РЦ».
Рис. 2.8. Субблок ФКП: схема дублирования рельсовой цепи наложения
82
При переключении триггера DD3 в единичное состояние
через элемент DD5 включается светодиод «РЦ», сигнализируя
о наличии поезда на участке контроля.
При вступлении поезда на участок контроля нулевой потен-
циал с выхода DD1 также подается на вход S триггера DD4, ко-
торый переключается в единичное состояние. Триггер DD4 вы-
дает с прямого (через инвертор, не показанный на схеме) и ин-
версного выходов сигналы запрета на включение всех тумблеров
блока управления во время прохода поезда по участку контро-
ля. Триггер DD4 возвращается в исходное нулевое состояние
после прохода поезда и выполнения контрольной программы
сигналом «О» по входу R.
Схема формирования сигналов прохода поезда и запуска
ПЗУ (рис. 2.9) служит для автоматического и ручного форми-
рования сигналов вступления и освобождения поездом участка
контроля, а также для автоматического запуска контрольной
программы или ручного включения ПЗУ.
Схема работает следующим образом. При отсутствии поезда на
участке контроля триггер DD3 находится в исходном нулевом со-
стоянии, элемент DD2 закрыт (на выходе — сигнал «1»). На выхо-
«КОНЕЦ ПОЕЗДА»
DD5
«ПОЕЗД»
DD1
DD2
Рис. 2.9. Субблок ФКП: схема формирования сигналов
прохода колес и запуска ПЗУ
DD4
&
«РЦ»
83
де элемента DD4 присутствует сигнал «1», на выходе элемента
DD5 — сигнал «О». При вступлении поезда на участок контро-
ля в правильном направлении на входы элемента DD2 посту-
пают два сигнала «1» — «Направление» (со схемы определения
направления движения) и «Поезд (РЦН)» (со схемы дублиро-
вания РЦН). Элемент DD2 открывается по всем трем входам,
и сигнал «О» с его выхода формирует на выходе элемента DD5
сигнал «1» о наличии поезда. При освобождении поездом уча-
стка контроля происходит смена сигнала «0/1» на выходе эле-
мента DD2, по этому сигналу («Конец поезда») происходит за-
пуск ПЗУ.
Имитация захода поезда на участок контроля осуществляется пе-
реключением тумблера «РЦ-ПРОВ» или подачей сигнала
«РЦ-ПРОВЕРКА» с выхода субблока ПРОК, что приводит к пере-
ключению триггера DD3 в единичное состояние. Такая имитация воз-
можна только при отсутствии поезда на участке контроля (сигнал
«1» по входу «Запрет» с инверсного выхода триггера DD4 схемы
дублирования РЦН). В результате на выходе элемента DD5 форми-
руется сигнал «1» о наличии поезда, а сигнал «РЦ» с выхода элемен-
та DD4 подается в схему дублирования РЦН для имитации сраба-
тывания рельсовой цепи наложения, а также в схему управления зас-
лонками напольных камер. Если во время имитации происходит
заход поезда на участок контроля, то на вход «Запрет» элемента DD4
поступает сигнал «0», отключающий схему имитации.
Схема определения направления движения поезда и уп-
равления заслонками напольных камер (рис. 2.10*) обеспе-
чивает включение аппаратуры только при движении поезда
в правильном направлении, а также открытие заслонок в
автоматическом и ручном режимах.
Схема работает следующим образом. Фиксацию направления
движения поезда осуществляют триггеры направления — правиль-
* На функциональных схемах знаком «D» обозначены узлы (схемы),
состоящие из нескольких логических элементов в базисе И-ИЛИ-НЕ или
триггеров.
84
DD1 DD4 «ОТКЛ. ЗАСЛ.»
Рис. 2.10. Субблок ФКП: схема определения направления движения
поезда и управления заслонками напольных камер
ного DD4 и неправильного DD6, при отсутствии поезда находя-
щиеся в исходном нулевом состоянии. Переключение триггеров
DD4 и DD5 в единичное состояние производится в зависимости
от направления движения поезда сигналами «0» с выходов соот-
ветственно элементов DD2 и DD3.
При движении поезда в правильном направлении на вход схе-
мы первым поступит импульс от датчика Д1 (вход «Ш» схемы
DD2). Выходным сигналом «0» элемент DD2 переключит триггер
правильного направления DD4 и триггер заслонок DD5 в единич-
ное состояние. Сигнал «0» с инверсного выхода триггера DD4 зак-
роет схему DD3, что сделает невозможным переключение в еди-
ничное состояние триггера DD6 в течение времени нахождения
поезда на участке контроля. Сигнал «1» с выхода триггера засло-
нок формирует выходные сигналы схемы DD7 на открытие зас-
лонок (выход «Заслонки») и включение индикации.
В режиме имитации захода поезда на участок контроля на вхо-
ды схем DD1 и DD2 поступает сигнал «РЦ» со схемы формирова-
ния сигналов прохода поезда, в результате чего триггеры DD4 и
DD5 переключаются в единичное состояние. При проверке исправ-
ности аппаратуры в режиме контрольной программы заслонки
85
закрываются в определенный момент времени по команде от ПЗУ
(сигнал «1» по входу «ЗАКР. ЗАСЛ.» элемента DD1). Заслонки
также могут быть закрыты вручную (переключением тумблера
«ЗАСЛ.-ВЫКЛ.» в положение «ВЫКЛ.») или по команде
«ОТКЛ. ЗАСЛ.» (сигнал «О»), поступающей на вход схемы DD7
с выхода субблока ПРОК. При вступлении поезда на участок
контроля на вход схемы DD7 поступает сигнал «ЗАПРЕТ» со
схемы дублирования РЦН, запрещающий работу схемы выклю-
чения заслонок.
При движении поезда в неправильном направлении на вход
схемы первым поступит импульс от датчика Д5 (вход «П5» схе-
мы DD3). Выходным сигналом «О» элемент DD3 переключит
триггер неправильного направления DD6 в единичное состояние.
Сигнал «О» с инверсного выхода триггера DD6 закроет схему
DD2, что сделает невозможным переключение в единичное состо-
яние триггера DD4 в течение времени нахождения поезда на уча-
стке контроля. Тем самым триггер DD6 запрещает открытие зас-
лонок напольных камер.
Схема распределения импульсоз датчиков счета осей обеспечи-
вает подачу сигналов от субблоков ФИП-А и ПЗУ субблокам
ФКП и ОВ (см. рис. 2.7), а также аппаратуре ДИСК-К (при ее на-
личии). Схема состоит из отдельных функциональных узлов, пред-
назначенных для обработки сигналов прохода колесных пар над
датчиками (количество узлов соответствует количеству датчиков).
На рис. 2.11 показана схема обработки сигналов для датчика Д5. Вход-
DD1
«П5 (ФИП)»
«П5 (ПЭ/)»
DD2
«П5 (ОВ)»
«П5», «П5 (К)»
Рис. 2.11. Субблок ФКП: схема обработки
сигналов от датчика прохода колес
иыми являются сиг-
налы «П5 (ФИП)»
от субблока ФИП-А
и «П5 (ПЗУ)» от
субблока ПЗУ. Для
исключения «дребез-
га» сигналов при
проходе оси над
датчиком служит
86
конденсатор С. Выходными являются сигналы «П5 (ОВ)» субблоку
ОВ, «П5 (К)» аппаратуре ДИСК-К и «П5» на схему управления око-
нечными усилителями субблока ФКП.
Схема управления оконечными усилителями (рис. 2.12)
формирует следующие сигналы, поступающие на входы суб-
блоков ОУ:
«СТРОБ П4—П5» — включения оконечных усилителей ос-
новных напольных камер на время прохода каждой оси меж-
ду датчиками Д4 и Д5;
«СТРОБ П5» — включения оконечных усилителей вспомо-
гательных напольных камер на время прохода каждой оси
над датчиком Д5 — оконечные усилители вспомогательных
камер должны быть отключены во время прохода первой
подвижной единицы контролируемого поезда, что достигает-
ся открытием узла DD9 по сигналу прохода первой подвиж-
ной единицы от счетчика DD8;
«СТРОБ+17» — сигнал, длительность которого равна вре-
мени прохода оси между датчиками Д4 и Д5 плюс 17 мс;
«ОСИ 17» — отметки прохода каждой оси над датчиком Д5
(длительность сигнала 17 мс).
Схема также формирует сигналы, поступающие на входы
субблока ЦС:
«ОВ 17» — отметки прохода вагона над датчиком Д5 (дли-
тельность сигнала 17 мс);
«4 ВАГОНА» — отметки прохода первых четырех вагонов.
Схема позволяет вручную переключать оконечные усилители
в режим калибровки путем переключения тумблера «КАЛИБР».
В этом случае по сигналу с выхода элемента DD2 открываются
узлы DD4, DD6, DD7 и DD9, формируя сигналы соответственно
«СТРОБ П4—П5», «СТРОБ+17», «ОСИ 17» и «СТРОБ П5», кото-
рые полностью открывают тракты оконечных усилителей.
Схема термокоррекции оконечных усилителей (рис. 2.13) слу-
жит для формирования сигнала «СЕЗОННЫЙ РЕЖИМ», по ко-
торому осуществляется управление схемами термокоррекции
субблоков ОУ блока усилителей в зависимости от температуры
87
DD1
Рис. 2.12. Субблок ФКП: схема управления оконечными усилителями
наружного воздуха. Схема работает следующим образом. При
отсутствии поезда на участке контроля на входы элементов DD1
и DD2 с выхода схемы дублирования РЦН поступает сигнал
«ЗАПРЕТ» (сигнал «1»). В летний период, когда контакты датчи-
88
Рис. 2.13. Субблок ФКП: схема термокоррекции оконечных усилителей
ка температуры наружного воздуха ДТНВ разомкнуты, на вход
элемента DD2 поступает сигнал «ДТ» (сигнал «1»), Триггер кор-
рекции DD3 удерживается в исходном нулевом состоянии по
входу R сигналом «О» с выхода DD2. В зимний период, контак-
ты датчика ДТНВ замыкаются, и на вход элемента DD2 посту-
пает сигнал «ДТ» (сигнал «О»). Триггер DD3 переключается в еди-
ничное состояние по входу S сигналом «О» с выхода элемента
DD1. При вступлении поезда на участок контроля нулевым сиг-
налом «ЗАПРЕТ» запираются элементы DD1 и DD2, чем исклю-
чается возможность переключения триггера DD3 во время про-
хода поезда.
Субблок ФИП-А формирует сигналы прохода колесных пар над
напольными датчиками. При движении поезда по участку контро-
ля субблок ФИП-А выполняет функции согласования напольного
и постового оборудования, осуществляя преобразование выход-
ных сигналов путевых датчиков (импульсы колоколообразной
формы переменной длительности) в сигналы, удобные для воспри-
ятия логическими схемами (прямоугольные импульсы постоянной
длительности и амплитуды). Сформированные таким образом
89
сигналы прохода колесных пар над датчиками Д1, Д4 и Д5 с выхо-
дов субблока ФИП-А подаются на входы субблока ФКП.
Субблок ФИП-А состоит из шести одинаковых узлов, что
позволяет принимать импульсы с шести датчиков прохода ко-
лесных пар. Функциональная схема одного узла приведена на
рис. 2.14. В состав узла входят интегратор R1-C1, компаратор
DD1, схема задержки (DD2.1—DD2.3, R4, С2) и триггер фик-
сации прохода оси DD3 с инвертором DD2.4 на выходе.
При отсутствии колесной пары в зоне действия датчика ну-
левые потенциалы подаются на входы схемы задержки с вы-
хода компаратора и по цепи «Сброс» с выхода субблока
ФКП. На тактовый вход С триггера поступает нулевой потен-
циал с выхода компаратора, что удерживает триггер в нуле-
вом состоянии. При заходе поезда на участок контроля суб-
блок ФКП выдает в цепь «Сброс» положительный потенциал,
в результате чего снимается блокировка триггера по входу R.
Формирование импульса прохода колесной пары осуществля-
ется следующим образом. Сигнал от датчика (см. рис. 1.11)
подается на вход интегратора, с выхода которого на вход
компаратора поступает положительный сигнал. Амплитуда это-
Рис. 2.14. Субблок ФИП-А: схема узла приема импульсов
отдатчика прохода колес
90
го сигнала постоянна (около 1 В) и не зависит от скорости дви-
жения поезда. Интегратор также подавляет высокочастотные по-
мехи. Порог срабатывания компаратора задается номиналами
резисторов R2 и R3 и составляет 0,25—0,3 В.
Под действием входного сигнала компаратор выдает положи-
тельный импульс на вход схемы задержки и на вход С триггера,
переключая его в единичное состояние. С выхода инвертора
DD2.4 сигнал отметки прохода колесной пары над датчиком по-
дается на вход субблока ФКП. При выходе колеса из зоны дей-
ствия датчика положительный потенциал на выходе компарато-
ра меняется на нулевой. Схема задержки выдает на вход R триг-
гера короткий импульс, и триггер возвращается в исходное
(нулевое) состояние.
Субблок ОВ, получая от субблока ФКП сигналы о проходе
осей подвижной единицы над датчиками Д1 и Д5, производит
подсчет осей, в результате чего формирует и выдает субблоку
ФКП сигнал отметки прохода вагона.
Функциональная схема субблока ОВ приведена на рис. 2.15.
Схема состоит из двух одинаковых узлов, предназначенных для
обработки сигналов прохода колесных пар над первым и после-
дним датчиками (соответственно сигналы «Ш» и «П5» из суббло-
ка ФКП), схемы сравнения DD11 и схемы совпадения DD12. Для
индикации прохода каждой подвижной единицы служит свето-
диод VD, расположенный на передней панели субблока. В со-
став каждого узла обработки сигналов прохода колесных пар
входят входные инверторы (DD1, DD2 и DD13, DD14), форми-
рователь импульсов счета (DD3, DD4 и DD15, DD16), опреде-
литель знака счета (DD5, DD6 и DD17, DD18), реверсивный счет-
чик (набегающих осей DD7 и сбегающих осей DD19), схема
фиксации нулевого состояния счетчика (DD8 и DD20) и форми-
рователь выходного сигнала (DD9 и DD21). Защиту цепей фор-
мирования импульсов счета от высокочастотного «дребезга»
обеспечивают конденсаторы Cl, СЗ и С2, С4.
91
Рис. 2.15. Схема субблока ОВ
При отсутствии поезда в зоне контроля триггеры и счетчики
удерживаются в исходном (нулевом) состоянии по цепи «Сброс»
из субблока ФКП. При заходе поезда на участок контроля субблок
ФКП выдает в цепь «Сброс» положительный потенциал, в резуль-
тате чего снимается блокировка элементов субблока по входам R.
При проходе каждой колесной пары первой группы осей под-
вижной единицы над первым датчиком схема DD3—DD4 фор-
мирует импульсы счета, которые через схему определения знака
счета DD6 подаются на счетчик DD7. Счетчик DD7 производит
подсчет осей, прошедших над первым датчиком. Знак счета в ре-
жиме суммирования определяется нулевым состоянием тригге-
ра DD5. Аналогично счетчик DD19 производит подсчет осей,
прошедших над последним датчиком. Так как расстояние между
первым и последним датчиком больше максимально возможно-
го расстояния между двумя соседними осями одной группы, то
вторая колесная пара пройдет над первым датчиком раньше, чем
первая колесная пара над последним датчиком. Поэтому счетчик
DD19 работает с запаздыванием по отношению к счетчику DD7.
Сигналы с выходов счетчиков поступают на входы схемы
сравнения DD11. Когда число осей, подсчитанное счетчиком
DD19, становится равным числу осей, подсчитанному счетчиком
DD7, что соответствует проходу первой группы осей, схема
сравнения выдает сигнал в виде положительного потенциала на
вход схемы совпадения DD12. Схема DD12 проверяет, находит-
ся ли триггер DD17 в режиме суммирования (положительный
потенциал с инверсного выхода триггера) и запись в счетчике
DD19 числа, отличного от нуля (положительный потенциал с
выхода схемы DD20). При выполнении этих условий схема
DD12 выдает сигнал установки триггеров DD5 и DD17 в единич-
ное состояние. В результате схемы DD6 и DD18 переводят счет-
чики осей DD7 и DD19 в режим вычитания.
При проходе каждой колесной пары второй группы осей
подвижной единицы над первым и последним датчиком счет-
чики осей DD7 и DD19 работают в режиме вычитания ана-
логично режиму сложения. При проходе последней оси над
93
первым датчиком счетчик DD7 обнуляется, и на выходе схемы
DD8 появится положительный потенциал. Схема DD9 при пода-
че импульса па вход «П1» открывается по всем трем входам и
выдает субблоку ФКП сигнал отметки прохода подвижной еди-
ницы над первым датчиком (сигнал «ОВ П1»). Этим же импуль-
сом триггер DD5 устанавливается в исходное нулевое состояние,
соответствующее режиму суммирования. Аналогично при прохо-
де последней оси над последним датчиком обнуляется счетчик
DD19. Схема DD21 выдает субблоку ФКП сигнал отметки про-
хода подвижной единицы над последним датчиком (сигнал «ОВ
П5») и переводит триггер DD17 в режим суммирования.
Субблок ПЗУ обеспечивает управление работой перегонного
оборудования в режиме автоконтроля и в режиме настройки ап-
паратуры. В режиме автоконтроля субблок ПЗУ вырабатывает по
определенному алгоритму сигналы, имитирующие проход по
участку контроля шестиосного вагона с перегретыми буксами.
Эти сигналы с выходов субблока ПЗУ поступают на входы суб-
блоков ФКП и ЦС, а также блока БУС, аппаратура которых ре-
ализует контрольную программу с выдачей информации блоку
БПС для передачи по линии связи.
Функциональная схема субблока ПЗУ показана на рис. 2.16.
В состав субблока входят следующие элементы: генератор пря-
моугольных импульсов DD2, вырабатывающий тактовые им-
пульсы, определяющие скорость выполнения контрольной про-
граммы; счетчик на 96 единиц DD6 с цепями запуска и останов-
ки DD5; дешифратор DD7, формирующий контрольные сигналы,
необходимые для проверки и настройки аппаратуры ДИСК-Б;
схема формирования задержки сигнала о выключении ПЗУ DD3,
необходимой для обработки станционной аппаратурой получен-
ных сигналов; схема управления режимами работы ПЗУ DD4.
Исходное состояние ПЗУ — выключенное. При этом схема
DD5 исключает возможность поступления тактовых импульсов
от генератора на счетчик. ПЗУ включается автоматически при по-
ступлении команды «КОНЕЦ ПОЕЗДА» от блока ФКП или
94
Рис. 2.16. Схема субблока ПЗУ
вручную при нажатии кнопки «ЗАПУСК». При отсутствии ко-
манды на запуск тактовые импульсы можно подавать на вход
счетчика в ручном режиме путем нажатия кнопки «ОДИН». Ра-
боту счетчика (поступление импульсов на счетчик) контролиру-
ет светодиод VD.
Схема управления режимами работы обеспечивает перевод
ПЗУ из режима одиночного прохода контрольной программы в
циклический при переключении тумблера «РАЗ-ЦИКЛ» в поло-
жение «ЦИКЛ», а также при поступлении команды «РАЗ-ЦИКЛ»
по обратному каналу. Схема также позволяет имитировать про-
ход двух аварийных вагонов вместо одного при переключении
тумблера «1 ВАГ-2 ВАГ» в положение «2 ВАГ», а также при по-
ступлении команды «1 ВАГ-2 ЗАГ» по обратному каналу.
Субблок ЦС выполняет функции согласования аппаратуры бло-
ка БУ с напольным оборудованием и блоками БУС и БПС. Субблок
вырабатывает сигналы управления контрольными лампами
95
(включение-выключение) и заслонками (открытие-закрытие) наполь-
ных камер, фиксаторами уровня тепловых сигналов (в блоке БУС)
и информационные сигналы для аппаратуры передачи сообщений.
Субблок ПРОК осуществляет прием и преобразование поступа-
ющего по обратному каналу линии связи стартстопного последова-
тельного кода в параллельный, дешифрацию принятых команд (ко-
личество дешифрируемых комбинаций—до 14) и их выдачу в им-
пульсном или потенциальном коде на входы субблоков ФКП и ЦС.
Функциональная схема субблока ПРОК показана на рис. 2.17.
Приемник работает следующим образом. Последовательный код в
виде импульсов колоколообразной формы поступает на вход «КОД
СТАРТ-СТОП» порогового элемента DD1. При приеме первой (стар-
товой) посылки кода по сигналу с выхода Q2 элемента DD1 схема
DD3 формирует сигнал сброса счетчика DD5 и управляющего триг-
гера DD7 (через элемент DD10), а также установки регистра DD12
на начало приема кодовой комбинации (в исходное состояние).
Управляющий триггер открывает схему DD2 управления счетчи-
ком, в результате чего на двоичный счетчик DD5 начинают посту-
пать импульсы принимаемого кода с частотой, определяемой часто-
той следования выходных импульсов генератора DD4 (встроенного
или внешнего). Схема совпадения DD6 вырабатывает стробирую-
щие импульсы, первый из которых обеспечивает срабатывание
управляющего триггера DD7. Сигналом с выхода управляющего
триггера схема DD2 удерживается в открытом состоянии, а форми-
рователь DD3 блокируется. Защита приемника от воздействия крат-
ковременных импульсных помех, которые могут возникнуть в ли-
нии связи, осуществляется следующим образом. Если произошел
ложный запуск приемника (счетчик начал подсчет импульсов), но
воздействие помехи закончилось до выработки схемой DD6 строби-
рующего импульса, то управляющий триггер останется в исходном
состоянии и дальнейшая работа приемника прекратится.
Стробирующие импульсы с выхода схемы DD6 поступают на
вход С регистра DD12. Каждый импульс обеспечивает прием оче-
редной посылки кода, поступающей на вход D, со сдвигом ранее
96
4. Д. В. Швалов В. В. Шаповалов
КОД
СТАРТ-СТОП
«АПС ВКЛ.»
«ЗАПРЕТ»
DD1
D Q1
Q2
Рис. 2.17. Схема субблока ПРОК
VD^1
VD2@±,
г^'
то^'
«КОМАНДА 1»
___«КОМАНДА 2»
___«КОМАНДА 3»
ЖОМАНДА 4»
. «КОМАНДА 5»
1 «КОМАНДА 6»
чо
принятой информации. Шестой стробирующий импульс обеспечи-
вает прием пятой посылки, в результате чего вся кодовая комбина-
ция считается принятой. При приеме завершающей (стоповой) по-
сылки кода схема совпадения DD8 вырабатывает сигнал конца
приема кодовой комбинации, по которому схема DD9 формирует
сигнал управления дешифратором DD13. Этим же сигналом воз-
вращаются в исходное состояние управляющий триггер и счетчик.
Прием кодовой комбинации считается завершенным.
С выходов дешифратора принятая кодовая комбинация в им-
пульсном коде подается на внешние устройства и на входы регист-
ра DD14, который преобразует импульсный код в потенциальный.
В результате на одном из выходов приемника «КОМАНДА 1» —
«КОМАНДА 6» появляется сигнал, фиксирующий прием одной из
кодовых комбинации, и включается соответствующий светодиод.
Фиксацию четных и нечетных комбинаций кода по сигналу с
выхода 16 регистра DD12 осуществляет схема DD11.
Для проверки функционирования и настройки перегонного
оборудования на лицевых панелях субблоков ФКП и ПЗУ имеются
специальные тумблеры, включением которых имитируются раз-
личные сигналы.
Блок усилителей выполняет следующие функции:
усиление тепловых сигналов, поступающих от основных и
вспомогательных напольных камер;
корректировку тепловых сигналов по амплитуде в зависимости от
температуры наружного воздуха;
преобразование тепловых сигналов для передачи в линию связи.
Структурная схема блока усилителей показана на рис. 2.18.
В состав блока усилителей входят субблоки источников питания —
СП2 напряжением ±12 В и СПЗ напряжением ±15 В, преобразу-
ющие напряжение (73) 220 В, 50 Гц, и четыре субблока оконеч-
ных усилителей ОУ1—ОУ4.
Электропитание аппаратуры блока осуществляют источники:
СП2/1—субблоков оконечных усилителей ОУ1—ОУ4 (7);
СП2/2 — предварительных усилителей и термостатов боломет-
ров вспомогательных напольных камер (70; СП2/3 — предва-
рительных усилителей и термостатов болометров основных на-
98
Рис. 2.18. Структурная схема блока усилителей
польных камер (77); СПЗ — активный и компенсационный эле-
менты болометров всех четырех напольных камер (72).
Субблоки ОУ1—ОУ4 являются оконечными усилителями из-
мерительного тракта и выполняют свои функции по командам
блока управления параллельно и независимо друг от друга.
Внешними входными сигналами блока БУС являются тепловые
сигналы от предварительных усилителей [субблоки ОУ1 и ОУ2
принимают сигналы от левой (7) и правой (2) вспомогательных на-
польных камер, субблоки ОУЗ и ОУ4 — от левой (3) и правой (4)
основных напольных камер], управляющие сигналы (9) от блока
управления и сигналы (5) от термоэлементов блока термодатчиков
об изменениях температуры окружающего воздуха.
Внешними выходными сигналами блока БУС являются тепло-
вые сигналы (5, 6), подаваемые на входы блока БПС для форми-
рования информационных сообщений о температуре проконтро-
лированных буксовых узлов. Выходы оконечных усилителей ос-
новных и вспомогательных камер каждой стороны (ОУ1 и ОУЗ,
99
ОУ2 и ОУ4) соединены по схеме ИЛИ. Таким образом, на вхо-
ды блока БПС подается информация о максимальном уровне
теплового сигнала для каждой стороны.
Функциональная схема оконечного усилителя показана на
рис. 2.19. Основными функциональными узлами оконечного уси-
лителя являются схема усиления и преобразования сигнала, схема
термокоррекции, схема выделения максимального сигнала. Прин-
цип действия оконечного усилителя заключается в следующем.
Тепловой (или имитирующий его контрольный) сигнал посту-
пает на вход «ТЕПЛОВОЙ СИГНАЛ» в момент нахождения бук-
сового узла в поле зрения оптической системы болометра. Тепло-
вой сигнал положительной полярности поступает на переменный
резистор «УСИЛЕНИЕ», выполняющий функции регулятора уси-
ления, откуда снимается при помощи разделительного конденсато-
ра С1 и подается на вход операционного усилителя У1 в моменты
времени, когда фиксатор уровня ФУ (ключевая транзисторная схе-
ма) закрыт. При включении (открытии) фиксатора уровня сигналом
«ФУ» на вход усилителя У1 поступает сигнал уровня 0,01 от сни-
маемого с резистора «УСИЛЕНИЕ» и происходит перезаряд емко-
сти С1, то есть емкость С1 с постоянной времени около 100 мс от-
слеживает изменение уровня напряжения входного сигнала.
Для компенсации потерь напряжения на последующих эле-
ментах схемы на выходе усилителя У1 устанавливается исходный
положительный потенциал 2 В. Для защиты усилителя от само-
возбуждения предусмотрена схема частотной коррекции.
Для проверки качества работы оконечного усилителя в состав схе-
мы входит источник контрольного сигнала ИКС.
Схема стробирования работы оконечного усилителя (СТР)
обеспечивает прохождение сигнала с выхода усилителя У1 только
во время прохода колесной пары между четвертым и пятым на-
польным датчиком (для основных напольных камер) или над пя-
тым датчиком (для вспомогательных напольных камер), что оп-
ределяется закрытым состоянием ключа К1 по сигналу «СТРОБ
П4-П5» или «СТРОБ П5» соответственно. При закрытом транзис-
торном ключе К1 практически весь сигнал с выхода У1 посту-
100
«тк выкл.»
Рис. 2.19. Схема оконечного усилителя
пает на схему СТР. При открытом ключе К1 практически весь
сигнал падает на балластном резисторе R3.
С выхода схемы стробирования усиленный тепловой сигнал
поступает на схему управляемой аналоговой памяти (АП). Кон-
денсатор С2 заряжается до амплитуды теплового сигнала и «за-
поминает» эту величину. Ключевой элемент К2 закрывается на
время действия сигнала «СТРОБ+17», и напряжение на выходе
схемы памяти соответствует напряжению на конденсаторе С2 (за
счет действия схемы транзисторного повторителя П). При откры-
тии транзисторного ключа К2 конденсатор С2 разряжается.
Для формирования сигнала длительностью 17 мс служит тран-
зисторная схема Ф17. Эта схема обеспечивает прохождение
сигнала с выхода схемы аналоговой памяти на схему термокор-
рекции в течение 17 мс, что определяется закрытым состоянием
ключа КЗ по сигналу «ОСИ 17». При открытом ключе КЗ прак-
тически весь сигнал падает на балластном резисторе R4.
Схема термокоррекции реализована на основе двух дифферен-
циальных усилителей У2 и УЗ с элементами управления — схе-
мой переключения сезонных режимов (ПСР), схемой коррекции
(КОР) и транзисторным ключом К4. Схема коррекции определя-
ет значение коэффициента усиления усилителя У2, а схема пере-
ключения сезонных режимов (по сигналу «СЕЗОННЫЙ РЕ-
ЖИМ») — знак воздействия схемы термокоррекции на величину
поступающего на ее вход сигнала. Так, в летний период при уве-
личении температуры наружного воздуха сигнал на выходе схе-
мы термокоррекции будет уменьшаться, в зимний период — уве-
личиваться. При настройке аппаратуры ДИСК-Б на выявление
букс с температурой шеек осей выше 130 ° С независимо от пери-
ода времени года схема термокоррекции при увеличении темпе-
ратуры наружного воздуха уменьшает тепловой сигнал во всем
диапазоне температур.
При прохождении контрольной программы схема термокоррек-
ции в момент прохождения первого контрольного сигнала отклю-
чается сигналом «ТК ВЫКЛ.», и контрольный сигнал без измене-
ния поступает на выход оконечного усилителя. Амплитуда второ-
102
го контрольного теплового сигнала будет зависеть от температуры
наружного воздуха и положения переключателя «КОРРЕКЦИЯ».
Схема выделения максимального сигнала выполнена на элемен-
тах VD2 и R5. В блоке усиления соединены по схемам ИЛИ выхо-
ды оконечных усилителей («ВЫХОД ОСН+ВСП») основных и вспо-
могательных камер для каждой стороны. Таким образом выделяют-
ся большие по амплитуде сигналы от основной или вспомогательной
напольной камеры отдельно левой и правой стороны и подаются со-
ответственно в каналы 3 и 4 блока передачи сообщений.
Для защиты аппаратуры ДИСК-Б от ложных срабатываний при
попадании солнечного излучения в оптику болометра в состав по-
стового оборудования может быть включена дополнительная схема
солнцезащиты. Схема, предназначенная для подключения к приемо-
усилительному тракту, реализована на печатной плате и устанавли-
вается в субблоке ОУ. Сторона (правая или левая), с которой необ-
ходимо применение солнцезащиты, а также период, в течение кото-
рого следует подключать схему (обычно один-два месяца),
определяется с учетом местных условий.
Принцип действия защиты состоит в следующем. При попадании
солнечного излучения в поле зрения оптической системы болометра
сигналы от контрольной лампы приемо-усилительного тракта будут
отсутствовать, и при формировании информации о контрольном ва-
гоне уровень теплового сигнала определяется как нулевой с выво-
дом на печать соответствующих данных.
Блок передачи сообщений выполняет следующие функции:
преобразование исходных сообщений в амплитудно-модулирован-
ные сигналы и передача их по прямым каналам связи;
прием амплитудно-модулированных сигналов из обратного канала
связи и преобразование их в исходные сообщения;
частотное разделение каналов передачи информации и теле-
фонного канала;
вспомогательные контрольные функции.
Структурная схема блока передачи сообщений показана на
рис. 2.20. В состав блока передачи сообщений входят субблоки:
103
Рис. 2.20. Структурная схема блока передачи сообщений
104
источник питания СП2, групповых устройств ГУ1, линейных
фильтров ФДК и семь передатчиков ПЕР1—ПЕР7. Внешними
входными сигналами блока БПС являются тепловые сигналы
(5, 6) от блока БУС о температуре буксовых узлов, сигналы от
блока БУ о проходе осей (2), вагонов (3) и поезда (4), а также
команды, поступающие по обратному каналу линии связи от
станционного оборудования. Внешними выходными сигналами
блока являются AM-сигналы, передаваемые по прямым каналам
линии связи, а также управляющие команды (7), подаваемые на
входы блока управления.
Электропитание аппаратуры блока осуществляет источник
СП2, преобразующий напряжение 220 В, 50 Гц (77) в напряжение
±12 В (10).
Субблоки ПЕР1—ПЕР7 преобразуют информационные сооб-
щения (2—6) в AM-сигналы тональной частоты (7). Каждый пе-
редатчик настроен на одну фиксированную (несущую) частоту.
Несущие частоты субблоков ПЕР отличаются друг от друга на
180 Гц (табл. 2.3), ширина рабочей полосы канала 140—160 Гц.
Субблок ГУ1 содержит ряд узлов, обеспечивающих выполне-
ние блоком передачи сообщений указанных выше функций:
групповой усилитель, предназначенный для одновременного
усиления AM-сигналов всех каналов и поддержания с помощью
регулируемого коэффициента передачи требуемого уровня груп-
пового сигнала на выходе блока передачи сообщений 4,35 дБ
(0,5 Нп);
имитатор контрольных сигналов с элементами ручного и ав-
томатического подключения этих сигналов к входам каналов, вы-
рабатывающий последовательности прямоугольных импульсов
постоянной длительности и заданной амплитуды, необходи-
мые для проверки характеристик каналов связи;
приемник обратного канала, предназначенный для приема ко-
манд дистанционного управления постовым оборудовани-
ем, вырабатываемых на станции, преобразования АМ-сиг-
налов в информационные сообщения и выдачи кодовых
комбинаций на входы субблока ПРОК блока управления.
105
Таблица 2.3
Номер канала Вид передаваемой информации Несущая частота, Г ц
1 Наличие волочащихся деталей * 2070
2 Уровень динамики колес ** 2250
3 Уровень нагрева левой буксы 2430
4 Уровень нагрева правой буксы 2610
5 Отметка поезда и прохождения контрольной программы 2790
6 Отметка оси 2970
7 Отметка вагона 3150
Обратный Команды управления 1350
* Канал используется при установке аппаратуры УКСПС.
** В подсистеме ДИСК-Б канал не используется.
Субблок ФДК выполняет частотное разделения разговорного
и информационного трактов, а также информационных каналов
аппаратуры приема-передачи сообщений. Субблок ФДК состоит
из двух фильтров — нижних частот и верхних частот, объединен-
ных в одну вилку линейных фильтров. Фильтр верхних частот
имеет частоту среза 1,3 кГц и предназначен для выделения инфор-
мационных сигналов (7 и 8 на рис. 2.20). Фильтр нижних частот
имеет частоту среза 1,7 кГц и предназначен для выделения тракта
служебных телефонных переговоров (9 на рис. 2.20).
106
Функциональная схема блока передачи сообщений пока-
зана на рис. 2.21. Передача сообщений осуществляется сле-
дующим образом.
Сигналы, несущие информацию о контролируемом поезде,
поступают на входы субблока ГУ1 и через тыловые контакты пе-
реключающих реле Р1 и Р2 подаются на входы субблоков ПЕР
соответствующих каналов. При этом сигналы, несущие инфор-
мацию об уровнях нагрева, поступают на входы блока БПС в
нормированном виде — в виде прямоугольных импульсов с по-
стоянной длительностью 17 мс и амплитудой, пропорциональ-
ной уровню измеренного сигнала. Сигналы отметки осей, ваго-
нов и поезда поступают в виде прямоугольных импульсов по-
стоянной длительности (17 мс) и амплитуды.
В субблоке ПЕР входной сигнал подается на вход модулято-
ра М. Сигнал на выходе модулятора представляет собой прямо-
угольные импульсы, заполненные колебаниями несущей частоты
синусоидальной формы, вырабатываемой генератором Г. С выхо-
да модулятора AM-сигнал поступает на канальный усилитель
мощности УК, согласующий высокоомное выходное сопротивле-
ние модулятора с низкоомным входным сопротивлением каналь-
ного фильтра. Канальный фильтр передачи ФК состоит из четы-
рех последовательных колебательных LC-контуров и обеспечива-
ет прохождение AM-сигнала, спектр которого включает несущую
частоту, нижнюю и верхнюю боковые частоты.
Сигналы с выходов канальных фильтров субблоков ПЕР че-
рез развязывающие резисторы R1—R7, групповой усилитель
ГУС и фильтр ФДК поступают в линию связи. Коэффициент пе-
редачи ГУС можно плавно регулировать с помощью перемен-
ного резистора «УРОВЕНЬ».
Проверка каналов связи осуществляется следующим обра-
зом. По сигналу «УКС» с блока управления или в результате
нажатия кнопки «КОНТРОЛЬ» включается реле Р2, фронтовым
контактом которого замыкается цепь включения реле Р1. Буду-
чи под током, реле Р1 и Р2 своими фронтовыми контактами под-
ключают выход имитатора контрольных сигналов к входам пе-
107
оо
«Вход ОК»
ЛИНИЯ 1
ФДК
Г - ФС
икс
«Вход ТЛ»
«Вход ТП»
«Вход ОВ»
«УКС»
«Вход _
счет осей»
«Вход
0В+КП»
«Пров, нес.»
«Вход ВД»
ГУ1 DD2
ФВЧ
«УРОВ»
ь ФНЧ
ТЛФ
«Вход ОК»
R7
DD1
«ВЫХОД ОК»
дм
ФНЧ
УОК
ФВЧ
«уров»
Рис . Функциональная cxo.ua блока пех здачи сообщений
«КОНТРОЛЬ»
Тв2 Р2’
«УРОВ»
«УРОВ»
2070 Гц
ЛИНИЯ 2
ПЕР2 2250 Гц
ПЕРЗ 2430 Гц
1IEP4 2610 Гц
ПЕР5 2790 Гц
ПЕР6 2970 Гц
ПЕР7 3150 Гц
R2
R3
R4
R5
R6
ф' VD1
редатчиков ПЕР. Имитатор контрольных сигналов ИКС суббло-
ка ГУ1 состоит из генератора прямоугольных импульсов Г и схе-
мы формирования сигналов ФС. При поступлении с блока управ-
ления команды проверки несущих частот «Пров, нес.» в импуль-
сном режиме открывается ключевая схема К и прямоугольные
сигналы длительностью 17 мс и амплитудой, установленной при
помощи регулятора уровня «УРОВ», подаются на входы передат-
чиков ПЕР.
Схема приемника обратного канала субблока ГУ1 работает сле-
дующим образом. AM-сигналы («Вход ОК») поступают на фильтр
верхних частот ФВЧ, выделяющий частоту обратного канала. Уро-
ьень сигнала в обратном канале регулируется с помощью резисто-
ра «УРОВ». Усиленный входной сигнал (УОК — схема усиления)
поступает на вход демодулятора ДМ, на выходе которого образу-
ется последовательность колоколообразных импульсов. Возмож-
ные помехи подавляются при помощи фильтра нижних частот
ФНЧ. Согласование выхода приемника обратного канала с нагруз-
кой осуществляет схема согласования СС. Для исключения ложно-
го срабатывания приемника при ведении служебных телефонных
переговоров предусмотрена возможность его отключения от линии
связи переключателем «ВЫКЛ.».
Блок термодатчиков располагается снаружи постового поме-
щения на открытом воздухе. Схема блока термодатчиков пока-
зана на рис. 2.22. Блок состоит из четырех проволочных кату-
щ к R1—R4, выполняющих роль терморезисторов, и термо-
Рис. 2.22. Схема блока термодатчиков
109
датчика (TD), срабатывающего при температуре наружного воз-
духа около О °C. Терморезисторы подключены к входам схем тер-
мокоррекции оконечных усилителей блока БУС, термодатчик —
к входу схемы управления термокоррекцией оконечных усили-
телей субблока ФКП блока БУ (схемы переключения сезонных
режимов).
Контрольные вопросы
1. Укажите порядок размещения оборудования на перегонной
стойке и ее конструктивные особенности.
2. Поясните состав, назначение и особенности функционирования
элементов силовой части перегонной стойки.
3. Поясните функции, состав, назначение отдельных узлов блока
усилителей и опишите порядок его взаимодействия с другими устрой-
ствами перегонного оборудования.
4. Поясните функции, состав, назначение отдельных узлов блока
передачи сообщений и опишите порядок его взаимодействия с други-
ми устройствами перегонного оборудования.
5. Поясните функции, состав, назначение отдельных узлов блока уп-
равления и опишите порядок его взаимодействия с другими устройства-
ми перегонного оборудования.
2.5. СТАНЦИОННОЕ ОБОРУДОВАНИЕ ДИСК-Б
Аппаратура станционного оборудования, за исключением бло-
ка сопряжения, установлена на станционной стойке (см. рис. 2.5).
Блок сопряжения, печатающее устройство и пульт оператора раз-
мещаются на рабочем столе и соединяются со станционной стой-
кой отдельными кабелями.
Конструктивно станционная стойка состоит из трех отсеков
(рис. 2.23): открытого, имеющего места для установки блоков
приема сообщений 5, преобразования 4, накопления 3, автоном-
ной работы 2, и двух закрытых — силового, содержащего сило-
вую часть и групповые клеммные колодки 7, соединительного,
содержащего разъемы 6 для присоединения блоков к стойке. При
первоначальной разработке станционная стойка имела места
НО
Рис. 2.23. Станционная стойка ДИСК-Б
для установки шести блоков — предполагалась возможность уста-
новки блоков как базовой, так и дополнительных подсистем. Од-
нако в связи с тем, что аппаратура дополнительных подсистем
практически не внедряется в эксплуатацию, используется показан-
ный на рис. 2.23 усеченный вариант станционной стойки, имеющий
места для установки только четырех блоков базовой подсистемы.
В состав силовой части входят вводно-изолирующий щиток
ЩВИ, трансформатор Т и плата с элементами (7 на рис. 2.23), на
которой размещены три реле Р1—РЗ, а также платы грозозащиты,
тумблеры отключения питания, розетки, предохранители, разряд-
ники и другие элементы (резисторы, диоды, конденсаторы).
Подключение линии связи к станционной стойке осуществляет-
ся через вводно-изолирующий щиток, который служит для защи-
ты аппаратуры от воздействия перенапряжений и мощных помех.
Реле Р1 — это реле аварийного перехода на резервное пита-
ние. При наличии основного питания 220 В реле Р1 находится
под током, и питание поступает в нагрузку через его фронтовые
контакты. При пропадании основного питания реле обесточива-
ется и тыловыми контактами коммутирует цепи подачи резерв-
ного питания в нагрузку. Реле Р2 и РЗ — реле «Тревога 1» и
«Тревога 2» соответственно — в нормальном состоянии обесто-
чены и оказываются под током в случае выработки аппаратурой
ДИСК-Б соответствующих сигналов «Тревога».
На базе трансформатора Т выполнены два источника вторич-
ного электропитания напряжением ±24 В. Один источник пред-
назначен для питания реле «Тревога 1» и «Тревога 2», а второй
выдает сигналы (напряжением ±24 В) о срабатывании этих реле
на аппарат контроля дежурного по станции.
Блок приема сообщений выполняет следующие функции:
прием AM-сигналов, передаваемых по прямым каналам свя-
зи, и преобразование их в исходные сообщения;
преобразование исходных сообщений в AM-сигналы и пере-
дача их по обратному каналу связи;
частотное разделение каналов передачи информации и теле-
фонного канала;
вспомогательные контрольные функции.
112
Структурная схема блока приема сообщений показана на
рис. 2.24. В состав блока входят субблоки: источник пита-
ния СП2, блок групповых устройств ГУ2, блок линейных
фильтров ФДК и семь приемников ПР.
Электропитание аппаратуры блока осуществляется напряже-
нием ±12 В (12) от источника СП2, преобразующего питающее
напряжение 220 В, 50 Гц (13).
Назначение и состав субблока ФДК аналогичны субблоку
ФДК блока передачи сообщений перегонного оборудования.
Информационные АМ-сигналы (1), поступающие по линии свя-
зи, выделяются фильтром верхних частот субблока и подаются
на входы параллельно включенных субблоков ПР1—ПР7.
Субблоки ПР1—ПР7 преобразуют АМ-сигналы тональной
частоты в информационные сообщения. Каждый приемник бло-
ка настроен на одну несущую частоту в соответствии с табл. 2.3.
Входным элементом субблока ПР является полосовой фильтр,
выделяющий сигнал «своего» канала. Выходные сигналы при-
емников представляют собой исходные сообщения, сформиро-
ванные аппаратурой перегонного оборудования. Аналоговые
сигналы с выходов приемников ПРЗ (4) и ПР4 (5), несущие ин-
формацию о температуре буксовых узлов, подаются на входы
блока преобразования. Цифровые сигналы о проходе осей (7),
вагонов (8) и поезда (6) с выходов приемников соответственно
ПР6, ПР7 и ПР5 подаются на входы блока накопления БН.
Цифровой сигнал (3) о наличии волочащихся элементов (при
подключении к аппаратуре ДИСК-Б устройств УКСПС) с вы-
хода приемника ПР1 также подается на вход блока БН.
Субблок ГУ2 содержит передатчик обратного канала и уст-
ройство контроля исправности линии связи. Передатчик обрат-
ного канала преобразует в АМ-сигналы (2) информационные
сообщения (77) — команды дистанционного управления посто-
вым оборудованием, формируемые субблоком ПОК блока на-
копления, и выдает их в линию связи.
Контроль исправности линии связи осуществляется субблоком
ГУ2 путем сравнения уровня сигнала (9), поступающего по кана-
113
Рис. 2.24. Структурная схема блока приема
сообщений
114
лу 5 линии связи (с выхода приемника ПР5), с установленным по-
роговым значением. Сообщение (J0) об исправном или неисправ-
ном состоянии линии связи выдается на пульт оператора.
Функциональная схема блока приема сообщений показана па
рис. 2.25. Прием сообщений осуществляется следующим образом.
Сигналы, несущие информацию о контролируемом поезде,
из линии связи через фильтр ФДК поступают на входы суббло-
ков ПР1—ПР7, подключенных параллельно к выходу фильтра.
Входным элементом субблока ПР является канальный полосо-
вой фильтр ФПР, выделяющий из сложного группового сигна-
ла AM-сигнал на частоте «своего» канала. Выделенный сигнал
усиливается канальным усилителем УК до уровня, установлен-
ного резистором «УРОВ», и подается на вход демодулятора
ДМ, на выходе которого образуется последовательность коло-
колообразных импульсов. Возможные помехи подавляются
при помощи фильтра нижних частот ФНЧ. Согласование вы-
хода приемника обратного канала с нагрузкой осуществляет
схема согласования СС.
Контроль исправности линии связи осуществляется следую-
щим образом. С выхода приемника пятого канала ПР5 на вход
компаратора DD1 (в субблоке ГУ2) подается сигнал, который
сравнивается с опорным напряжением, подаваемым на второй
вход компаратора. Если уровень сигнала в линии связи выше
уровня опорного напряжения, то транзистор VT открыт, а реле Р
находится под током. Через фронтовой контакт реле Р замыкает-
ся цепь сигнализации на пульт оператора об исправности линии
связи. При уменьшении уровня сигнала в линии связи ниже уров-
ня порогового напряжения закрывается транзистор VT и обесто-
чивается реле Р. Тыловым контактом реле Р замыкается цепь сиг-
нализации о неисправности линии связи.
Схема и принцип действия передатчика обратного кана-
ла (ПЕР ОК) аналогичны рассмотренным в п. 2.4 для пере-
датчиков прямых каналов.
Блок преобразования осуществляет формирование и выдачу
информации о температуре нагрева буксовых узлов.
115
Рис. 2.25. Функциональная схема блока приема сообщений
Структурная схема блока преобразования показана на рис. 2.26.
В состав блока входят субблоки: источники питания СП1 и СП2,
преобразователи «аналог-код» ПАК (ПАК-Л и ПАК-П), схемы уп-
равления преобразователями «аналог-код» УПАК-М, входной ком-
мутатор запоминающего устройства ВКЗУ-М.
Электропитание аппаратуры блока осуществляется напряже-
нием ±5 В (8) от источника СП1 и напряжением ±12 В (9) от
источника СП2, преобразующих питающее напряжение 220 В,
50 Гц (72).
Внешними входными сигналами блока являются аналоговые
сигналы уровней нагрева буксовых узлов (7) для левой и правой
стороны, поступающие с выходов блока приема сообщений, а
также управляющие сигналы от блоков накопления (6) и автоном-
ной работы (5). Внешними выходными сигналами блока являют-
ся сигналы большего уровня нагрева одной из сторон для каж-
дой оси (3), сигналы тревоги (77) для левой и правой стороны,
различные управляющие сигналы (2), подаваемые на входы бло-
ка БАР, а также сигналы об уровнях нагрева букс (70) для левой
и правой стороны и о фиксации теплового излучения нагретых
элементов привода подвагонного генератора (7), подаваемые на
входы блока накопления.
Субблоки ПАК-Л и ПАК-П выполняют непосредственное пре-
образование аналоговых сигналов в цифровой двоично-десятич-
ный код, определяющий уровень нагрева буксовых узлов — все-
го 40 уровней (от 0 до 39). Сигналы уровня нагрева в цифровом
коде подаются на входы блока накопления. В случае превышения
сигналом нагрева буксовых узлов установленного порогового
уровня субблок ПАК выдает сигнал тревоги блоку автономной
работы и сигнализирует о неисправности путем включения инди-
кации— светодиода на лицевой панели субблока.
Субблок УПАК-М выполняет следующие функции:
сравнивает поступившие на его входы с выходов блока
приема сообщений аналоговые сигналы о температуре бук-
совых узлов левой и правой стороны, выбирает больший и
передает его на блок БАР;
117
00
Рис. 2.26. Структурная схема блока преобразования
подает поступившие аналоговые сигналы на входы субблоков
ПАК-Л и ПАК-П;
вырабатывает сигналы управления работой субблоков
ПАК-Л и ПАК-П — установки в исходное состояние и запуска в
работу;
запоминает информацию, формирует управляющие и ин-
формационные сигналы блокам БН и БАР при реализации
контрольного режима.
Схема ввода сигналов и установки их уровней показана на
рис. 2.27. На входы субблока УПАК-М поступают аналоговые сигна-
лы «СНЛ Q» и «СНП П» соответственно для левой и правой стороны
поезда. Эти сигналы через контакты переключателя «КОНТРОЛЬ»
поступают на выходы «СНЛ/КОНТРОЛЬ» и «СНП/КОНТ-
РОЛЬ» и далее на входы субблоков ПАК-Л и ПАК-П. Кроме
того, сигнал, имеющий больший уровень, выделяется по схеме
ИЛИ (диоды VD1 и VD2) и подается на блок БАР (сигнал
«СНЛ+СНП»).
На выход «УРОВЕНЬ ПЕЧАТИ» для подачи на субблоки
ПАК выдается аналоговый сигнал, уровень которого опре-
деляется положением тумблеров В2—В7. Этими же тумбле-
Рис. 2.27. Субблок УПАК-М: схема ввода сигналов
и установки их уровней
119
рами — набором определенной комбинации «весов» тумблеров
(«1»—«20»)— задается уровень контрольных тепловых сигналов
в ручном режиме контроля. В этом режиме сигналы на выходы
«СНЛ/КОНТРОЛЬ» и «СНП/КОНТРОЛЬ» подаются при нажа-
том переключателе «КОНТРОЛЬ».
Функциональная схема преобразования аналогового сигнала
в код показана на рис. 2.28 (см. вкладку). Основными элемента-
ми схемы являются:
в субблоке УПАК-М — схема формирования сигнала «Нача-
ло преобразования» (элементы DD1 и DD2); схема формирова-
ния сигнала «Конец преобразования» DD3; схема формирования
выходных тактовых сигналов, состоящая из счетчика DD5, дешиф-
ратора DD6 и ключевого элемента управления счетчиком DD5;
в субблоке ПАК — цифроаналоговый преобразователь (ЦАП),
состоящий из регистра памяти DD8, входных схем совпадения
DD7, выходных ключевых схем DD9 и делителей напряжения на
резисторах R1—R18; схема сравнения DD10; схемы установки
триггеров регистра в нулевое состояние DD11 и DD12.
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 «Нача-
ло преобразования» вырабатывается на выходе элемента DD2 по
сигналу «ЗАПУСК ПАК» из субблока ВКЗУ-М (в автоматичес-
ком режиме при проходе каждой оси) или при нажатии кнопки
«ЗАПУСК» (в ручном режиме контроля). Этот сигнал представ-
ляет собой один импульс — исключение выдачи нескольких
импульсов достигается установкой элемента DD1 в нулевое со-
стояние по входу О. Сигнал «Начало преобразования» разреша-
ет 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 DC» —
«ВЫХ 7 DC». По сигналу «ВЫХ 7 DC» схема DD3 формирует
сигнал «Конец преобразования», устанавливающий счетчик DD5
в исходное состояние.
120
В субблоке ПАК аналоговый сигнал поступает на вход «-» схе-
мы сравнения DD10, где сравнивается с уровнем сигнала, поступаю-
щего на вход «+» DD10 с выхода ЦАП: если уровень аналогового
сигнала меньше уровня сигнала ЦАП, то на выходе схемы DD10 бу-
дет сигнал «1», если больше или равен — сигнал «О».
Уровень сигнала на выходе ЦАП формируется делителями напря-
жения в зависимости от состояния триггеров Т «20»—Т «1» регистра
DD8. Сумма «весов» триггеров, имеющих состояние «1», определя-
ет уровень выходного сигнала и соответственно значение кодового
слова «КОД ПАК» на выходе субблока ПАК. Установка триггеров
в исходное состояние осуществляется сигналами © и ® схемы DD12
по сигналу «УСТ. RG ПАК» субблока УПАК-М. В исходном состо-
янии все триггеры находятся в состоянии «0», ключевые элементы
DD9 закрыты и уровень сигнала на выходе ЦАП равен уровню
напряжения источника питания 4,5 В. Это напряжение разбивается
на 45 уровней (квантов) по 0,1 В. Таким образом, каждой единице
«веса» регистра DD8 соответствует напряжение 0,1 В.
Преобразование осуществляется методом последовательного
приближения за 7 шагов (тактов), которые определяются последо-
вательно поступающими на входы субблока ПАК тактовыми сиг-
налами «ВЫХ 1 DC»—«ВЫХ 7 DC» субблока УПАК-М. Сигнал
«ВЫХ 1 DC» устанавливает в состояние «1» триггер Т «20» регист-
ра памяти DD8. Это приводит к закрытию соответствующей клю-
чевой схемы и установке на выходе ЦАП (на входе «+» схемы срав-
нения 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 «0».
Сигнал «ВЫХ 2 DC» 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 «0» (если уровень аналогового
сигнала меньше «20») сигналом © с выхода схемы DD11. При
этом сигнал «ВЫХ 2 DC» разрешает считывание информации
из триггера Т «20».
121
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 па первом шаге уровень ана-
логового сигнала меньше «20».
При поступлении последующих сигналов «ВЫХ 3 DC»—
«ВЫХ 6 DC» происходит аналогичное сравнение уровней сиг-
налов. Сигнал «ВЫХ 7 DC» дает разрешение па считывание ин-
формации из триггера Т «1».
В результате на выходах «КОД ПАК» образуется кодовая комби-
нация, соответствующая уровню аналогового сигнала. При этом зна-
чения 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 пре-
дусмотрена принудительная установка триггеров Т «4» и Т «2» в
состояние «0» сигналом ® с выхода схемы DD12, когда триггер
Т «8» оказывается в состоянии «1».
Функциональная схема формирования сигналов печати и тре-
воги в субблоке ПАК показана на рис. 2.29.
Для формирования сигнала «Тревога» служит схема сравне-
ния DD1. Если уровень аналогового сигнала, поступающего на
Рис. 2.29. Субблок ПАК: схема формирования сигналов печати и тревоги
122
вход «-», превышает поступающий на вход «+» уровень сигнала
«Тревога», установленный резистором «УТ» или сигналом «ВХОД А»
блока БАР, то с выхода логической схемы DD2 соответствующий сиг-
нал подается на блок БН, при этом включается световая индикация —
светодиод «Тревога».
Для формирования сигнала печати служит схема сравнения
DD3. Если уровень аналогового сигнала, поступающего на вход
«-», превышает поступающий на вход «+» уровень печати, установ-
ленный сигналом «УРОВЕНЬ ПЕЧАТИ» субблока УПАК-М, то с
выхода логической схемы DD4 соответствующий сигнал подается
на субблок ВКЗУ-М.
Субблок ВКЗУ-М выводит на устройства индикации (свето-
диоды на лицевой панели) информацию о номере оси и уровне
нагрева буксовых узлов с левой и правой стороны, а также фор-
мирует сигналы, управляющие работой запоминающих уст-
ройств субблока УПАК-М.
Функциональная схема записи информации субблока ВКЗУ-М
показана на рис. 2.30. На входы схемы поступает информация о
количестве осей в вагоне, уровнях нагрева для правой и левой
стороны в виде 6-разрядных слов — кодовых комбинаций с «ве-
сами» разрядов от «1» до «20». В автоматическом режиме при по-
ступлении на входы схемы команды «ЗАПРОС СЛОВ 1...4» на вы-
ходах «РАЗРЯД 1»—«РАЗРЯД 6» появляется соответствующая зап-
рашиваемому входному слову кодовая комбинация. В ручном
контрольном режиме при нажатии кнопки «СЧ. О», «ПАК П» или
«ПАК Л» на индикаторы VD1—VD6 выводится соответствующая
информация также в виде 6-разрядного кода.
Блок накопления выполняет следующие функции:
подсчет количества осей в вагонах;
подсчет количества вагонов в поездах;
подсчет количества проконтролированных поездов с нача-
ла смены;
обработку информации о перегретых буксах;
формирование сигналов текущего времени;
123
DD3
DD2
1 2 4 8 10 20 Оси
1
-)
3
4
_5
6
1 2 4 8 10 20 Уровень нагрева правый
1 2 4 8 10 20 Уровень нагрева левый
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
1 «Запрос
2 слов 1...4»
3 вЗУ1
4
1 «Запрос
2 слов 1...4»
3 вЗУ2
4
+5 В
R1
DD1
СЧ.0
21
22
23
24
18
19
20
26
2
3
4
ПАКЛ
_5
6
2
8
ПАКП
VD1
26
VD2
75
VD3
«8»
«10»
«20»
Разряд 4 вход-
ного слова ЗУ
Разряд 3 вход-
ного слова ЗУ
Разряд 6 вход-
ного слова ЗУ
Разряд 5 вход-
----нога слова ЗУ
27
19
28
8
7Г
14
77
20
28
3
25
9
2Е
15
27
21
28
4
25
10
77
16
27
22
28
5
25
11
77
17
27
23
28
6
25
12
26
18
27
24
28
& & & & 1
& & & & 1
& & & & 1
& & & & 1
| =3 1 =3 1 =3 | =3 1
& & & & 1
Разряд 1 вход-
ного слова ЗУ
Разряд 2 вход-
ного слова ЗУ
VD4
VD5
VD6
Рис. 2.30. Субблок ВКЗУ-М: схема записи информации
124
хранение и вывод информации о проконтролированных
поездах.
Структурная схема блока накопления показана на рис. 2.31.
В состав блока входят субблоки: два источника питания СП1,
датчик временных интервалов ДВИ, счетчик текущего времени
СТВ, регистр номера поезда РНП, счетчик осей и вагонов СОВ,
передатчик обратного канала ПОК, четыре регистра печати РГ1,
блок управления цифропечатающим устройством УЦП.
Электропитание аппаратуры блока осуществляется напря-
жением ±5 В (72) от источника СП1 и напряжением ±12 В (13)
от источника СП2, преобразующих питающее напряжение
220 В, 50 Гц (76).
Внешними входными сигналами блока являются управляющие
сигналы блоков автономной работы (4, 7, 10) и преобразования
(6), определяющие порядок работы логических схем; сигналы об-
нуления порядкового номера поезда за смену (3), поступающие с
пульта оператора; сигналы о фиксации теплового излучения нагре-
тых элементов привода подвагонного генератора (9), поступающие
от блока БП; информационные сообщения о проконтролирован-
ном поезде, поступающие с выходов блоков БАР (14) и БП (75).
Внешними выходными сигналами блока являются коман-
ды дистанционного управления перегонным оборудованием
(7), подаваемые на входы блока БП; сигналы текущего вре-
мени (2), подаваемые на входы блока БАР; информацион-
ные сообщения о порядковом номере поезда (5), количестве
осей в вагоне и порядковом номере вагона в поезде (8),
подаваемые на входы блока БАР, и информация для выво-
да на печать (77), подаваемая на входы блока сопряжения.
Субблок ДВИ вырабатывает тактовые импульсы различной ча-
стоты, необходимые для управления работой аппаратуры блока
накопления и других блоков станционного оборудования. В со-
став датчика временны 'х интервалов входят кварцевый генератор
импульсов с частотой 1 МГц, делитель частоты, реализованный на
базе двоичных счетчиков, и схема установки триггеров делителя в
исходное состояние при включении питания. ДВИ вырабаты-
125
t J
o\
Рис. 2.31. Структурная схема блока накопления
вает частоты 1; 125; 500 Гц и 1; 5: 25; 125 кГц. Импульсы с перио-
дом следования 1 с поступают на вход счетчика текущего времени.
Субблок СТВ вырабатывает и по необходимости корректиру-
ет сигналы текущего времени.
Функциональная схема счетчика текущего времени показана на
рис. 2.32. Схема содержит счетчики секунд (единиц — DD2, десят-
ков — DD3), минут (единиц — DD4, десятков — DD5) и часов
(единиц — DD6, десятков — DD7). Счетчики единиц имеют коэф-
фициенты счета 10, счетчики десятков секунд и минут — 6, счетчик
десятков часов — 2. При переключении счетчика десятков часов в
состояние «2» на вход V счетчика единиц часов подается сигнал,
переключающий коэффициент счета последнего с 10 на 4. Таким
образом, обнуление счетчика единиц часов происходит в момент
времени 24 ч (00 ч) 00 мин 00 с, после чего коэффициент счета 10
восстанавливается.
Корректировка счетчиков в ручном режиме осуществляется
кнопками «КОР. МИН.» и «КОР. ЧАС.». Установка счетчиков в
исходное (нулевое) состояние вручную осуществляется нажатием
кнопки «УСТ. НУЛЯ», автоматически — при включении питания
по сигналу «СБРОС» от датчика временных интервалов. Тумблер
«БЛОКИР. СЕК.» используется для остановки счетчика секунд в
процессе корректировки текущего времени.
Субблок РНП осуществляет подсчет количества проконтроли-
рованных поездов за смену. Основными элементами регистра но-
мера поезда являются четыре счетчика — единиц, десятков, сотен
и тысяч вагонов. Работа РНП в режиме последовательного под-
счета входных импульсов осуществляется по сигналам отметки ва-
гонов с выхода счетчика осей и вагонов. Установка счетчиков в ис-
ходное (нулевое) состояние осуществляется по сигналу начальной
установки с пульта оператора при нажатии соответствующей
кнопки или по сигналу включения питания от субблока ДВИ.
Субблок СОВ определяет количество осей в подвижных еди-
ницах (до 16 осей) и фиксирует порядковый номер вагона в поез-
де (до 399 вагонов). Функциональная схема счетчика осей и ваго-
нов показана на рис. 2.33. Основными элементами схемы явля-
127
Рис. 2.32. Схема счетчика текущего времени
128
DD2
Рис. 2.33. Схема счетчика осей и вагонов
5. Д. В. Швалов, В. В. Шаповалов
129
ются счетчик единиц осей DD2, дешифратор DD3, счетчики еди-
ниц, десятков и сотен вагонов (соответствг” DD5, DD6 и
DD7). Работа схемы в режиме последовательна о подсчета вход-
ных импульсов осуществляется по сигналам «СЧЕТ ОСЕЙ» и
«СЧЕТ ВАГОНОВ», поступающих с блока преобразования. Ус-
тановка счетчиков в исходное (нулевое) состояние осуществля-
ется по сигналу начальной установки с пульта оператора при
нажатии соответствующей кнопки, по сигналам сброса счетчи-
ков с блока БАР или по сигналу включения питания от суббло-
ка ДВИ. Стробирующий сигнал управления дешифратором
«КОНЕЦ ОВ» поступает с блока БАР.
Субблоки РГ1 (РГ1/1—РГ1/4) осуществляют коммутацию и
хранение до вывода на печать информации о проконтролирован-
ном поезде и времени начала и окончания контроля. Субблок
УЦП производит выборку информации для вывода на печать из
регистров РГ1 и передачу ее на входы блока сопряжения.
Функциональная схема записи-считывания информации пока-
зана на рис. 2.34 (см. вкладку). Основными элементами схемы
являются: в субблоках РГ1 — коммутаторы-мультиплексоры
DD1—DD4 и регистры памяти DD5—DD8; в субблоке УЦП —
мультиплексор DD9 и схема управления мультиплексором
DD10, DD11. Процессы записи-считывания информации осуще-
ствляются следующим образом.
Каждый элемент DD1—DD4 имеет по четыре декады информа-
ционных входов — входы 1—10, па которые в виде 10-разрядных
слов (в параллельном коде) поступает информация с выходов суб-
блоков ДТВ, РНП, СОВ и субблоков ПАК. Распределение посту-
пающей информации показано в табл. 2.4: на входы первых де-
кад поступает информация об оси, вторых — о вагоне, третьих —
о номере поезда, четвертых — о текущем времени. При подаче на
один из управляющих входов Cl—С4 элементов DD1—DD4 сиг-
нала запроса («ЗАПРОС СЛОВА ОБ ОСИ», «ЗАПРОС СЛОВА
О ВАГОНЕ», «ЗАПРОС СЛОВА О НОМЕРЕ», «ЗАПРОС СЛОВА
О ВРЕМЕНИ») в регистры памяти DD5—DD8 записывается
информация, содержащаяся в соответствующих декадах комму-
130
Таблица 2.4
Субблоки Декады Информация, поступающая на входы коммутаторов-мультиплексоров
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
1 Уровень нагрева Л Уровень нагрева Л
— 2
3 Сотни вагонов
4 Десятки часов
1 Уровень нагрева П Уровень нагрева П
РГ1/2 2 Сотни вагонов
3 Десятки вагонов Единицы вагонов
4 Единицы часов
1
2 Десятки вагонов Единицы вагонов
3 Тысячи номера Сотни номера
4 Десятки минут Единицы минут
1 Оси
2 Р-С вд Т Т
3 Сотни номера Десятки номера Единицы номера
4 Десятки секунд Единицы секунд
Примечание. Р-С — тип буксы; БД — наличие волочащихся деталей;
Т — наличие заторможенных колесных пар.
131
таторов-мультиплексоров. С выходов регистров памяти информация
поступает на входы мультиплексора DD9 субблока УЦП.
Мультиплексор DD9 субблока УЦП имеет сорок входов, раз-
битых на четыре декады. Каждой входной декаде соответствует
один выход — «1», «2», «4», «8». Одновременно на выходы муль-
типлексора DD9 подаются сигналы с четырех входов (по одному
от каждой входной декады), номера которых задаются 4-разряд-
ным двоичным кодом на управляющих входах а, б, в, г. Выход-
ное 4-разрядное слово, подаваемое на входы блока сопряжения
для вывода на печатающее устройство, представляет собой двоич-
ную запись одного разряда десятичного числа.
Субблок ПОК служит для задания команд дистанционного
управления перегонным оборудованием. Функциональная
(упрощенная) схема передатчика обратного канала показана
на рис. 2.35. Основными элементами схемы являются шифра-
тор DD1, регистр памяти DD2 и мультиплексор DD5.
132
Схема следующим образом формирует и выдает на вход схемы
передачи по обратному каналу связи (блок БПРС) кодовые комби-
нации в виде 5-разрядного кода. Команда задается нажатием одной
из кнопок «1»—«7». При этом на выходах шифратора DD1 с уче-
том сигнала «ЧЕТ/НЕЧ» образуется кодовая комбинация, соответ-
ствующая задаваемой команде. Эта комбинация фиксируется реги-
стром памяти DD2 и подается на информационные входы 2—6
мультиплексора DD5. При отпускании кнопки задания команды на
вход счетчика DD3 начинают поступать тактовые импульсы. При
переключении счетчика в состояние «1» на выход «КОД» мульти-
плексора поступает сигнал с информационного входа «1» (посылка
кода команды «Старт»). При переключении счетчика в состояния
«2»—«6» на выход «КОД» мультиплексора поступают сигналы с
информационных входов «2»—«6» (первая — пятая посылки кода
команды). При переключении счетчика в состояние «7» или «О» на
выход «КОД» мультиплексора поступает сигнал с информацион-
ного входа «7» или «О» (посылка кода команды «Стоп»), Прохож-
дение комбинации и возврат ПОК в исходное состояние фиксиру-
ется светодиодом «СТОП».
Субблок ПОК также имеет переключатель «РАЗ»—«ЦИКЛ»,
позволяющий организовать циклическую передачу одной коман-
ды. При установке переключателя в положение «РАЗ» после за-
вершения передачи кодовой комбинации мультиплексор блокиру-
ется сигналом с выхода триггера DD4, схема управления счетчи-
ком (на рис. 2.35 не показана) переходит в исходное состояние, и
следующая передача возможна только при следующем нажатии
кнопки выбора команды. При установке переключателя в поло-
жение «ЦИКЛ» после завершения передачи кодовой комбинации
триггер DD4 переключается в состояние «1», а после отработки
счетчиком следующего цикла передачи снова переключается в ис-
ходное состояние, деблокируя мультиплексор. В результате кодо-
вая комбинация передается многократно.
Блок автономной работы выполняет следующие функции:
сбор информации о контролируемом поезде и вывод ее на
устройства индикации пульта оператора и собственные эле-
менты индикации;
133
формирование сигналов на включение реле «Тревога 1» и «Трево-
га 2» в случае обнаружения неисправностей;
формирование управляющих сигналов, необходимых для рабо-
ты аппаратуры станционного оборудования.
Структурная схема блока автономной работы показана на
рис. 2.36. В состав блока входят субблоки источников питания СП1
и СП2, формирователя команд станционный ФКС, различителя типа
букс РТБ, формирователя управляющих сигналов ФУС, три суббло-
ка запоминающих устройств ЗУ (ЗУ/1—ЗУ/З), схемы управления за-
писью и выборкой УЗВ, устройство индикации ИД, два субблока ре-
гистров индикации РГ1 (РГ1/1, РП/2).
Электропитание аппаратуры блока осуществляется напряжением
±5 В (0 от источника СП1 и напряжением ±12 В (9) от источника
СП2, преобразующих питающее напряжение 220 В, 50 Гц (77).
Внешними входными сигналами блока являются:
управляющие команды, поступающие с пульта оператора,—
сброса информации (7), выборки информации о номере поезда, ва-
гоне, виде неисправности (70;
сигналы с выходов блока БПС {4) — сигналы отметки прохода
вагонов и поезда, начала и окончания выполнения контрольной про-
граммы, а также аналоговые сигналы о температуре нагрева буксо-
вых узлов;
сигналы с выходов блока БН — управляющие (7), определяющие
порядок работы логических схем, и информационные (2), содержа-
щие сведения о вагоне, номере поезда, осях, временных параметрах;
сигналы «Тревога» для левой и правой стороны (72), поступаю-
щие с блока БП.
Внешними выходными сигналами блока являются:
информация, предназначенная для индикации на пульте опе-
ратора (3);
управляющие команды, определяющие порядок работы аппара-
туры блоков БН и БП (5);
информация о типе буксовых узлов и наличии заторможен-
ных колесных пар в проходящих вагонах (6), передаваемая на
входы блока БН;
134
Рис. 2.36. Структурная схема блока автономной работы
сигналы управления включением реле «Тревога 1» и «Тре-
вога 2» (73);
сигналы управления выводом на печать (75), подаваемые
на вход блока БН (14).
Субблок ФКС вырабатывает внутренние (логическим схемам
блока БАР) и внешние (аппаратуре блоков БН и БП) управля-
ющие команды, необходимые для работы аппаратуры станцион-
ного оборудования. Функциональная схема станционного фор-
мирователя команд показана на рис. 2.37 *. В состав ФКС вхо-
дит шесть схем сравнения (DD1, DD2, DD7, DD10—DD12),
работающие следующим образом. На вход «+» схемы подается
сигнал порогового уровня (задается при помощи резистора).
При превышении входным сигналом на входе «-» порогового
уровня на выходе схемы появляется соответствующий сигнал.
Схема сравнения DD1 вырабатывает сигнал «ПОЕЗД»: при от-
сутствии поезда на участке контроля — сигнал блокировки для
удержания аппаратуры в исходном состоянии, при вступлении
поезда на участок контроля — сигнал перевода аппаратуры в ре-
жим контроля.
Схема DD10 сравнивает уровень поступающих с блока БПС
сигналов «СНЛ+СНП» о большем уровне нагрева буксовых уз-
лов с установленным уровнем «Тревога» и в случае превышения
порогового уровня вырабатывает сигнал «ТРЕВОГА МАХ» и
включает индикацию (светодиод VD3) на лицевой панели.
Схемы сравнения DD11, DD12 и формирователи DD13—DD16
при движении поезда по участку контроля вырабатывают сигналы
управления работой счетчиков осей и вагонов («ОТМЕТКА ВАГО-
НА», «КОНЕЦ ОВ», «ОТМЕТКА ОСИ») и сигналы управления
схемой формирования сигналов «Тревога» в блоке БП («УПРАВ-
ЛЕНИЕ УРОВНЕМ ТРЕВОГИ», «СТРОБ ОСЬ»), а также сигналы
управления элементами субблока ФУС («СБРОС RG НЕИСПР.».
* На функциональных схемах знаком «F» обозначены схемы-форми-
рователи различных сигналов.
136
«ПОЕЗД.»
«ПОЕЗД+КП+КВ»
________«ПОЕЗД-КП»
«ПЕЧАТЬ СЛОВА
________«ПОЕЗД-КП»
«СБРОС СТ ОСЕЙ»
L_j ----------------
(«СБРОС RG НЕИСПР.»
+5 В
«СНЛтС IT »
DD15 «УПРА ВЛ ЕН ИЕ УРОВНЕМ ТРЕВОГИ Л»
_F «УПРАВЛЕНИЕ УРОВНЕМ ТРЕВОГИ П»
DD16
Р «СТРОБ ОСЬ»
Рис. 2.37. Схема станционного формирователя команд
Схема сравнения DD7 и триггер DD8 вырабатывают сигна-
лы наличия нижнего негабарита «СИГНАЛ ТРЕВОГИ В» и
«СИГНАЛ ПЕЧАТИ В». Сброс триггера DD8 осуществляется
сигналом «ОТМЕТКА ВАГОНА».
137
Схема сравнения DD2 и логические элементы DD3—DD6 при
удалении поезда с участка контроля вырабатывают сигналы на-
чала («КП» — конец поезда) и окончания («ПОЕЗД+КП») вы-
полнения контрольной программы. Выполнение контрольной
программы фиксируется включенным светодиодом VD2. По
окончании контрольной программы начинается выдача на печать
информации о номере поезда и времени его прохода по участку
контроля. В этот момент времени на вход элемента DD4 с суб-
блока ФУС поступает сигнал «ПЕЧАТЬ СЛОВА» (сигнал «Кви-
танция»), и элемент DD4 формирует сигнал установки аппара-
туры в исходное состояние «ПОЕЗД+КП+КВ».
Элемент DD9 формирует сигнал «СБРОС СЧЕТЧИКА ОСЕЙ»
по окончании прохода каждого вагона или всего поезда.
Субблок РТБ предназначен для распознавания типа буксовых
узлов у проходящих вагонов и выявления заторможенных ко-
лесных пар на основании анализа сигналов об уровнях нагрева.
В связи с тем, что весь парк грузовых и пассажирских вагонов
оборудован буксами с роликовыми подшипниками, функция
распознавания утратила свое первоначальное значение и субблок
РТБ выдает блоку БН сигналы, подтверждающие прохождение
вагонов с указанным типом букс. Признаком заторможенности
колесных пар является совпадение уровней тепловых сигналов с
обеих сторон одной оси, что вызывается нагревом ободов колес
при трении о прижатые тормозные колодки.
Фрагмент функциональной схемы выявления затормо-
женных колесных пар показан на рис. 2.38.
Блок накопления, получив сигнал о наличии заторможен-
ных колесных пар, формирует соответствующую инфор-
мацию для вывода на печать, и в блоке данных о вагоне
печатается буква «Т».
Субблок ФУС вырабатывает необходимые для распечатки ин-
формации управляющие сигналы: для управления работой ре-
гистров печати блока накопления — сигналы запроса информа-
ции о номере поезда, времени, осях, вагонах; для управления
выводом на печать — сигналы наличия кода. Сигналы запроса
138
Аналоговый
сигнал Л
Аналоговый
сигнал П
DD4
DD5
&
«Т»
Рис. 2.38. Схема выявления заторможенных колесных пар
слова об оси и запроса слова о вагоне вырабатываются в блоке
БП и используются субблоком ФУС для выработки сигнала на-
личия кода. Сигналы запроса слова о номере псезда и запроса
слова о времени прохода поездом участка контроля формиру-
ются в субблоке ФУС по сигналу «КОНЕЦ ПОЕЗДА» или в
результате нажатия кнопки «Запуск».
Субблок ФУС также вырабатывает сигналы включения реле
«Тревога 1» и «Тревога 2», формирует информацию о виде неисп-
равности и передает ее на входы субблоков ЗУ. Функциональная
схема формирования сигналов тревоги показана на рис. 2.39. В
состав схемы входят регистр DD1, фиксирующий наличие неисп-
равности и определяющий ее вид, триггеры «Тревога 1» DD3 и
«Тревога 2» DD4, логические элементы DD2 и DD6, выходные
усилители мощности DD5 и DD7. Выходные сигналы регистра
DD1 несут следующую информацию о сигналах тревоги: Q1 — «Л»,
Q2 — «П», Q3 — «К», Q4 — «В». Сигналы на включение реле
«Тревога 1» и «Тревога 2» выдают триггеры DD3 и DD4 соответ-
ственно, причем реле «Тревога 1» включается в момент действия
сигнала контрольной программы «КП», а реле «Тревога 2» —
сразу после фиксации уровня «ТРЕВОГА МАХ». При выработке
сигнала «Тревога 2» включается индикация — светодиод VD.
139
DD1
Рис. 2.39. Схема формирования сигналов тревоги
Субблоки ЗУ/1—ЗУ/З накапливают информацию о неисправ-
ном вагоне, типе буксы, заторможенных колесных парах, виде
неисправности для дальнейшей выдачи на регистры индикации
РГ1/1 и РГ1/2. Информацию из ЗУ можно выбирать только при
отсутствии поезда на участке контроля. Субблоки РГ1/1 и РГ1/2
регистрируют информацию, поступающую с выходов блока БН
и субблоков запоминающих устройств, и в моменты запроса с
УЗВ подают ее на входы субблока ИД. Субблок ИД служит для
приема и дешифрации информации, поступающей с регистров
РГ1/ и РГ1/2, и вывода ее на собственные индикаторы и устрой-
ства индикации пульта оператора.
Функциональная схема субблока УЗВ показана на рис. 2.40.
Субблок УЗВ осуществляет управление записью/выборкой инфор-
мации по командам «НОМЕР», «ВАГОНЫ», «ЧАСЫ», «БУФЕР»,
140
DD1
DD2
25 КГЦ
DD5
Рис. 2.40. Схема субблока УЗВ
141
заданным с пульта оператора или по нажатию кнопок субблока с
теми же названиями. При этом приоритетное право выборки имеет
оператор — при поступлении одного из сигналов с пульта кнопки
субблока блокируются сигналом с выхода элемента DD8.
Управляющие сигналы формируются логическими элементами
DD9—DD14 следующим образом. В зависимости от типа запра-
шиваемой информации комбинацией сигналов «КОД СЛОВА 2»,
«КОД СЛОВА 4», «КОД СЛОВА 8» формируется трехразрядный
код (соответственно ООО — «Номер», 010 — «Часы», 110 — «Буфер»,
001 — «Вагоны»), необходимый для включения индикаторов суб-
блока ИД. Сигналы запятых «ЗПТ 3» и «ЗПТ 4» формируются в за-
висимости от запрашиваемого слова и служат для включения со-
ответствующих индикаторов субблока ИД, разделяющих информа-
ционные знаки. Параллельно с сигналами включения индикации
также в зависимости от запрашиваемого слова формируются сигна-
лы записи информации в регистры РГ1/1 и РГ1/2 — «RG ИНД С1»,
«RG ИНД С2», «RG ИНД СЗ», «RG ИНД С4» (устройство и прин-
цип действия регистров аналогичны рассмотренным для регистра пе-
чати блокам накопления).
Элементы DD4 и DD5 субблока УЗВ представляют собой ге-
нератор тактовых импульсов, необходимых для работы запоми-
нающих устройств. Схема DD6 формирует сигнал установки ре-
гистров индикации в исходное состояние.
Элемент DD2 представляет собой реверсивный счетчик «боль-
ных» вагонов. В исходное состояние счетчик устанавливается по
входу R выходным сигналом схемы DD3 при заходе поезда на уча-
сток контроля (сигнал «ПОЕЗД» от субблока ФКС) и по оконча-
нии цикла записи/считывания информации (сигнал «КЗС» от суб-
блока ЗУ/1). Схема DD3 также вырабатывает сигнал установки в
исходное состояние регистра неисправности субблока ФУС. Счет-
чик производит подсчет количества «больных» вагонов, работая в
режиме сложения: при обнаружении неисправности в вагоне суб-
блок ФУС вырабатывает сигнал запуска запоминающего устрой-
ства «ЗАПУСК ЗУ», по которому производится запись единицы в
счетчик. Во время движения поезда информация с выходов счетчи-
142
ка (сигналы «1»—«10») в цифровом коде поступает на индикаторы
субблока УЗВ (светодиоды VD1—VD5) и индикаторы пульта опе-
ратора. После освобождения поездом участка контроля считывание
информации из счетчика может быть проведено по команде «СЧИ-
ТЫВАНИЕ» с пульта оператора или при нажатии кнопки «СЧИТ»
субблока УЗВ. В этом случае при каждом нажатии кнопки по вы-
ходному сигналу схемы DD1 (сигнал начала считывания «СНС»)
производится вычитание из счетчика DD2 единицы, а из запомина-
ющего устройства считывается и передается на пульт оператора и в
субблок ИД информация об одном вагоне.
Функциональная схема субблока ИД показана на рис. 2.41.
Основными элементами схемы являются входной коммутатор-
мультиплексор DD1, счетчик DD5 и дешифратор DD3 номера
знака, индикаторы Д1—Д5 с элементами их включения - дешиф-
ратором DD2 и схемой управления запятыми DD4. Субблок ин-
дикации выполняет свои функции следующим образом. На вхо-
ды коммутатора-мультиплексора DD1 параллельно поступает
информация в виде 4-разрядных кодов из субблока УЗВ (Знак 1,
Знак 2 и Знак 8) и регистров индикации РГ1/1 и РГ1/2 (Знак 2—
Знак 6). Считывание этой информации с выхода DD1 произво-
дится последовательно по управляющим сигналам, подаваемым
на входы С1—С8 дешифратором DD3 (сигналы 1—8 шины Ш1).
Частота опроса определяется тактовыми импульсами, поступа-
ющими с частотой 25 кГц от датчика временных интервалов
блока накопления. Дешифратор DD2 преобразует 4-разрядные
коды знаков в 8-разрядные коды включения индикаторов. Выбор
индикатора осуществляется по сигналам от дешифратора DD3
(сигналы 9—13 шины Ш1). Необходимость включения индика-
торов запятых определяется в зависимости от вида выводимой
информации схемой DD4. Код номера знака и код знака с вы-
ходов субблока ИД подаются на пульт оператора.
Блок сопряжения накапливает информацию во время про-
хода поезда и выдает ее на печать после того, как поезд
покинет участок контроля.
143
DD1
ЗНАК 8 ЗНАК7 ЗНАК6 ЗНАК 5 ЗНАК4 ЗНАКЗ ЗНАК 2
144
Структурная схема блока сопряжения показана на рис. 2.42. Блок
представляет собой единый конструктивный элемент, в состав кото-
рого входят микропроцессор МП типа КР1830ВЕ31, реализующий
алгоритмы функционирования блока, постоянное перепрограммиру-
емое запоминающее устройство ППЗУ, содержащее программу об-
работки информационных сообщений, оперативное запоминающее
устройство ОЗУ, предназначенное для промежуточного хранения ин-
формации, регистры сопряжения микропроцессора с ППЗУ (РГ1) и
ОЗУ с печатающим устройством (Р72). Электропитание блока осу-
ществляется от встроенного источника стабилизированного напряже-
ния ± 5 В (на рис. 2.42 не показан).
Блок сопряжения преобразует информационные сообщения (1),
поступающие с выхода субблока управления цифропечатающим ус-
тройством блока накопления, в сигналы (2) формата, воспринимае-
мого печатающим устройством.
Пульт оператора предназначен для обеспечения обслуживающе-
го персонала информацией о контролируемом поезде и о техничес-
ком состоянии отдельных элементов аппаратуры ДИСК-Б.
Пульт оператора представляет собой закрытую металлическую
конструкцию (корпус), на лицевой панели которой (рис. 2.43) рас-
положены цифровые (3) и точечные (4) светодиодные индикаторы,
а также кнопки различного функционального назначения (7). Ло-
гические схемы индикационной и управляющей частей пульта опе-
ратора смонтированы на отдельных платах, установленных внут-
ри корпуса. Пульт оператора также содержит устройство громко-
говорящей связи (2).
Пульт оператора обеспечивает индикацию следующей инфор-
мации. При нахождении поезда на участке контроля горят два
светодиода «Поезд». При обнаружении неисправности подвиж-
ного состава включается соответствующий световой сигнал —
в мигающем режиме горят светодиоды «Тревога 1» или «Трево-
га 2», а также включается звуковой сигнал (звонок), который
может быть отключен только нажатием кнопки «Звонок». Го-
рение светодиодов «Л» и «П» сигнализирует о наличии неисп-
равности соответственно с левой и правой стороны поезда,
145
Рис. 2.42. Структурная схема блока сопряжения .
Рис. 2.43. Пульт оператора
светодиода «В» — о наличии неисправности «Волочение», фик-
сируемой аппаратурой УКСПС (при ее наличии). Светодиод
«К», предназначенный для вывода сигнала о наличии неисправ-
ности, обнаруживаемой подсистемой ДИСК-К, может быть ис-
пользован в качестве индикатора охранной или пожарной сиг-
нализации. После прохода поезда на двух крайних правых циф-
ровых индикаторах будет выведена информация о количестве
вагонов, имеющих неисправности. Светодиод «МПУ» горит при
работе печатающего устройства. Светодиод «Сеть» показывает
наличие питающего напряжение в сети 220 В. Светодиоды «АПС»
и «АПД» показывают наличие неисправности (А — авария) со-
ответственно линии связи и печатающего устройства.
Порядок пользования пультом для вывода информации о
контролируемом поезде определен в [13]. Оператор, нажимая со-
ответствующие кнопки, вызывает информацию на цифровые ин-
дикаторы пульта. В момент отсутствия поезда на участке конт-
роля может быть вызвана информация о времени (кнопка «Вре-
мя») или о порядковом номере поезда за смену (кнопка
«Номер»), во время нахождения поезда на участке контроля —
содержимое счетчика вагонов (кнопка «Вагоны»). Для получе-
ния информации о каждом вагоне, имеющем неисправные узлы,
оператор должен нажать кнопку «Буфер» для подключения к
пульту запоминающей аппаратуры блока БАР и затем нажимать
кнопку «Считывание» («Счит»). Каждое нажатие кнопки «Считы-
вание» выводит на цифровые индикаторы порядковый номер ва-
гона с указанием вида неисправности.
Нажатием кнопки «РНП» в начале смены оператор сбрасыва-
ет содержимое регистра номера поезда. Кнопка «Авария откл.»
предназначена для отключения печатающего устройства при его
неисправностях.
Контрольные вопросы
1. Укажите порядок размещения оборудования на станционной
стойке и ее конструктивные особенности.
148
2. Поясните состав, назначение и особенности функционирования
элементов силовой части станционной стойки.
3. Поясните функции, состав, назначение отдельных узлов блока
приема сообщений и опишите порядок его взаимодействия с другими
устройствами станционного оборудования.
4. Поясните функции, состав, назначение отдельных узлов блока
преобразования и опишите порядок его взаимодействия с другими уст-
ройствами станционного оборудования.
5. Поясните функции, состав, назначение отдельных узлов блока
накопления и опишите порядок его взаимодействия с другими устрой-
ствами станционного оборудования.
6. Поясните функции, состав, назначение отдельных узлов блока ав-
тономной работы и опишите порядок его взаимодействия с другими ус-
тройствами станционного оборудования.
7. Поясните функции, состав, назначение отдельных узлов блока сопря-
жения и опишите порядок его взаимодействия с другими устройствами
станционного оборудования.
8. Поясните порядок включения устройств, сигнализирующих экс-
плуатационному персоналу о наличии перегретых букс в контролируе-
мом поезде.
9. Поясните функции, состав, назначение отдельных элементов и
порядок пользования пультом оператора.
2.6. ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБСЛУЖИВАНИЕ
АППАРАТУРЫ ДИСК-Б
Техническое обслуживание, ремонт и устранение неисправно-
стей подсистемы ДИСК-Б выполняют работники дистанции сиг-
нализации и связи — старшие электромеханики и электромеха-
ники, прошедшие специальную подготовку и сдавшие экзамены
на знание аппаратуры. На них возложена ответственность за
обеспечение исправного технического состояния и поддержание
установленных уровней настройки аппаратуры в процессе эксп-
луатации. Состав и количество обслуживающего персонала оп-
ределяются в зависимости от принятой на дистанции системы
149
технического обслуживания аппаратуры (круглосуточное де-
журство, бригадный метод обслуживания и др.).
Основные положения по организации технического обслужи-
вания средств диагностирования подвижного состава на ходу
поезда определены в [9]. На каждый пункт установки СДПС ра-
ботниками дистанции сигнализации и связи и вагонного депо со-
вместно разрабатывается местная инструкция, определяющая по-
рядок содержания и эксплуатации аппаратуры с учетом конкрет-
ных условий работы на этом пункте (места установки
оборудования, размеров движения поездов, наличия обслужива-
ющего персонала и др.). Эта инструкция согласовывается с
подразделениями служб движения, пути, электрификации и элект-
роснабжения, локомотивной, пассажирской и утверждается на-
чальником отделения дороги, а при отсутствии отделения — ру-
ководством дороги.
Технология обслуживания аппаратуры ДИСК-Б описана в [34].
Все работы, проводимые в процессе технического обслуживания,
разделяются на две группы — текущее обслуживание и комплекс-
ную проверку. Текущее обслуживание включает регламентные ра-
боты (внешний и внутренний осмотр, контроль параметров, про-
верку функционирования и др.), а также восстановление аппарату-
ры в случае ее выхода из строя или обнаружения неисправностей
при проверках. Комплексная проверка включает полный осмотр и
замену узлов или деталей, проверку электрических параметров
схем, настройку и регулировку аппаратуры. Ряд работ, входящих
в состав комплексной проверки, может выполняться на конт-
рольно-испытательном пункте (КИП) или контрольно-ремонтном
пункте (КРП) дистанции сигнализации и связи с заменой устройств
для профилактики или ремонта.
Все виды работ по техническому обслуживанию аппаратуры
ДИСК-Б должны проводиться, как правило, без нарушения про-
цесса контроля поездов. Работы, связанные с кратковременным от-
ключением аппаратуры, должны выполняться в перерывах в дви-
жении поездов или во время технологических «окон» на участке.
150
Техническое обслуживание производится, как правило, бригад-
ным методом по утвержденным начальником дистанции ежемесяч-
ным и годовым графикам технологического процесса. Графики раз-
рабатываются на основании технической документации, типовой
технологии обслуживания и нормативных документов, утвержден-
ных Департаментом автоматики и телемеханики ОАО «РЖД».
Все виды работ по техническому обслуживанию аппаратуры
ДИСК-Б должны выполняться в строгом соответствии с приве-
денными в [34] технологическими картами. Каждая технологи-
ческая карта содержит наименование проверяемых элементов,
наименование и периодичность работ, квалификацию исполни-
телей, перечень необходимых приборов, инструментов и мате-
риалов, объем и последовательность выполнения операций. По
мере необходимости — в связи с модернизацией отдельных эле-
ментов аппаратуры ДИСК-Б и измерительных приборов — в
первоначально разработанные технологические карты вносятся
изменения, утверждаемые Департаментом автоматики и телеме-
ханики ОАО «РЖД».
При внешнем осмотре напольного оборудования проверяется
отсутствие повреждений на корпусах, положение заслонок и ис-
правность замков напольных камер; крепление датчиков прохода
осей к рельсам, расстояния от верха головки рельса до поверхно-
сти датчиков; соблюдение габарита приближения строения для пе-
регонов, состояние дренажных выводов для стока воды (особен-
но для вспомогательных камер). При загрязнении датчиков метал-
лическими опилками и грязью производится их очистка.
При внутреннем осмотре напольных камер проверяют креп-
ление узлов, надежность контактных соединений, отсутствие сле-
дов коррозии, плавность хода заслонки, положение заслонки в
открытом и закрытом состояниях, исправность проводки и на-
гревателей, целостность и чистоту полиэтиленовой пленки на бо-
лометре. Удаляют пыль и грязь. В зимнее время проверяют ис-
правность системы обогрева напольных камер.
151
При внутреннем осмотре путевой коробки проверяют на-
дежность контактных соединений, рельсовых перемычек.
Удаляют пыль и грязь.
При включении в состав постового оборудования ДИСК-Б схе-
мы защиты аппаратуоы от ложных срабатываний при попадании
солнечного света в поле зрения оптической системы болометра не-
обходимо один раз в день проверять распечатку информации о
контрольном вагоне. Моменты пропадания тепловых сигналов от
контрольных ламп должны находиться в интервале времени воз-
можного влияния солнца, иначе (например, в ночное время) ну-
левой уровень контрольного сигнала свидетельствует о неисправ-
ности аппаратуры ДИСК-Б.
Для реализации процессов технического обслуживания, на-
стройки и ремонта аппаратуры ДИСК-Б требуются следующие
контрольно-измерительные приборы [34]: осциллограф, генератор
сигналов, комбинированный прибор (ампервольтомметр), уни-
версальный цифровой вольтметр, электронный частотомер, изме-
ритель индуктивностей, емкостей и сопротивлений, переносной ка-
бельный прибор или мегаомметр, магазин затуханий, электрон-
ный термометр.
При настройке аппаратуры ДИСК-Б используется вспомога-
тельное оборудование — ориентирное устройство и калибратор.
Ориентирное устройство предназначено для точной настройки
оптики приемника ИК-излучения на контролируемую зону зад-
ней стенки корпуса буксы (для основных камер) и подступичную
часть колеса (для вспомогательных камер). Конструктивно ори-
ентирное устройство состоит из горизонтальной рейки и верти-
кальной рейки с головкой, в которой расположена электронная
схема. Порядок настройки оптики приемников изложен в [25, 34].
Калибровочное устройство предназначено для настройки
приемо-усилительных трактов на обнаружение перегретых до оп-
ределенной температуры букс. Конструктивно калибровочное ус-
тройство состоит из двух частей, соединенных кабелем, — калиб-
ратора, устанавливаемого на напольную камеру, и пульта калиб-
ратора. Устройство и принципы действия калибратора и пульта
152
описаны в [13]. Калибратор включает в себя излучатель ИК-из-
лучения, модулирующий диск, электродвигатель, приводной ро-
лик и соединительный разъем. Элементы конструкции установле-
ны на плате и закрыты кожухом. Излучатель состоит из кругло-
го металлического стержня с нагревательной спиралью и датчика
температуры (терморезистора), закрепленного на передней стен-
ке, которая является излучающей поверхностью и имеет степень
черноты, близкую к степени черноты буксового узла (0,9—0,95).
Пульт калибратора содержит схему поддержания температуры из-
лучателя, размещенную на печатной плате, органы управления и
индикации, расположенные на передней панели.
Процесс калибровки приемо-усилительного тракта подсистемы
ДИСК-Б заключается в установке требуемых значений температу-
ры излучателя калибровочного устройства и амплитуды сигнала на
выходе усилительного тракта. Методика калибровки приемо-уси-
лительных трактов изложена в [34]. После проведения калибровки
следует проверить и при необходимости скорректировать для ре-
жима эксплуатации величину выходных импульсов от конт-
рольных ламп и контрольных сигналов.
Работы по калибровке приемо-усилительного тракта (помимо
плановых) должны производиться и внепланово — при ухудшении
показателей работы аппаратуры ДИСК-Б и в периоды резких ко-
лебаний температуры наружного воздуха (при изменениях более
±20 °C относительно ее значения при последней калибровке).
В случае обнаружения неисправностей при проверках аппара-
туры ДИСК-Б необходимо произвести замену вышедших из
строя элементов на исправные. Затем следует произвести повтор-
ную проверку работы аппаратуры и при необходимости произ-
вести подстройку. В табл. 2.5 приведены характерные неисправ-
ности и наиболее вероятные причины их появления [34].
В соответствии с требованиями Инструкции [9] для регистра-
ции информации об эксплуатации аппаратуры СДПС использу-
ют различные формы отчетности.
1. Рабочий журнал электромеханика формы ШУ-2, в который
заносятся сведения о выполненных работах в соответствии с
153
Таблица 2.5
Наименования неисправностей и их проявления Вероятные причины неисправности
Не закрываются заслонки напольных камер Ослабление поворотной пружины
Не открываются заслонки напольных камер На обмотку электромагнита поступает импульс повышенного напряжения — неисправен субблок СВ
Не открываются или не закрываются заслонки напольных камер Повышенное трение из-за разрегули- ровки или отсутствия смазки поворот- ного механизма
Отсутствие на входе оконечного усилителя сигналов от букс Не открывается заслонка напольной камеры. Неисправность болометра. Обрыв цепи в схеме предварительного усилителя
Отсутствие сигналов от букс на входе передатчика блока БПС Отсутствует один из сигналов управле- ния работой оконечного усилителя. Неисправна схема термокоррекции
Частые сбои по счету отметчика ваго- нов Низкий уровень сигналов от одного или нескольких датчиков прохода осей — неисправны датчики. Позднее срабаты- вание на заход поезда — разрегулиро- вана рельсовая цепь наложения
Некачественный прием команд по обратному каналу Сбой частоты задающего генератора в субблоке ПРОК. Большой уровень по- мех в обратном канале
Неисправности печатающего устрой- ства (См. инструкцию по эксплуатации пе- чатающего устройства)
Выход из строя микросхем, светодио- дов Нарушение технологии распайки. Дли- тельное воздействие повышенного пи- тающего напряжения
Разрыв соединительной цепи между субблоками Плохой контакт или выдавливание гнездовой части в разъемах
Потеря проводящих свойств печатны- ми дорожками на платах Некачественная металлизация (пропай- ка) отверстий в печатных платах
154
графиком технологического процесса обслуживания, об обнару-
женных неисправностях (отказах), об их характере и причинах, а
также о принятых мерах по устранению. Рабочие журналы заво-
дятся отдельно для перегонного и станционного оборудования и
хранятся по месту производства работ.
2. Журнал формы ДУ-46, в который электромеханик и вагон-
ный оператор пункта контроля или дежурный по станции зано-
сят сведения обо всех случаях выключения аппаратуры ДИСК-Б
из работы: дату и время, результаты осмотра и испытаний, харак-
тер обнаруженных неисправностей и-повреждений, время и спо-
соб извещения работников дистанции сигнализации и связи, вре-
мя прибытия работника дистанции сигнализации и связи к месту
повреждения, время устранения обнаруженных неисправностей и
повреждений с указанием причины.
3. Сводки о работе средств контроля, которые составляются ва-
гонными операторами пункта контроля после каждой смены и пе-
редаются вагонному оператору отделения дороги. Сводка содер-
жит сведения о количестве проконтролированных и остановлен-
ных (в том числе обоснованно) по показаниям средств контроля
поездов, о количестве показанных неисправных букс (в том числе
подтвержденных осмотрщиками вагонов) и отцепленных вагонов,
а также аналогичную информацию о работе дополнительных под-
систем ДИСК при их наличии.
4. Журнал учета неисправностей подвижного состава формы
ВУ-100, в который работниками пунктов технического обслужи-
вания вагонов заносятся соответствующие сведения.
Важнейшее значение в процессе технического обслуживания
аппаратуры СДПС должно уделяться соблюдению требований
безопасности при производстве работ. При этом следует выпол-
нять требования по обеспечению безопасности движения, опре-
деленные в Правилах технической эксплуатации железных дорог
Российской Федерации и Инструкциях [9, 35, 36], и соблюдать
правила техники безопасности, регламентированные технологи-
ей обслуживания [34], инструкциями по пользованию измери-
тельными приборами и местными инструкциями.
155
Работники дистанции сигнализации и связи, выполняющие
техническое обслуживание, настройку и ремонт аппаратуры
ДИСК-Б, обязаны знать и выполнять требования Инструкции по
охране труда [36], правила техники безопасности при обслужива-
нии промышленных электроустановок напряжением до 1000 В,
правила техники безопасности при производстве путевых работ
(общие требования), строго соблюдать меры предупреждения не-
счастных случаев от поражения электрическим током, уметь ока-
зать первую помощь пострадавшему в случаях поражения элект-
рическим током, уметь пользоваться средствами тушения-пожара.
Работы по обслуживанию и ремонту аппаратуры ДИСК-Б сле-
дует производить только специальным инструментом, который
должен быть проверенным, исправным и иметь изолированные ру-
коятки и токоведущие части. Корпуса электроизмерительных при-
боров необходимо подключать на общее заземление. Обслужива-
ющий персонал должен быть обеспечен защитной спецодеждой и
обувью. Стойки аппаратуры и напольные камеры должны быть
надежно заземлены. На полу около стоек должны лежать сухие и
чистые резиновые коврики.
Все работы, требующие вскрытия аппаратуры, а также пайку
схем необходимо выполнять только при выключенных источниках
питания.
Технические помещения должны содержаться в чистоте. Необ-
ходимо систематически производить влажную уборку помеще-
ния и проветривание. Внутри помещения должна поддерживать-
ся температура не ниже 5 °C. Освещение должно соответствовать
санитарным нормам. Рабочие помещения должны быть обеспе-
чены средствами связи и средствами тушения пожара. В помеще-
нии должно иметься расписание движения поездов на участке, а
также схемы (маршруты) безопасного перехода от станции до пе-
регонного поста.
При работе с напольным оборудованием, находящимся в зоне
повышенной опасности, необходимо проявлять особую бдитель-
ность. Участок контроля поезда аппаратурой ДИСК должен быть
огражден сигналом «Свисток» [26]. Во время работы на пути не-
156
обходимо располагаться лицом в сторону ожидаемого поезда, не
закрывать плотно уши, одежда должна быть плотно застегнутой
и не мешать при работе. Запрещается садиться на рельсы и шпа-
лы, так как по рельсовой линии могут протекать токи, опасные
для жизни. Работы по ориентации напольных камер следует вы-
полнять по возможности во время технологических «окон» в дви-
жении поездов, только при хорошей видимости и в составе не
менее двух человек. При приближении поезда к зоне выполнения
работ (за 500 м) все инструменты должны быть убраны с пути и
находиться на расстоянии не ближе 2 м от крайнего рельса.
Контрольные вопросы
1. Перечислите документы, регламентирующие процессы техничес-
кого обслуживания аппаратуры ДИСК-Б.
2. Объясните назначение местных инструкций по эксплуатации тех-
нических средств СДПС.
3. Укажите виды работ, проводимых в процессе технического об-
служивания аппаратуры ДИСК-Б.
4. Объясните назначение ежемесячного и годового графиков техно-
логического процесса, технологических карт.
5. Приведите состав и назначение контрольно-измерительных при-
боров, используемых в процессе технического обслуживания, настрой-
ки и ремонта аппаратуры ДИСК-Б.
6. Опишите порядок действий электромеханика при обнаружении
неисправностей аппаратуры ДИСК-Б.
7. Приведите основные требования, необходимые для обеспечения
безопасного выполнения работ по техническому обслуживанию, на-
стройке и ремонту аппаратуры ДИСК-Б.
2.7. АППАРАТУРА УКСПС
В последние годы на сети железных дорог России широко вне-
дряются устройства контроля схода подвижного состава УКСПС,
предназначенные для остановки поезда перед станцией (у вход-
ного светофора) при наличии в составе сошедших с рельсов
157
колесных пар или свисающих частей, выходящих за пределы
нижнего габарита и способных повредить элементы пути или на-
польное оборудование ЭЦ (стрелочные переводы и электропри-
воды, светофоры, путевые ящики).
Структурная схема УКСПС показана на рис. 2.44. Устройства
контроля схода подвижного состава включают перегонную и
станционную аппаратуру. На перегоне располагаются наполь-
ный датчик Д и контрольное реле 2КС, на станции — конт-
рольное реле 1КС и схемы увязки с устройствами СЦБ.
Напольный датчик УКСПС конструктивно состоит из пяти (в
раннем исполнении — из шести) металлических изломных крон-
штейнов с полками (уголков), расположенных снаружи (7, 5) и
внутри (2, 3, 4) рельсовой колеи на деревянной шпале или на
специальной платформе, установленной в межшпальном про-
Рис. 2.44. Структурная схема УКСПС
158
странстве. Через кронштейны замыкается цепь питания конт-
рольного реле, которое в исходном состоянии находится под
током и фронтовыми контактами создает цепь КС—ОКС пита-
ния контрольного реле 1КС, расположенного на станции.
При механическом воздействии элементов подвижного состава
(ударе) происходит излом кронштейна, что приводит к разрыву
цепи питания реле 2КС и, следовательно, к разрыву цепи пита-
ния реле 1КС. Тыловыми контактами реле 1КС замыкаются цепи
включения световой и звуковой сигнализации на аппарате управ-
ления ДСП, цепи переключения входного светофора на за-
прещающее показание и цепь ввода информации в систему дис-
петчерской централизации (диспетчерского контроля).
Аппаратура УКСПС должна устанавливаться перед станцией
на расстоянии, обеспечивающем остановку поезда у входного све-
тофора, как правило, служебным торможением. При этом на пе-
регоне, оборудованном полуавтоматической блокировкой, требу-
ется установить отдельный релейный шкаф для аппаратуры
УКСПС. На перегоне, оборудованном автоблокировкой, аппара-
тура УКСПС может быть размещена в релейном шкафу сигналь-
ной установки. При обоих вариантах размещения аппаратуры
УКСПС требуется прокладка дополнительной двухпроводной
цепи для соединения со станционной аппаратурой, расположен-
ной в помещении поста электрической централизации.
Существенно сократить расходы позволяет вариант совмеще-
ния УКСПС с перегонным оборудованием ДИСК-Б (рис. 2.45),
при котором напольный датчик УКСПС размещается за 50—60 м
перед аппаратурой рельсовой цепи наложения, а контрольное
реле 2КС — на перегонной стойке ДИСК-Б. В этом случае по сиг-
налу о срабатывании напольного датчика УКСПС (через тыловой
контакт контрольного реле 2КС) аппаратура постового оборудо-
вания ДИСК-Б формирует и передает на станцию по каналу 1
линии связи сообщение о наличии неисправности подвижного
состава. Переданное сообщение принимается и расшифровывает-
ся аппаратурой станционного оборудования ДИСК-Б, в резуль-
тате чего выдается соответствующая информация на пульт опера-
159
Перегонная аппаратура
Линия
связи
(1-й
канал)
-------.,
I
Схемы ।
увязки I
с ЭЦ и I
ДЦ(ДК)’
I
Станционная аппаратура
Рис. 2.45. Схема увязки аппаратуры УКСПС и ДИСК-Б
тора и печатающее устройство и вырабатывается сигнал для
выключения контрольного реле 1КС.
К достоинствам УКСПС следует отнести простоту конструк-
ции и устойчивость к воздействию метеорологических факторов
(последнее — при обеспечении влагозащиты и электроизоляции
токопроводящих элементов датчика). В то же время можно вы-
делить два существенных недостатка УКСПС. Во-первых, это
необходимость восстановления напольного датчика после
механического воздействия на него. Процесс восстановления
датчика требует значительных затрат времени, связанных с при-
бытием обслуживающего персонала к месту установки перегон-
ного оборудования. В течение этого времени аппаратура
УКСПС неработоспособна, следовательно, аналогичные неис-
правности в следующем поезде не обнаруживаются, что может
привести к возникновению аварийной ситуации. Во-вторых, ап-
паратура УКСПС не позволяет автоматически установить мес-
то и характер неисправности (свисание, волочение, сход элемен-
тов подвижного состава или их сочетание), что требует осмот-
ра всего поезда обслуживающим персоналом и приводит к
дополнительным потерям времени.
160
Контрольные вопросы
1. Укажите назначение, опишите состав аппаратуры и принцип дей-
ствия УКСПС.
2. Поясните особенности размещения аппаратуры УКСПС на учас-
тках железных дорог, оснащенных различными устройствами СЦБ.
6. Д В. Швалов, В. В. Шаповалов
Глава 3
МИКРОПРОЦЕССОРНЫЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ
СРЕДСТВА ДИАГНОСТИКИ ПОДВИЖНОГО
СОСТАВА НА ХОДУ ПОЕЗДА
3.1. СИСТЕМА ДИАГНОСТИКИ ПОДВИЖНОГО СОСТАВА
НА БАЗЕ КОМПЛЕКСА ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ
КТСМ-01
Микропроцессорный комплекс технических средств КТСМ-01
предназначен для модернизации находящейся в эксплуатации
аппаратуры обнаружения перегретых букс ПОНАБ-3 путем ча-
стичной замены перегонного оборудования (стойки аппаратуры
и передающей стойки) и полной замены станционного оборудо-
вания. При этом демонтируются два датчика прохода колес, а ос-
тальные элементы напольного оборудования и силовой щит пе-
регонной стойки остаются в составе СДПС. Комплекс КТСМ-01
может применяться и для оборудования нового линейного пункта
контроля.
Структурная схема СДПС на базе комплекса КТСМ-01 по-
казана на рис. 3.1. Устройство и принципы функционирова-
ния аппаратуры КТСМ-01 описаны в [14].
СДПС на базе комплекса КТСМ-01 имеет трехуровневую струк-
туру. На нижнем уровне, где непосредственно формируется инфор-
мация о техническом состоянии подвижного состава, находится
перегонное (напольное и постовое) оборудование. В состав наполь-
ного оборудования входят две напольные камеры — левая НКЛ и
правая НКП, три датчика прохода колес Д1—ДЗ, рельсовая цепь
наложения РЦН и две кабельные муфты КМ. Расстояния между
датчиками прохода колес выбраны следующим образом. Датчики
Д1 и ДЗ размещаются на расстоянии 3600 ±5 мм, которое меньше
минимально возможного расстояния между крайними внутренни-
ми осями подвижных единиц и больше максимально возможного
162
спд___________
От других
ЛПК
------------- 1
Центральный ।
пункт контроля I
СПД
Линейный
пункт контроля
АРМ ЛПК
Рис. 3.1. Система диагностики подвижного состава на базе комплекса КТСМ-01
расстояния между двумя соседними осями в одной группе
осей. Датчики Д2 и ДЗ размещаются на расстоянии 500 мм,
которое не больше минимально возможного расстояния меж-
ду соседними осями подвижных единиц.
В состав постового оборудования, расположенного в помеще-
нии перегонного поста, входят силовой щит ПОНАБ-3 (на рис. 3.1
не показан) и аппаратура КТСМ-01 — блок сопряжения и управ-
ления БСУ-П, периферийный контроллер ПК, технологический
пульт ПТ и датчик температуры наружного воздуха ДТНВ. Пери-
ферийный контроллер реализует все алгоритмы функционирова-
ния постового оборудования. Блок сопряжения и управления
обеспечивает согласование цепей напольного и силового обору-
дования с цепями периферийного контроллера, а также электро-
питание устройств напольного оборудования. Технологический
пульт предназначен для выполнения проверок и регулировок ап-
паратуры КТСМ-01 обслуживающим персоналом в ручном ре-
жиме. Датчик температуры наружного воздуха представляет со-
бой термочувствительный элемент, выходное напряжение которо-
го изменяется пропорционально изменению температуры
окружающей среды.
Элементом среднего уровня СДПС является станционное обо-
рудование, которое разделяется на регистрирующее и сигнали-
зирующее. В состав регистрирующего оборудования входят кон-
центратор информации КИ и автоматизированное рабочее место
оператора линейного поста контроля АРМ ЛПК. К сигнализиру-
ющему оборудованию относятся устройства сигнализации, распо-
ложенные в рабочем помещении дежурного по станции, сигналь-
ный световой указатель, а также аппаратура автоматического
речевого оповещения. АРМ ЛПК, выполненное на базе персо-
нального компьютера, реализует функции обработки, накопле-
ния, отображения и регистрации информации о техническом со-
стоянии подвижного состава и аппаратуры СДПС. В состав
АРМ ЛПК входит подсистема речевого оповещения и сигнали-
зации (ПРОС), предназначенная для формирования и передачи
по радиоканалу сигналов речевого оповещения машиниста
164
поезда о неисправностях подвижного состава. Концентратор ин-
формации позволяет подключать к одному АРМ ЛПК до четы-
рех комплектов постового оборудования КТСМ-01.
Аппаратура КТСМ-01 функционирует в следующих режи-
мах: в режиме автодиагностирования (при отсутствии поезда на
участке контроля), в режиме контроля подвижного состава, в
регулировочных режимах (при проведении регулировочных
работ), в проверочных режимах (при проверках исправности
органов управления и индикации, ЗУ данных и программ, ра-
боты заслонок напольных камер, путевых-датчиков и рельсо-
вой цепи наложения) и режимах имитации (при комплексных
проверках работоспособности).
Работа комплекса в режиме автодиагностирования осуще-
ствляется следующим образом. При отсутствии поезда на уча-
стке контроля периферийный контроллер производит автома-
тическое диагностирование основных узлов КТСМ-01 с пери-
одом 15—20 с, формирует данные о техническом состоянии
аппаратуры комплекса и при получении от АРМ ЛПК коман-
ды запроса о состоянии комплекса выдает блоки информации
в линию связи. АРМ ЛПК также осуществляет контроль уста-
новленного в ПК программного обеспечения (ПО) путем по-
сылки специальной команды запроса, в ответ на которую пе-
риферийный контроллер передает блок данных с указанием
номера версии ПО и типа напольного оборудования.
В режиме контроля подвижного состава комплекс осуществ-
ляет считывание информации о подвижном составе, выявляет не-
исправные буксы и определяет степень их аварийности, произ-
водит подсчет осей, вагонов и поездов, осуществляет информа-
ционное обеспечение эксплуатационного персонала и контроль
исправности собственной аппаратуры (контрольная программа
реализуется после освобождения поездом участка контроля).
При проведении регулировочных работ в процессе техническо-
го обслуживания КТСМ-01 обслуживающий персонал путем вво-
да команд с клавиатуры технологического пульта включает соот-
ветствующие регулировочные режимы, в которых информация о
165
состоянии аппаратуры считывается в непрерывном циклическом
режиме и отображается на устройствах индикации пульта. Вы-
ключение регулировочного режима производится вводом с кла-
виатуры ПТ команды выключения режима или другой команды.
Если при включенном регулировочном режиме от рельсовой
цепи наложения поступил сигнал вступления поезда на участок
контроля, то комплекс автоматически переходит в режим конт-
роля подвижного состава.
Включение проверочных режимов также производится путем
ввода соответствующих команд с клавиатуры технологического
пульта. К проверочным режимам относятся проверка исправности
органов управления и индикации, проверка исправности памяти
данных и программ, проверка работы заслонок напольных камер,
проверка работы путевых датчиков и рельсовой цепи наложения.
Результаты проверок (информация о техническом состоянии аппа-
ратуры КТСМ-01) выводятся на устройства индикации пульта.
Для комплексной проверки работоспособности КТСМ-01 ис-
пользуются режимы имитации прохода поезда с тепловыми
сигналами, прохода поезда без тепловых сигналов и прохода
поезда с контрольными сигналами. Включение режимов ими-
тации осуществляется дистанционно (по командам с АРМ
ЛПК) или путем ввода соответствующих команд с клавиатуры
технологического пульта. При работе комплекса в режимах
имитации прохода поезда соответствующая информация выво-
дится на устройства индикации пульта и передается по линии
связи в АРМ ЛПК.
Постовое и станционное оборудование обмениваются сигна-
лами по линии связи ЛС. В качестве канала связи используется
некоммутируемый канал тональной частоты с двух- или четы-
рехпроводным выходом или физическая двухпроводная цепь.
Элементом верхнего уровня СДПС является автоматизирован-
ное рабочее место оператора центрального пункта контроля АРМ
ЦПК, расположенное в ПТО или ПКТО, объединяющее инфор-
мацию с нескольких линейных пунктов контроля и взаимодейству-
ющее с АРМ ЛПК через сеть передачи данных СПД, реализован-
ную на базе концентраторов информации КИ. Централизация
166
информации, как правило, проводится в пределах участка безос-
тановочного следования поездов, а линейные пункты контроля
располагаются на расстоянии 25—35 км.
В состав дополнительного оборудования СДПС на базе
КТСМ-01 входят ориентирное устройство, комплект измеритель-
ных приборов, комплект монтажных частей и комплект ЗИП.
Размещение аппаратуры КТСМ-01 показано на рис. 3.2, где
1 — блок сопряжения и управления; 2 — пульт технологический;
3 — периферийный контроллер; 4 — силовой щит ПОНАБ-3. Ус-
тройства, входящие в состав КТСМ-01, смонтированы в отдель-
ных корпусах, оборудованных разъемными электрическими соеди-
нителями для взаимного сопряжения. Узлы аппаратуры КТСМ-01
построены с использованием больших интегральных схем (БИС)
отечественного и зарубежного производства. Устройство и прин-
ципы функционирования электрических принципиальных схем ап-
паратуры КТСМ-01 описаны в [14].
Электропитание аппаратуры КТСМ-01 осуществляется следую-
щим образом: периферийного контроллера и блока БСУ-П — от
однофазной сети переменного тока напряжением 220 с ча-
стотой 50±1 Гц; технологического пульта — от источника питания
периферийного контроллера или от внешнего источника питания
напряжением 12 В±20%.
Рис. 3.2. Размещение аппаратуры КТСМ-01
167
Блок сопряжения и управления БСУ-П выполняет следую-
щие функции:
электрическое согласование тепловых каналов приемо-
усилительного тракта и каналов датчиков прохода осей с
входными цепями периферийного контроллера;
электрическое согласование выходных цепей периферийного кон-
троллера с цепями управления заслонками напольных камер и ориен-
тирным устройством;
регулировку порога срабатывания рельсовой цепи наложения
в диапазоне от 1,7 до 3,5 В;
регулировку уровня сигналов, поступающих от приемных
капсул;
ввод питания 220 В и защиту входных цепей периферийного
контроллера от перенапряжений, возникающих в цепях силово-
го оборудования;
питание предварительных усилителей приемных капсул напряже-
нием 30 В ±5 % при максимальном токе нагрузки 0,2 А и напряжени-
ем 6 В ±5 % при максимальном токе нагрузки 0,5 А;
питание рельсовой цепи наложения напряжением 12 В ±5 % при
максимальном токе нагрузки 0,5 А.
Конструктивно блок БСУ-П представляет собой металличес-
кий корпус размером 320x250x140 мм со съемной задней стенкой.
Внутри корпуса расположены понижающие трансформаторы,
плата управления и элементы электрического монтажа блока.
Блок БСУ-П крепится к силовому щиту ПОНАБ-3 на место стой-
ки аппаратуры.
Структурная схема блока БСУ-П показана на рис. 3.3. Функ-
циональные узлы блока имеют следующее назначение.
Понижающие трансформаторы Т1 и Т2 преобразуют входное
напряжение 220 В. На базе трансформатора Т1 выполнены два
источника стабилизированного напряжения: ИП6 (напряжени-
ем 6 В) и ИП30 (напряжением 30 В), предназначенные для пи-
тания предварительных усилителей ПУ напольных камер. На
базе трансформатора Т2 выполнены источник стабилизирован-
ного напряжения ИП12 (напряжением 12 В), предназначенный
168
ДТП В
тс
НКГ1 НКЛ ДПО РЦН НКЛ нкл
6 В
зов
тс
6В
зов
-220 В
12ВРЦ
РЦ
Д1
Д2
ДЗ
КЗЛ
кзп
>: рул г
руп г
тел
тсп
ИП6
------Т1
ипзо :
>КПРЦг
I _ I
ИП12
1 Т2
: рип :
। ; упс
пу : 1 1 > КРЦ 1
> ФД1 L
> ФД2
> КЗЛ г
УЗ
КЛЛ
УКРЗ
клп
ОУ
У КЛЛ
УКЛП
УКО
«-220 В»
«~220 В»
КПРЦ
ПРЦ
КРЦ
----►
Д1
Д2
> ФДЗ
кзп !
ДЗ
КЗЛ
кзп
УЗ
КЛЛ
клп
ОУ
К периферийному контроллеру
Рис. 3.3. Структурная схема блока БСУ-П
169
для питания рельсовой цепи наложения, и регулируемый источ-
ник постоянного тока РИП. Наличие напряжения питания РЦН
контролируется схемой КПРЦ, передающей соответствующий
сигнал «КПРЦ» на периферийный контроллер.
Информация о занятом состоянии рельсовой цепи наложения
(при въезде поезда на участок контроля) формируется схемами
порогового устройства ПУ и контроля рельсовой цепи КРЦ. По-
роговое устройство срабатывает при уменьшении до уровня 0,1—
0,3 В (сигнал «РЦ») напряжения на выходном конце РЦН и вы-
дает сигнал в схему КРЦ, которая посылает периферийному кон-
троллеру сигнал «КРЦ» о въезде поезда на участок контроля.
Источник питания РИП вырабатывает опорное напряжение для
ПУ: при уменьшении выходного напряжения РИП порог сраба-
тывания ПУ уменьшается, при увеличении — увеличивается. В
РИП предусмотрена возможность регулирования выходного на-
пряжения как ручного (при помощи переменного резистора), так
и дистанционного (по команде «ПРЦ» периферийного контролле-
ра через схему управления порогом срабатывания УПС). Схема
УПС уменьшает выходное напряжение РИП в 1,5 раза.
Для открытия/закрытия заслонок напольных камер служит схе-
ма управления УКРЗ, которая по сигналу «УЗ» периферийного кон-
троллера подает сигнал «УЗ» на обмотку реле открытия заслонок,
установленного на силовом щите. Схемы контроля открытия зас-
лонок левой (КЗЛ) и правой (КЗП) напольных камер, обрабаты-
вая сигналы «КЗЛ» и «КЗП», поступающие через контакты конце-
вых выключателей заслонок, подают на периферийный контроллер
информацию о состоянии заслонок (сигналы «КЛЛ» и «КЛП»).
Схемы фильтров ФД1, ФД2, ФДЗ служат для подавления
высокочастотных помех в сигналах «Д1», «Д2» и «ДЗ», посту-
пающих от напольных датчиков Д1, Д2 и ДЗ в моменты про-
хода над ними осей подвижных единиц, и передачи этих сиг-
налов в периферийный контроллер.
Схемы РУЛ и РУП являются регуляторами уровней тепловых
сигналов левого и правого каналов и выполняют нормирование
по амплитуде тепловых сигналов «Выход», поступающих с вы-
170
ходов предварительных усилителей приемных капсул. Нор-
мированные тепловые сигналы «ТСЛ» и «ТСП» поступают на
периферийный контроллер.
Схемы УКЛЛ и УКЛП по сигналам «КЛЛ1» и «КЛП1» пери-
ферийного контроллера осуществляют управление контрольными
лампами левой (сигнал «КЛЛ») и правой (сигнал «КЛП») наполь-
ных камер в режиме контроля поезда и в режимах имитации про-
хода поезда.
В процессе ориентации напольных камер периферийный кон-
троллер выдает управляющие сигналы «ОУ» на схему У КО, вы-
ходные сигналы «ОУ» которой используются для управления ори-
ентирным устройством.
Сигнал «ДТНВ», поступающий от датчика температуры на-
ружного воздуха, проходит «транзитом» через соединительные
разъемы блока БСУ-П и подается на периферийный контроллер.
Функциональные узлы блока БСУ-П реализованы с исполь-
зованием транзисторных и оптронных ключевых схем, интег-
ральных стабилизаторов напряжения, светодиодных индикато-
ров и других электронных элементов.
Периферийный контроллер типа ПК-02 реализует алгорит-
мы функционирования СДПС во всех режимах работы, при
этом выполняются следующие функции:
обработка поступающих через согласующее устройство (блок
БСУ-П) сигналов от напольного оборудования — аналоговых
сигналов, поступающих от предварительных усилителей наполь-
ных камер и датчика температуры, и дискретных сигналов, посту-
пающих от путевых датчиков прохода осей и напольных камер;
управление через согласующее устройство элементами напольно-
го и постового оборудования;
передача информации в последовательную линию связи в
соответствии с процедурами информационного взаимодействия
системы передачи данных на базе концентраторов информации
КИ-6М (частотная манипуляция, скорость передачи данных
1200 бит/с, уровень передачи сигнала от -30 до 0 дБ с возможно-
стью плавной регулировки);
171
сопряжение с устройством ввода-вывода символьной ин-
формации по последовательной четырехпроводной линии
связи через интерфейс RS-232 или методом «токовая петля»
(скорость передачи данных 9600 бит/с).
Конструктивно контроллер (рис. 3.4) представляет собой
блок-каркас 77, заключенный в металлический кожух 4 размером
280x280x230 мм. Блок-каркас содержит направляющие для уста-
новки модулей 5—10, соединительную панель 7 и лицевую па-
нель с органами управления и индикации. На лицевой панели
также размещены электрические соединители для подключения
линии связи и технологического пульта. Для установки и извле-
чения модулей из блока-каркаса задняя стенка 3 кожуха выпол-
нена съемной. На задней стенке кожуха имеются прорези 2 для
ввода сигнальных цепей.
В состав контроллера входят следующие модули: источник
вторичного электропитания ВИП, модуль микроконтроллера
ММК, токовое устройство преобразования сигналов УПСТ, час-
тотное устройство преобразования сигналов УПСЧ, модуль об-
Рис. 3.4. Конструктивное исполнение периферийного контроллера
172
работки тепловых сигналов МОТС, модуль обработки сигна-
лов путевых датчиков МОПД. Модули контроллера представ-
ляют собой печатные платы размером 170x170 мм с двусторон-
ним расположением печатных проводников. Каждый модуль
имеет 84-контактный разъем для подключения к соединительной
панели и элементы индикации (светодиоды), выведенные на ли-
цевую панель. Расположение модулей в корпусе контроллера
показано на рис. 3.5.
Структурная схема периферийного контроллера показана на
рис. 3.6. Взаимодействие модулей контроллера осуществля-
ется по системной шине (4), к которой они подключаются
через разъемы соединительной панели. Электропитание эле-
ментов контроллера осуществляет модуль ВИП, преобразу-
ющий переменное напряжение сети 220 В (73) в постоянные
стабилизированные напряжения 5 В (7), 12 В (2) и -12 В (3).
Модуль ММК является центральным блоком периферийно-
го контроллера и реализует основные управляющие функции:
ввод информации и управление каналами аналого-цифро-
вого преобразования модуля МОТС;
Рис. 3.5. Расположение модулей в корпусе периферийного
контроллера ПК-02
173
Рис. 3.6. Структурная схема периферийного контроллера ПК-02
ввод информации и команд от модуля МОПД;
вывод команд управления напольным оборудованием в
модуль МОПД;
прием и передачу данных в линию связи через модуль УПСЧ;
обмен символьной информацией с видеотерминалом (техноло-
гическим пультом) через модуль УПСТ.
Основным управляющим элементом модуля является цент-
ральный процессор, осуществляющий чтение команд из памяти и
выполнение соответствующих операций, а также запись и чтение
данных из памяти и от различных устройств ввода-вывода. Для
формирования тактовых сигналов процессора и получения систем-
ной частоты, необходимой для работы других модулей перифе-
рийного контроллера, служит тактовый генератор с кварцевой
стабилизацией частоты (резонансная частота кварца 16 МГц).
174
Постоянное перепрограммируемое запоминающее устрой-
ство (ППЗУ) емкостью 16 кбайт предназначено для хранения
рабочих программ, которые записываются в него на заводе-
изготовителе с помощью специального устройства — програм-
матора и могут храниться при отсутствии питания в течение
нескольких тысяч часов.
Оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) емкостью
64 кбайта предназначено для хранения данных, которые процессор
записывает и считывает при выполнении рабочей программы.
Модуль содержит схему обработки сигналов прерывания функ-
ционирования процессора, поступающих от внешних устройств.
Согласование шин процессора с системной шиной осуществляет-
ся при помощи формирователей сигналов системной шины. Гене-
рирование последовательностей импульсов, используемых при ре-
ализации рабочей программы, и отсчет текущего времени (встро-
енные часы) осуществляет программируемый таймер.
Модуль УПСТ предназначен для обеспечения информационно-
го обмена между модулем ММК и последовательной физической
линией связи или телеграфным каналом (5 на рис. 3.6). Модуль
содержит приемопередатчик последовательного кода и узлы пре-
образования сигналов.
Приемопередатчик осуществляет преобразование данных, по-
ступающих в параллельном коде от центрального процессора, в
последовательный код и выдачи этого кода через устройство пре-
образования сигналов в канал связи. Кроме того, приемопере-
датчик выполняет обратное преобразование последовательного
кода в параллельное 8-разрядное слово. Для установки различ-
ных режимов работы приемопередатчика (скорость передачи,
наличие и вид контроля кода и др.) используются программно-
опрашиваемые переключатели. Для формирования частоты син-
хронизации приемопередатчика и различных временных интер-
валов служит программируемый таймер.
Узлы преобразования сигналов выполняют преобразования
сигналов приемопередатчика в сигналы, формат (параметры) ко-
торых соответствует принятым протоколам передачи по линиям
175
связи, а также обратные преобразования. При этом обеспечивает-
ся гальваническая развязка цепей модуля УПСТ и линии связи.
Модуль УПСЧ предназначен для обеспечения информацион-
ного обмена между модулем ММК и выделенным каналом то-
нальной частоты (12 на рис. 3.6). Модуль УПСЧ содержит при-
емопередатчик последовательного кода, устройство преобразова-
ния сигналов и устройства согласования с линией связи.
Функции приемопередатчика аналогичны функциям приемопередат-
чика модуля УПСТ. Формирование частоты синхронизации приемопе-
редатчика и формирование различных временных интервалов осуще-
ствляет программируемый таймер.
В качестве устройства преобразования сигналов использует-
ся модулятор/демодулятор (модем), выполняющий преобразова-
ние сигналов тональной частоты в последовательные кодовые по-
сылки, воспринимаемые приемопередатчиком, и преобразование
выходных сигналов приемопередатчика в частотно-модулиро-
ванные сигналы для последующей передачи по линии связи с
частотами 1300 и 2100 Гц.
Модуль УПСЧ содержит устройства согласования с линией
связи — тракт приема и тракт передачи, обеспечивающие гальва-
ническую развязку линии связи и цепей модуля. Тракт приема
усиливает поступающие из линии связи сигналы тональной час-
тоты и подает их на вход демодулятора. Тракт передачи усилива-
ет частотно-модулированные сигналы, поступающие с выхода
модулятора, и выдает их в линию.
Модуль МОТС выполняет следующие функции:
усиление и преобразование в цифровой код аналоговых сигна-
лов, поступающих от предварительных усилителей напольных ка-
мер и датчика температуры (соответственно 10 и 11 на рис. 3.6);
ручную и автоматическую (по управляющим командам
модуля ММК) компенсацию постоянной составляющей на
входах каналов усиления;
контроль шумов предварительных усилителей.
Поступающие от предварительных усилителей напольных ка-
мер аналоговые сигналы усиливаются суммирующими усилите-
176
лями левого и правого каналов и преобразуются в 8-разрядный
код аналого-цифровым преобразователем (АЦП). Для устране-
ния погрешностей АЦП, связанных с изменением сигналов, мак-
симальные амплитуды сигналов запоминаются на время преоб-
разования (0,5 мкс) устройствами выборки-храпения левого и
правого каналов.
АЦП также преобразует сигналы шумов предусилителей ле-
вой и правой напольных камер, сигнал датчика температуры
наружного воздуха и напряжения источника питания ±5 В. Сиг-
налы на вход АЦП подаются через согласующий усилитель,
подключение одного из каналов к которому осуществляет ком-
мутатор аналоговых сигналов.
Компенсация постоянной составляющей на входе канала уси-
ления (левого и правого) осуществляется суммирующим усили-
телем, который при ручной компенсации суммирует входной теп-
ловой сигнал и напряжение, поступающее с переменного резис-
тора, при автоматической компенсации — входной тепловой
сигнал и напряжение, поступающее с цифроаналоговых преоб-
разователей (ЦАП), которые преобразуют управляющие
сигналы модуля ММК.
Контроль уровней шумов предварительных усилителей на-
польных камер осуществляют амплитудные детекторы левого и
правого каналов, запоминающие максимальное значение поло-
жительной полуволны шумового сигнала.
Модуль МСПД выполняет следующие функции:
ввод и анализ сигналов от датчиков прохода осей;
формирование сообщений (команд) об отметке осей и вагонов
модулю ММК;
управление открытием заслонок и работой контрольных
ламп напольных камер;
управление работой индикатора ориентирного устройства;
контроль открытия заслонок напольных камер;
контроль нахождения поезда на участке контроля;
контроль наличия питания рельсовой цепи наложения.
Внешними входными сигналами модуля (см. рис. 3.6) явля-
177
ются сигналы от датчиков прохода осей (6), напольных камер
(7) и рельсовой цепи наложения (8); внешними выходными —
сигналы управления напольным оборудованием (9).
Основным управляющим элементом модуля является цент-
ральный процессор, выполненный на одном кристалле, обеспе-
чивающий реализацию алгоритмов обработки сигналов от дат-
чиков внешних устройств, формирование сообщений об отмет-
ках осей и вагонов, определение скорости движения и типа
подвижной единицы (локомотив, пассажирский или грузовой
вагон), корректировки отметки вагонов в случае обнаружения
сбоя по одному из датчиков счета осей, имитации прохода кон-
трольного вагона и др.
Модуль МОПД содержит схемы гальванической развязки линий
ввода-вывода центрального процессора и линий ввода-вывода
объектов управления и контроля, а также схемы защиты от опас-
ных напряжений, возникающих в силовых и питающих цепях.
Взаимодействие модулей ММК и МОПД периферийного
контроллера осуществляется следующим образом.
При включении питания центральные процессоры модулей
ММК и МОПД автоматически начинают выполнение записанных
в их памяти рабочих программ. При этом производится настрой-
ка (инициализация) модулей на необходимые режимы работы и
проверяется исправность основных узлов контроллера (тестиро-
вание). После начальной инициализации и тестирования модули
ММК и МОПД переходят в режим выполнения основного про-
граммного цикла, в котором находятся постоянно до выключения
питания или получения из линии связи команды «Сброс».
Модуль МОПД в процессе выполнения основного программ-
ного цикла проводит опрос состояния входных цепей от путевых
датчиков и ожидает команды от модуля ММК. При обнаружении
захода поезда на участок контроля модуль МОПД выдает сигна-
лы на выходные цепи управления напольным оборудованием и
переходит в режим счета осей и вагонов, а также выдает модулю
ММК команды на начало и окончание обработки тепловых сиг-
налов от букс, находящихся в зоне контроля (в поле зрения при-
178
емника ИК-излучения). После прохода поездом участка контро-
ля модуль МОПД передает модулю ММК данные о количестве
осей и вагонов в проконтролированном поезде, наличии сбоев
датчиков прохода осей и минимальной скорости движения поез-
да на участке, производит проверку напольного оборудования
путем имитации прохода контрольного вагона (контрольная про-
грамма) и переходит в режим автодиагностирования.
Модуль ММК в процессе выполнения основного программ-
ного цикла устанавливает и поддерживает информационный об-
мен по линии связи с концентратором информации, а также при-
нимает сигналы от технологического пульта и модуля МОПД.
При получении от модуля МОПД информации о заходе поезда
на участок контроля, а также команд начала и окончания обра-
ботки тепловых сигналов модуль ММК управляет аналого-циф-
ровым преобразователем модуля МОТС, обрабатывает резуль-
таты измерений, передает полученные данные в линию связи и
выводит результаты контроля на технологический пульт.
Таким образом, протокол информационного обмена между
модулями МОПД и ММК зависит от текущего режима работы
модуля МОПД — автодиагностирования или отметки вагонов.
В режиме автодиагностирования инициатором обмена является
модуль ММК, который посылает модулю МОПД управляющие
команды (запросы). Получив запрос, модуль МОПД выдает ин-
формацию о состоянии своих узлов. В режиме отметки вагона
инициатором обмена является модуль МОПД, который инфор-
мирует модуль ММК о положении подвижной единицы на уча-
стке в текущий момент времени.
Функциональные узлы модулей периферийного контроллера
ПК-02 реализованы с использованием микроэлектронных ком-
понентов отечественного (серий КР1858, КР580, КР1810, К555,
КРИО, КР142, КР572, КР590) и зарубежного производства (се-
рии 74LS, БИС D8751H, 82С54, цА741 и др.).
Технологический пульт ПТ-03 обеспечивает информационный
обмен с периферийным контроллером ПК-02 (ввод-вывод сим-
вольной информации). В качестве линии связи используется
179
последовательный интерфейс RS-2j2. Скорость передачи дан-
ных 9600 бит/с.
Конструктивно (рис. 3.7) пульт выполнен в пластмассовом
корпусе 1 габаритным размером 220x100x30 мм. Основными
функциональными элементами пульта являются плата управле-
ния (расположенная внутри корпуса), жидкокристаллический
символьный индикатор 3 на 4 строки по 16 символов и 21-кно-
почная клавиатура 2. Электрические соединения элементов
пульта осуществляются при помощи разъемов, расположенных
внутри корпуса. Разъем для ввода питания 4 и разъем для под-
ключения интерфейса 5 расположены на задней стенке пульта.
Структурная схема пульта
показана на рис. 3.8. Электропи-
тание пульта осуществляется от
источника ВИП периферийного
контроллера через модуль
УПСТ или от внешнего источ-
ника напряжением 12 В ± 20%.
На плате управления установ-
лен понижающий стабилизатор
(ПСН), преобразующий вход-
ное напряжение 9—20 В (5) в
напряжение +5 В (2), необходи-
мое для питания микроэлект-
ронных элементов пульта.
Основным логическим
элементом, реализующим ал-
горитмы функционирования
пульта, является микроконт-
роллер (МК), в память кото-
рого на заводе-изготовителе
записывается рабочая про-
грамма. Микроконтроллер
содержит встроенный при-
емопередатчик, осуществляю-
Рис. 3.7. Пульт технологический
ПТ-03
180
Рис. 3.8. Структурная схема пульта ПТ-03
щий процедуры информационного обмена с периферийным кон-
троллером по линии связи 1. Принятую из линии связи инфор-
мацию МК выводит на жидкокристаллический индикатор
(ЖКИ). Принятые символы отображаются начиная с левого зна-
коместа строки принимаемой последовательности. При заполне-
нии индикатора строки сдвигаются вверх, а информация, запи-
санная в верхней строке, теряется. При нажатии символьных кла-
виш на клавиатуре (КЛВ) соответствующие коды символов
передаются в линию связи. Устройство согласования с линией
связи (УСЛС) — адаптер выполняет преобразование сигналов
приемопередатчика микроконтроллера в сигналы формата RS-232,
а также обратные преобразования.
Обслуживающий персонал имеет возможность производить на-
стройку пульта на различные режимы работы — скорость переда-
чи данных по линии связи (1200, 2400, 4800 или 9600 бит/с), кон-
трастность изображения на индикаторе, количество отображае-
мых на индикаторе строк (четыре или одна). Данные о
произведенных настройках сохраняются микроконтроллером на
энергонезависимом запоминающем устройстве (ЭЗУ).
На плате управления также расположен сторожевой таймер
(СТ), выдающий сигнал перезапуска микроконтроллера (сигнал
сброса) при кратковременных перебоях в питании и в случаях
«зависания» рабочей программы.
181
Каждая команда набирается на клавиатуре последовательным
нажатием нескольких клавиш и завершается нажатием клавиши
«Enter». Неправильный набор команды до нажатия клавиши
«Enter» отменяется нажатием клавиши «Start». При вводе коман-
ды время между последовательным нажатием двух клавиш не дол-
жно превышать 5 с, иначе происходит автоматическая отмена вво-
да команды. При вводе некорректной (несуществующей) коман-
ды после нажатия клавиши «Enter» раздается звуковой сигнал, на
индикатор пульта выводится сообщение об ошибке «Error» и на-
бранная команда микроконтроллером не воспринимается.
Работа комплекса КТСМ-01 в режиме контроля подвижного
состава осуществляется следующим образом.
При вступлении поезда на участок контроля рельсовая цепь на-
ложения вырабатывает сигнал, который через блок БСУ-П посту-
пает в модуль МОПД периферийного контроллера и переводит его
в режим отметки вагонов. Модуль МОПД вырабатывает сигнал
открытия заслонок напольных камер и выдает модулю ММК ко-
манду «Заход поезда», по которой модуль ММК блокирует ввод
команд с клавиатуры пульта, сбрасывает включенные ранее с
пульта режимы, отключает режим автокомпенсации постоянной
составляющей приемо-усилительных трактов и переходит в ре-
жим контроля буксовых узлов подвижного состава.
При проходе первой колесной пары поезда над датчиком Д2
модуль ММК формирует сообщение о заходе поезда на участок
контроля для передачи в АРМ ЛПК — по линии связи передают-
ся порядковый номер поезда за смену, время вступления на уча-
сток контроля, результаты автодиагностирования. Одновременно
модуль ММК выводит на индикатор пульта технологического ин-
формацию о времени захода поезда в виде
1429,
где первая и вторая цифры соответствуют десяткам и единицам часов,
третья и четвертая — десяткам и единицам минут.
При движении поезда по участку контроля в правильном на-
правлении каждая колесная пара подвижного состава проходит
182
поочередно над датчиками прохода осей Д1, Д2 и ДЗ. Сигналы от
датчиков в той же последовательности через блок БСУ-П посту-
пают на входы модуля МОПД. Приняв такую последовательность
сигналов, модуль МОПД переходит в режим отметки осей и ва-
гонов. Если последовательность сигналов отличается от приведен-
ной выше, что соответствует движению поезда в неправильном на-
правлении, то отметка осей и вагонов модулем МОПД не произ-
водится. Отметка вагона производится модулем МОПД по
сигналам от датчиков Д1 и ДЗ, а сигнал от датчика Д2 использу-
ется для восстановления отметки вагона после сбоя. По сигналам
от датчиков Д1, Д2 и ДЗ модуль МОПД производит подсчет ко-
личества осей в поезде и передает результат в модуль ММК.
Тепловые сигналы левой и правой приемных капсул посту-
пают через регуляторы уровня, расположенные в блоке БСУ,
в модуль МОТС периферийного контроллера, где преобразу-
ются в 8-разрядный двоичный код и запоминаются в оператив-
ной памяти. При заходе колесной пары в зону действия дат-
чика Д2 модуль МОПД передает модулю ММК команду «На-
чало строба», по которой ММК начинает производить
считывание тепловых сигналов из модуля МОТС с периодом
1 мс, а также определение максимального значения сигналов
от букс по каждой стороне. При заходе колесной пары в зону
действия датчика ДЗ модуль МОПД передает модулю ММК
команду «Конец строба», по которой ММК записывает в па-
мять максимальные значения сигналов от букс и определяет
минимальный уровень тепловых сигналов от боковин тележек
по каждой стороне. Эти операции модуль ММК выполняет до
момента захода следующей колесной пары в зону действия
датчика Д2. При заходе последней колесной пары тележки в
зону действия датчика ДЗ модуль ММК (по сигналу от моду-
ля МОПД) прекращает считывание тепловых сигналов.
При заходе последней колесной пары тележки в зону действия
датчика ДЗ модуль МОПД также передает модулю ММК коман-
ду «Отметка вагона». По команде «Отметка вагона» модуль
ММК производит обработку записанной в памяти информации
183
и формирует блок данных о вагоне. В процессе обработки модуль
ММК сравнивает уровень теплового сигнала от каждой буксы (с
учетом показаний датчика температуры наружного воздуха) с по-
роговым уровнем, который формируется в АРМ ЛПК и перио-
дически передается по линии связи. Если уровень теплового сиг-
нала хотя бы одной буксы в вагоне превысит установленный по-
роговый уровень, то модуль ММК принимает решение об
аварийности буксы и через модуль УПСЧ передает в АРМ ЛПК
блок данных о вагоне, содержащий следующие сведения: поряд-
ковый номер проконтролированного поезда, порядковый номер
вагона с аварийными буксами, общее количество осей в этом ва-
гоне, уровень теплового сигнала от каждой буксы с указанием сто-
роны. Эта информация через концентратор КИ-6М поступает в
АРМ ЛПК для обработки, накопления, регистрации и отображе-
ния на видеотерминале и печатающем устройстве.
Во время прохода поезда по участку контроля периферийный
контроллер выводит на индикатор технологического пульта теку-
щую информацию в виде
01 047 04,
где 01 — количество локомотивов в поезде на текущий момент контро-
ля; 047 — порядковый номер проконтролированной подвижной едини-
цы в поезде, включая локомотивы; 04 — количество осей в проконтро-
лированной подвижной единице.
После освобождения поездом участка контроля модуль МОПД
(по сигналу от рельсовой цепи наложения) формирует конт-
рольную программу, имитирующую проход одного четырех-
осного вагона с тепловыми сигналами. По окончании конт-
рольной программы модуль МОПД передает модулю ММК ко-
манду окончания контроля поезда и переходит в режим
автодиагностирования. Приняв команду окончания контроля по-
езда, ММК формирует и передает в линию связи блок данных о
поезде, содержащий сведения о порядковом номере проконтроли-
184
рованного поезда, об общем числе подвижных единиц в поезде
(локомотивов и вагонов), о числе вагонов с перегретыми букса-
ми, о минимальной скорости движения поезда по участку конт-
роля, о среднем значении уровня нагрева букс в поезде для каж-
дой стороны, о времени освобождения участка контроля, об об-
щем числе осей в поезде, о текущем значении температуры
наружного воздуха. Затем модуль ММК переходит в режим ав-
тодиагностирования и выводит на индикатор пульта технологи-
ческого информацию о поезде в виде
1432 056 X 18 09,
где 1432 — время окончания контроля поезда (14 ч 32 мин); 056 — мини-
мальная скорость прохода поезда по участку контроля, км/ч; X — при-
знак сбоя отметки вагонов модулем МОПД (0 — не было сбоев, 1 —
были сбои); 18 — средний тепловой уровень букс в поезде по левой сто-
роне; 09 — средний тепловой уровень букс в поезде по правой стороне.
Основные технические характеристики комплекса КТСМ-01
следующие:
скорость движения контролируемых поездов 5—200 км/ч;
работа в интервале температур окружающего воздуха от 5
до 40 °C и относительной влажности воздуха 60 % при темпе-
ратуре 20 °C;
дальность передачи информации — до 40 км;
объем информации, выдаваемой на один проконтролирован-
ный поезд:
количество локомотивов в поезде — от 1 до 200;
количество вагонов в поезде — от 1 до 200;
количество осей в поезде, определенное по каждому датчику
прохода осей,— от 0 до 999;
количество вагонов с перегретыми буксами — от 0 до 200;
точное указание порядкового номера вагона с перегретой
буксой — от 1 до 200;
общее количество осей в вагоне — от 1 до 32;
185
величина теплового уровня на каждую буксу вагона с ука-
занием стороны по ходу поезда (правая, левая) — от 0 до 70;
значение минимальной скорости движения поезда в тече-
ние времени контроля;
время начала и окончания контроля поезда в часах и минутах;
порядковый номера поезда за смену — от 1 до 200;
потребляемая мощность — не более 20 В-А блоком БСУ-П,
не более 50 ВА периферийным контроллером, не более 1 ВА
пультом технологическим;
наработка на отказ — не менее 8000 ч;
средний срок службы аппаратуры 10 лет.
Аппаратура КТСМ-01 обладает лучшими эксплуатационно-
техническими характеристиками — информативностью, выявля-
емостью, достоверностью, ресурсоемкостью — по сравне-
нию с ПОНАБ-3.
Повышение информативности аппаратуры КТСМ-01 обеспечи-
вается следующими факторами:
применением более совершенных алгоритмов обработки
информации и передачи данных;
использованием дополнительного информативного параметра
«Отношение», характеризующего отношение текущего значения
амплитуды теплового сигнала к среднему уровню для букс одной
стороны вагона;
расширением множества функций системы, что позволяет по-
лучать значительно больше информации о подвижном составе;
возможностью организации централизованного сбора ин-
формации о техническом состоянии подвижного состава и
собственной аппаратуры с линейных пунктов контроля пу-
тем непосредственного включения в автоматизированную
систему контроля подвижного состава (АСК ПС);
возможностью подключения аппаратуры автоматического рече-
вого оповещения машиниста поезда о перегретых буксах.
Аппаратура КТСМ-01 характеризуется лучшими показателя-
ми выявляемое™ перегретых букс (табл. 3.1) и достоверности
принятия решений за счет изменения ориентации приемников
ИК-излучения. Оптическая ось болометра ориентирована таким
186
Таблица 3.1
Температура шеек осей, °C Выявляемость перегретых букс, %
70—120 Не менее 85
140—180 Не менее 95
образом, что при открытых заслонках напольных камер выра-
батываются сигналы, значения которых пропорциональны раз-
нице температур между корпусом буксы и боковиной тележки,
а не дном кузова вагона, как в ПОНАБ-3. Такое решение позво-
ляет сократить количество ложных показаний при контроле ваго-
нов, перевозящих сильно нагретые грузы, а также при отсутствии
пола у платформ и дверей у крытых вагонов.
Более глубокая дифференциация уровней тепловых сигналов
(70 уровней) и использование параметра «Отношение» позволя-
ют распознавать предотказные (предаварийные) состояния и свое-
временно принимать соответствующие меры, что способствует по-
вышению безопасности движения, а также сократить количество
отцепок вагонов на промежуточных станциях перед пунктами тех-
нического осмотра.
Снижение ресурсоемкое™ и повышение эффективности техни-
ческого обслуживания аппаратуры КТСМ-01 достигаются за счет
автоматизации операций по проверке и регулировке и сведения к
минимуму числа ручных операций, наличия встроенных элемен-
тов индикации технического состояния у модулей и блоков, а так-
же за счет использования режимов автодиагностирования и дис-
танционного тестового контроля перегонного оборудования.
Контрольные вопросы
1. Укажите назначение и назовите состав технических средств и
функциональные возможности комплекса КТСМ-01.
187
2. Укажите порядок размещения основных функциональных элемен-
тов КТСМ-01.
3. Поясните функции, состав, назначение отдельных узлов блока со-
пряжения и управления и опишите порядок его взаимодействия с други-
ми устройствами перегонного оборудования.
4. Поясните функции, состав, назначение отдельных узлов перифе-
рийного контроллера и опишите порядок его взаимодействия с другими
устройствами перегонного оборудования.
5. Поясните функции, состав, назначение отдельных узлов техноло-
гического пульта и опишите порядок его взаимодействия с другими уст-
ройствами перегонного оборудования.
6. Поясните принцип действия аппаратуры КТСМ-01 в режиме ав-
тодиагностирования.
7. Поясните принцип действия аппаратуры КТСМ-01 в режиме кон-
троля поезда.
8. Поясните принцип действия аппаратуры КТСМ-01 в регулировоч-
ных и проверочных режимах.
9. Поясните принцип действия аппаратуры КТСМ-01 в режимах ими-
тации.
10. Опишите формат и особенности выводимой на индикатор техно-
логического пульта информации о проконтролированном поезде.
11. Опишите состав информации о проконтролированном поезде, пе-
редаваемой периферийным контроллером на АРМ ЛПК.
12. Сравните эксплуатационно-технические характеристики аппара-
туры ПОНАБ-3 и КТСМ-01 и укажите преимущества аппаратуры
КТСМ-01.
13. Опишите структурно-функциональный состав и характер инфор-
мационных связей между отдельными элементами системы диагностики
подвижного состава на базе технических средств КТСМ-01 с централи-
зацией информации.
3.2. СИСТЕМА ДИАГНОСТИКИ ПОДВИЖНОГО
СОСТАВА НА БАЗЕ КОМПЛЕКСА ТЕХНИЧЕСКИХ
СРЕДСТВ КТСМ-01Д
Микропроцессорный комплекс технических средств КТСМ-01 Д
предназначен для модернизации находящейся в эксплуатации ап-
188
паратуры обнаружения перегретых букс ПОНАБ-3 или ДИСК-Б
путем частичной замены перегонного оборудования (стойки ап-
паратуры и передающей стойки) и полной замены станционного
оборудования. При этом комплекс монтируется вместе с соответ-
ствующим напольным и силовым оборудованием. Комплекс
КТСМ-01 может применяться и для оборудования нового линей-
ного пункта контроля. При оборудовании аппаратурой КТСМ-01 Д
существующих и новых пунктов контроля с использованием на-
польного и силового оборудования ДИСК-Б допускается установ-
ка только основных напольных камер, что не влияет на качество
диагностирования подвижного состава (необходимость применения
вспомогательных напольных камер ДИСК-Б, предназначенных для
выявления заторможенных колесных пар, определяется заказчиком
отдельно в каждом конкретном случае).
Структурная схема СДПС на базе комплекса КТСМ-01 Д по-
казана на рис. 3.9. Устройство и принципы функционирования
аппаратуры КТСМ-01Д описаны в [37].
СДПС на базе комплекса КТСМ-01 Д имеет трехуровневую
структуру. На нижнем уровне, где непосредственно формирует-
ся информация о техническом состоянии подвижного состава, на-
ходится перегонное (напольное и постовое) оборудование.
В состав напольного оборудования входят две основные (НКЛО
и НКПО) и две вспомогательные (НКЛВ и НКПВ) напольные
камеры, три датчика прохода колес Д1—ДЗ, рельсовая цепь на-
ложения РЦН и две кабельные муфты КМ. Расстояния между
датчиками прохода колес выбраны аналогично СДПС на базе
КТСМ-01 (см. п. З.Г).
В состав постового оборудования, расположенного в поме-
щении перегонного поста, входит следующая аппаратура
КТСМ-01 Д — периферийный контроллер ПК, устройство конт-
роля питания УКП, технологический пульт ПТ и датчик темпе-
ратуры наружного воздуха ДТНВ. Периферийный контроллер
реализует все алгоритмы функционирования постового обору-
дования, обеспечивает согласование с цепями напольного и
силового оборудования, а также электропитание устройств
189
СПД___________
От других
ЛПК
Центральный
пункт контроля
Линейный
пункт контроля
Рис. 3.9. Система диагностики подвижного состава на базе комплекса КТСМ-01 Д
Постовое оборудование
У„ V „V
ктсм ктсм ктсм
напольного оборудования. Технологический пульт предназна-
чен для выполнения проверок и регулировок аппаратуры
КТСМ-01 Д обслуживающим персоналом в ручном режиме.
Датчик температуры наружного воздуха представляет собой
термочувствительный элемент, выходное напряжение которо-
го изменяется пропорционально изменению температуры ок-
ружающей среды. Устройство контроля электропитания пред-
назначено для непрерывного контроля наличия напряжения
220 В, 50 Гц на основном и резервном фидерах внешней сети
электроснабжения комплекса.
Элементом среднего уровня СДПС является станционное обо-
рудование, которое разделяется на регистрирующее и сигнализи-
рующее. Состав и функции станционного оборудования анало-
гичны рассмотренным в п. 3.1.
Аппаратура КТСМ-01 Д функционирует в следующих режимах:
автодиагностирования, контроля подвижного состава, регулиро-
вочных, проверочных и имитации.
Постовое и станционное оборудование осуществляют обмен
сигналами по линии связи ЛС. В качестве канала связи использу-
ется некоммутируемый канал тональной частоты с двух- или че-
тырехпроводным выходом или физическая двухпроводная цепь.
Элементом верхнего уровня СДПС является автоматизирован-
ное рабочее место оператора центрального пункта контроля АРМ
ЦПК, расположенное в ПТО или ПКТО, объединяющее инфор-
мацию с нескольких линейных пунктов контроля и осуществля-
ющее информационное взаимодействие с АРМ ЛПК через сеть пе-
редачи данных СПД, реализованную на базе концентраторов ин-
формации КИ.
В состав дополнительного оборудования СДПС на базе
КТСМ-01 Д входят ориентирное устройство, комплект измеритель-
ных приборов, комплект монтажных частей и комплект ЗИП.
Размещение аппаратуры КТСМ-01 Д при модернизации аппа-
ратуры ПОНАБ-3 показано на рис. 3.10 (7 - ПК-02ПД, 2 -
ПТ-03, устройство контроля питания, установленное в силовом
191
Рис. 3.10. Размещение аппаратуры КТСМ-01Д при модернизации
ПОНАБ-3
щите 3, не показано). Размещение аппаратуры КТСМ-01 Д при
модернизации аппаратуры ДИСК-Б показано на рис. 3.11 (7 —
ПТ-03, 2 — ПК-02ПД, 3 — перегонная стойка). Устройства,
входящие в состав КТСМ-01 Д, смонтированы в отдельных кор-
пусах, оборудованных разъемными электрическими соедините-
лями для взаимного сопряжения. Электрические схемы аппара-
туры КТСМ-01 Д построены с использованием больших интег-
ральных схем (БИС) отечественного и зарубежного
производства. Устройство и принципы функционирования
электрических принципиальных схем аппаратуры КТСМ-01 Д
описаны в [37].
Электропитание периферийного контроллера осуществляется от
однофазной сети переменного тока напряжением 220 B_jq% с ча-
стотой 50±1 Гц; технологического пульта — от источника питания
периферийного контроллера или от внешнего источника питания
напряжением 12 В ±20%.
Периферийный контроллер типа ПК-02ПД реализует ал-
горитмы функционирования СДПС во всех режимах рабо-
ты, обеспечивая при этом:
192
подачу напряжения питания
220 В с защитой от перенапряже-
ний, возникающих в силовых
цепях;
питание устройств напольного
оборудования;
обработку аналоговых и диск-
ретных сигналов, поступающих
от напольного оборудования;
управление элементами на-
польного оборудования;
передачу информации по по-
следовательной линии связи в
соответствии с процедурами ин-
формационного взаимодействия
СПД на базе концентраторов ин-
формации КИ-6М (частотная ма-
нипуляция, скорость передачи
данных 1200 ±3 бит/с);
сопряжение с устройством
ввода-вывода символьной ин- Рис-3.11. Размещение аппарату-
формации по последовательной ры КТСМ-01 Дпртмодернизации
четырехпроводной линии связи
через интерфейс RS-232 или ме-
тодом «токовая петля» (скорость передачи данных 9600 бит/с).
Периферийный контроллер ПК-02ПД имеет три варианта
комплектации для разных применений:
ваоиант «Б» — для использования в составе системы ди-
агностирования подвижного состава в качестве базового ус-
тройства, обеспечивающего сбор информации от путевых
датчиков и различных подсистем, обработку и передачу ин-
формации по сети СПД на АРМ ЛПК и АРМ ЦПК;
вариант «Д»—для использования в составе комплекса
КТСМ-01Д при модернизации аппаратуры ДИСК-Б;
вариант «П» — для использования в составе комплекса
КТСМ-01Д при модернизации аппаратуры ПОНАБ-3.
7. Д. В. Шаалов, В. В. Шаповалов
193
Конструктивно контроллер представляет собой блок-каркас,
заключенный в металлический кожух. Блок-каркас содержит на-
правляющие для установки модулей, сетевую панель и соедини-
тельную панель. На сетевой панели блока размещены выключа-
тель питания, предохранители и индикатор наличия питающего
напряжения 220 В. На задней крышке блока расположены элект-
рические соединители для подключения питающего напряжения
220 В, источника бесперебойного питания, рельсовой цепи нало-
жения, датчиков счета осей, а в варианте «Д» — также силового и
напольного оборудования ДИСК-Б. На соединительной панели
блока (в вариантах «Д» и «П») расположены разъемы для под-
ключения сигнальных кабелей от напольных камер и (в варианте
«П») силового щита ПОНАБ-3. Электрические разъемы для под-
ключения линии связи и технологического пульта находятся на
панелях соответствующих модулей.
В состав контроллера входят следующие модули: источник
вторичного электропитания ВИП, модуль микроконтроллера
ММК, токовое устройство преобразования сигналов УПСТ, ча-
стотное устройство преобразования сигналов УПСЧ, модуль об-
работки тепловых сигналов МОТС, модуль обработки дискрет-
ных сигналов МОДС88, модуль формирования сигналов датчи-
ков счета осей МФДО, модуль формирования сигналов
рельсовой цепи наложения МФРЦ, модуль гальванической раз-
вязки МГР, модуль источников питания МИП (МИП-Д для ва-
рианта «Д» и МИП-П для варианта «П»), модуль регулировки
и управления МРУ. Расположение модулей в корпусе контрол-
лера ПК-02ПД для варианта «Б» показано на рис. 3.12, для ва-
риантов «Д» и «П»— на рис. 3.13.
Модули контроллера устанавливаются в блок-каркас с лице-
вой стороны и представляют собой печатные платы размером
170x170 мм с двусторонним расположением печатных схем. Каж-
дый модуль содержит 84-контактный разъем для подключения к
соединительной панели и элементы индикации (светодиоды), вы-
веденные на лицевую панель.
194
Рис. 3.13. Расположение модулей в корпусе периферийного контроллера
ПК-02ПД (вариант «Д» и «П»)
Структурная схема периферийного контроллера ПК-02ПД ва-
рианта «Б» показана на рис. 3.14. Функционально периферийный
контроллер состоит из двух элементов — узла согласования и
управления (СУ) и узла микроконтроллера (МК). В состав узла
СУ входят модули МГР, МФДО, МФРЦ, в состав узла МК —
модули ВИП, ММК, УПСЧ, МОТС, МОДС88, УПСТ. Питание
элементов контроллера осуществляет модуль ВИП, преобразу-
ющий переменное напряжение сети 220 В в стабилизированные
постоянные напряжения 5 В, 12 В и -2 В.
195
Рис. 3.14. Структурная схема периферийного контроллера ПК-02ПД
(вариант «Б»)
Модуль ММК является центральным блоком периферийного
контроллера и реализует основные управляющие функции:
ввод информации и управление каналами аналого-цифрово-
го преобразования модулей МОТС;
ввод информации и команд от модуля МОДС88;
вывод команд управления напольным оборудованием в мо-
дуль МОДС88;
196
обмен информацией по последовательной линии с системой
автоматической идентификации подвижных единиц через модуль
УПСТ;
прием и передачу данных по линии (каналу) связи через мо-
дуль УПСЧ;
обмен символьной информацией по последовательной линии
с видеотерминалом через модуль УПСТ;
управление порогом срабатывания формирователя сигнала
рельсовой цепи наложения модуля МФРЦ.
Состав и устройство модуля аналогичны модулю ММК комп-
лекса КТСМ-01, но благодаря применению более мощных мик-
роэлектронных компонентов для реализации функциональных уз-
лов модуль ММК комплекса КТСМ-01 Д обладает улучшенными
характеристиками: объем ППЗУ — 32, 64 или 128 кбайт, объем
ОЗУ— 128 кбайт, объем энергонезависимого ПЗУ — 32 кбайта.
Модули УПСТ обеспечивают информационный обмен моду-
ля ММК с системой автоматической идентификации подвижных
единиц и видеотерминалом. Модуль УПСЧ обеспечивает инфор-
мационный обмен между модулем ММК и выделенным каналом
тональной частоты или последовательной линией связи.
Модули МОТС основного и вспомогательного трактов вы-
полняют следующие функции:
усиление и преобразование в цифровой код аналоговых сиг-
налов, поступающих от предварительных усилителей напольных
камер и датчика температуры;
ручную и автоматическую (по управляющим командам мо-
дуля ММК) компенсацию постоянной составляющей на входах
каналов усиления;
контроль шумов предварительных усилителей.
Устройство модулей УПСТ, УПСЧ и МОТС описано в п. 3.1.
Модуль МОДС88 выполняет следующие функции:
анализ сигналов от датчиков прохода осей;
контроль сбоев при подсчете осей и исправление ошибок;
формирование информационных сообщений и команд мо-
дулю ММК;
197
управление открытием заслонок и работой контрольных ламп
напольных камер;
управление работой индикатора ориентирного устройства;
контроль напольного оборудования;
информационный обмен по локальной сети между модулем
ММК и контроллерами внешних подсистем контроля подвижно-
го состава.
Основным управляющим элементом модуля является централь-
ный микроконтроллер, обеспечивающий реализацию алгоритмов
обработки сигналов от датчиков внешних устройств и алгоритмов
управления внешними устройствами. Модуль МОДС88 содержит
схемы гальванической развязки линий ввода-вывода микроконт-
роллера и линий ввода-вывода объектов управления и контроля.
Модуль МФРЦ осуществляет питание рельсовой цепи наложе-
ния, ввод и преобразование выходного сигнала рельсовой цепи
наложения в дискретный сигнал, управление порогом срабатыва-
ния РЦН, а также гальваническую развязку между РЦН и диск-
ретными линиями ввода-вывода соединительной панели. Модуль
содержит схему согласования с РЦН и защиты от перенапряже-
ний, схему формирования сигнала (преобразования выходного
напряжения РЦН в дискретный сигнал), пороговое устройство,
обеспечивающее ручную и дистанционную регулировку опорно-
го напряжения схемы формирования сигнала, источник стабили-
зированного напряжения 12 В (питающего напряжения РЦН).
Модуль МФДО осуществляет ввод и преобразование аналого-
вых сигналов от датчиков счета осей в дискретные сигналы, а так-
же гальваническую развязку между электрическими цепями дат-
чиков и дискретными линиями ввода-вывода. Модуль содержит
четыре формирователя, чем обеспечивается ввод сигналов от че-
тырех датчиков.
Модуль МГР обеспечивает согласование линий ввода-вывода
модуля МОДС88 с линиями ввода-вывода объектов управления и
контроля, питание устройств гальванической развязки, расположен-
ных в модулях МФРЦ и МФДО, и информационный обмен с мик-
роконтроллером модуля ММК по локальной сети на основе ин-
198
терфейса RS-485. Модуль реализован на базе однокристального
микроконтроллера и содержит стабилизированный источник напря-
жения 5 В, оптронный узел гальванической развязки и узел согла-
сования с интерфейсом RS-485.
Взаимодействие элементов периферийного контроллера
ПК-02ПД (вариант «Б») осуществляется следующим образом.
При включении питания центральные процессоры модулей
ММК, МОДС88 и МГР автоматически начинают выполнение за-
писанных в их памяти рабочих программ. При этом производит-
ся инициализация модулей на необходимые режимы работы и
проверяется исправность основных узлов контроллера (тестиро-
вание). После начальной инициализации и тестирования модули
ММК, МОДС88 и МГР переходят с режим выполнения основного
программного цикла, в котором находятся постоянно до выклю-
чения питания или получения по линии связи команды «Сброс».
Модуль МОДС88 в процессе выполнения основного про-
граммного цикла производит опрос модулей МФДО и МФРЦ
о состоянии входных цепей (путевых датчиков и РЦН) и ожи-
дает команд от модуля ММК, а также обеспечивает информа-
ционный обмен по локальной сети между модулем ММК и
контроллерами внешних подсистем. Модуль ММК в процессе
выполнения основного программного цикла осуществляет ди-
агностирование всех составных частей блока, устанавливает и
поддерживает информационный обмен по линии связи с кон-
центратором информации и по локальной сети с внешними
подсистемами, а также принимает сигналы от технологическо-
го пульта и модуля МОДС88.
При заходе поезда на участок контроля сигнал от РЦН посту-
пает на вход модуля МФРЦ, преобразуется в дискретный сигнал
и через схемы гальванической развязки модуля МГР поступает на
вход модуля МОДС88. Модуль МОДС88 переходит в режим сче-
та осей и вагонов и выдает модулю ММК команду на переход в
режим контроля поезда. Модуль ММК, получив эту команду,
формирует и передает по линии связи данные о заходе поезда на
участок контроля.
199
В процессе прохода поезда по участку контроля сигналы от
датчиков счета осей поступают на входы модуля МФДО, преоб-
разуются в дискретные сигналы и через схемы гальванической раз-
вязки модуля МГР поступают на входы модуля МОДС88. По сиг-
налам от датчиков осей модуль МОДС88 формирует и выдает мо-
дулю ММК команды на начало и окончание обработки тепловых
сигналов, а также информацию о типе, порядковом номере и ско-
рости движения каждой подвижной единицы. При сбоях в процес-
се счета осей (ложный сигнал или потеря сигнала от датчика)
модуль МОДС88 исправляет ошибки и сообщает модулю ММК
о подвижных единицах, при проходе которых был зафиксирован
сбой. Модуль ММК по командам начала и окончания обработ-
ки тепловых сигналов, поступающих от модуля МОДС88, осуще-
ствляет считывание значений тепловых сигналов из модулей
МОТС, обрабатывает и передает полученные данные по линии
связи и выводит результаты контроля на технологический пульт.
После прохода поездом рельсовой цепи наложения модуль
МОДС88 передает модулю ММК команду о начале контрольной
программы, данные о количестве осей и вагонов в проконтро-
лированном поезде, а также производит проверку напольного
оборудования путем имитации прохода контрольного вагона.
По окончании имитации модуль МОДС88 передает модулю
ММК команду об окончании контрольной программы и пере-
ходит в режим выполнения основного программного цикла.
Модуль ММК формирует и передает по линии связи данные о
поезде и результаты выполнения контрольной программы.
Структурная схема периферийного контроллера ПК-02ПД
варианта «Д» показана на рис. 3.15. Как видно из рисунка,
по сравнению с вариантом «Б» в ПК-02ПД варианта «Д» ус-
тановлены дополнительные модули МИП-Д и МРУ.
Модуль МИП-Д обеспечивает питание предварительных усили-
телей и болометров напольных камер ДИСК-Б, а также до-
полнительное усиление и инвертирование тепловых сигналов
от основных и вспомогательных напольных камер. Модуль
МРУ обеспечивает согласование и гальваническую развязку
200
Рис. 3.15. Структурная схема периферийного контроллера ПК-02ПД
(вариант «Д»)
цепей ПК-02ПД с напольным и силовым оборудованием ап-
паратуры ДИСК-Б.
Взаимодействие элементов периферийного контроллера
ПК-02ПД (вариант «Д») осуществляется следующим образом.
201
Функционирование модулей ММК, МОДС88 и МГР при
включении питания происходит аналогично рассмотренному для
варианта «Б» — инициализация и тестирование, переход в режим
выполнения основного программного цикла. Модули ММК и
МОДС88 в процессе выполнения основного программного цикла
также выполняют аналогичные действия. Модуль МГР в режиме
основного программного цикла производит контроль напряже-
ний источников питания модуля МИП-Д и электромагнитов зас-
лонок напольных камер.
Взаимодействие модулей ПК-02ПД в режиме контроля поезда
также аналогично рассмотренному выше варианту «Б», за исклю-
чением следующих особенностей. Так, тепловые сигналы от
напольных камер поступают для усиления на входы модуля
МИП-Д, затем через схемы гальванической развязки модуля
МГР — на регуляторы уровня модуля МРУ, с выходов которого
нормированные тепловые сигналы подаются на входы модулей
МОТС основного и вспомогательного трактов. Кроме того,
управление режимами открытия заслонок напольных камер и уп-
равление контрольными лампами основных напольных камер
осуществляется модулем МОДС88 через схемы модуля МРУ,
обеспечивающие стабилизацию управляющих сигналов по току.
Управление контрольными лампами вспомогательных напольных
камер осуществляется модулем МГР также через схемы модуля
МРУ. Сигналы контроля положения заслонок с соответствующих
датчиков устройства гальванической развязки блока МРУ подают-
ся на входы модуля МОДС88 (от основных напольных камер) и
на входы модуля МГР (от вспомогательных напольных камер).
Структура периферийного контроллера варианта «П» и прин-
ципы взаимодействия модулей аналогичны варианту «Д». Отли-
чие состоит в установке модуля МИП-П вместо МИП-Д, что свя-
зано с разным составом напольного и силового оборудования ап-
паратуры ПОНАБ-3 и ДИСК-Б (см. главу 2).
Функциональные узлы модулей периферийного контрол-
лера ПК-02ПД реализованы с использованием микроэлек-
202
тройных компонентов, включая однокристальные микроконтрол-
леры отечественного и зарубежного производства.
Технологический пульт ПТ-03 обеспечивает информационный об-
мен с периферийным контроллером ПК-02ПД (ввод-вывод символь-
ной информации). В качестве линии связи используется последова-
тельный интерфейс RS-232. Скорость передачи данных — 9600 бит/с.
Устройство технологического пульта ПТ-СЗ описано в п. 3.1.
Работа комплекса КТСМ-01 Д в режиме контроля поезда осуще-
ствляется следующим образом.
При заходе поезда на участок контроля рельсовая цепь нало-
жения формирует сигнал захода поезда, под воздействием кото-
рого периферийный контроллер отключает режим автодиагности-
рования, блокирует ввод команд с клавиатуры технологического
пульта, вырабатывает сигнал открытия заслонок напольных ка-
мер, формирует информацию для передачи в линию связи, выво-
дит на индикатор пульта информацию о времени захода поезда в
виде, аналогичном КТСМ-01 и переходит в режим контроля под-
вижного состава.
При заходе поезда на участок контроля периферийный контрол-
лер формирует и передает по линии связи следующие данные:
время захода поезда на участок контроля (часы, минуты);
порядковый номер контролируемого поезда за смену;
температура наружного воздуха;
признак направления движения поезда («правильное» или «не-
правильное»);
признак имитации (проход реального или имитируемого поезда);
информацию о техническом состоянии основных модулей и
узлов.
При движении поезда по участку контроля в правильном на-
правлении каждая колесная пара подвижного состава проходит
поочередно над датчиками прохода осей Д1, Д2 и ДЗ. Сигналы
от датчиков в той же последовательности поступают на входы
модуля МОДС88. Приняв такую последовательность сигналов,
модуль МОДС88 переходит в режим отметки осей и вагонов.
203
Результат подсчета количества осей, прошедших над каждым
датчиком, и количество вагонов в поезде по окончании конт-
роля поезда передается по линии связи в сводном блоке инфор-
мации о поезде.
Если последовательность сигналов отличается от приведенной
выше, что соответствует движению поезда в неправильном направ-
лении, то отметка вагонов и контроль нагрева букс не произво-
дится, а устанавливается признак «движение поезда в неправиль-
ном направлении» и осуществляется только счет осей, прошедших
над каждым датчиком. В этом случае после прохода поезда по
участку контроля по линии связи передается только информация
с признаком неправильного направления движения поезда.
Отметка вагона производится модулем МОДС88 по сигналам
датчиков Д1 и ДЗ, а сигнал от датчика Д2 используется для вос-
становления отметки вагона после сбоя. По сигналам датчиков Д1,
Д2 и ДЗ модуль МОДС88 производит подсчет количества осей в
поезде и передает результат в модуль ММК. Сигнал от датчика
Д2 используется также для формирования команд считывания теп-
ловых сигналов основными напольными камерами. Измерение
скорости движения контролируемого поезда производится по сиг-
налам датчиков Д2 и ДЗ при проходе каждой оси вагона.
Тепловые сигналы основных напольных камер, посту-
пающие в модули МОТС периферийного контроллера, преоб-
разуются в 8-разрядные двоичные коды и запоминаются в опе-
ративной памяти. При заходе колесной пары в зону действия
датчика Д2 модуль МОДС88 передает модулю ММК команду
на считывание тепловых сигналов модуля МОТС с периодом
1 мс, а также на определение максимального значения сигна-
лов от букс по каждой стороне. При заходе первой колесной
пары в зону действия датчика ДЗ модуль МОДС88 передает
модулю ММК команду на запись в память максимальных
значений тепловых сигналов от основных напольных камер,
после чего модуль ММК переходит в режим определения ми-
нимального уровня тепловых сигналов от боковин тележки по
каждой стороне. Эти операции модуль ММК выполняет до
204
момента захода следующей колесной пары в зону действия
датчика Д2. При заходе последней колесной пары тележки в
зону действия датчика ДЗ модуль ММК по сигналу модуля
МОДС88 прекращает считывание тепловых сигналов. При за-
ходе остальных колесных пар в зону действия датчика Д2 мо-
дуль ММК записывает в память минимальные значения сиг-
налов от боковин тележки, переходит в режим поиска макси-
мального значения сигналов от букс по каждой стороне и
продолжает считывание тепловых сигналов.
Процесс обработки тепловых сигналов вспомогательных на-
польных камер отличается от рассмотренного выше тем, что их
считывание осуществляется во время прохода колесной пары в
зоне действия датчика ДЗ.
При заходе последней колесной пары тележки в зону действия
датчика ДЗ модуль МОДС88 также передает модулю ММК ко-
манду «Отметка вагона». По команде «Отметка вагона» (то есть
после прохода вагона) модуль ММК производит обработку за-
писанной в памяти информации и формирует блок данных о ва-
гоне. В процессе обработки модуль ММК сравнивает уровень
теплового сигнала от каждой буксы (с учетом показаний датчи-
ка температуры наружного воздуха) с пороговым уровнем, ко-
торый формируется в АРМ ЛПК и периодически передается по
линии связи. Если уровень теплового сигнала хотя бы одной
буксы в вагоне превысит установленный пороговый уровень, то
модуль ММК принимает решение об аварийности буксы и че-
рез модуль УПСЧ передает в АРМ ЛПК блок данных о вагоне,
содержащий следующие сведения: порядковый номер контроли-
руемого поезда, порядковый номер вагона в поезде, общее ко-
личество осей в вагоне, значения тепловых уровней для каждой
буксы вагона с указанием стороны, для пассажирского вагона —
тепловой уровень шкива. Данные о вагоне с перегретыми букса-
ми также запоминаются в оперативной памяти модуля ММК.
Эта информация через концентратор КИ-6М поступает в
АРМ ЛПК для обработки, накопления, регистрации и ото-
бражения на видеотерминале и печатающем устройстве.
205
Во время прохода поезда по участку контроля периферийный
контроллер выводит на индикатор технологического пульта ин-
формацию, по формату и содержанию аналогичную данным в
КТСМ-01.
Через 6—8 с после освобождения поездом участка контроля (вре-
мя переходного процесса в каналах тепловых трактов) модуль
МОДС88 по сигналу от рельсовой цепи наложения формирует кон-
трольную программу, имитирующую проход одного четырехосно-
го вагона с тепловыми сигналами аварийного нагрева третьей и чет-
вертой букс. По окончании контрольной программы модуль
МОДС88 передает модулю ММК команду окончания контроля по-
езда и переходит в режим автодиагностирования. Приняв команду
окончания контроля поезда, модуль ММК формирует и передает в
линию связи данные о поезде, переходит в режим автодиагности-
рования и выводит на индикатор технологического пульта инфор-
мацию о поезде, аналогичную данным в КТСМ-01.
После освобождения поездом участка контроля модуль ММК
формирует и передает по линии связи следующие данные:
порядковый номер проконтролированного поезда за смену;
общее количество вагонов в поезде;
количество локомотивов в поезде;
значения минимальной и максимальной скорости движения
поезда в течение времени контроля;
средние значения тепловых уровней на поезд для каждой наполь-
ной камеры без учета значений тепловых уровней локомотивов;
время окончания контроля поезда;
количество осей в поезде, определенное по каждому датчику
прохода осей.
Основные технические характеристики комплекса КТСМ-01 Д
следующие:
скорость движения контролируемых поездов 5—250 км/ч;
работа в интервале температур окружающего воздуха от 5 до
40 °C и относительной влажности воздуха 60% при температу-
ре 20 °C;
дальность передачи информации — до 40 км;
206
объем информации, выдаваемой на один проконтролирован-
ный поезд:
количество локомотивов в поезде — от 0 до 200;
количество вагонов в поезде — от 1 до 200;
количество осей в поезде, определенное по каждому датчику
прохода осей, — от 0 до 999;
количество вагонов с перегретыми буксами — от 0 до 200;
точное указание порядкового номера вагона с перегретой
буксой — от 1 до 200;
общее количество осей в вагоне — от 1 до 32;
величина теплового уровня на каждую буксу вагона с указа-
нием стороны по ходу поезда (правая, левая) — от 0 до 70;
значение минимальной и максимальной скорости движе-
ния поезда в течение времени контроля — от 0 до 224 км/ч;
время начала и окончания контроля поезда в часах и минутах;
порядковый номер поезда за смену — от 1 до 200;
потребляемая мощность — не более 80 В А периферийным
контроллером, не более 1 В-A технологическим пультом;
наработка на отказ — не менее 8000 ч;
средний срок службы аппаратуры 10 лет.
Комплекс КТСМ-01 Д, как и аппаратура КТСМ-01, обладает
лучшими эксплуатационно-техническими характеристиками по
сравнению с заменяемыми им техническими средствами [41].
Повышение информативности аппаратуры КТСМ-01Д обеспе-
чивается следующими факторами:
применением более совершенных технических средств и ал-
горитмов обработки информации и передачи данных;
расширением множества функций системы, что позволя-
ет получать значительно больше информации о подвижном
составе;
возможностью организации централизованного сбора инфор-
мации о техническом состоянии подвижного состава и собствен-
ной аппаратуры с линейных пунктов контроля путем непосред-
ственного включения в автоматизированную систему контроля
подвижного состава;
207
возможностью подключения аппаратуры автоматического ре-
чевого оповещения машиниста поезда о перегретых буксах.
Показатели выявляемое™ перегретых букс аппаратуры КТСМ-01 Д
аналогичны показателям КТСМ-01 (см. табл. 3.1).
Перегретая букса обнаруживается аппаратурой КТСМ-01 Д по
значению ее теплового уровня относительно боковины тележки,
а также по дополнительному признаку — отношению значения
теплового уровня корпуса буксы и среднего значения уровней ос-
тальных букс для каждой стороны вагона. Дифференциация уров-
ней тепловых сигналов от 0 до 70 позволяет, так же как и при ис-
пользовании аппаратуры КТСМ-01, путем анализа динамики из-
менения температуры буксового узла при движении по участку
(при последовательном проходе нескольких линейных пунктов
контроля) своевременно выявлять и устранять предаварийные со-
стояния подвижного состава.
Использование интерфейса RS-485 предоставляет возмож-
ность расширения функций СДПС на базе КТСМ-01 Д за счет
подключения до 12 дополнительных подсистем различного назна-
чения. В частности, реализована функция обнаружения волочащих-
ся деталей подвижного состава с использованием датчиков УКСПС.
Снижение ресурсоемкое™ и повышение эффективности техни-
ческого обслуживания аппаратуры КТСМ-01 Д обеспечиваются
благодаря реализации функций автодиагностирования и дистан-
ционного диагностирования, что существенно сокращает перечень
регламентных работ, связанных с выездом обслуживающего пер-
сонала на перегон, а использование технологического пульта по-
зволяет упростить выполнение операций по проверке, настройке
и регулировке аппаратуры.
Контрольные вопросы
1. Опишите назначение, состав технических средств и функцио-
нальные возможности комплекса КТСМ-01 Д.
2. Укажите порядок размещения основных функциональных элемен-
тов КТСМ-01Д.
208
3. Поясните функции, состав, назначение отдельных узлов герифе-
рийного контроллера и опишите порядок его взаимодействия с другими
устройствами перегонного оборудования (для различных вариантов при-
менения).
4. Поясните принцип действия аппаратуры КТСМ-01 Д в режиме ав-
тодиагностирования.
5. Поясните принцип действия аппаратуры КТСМ-01 Д в режиме кон-
троля поезда (для различных вариантов применения).
6. Спишите формат и особенности информации о проконтролирован-
ном поезде, выводимой периферийным контролллером на индикатор тех-
нологического пульта.
7. Опишите состав информации о проконтролированном поезде, пе-
редаваемой периферийным контроллером на АРМ ЛПК.
8. Сравните эксплуатационно-технические характеристики аппаратуры
ДИСК-Б и КТСМ-01Д и укажите преимущества аппаратуры КТСМ-01Д.
9. Опишите структурно-функциональный состав и характер инфор-
мационных связей между отдельными элементами системы диагностики
подвижного состава на базе технических средств КТСМ-01 Д с центра-
лизацией информации.
10. Сравните структурную организацию и функциональные возмож-
ности комплексов КТСМ-01 и КТСМ-01Д, укажите сходства и отличия.
11. Укажите отличия в объеме информации, передаваемой уст-
ройствами КТСМ-01 и КТСМ-01 Д на АРМ ЛПК во время прохож-
дения поезда по участку контроля и после ухода поезда с участка
контроля.
3.3, АППАРАТНО-ПРОГРАММНЫЕ средства
ЛИНЕЙНОГО ПУНКТА КОНТРОЛЯ СДПС
на базе ктсм
Автоматизированное рабочее место оператора линейного
поста контроля предназначено для автоматического ввода ин-
формации от средств контроля подвижного состава и пред-
ставления этой информации эксплуатационному персоналу.
2С9
АРМ ЛПК выполняет следующие функции:
ввод, расшифровку и хранение информации от средств конт-
роля подвижного состава;
включение звуковой сигнализации в случае превышения теп-
ловыми сигналами установленных пороговых значений;
формирование сигналов коммутации внешних систем опове-
щения и формирование речевых сигналов оповещения эксплуа-
тационного персонала о неисправностях подвижного состава;
выдачу обслуживающему персоналу визуальной информации
о проконтролированных поездах с цветовым выделением цветом
данных о неисправностях подвижного состава;
вывод текущей и сохраненной информации о проконтролиро-
ванных поездах на печатающее устройство;
вычисление статистических данных о работе устройств конт-
роля подвижного состава;
автоматическое диагностирование устройств контроля и вы-
дачу обслуживающему персоналу диагностической информации;
формирование и передачу устройствам контроля подвижного
состава команд включения режимов имитации;
формирование и передачу информации на АРМ ЦПК.
АРМ ЛПК реализовано на основе персонального компью-
тера с процессором Pentium. Программные средства АРМ
ЛПК функционируют в операционных средах Windows 95,
Windows 98, Windows NT 4.0, Windows 2000. Подробное опи-
сание программных средств, порядка настройки и эксплуата-
ции АРМ ЛПК дано в [38].
Программные средства АРМ ЛПК обеспечивают визуальное
представление информации, включая:
окно «Список поездов»;
окно «Информация о поезде»;
окно «Карта вагона»;
окно «Больные вагоны»;
мнемосхему КТСМ;
мнемосхему концентратора информации;
210
окно «Список событий КТСМ»;
окно «Список событий КИ»;
архив поездов;
архив событий.
3 окне «Список поездов» в хронологическом порядке выво-
дится информация о проконтролированных поездах — вре-
мя прохода поезда по пункту контроля, признаки захода
поезда, сбоев работы, порядковый номер поезда и имита-
ции, по графику номер поезда (вводимый оператором
ЛПК), число локомотивов и вагонов, порядковые номера
вагонов с неисправностями, степень аварийности (цветовое
выделение), скорость движения поезда по участку контроля,
а также другая информация, полученная от средств КТСМ.
Окно «Информация о поезде» служит для ручного ввода до-
полнительной информации о проконтролированном поезде — но-
мер поезда по графику, фактическое время прибытия и отправ-
ления поезда (по станции), номер пути или название парка при-
бытия поезда, фамилия оператора АРМ ЛПК.
Окно «Карта вагона» служит для ручного ввода дополни-
тельной информации о проконтролированном вагоне с обнару-
женными неисправностями — инвентарный номер, результаты
осмотра, факт отцепки, время готовности к продолжению дви-
жения, фамилия лица, производившего осмотр вагона, заводс-
кие номера осей неисправных колесных пар.
В окне «Больные вагоны» выводится информация со всех
пунктов контроля, подключенных к АРМ ЛПК, — время про-
хождения вагона через пункт контроля, порядковый номер ва-
гона в поезде, номер неисправной оси (колесной пары), уров-
ни нагрева буксовых узлов с левой и правой стороны, а при
превышении уровня «Тревога» — значение признака «Отноше-
ние» (см. п. 3.1).
Мнемосхема КТСМ содержит информацию о последнем собы-
тии (заход поезда, обнаружение вагона с неисправностями, завер-
шение контроля поезда, отсутствие поездов в течение опреде-
211
ленного времени и др.), а также информацию об исправности/не-
исправности аппаратуры КТСМ.
Мнемосхема концентратора информации содержит данные о
текущем состоянии КИ-6М (исправность/неисправность, объем
занятой памяти в процентах) и характере процессов информаци-
онного обмена по каналам связи (наличие/отсутствие модуля свя-
зи, установка/отсутствие связи, односторонняя связь или отказ
принимать данные).
В окне «Список событий КТСМ» выводится информация о ра-
боте КТСМ — результаты диагностирования (наличие и характер
неисправностей), время непрерывной работы, заполнение памяти,
число подключенных абонентов, результаты калибровки, включе-
ние/выключение фидеров питания, время начала и окончания рег-
ламентных работ, информация о срабатывании охранной сигна-
лизации, информация о версии программного обеспечения, пере-
запуске программного обеспечения и др.
В окне «Список событий КИ» выводится информация о рабо-
те КИ-6М — время непрерывной работы, заполнение памяти, на-
личие и характер неисправностей, версия программного обеспе-
чения, состояние информационного обмена по каналам связи.
Программные средства АРМ ЛПК позволяют хранить (и про-
сматривать) данные «Архив поездов» и «Архив событий» за пе-
риод до одного года.
Звуковые сигналы о наличии в поезде вагонов с неисправнос-
тями формируются в АРМ ЛПК звуковой платой ЭВМ и выво-
дятся при помощи громкоговорителей. Для управления внешни-
ми устройствами сигнализации в состав ЭВМ включена специаль-
ная плата коммутации, которая также позволяет подключать
устройства автоматического речевого оповещения машиниста (ре-
чевые информаторы).
Концентраторы информации КИ-6М служат для органи-
зации распределенной системы передачи данных АСК ПС с
использованием физических линий связи и выделенных кана-
лов тональной частоты.
212
Конструктивное исполнение концентратора информации
КИ-6М аналогично блоку ПК-02 комплекса КТСМ-01 (см. п. 3.1,
рис. 3.4). В состав контроллера входят следующие модули: источ-
ник вторичного электропитания ВИП, модуль микроконтролле-
ра ММК, устройства преобразования сигналов УПС (токовые
УПСТ или частотные УПСЧ). Комплектация концентратора мо-
дулями УПС (количество модулей каждого типа) производится в
соответствии с конкретным проектом (заявкой). Количество мо-
дулей УПС в КИ-6М — не более шести. Расположение модулей в
корпусе концентратора показано на рис. 3.16.
Структурная схема концентратора информации показана на
рис. 3.17. Взаимодействие модулей контроллера осуществляется
по системной шине (4), к которой опи подключаются через разъе-
мы соединительной панели. Электропитание элементов контрол-
лера осуществляет модуль ВИП, преобразующий переменное на-
пряжение сети 220 В (77) в постоянные стабилизированные на-
Рис. 3.16. Расположение модулей в корпусе концентратора информации
КЕ-6М
213
Рис. 3.17. Структурная схема концентратора информации КИ-6М
пряжения 5 В (2), 12 В (2) и -12 В (5). Мощность, потребля-
емая концентратором от сети переменного тока, не превыша-
ет 50 В-А.
Модуль ММК является центральным блоком концентратора
информации и реализует алгоритмы функционирования и
процедуры информационного обмена КИ-6М с оконечным обо-
рудованием в соответствии с записанной в ППЗУ модуля рабочей
программой. Модули УПСТ предназначены для обеспечения ин-
формационного обмена между модулем ММК и последователь-
214
ной физической линией связи или телеграфным каналом. Модули
УПСЧ предназначены для обеспечения информационного обмена
между модулем ММК и выделенным каналом тональной часто-
ты. Устройство и принципы действия модулей ММК, УПСТ,
УПСЧ описаны в п. 3.1.
Концентратор информации может одновременно обслужи-
вать до шести каналов последовательной информационной свя-
зи (5—10 на рис. 3.17). При этом в зависимости от типа установ-
ленного модуля преобразования сигналов (УПСТ или УПСЧ)
для каждого канала обеспечивается один из перечисленных ви-
дов сопряжения:
модулем УПСЧ — сопряжение с некоммутируемым каналом
тональной частоты с двух- или четырехпроводным выходом или
с выделенной двухпроводной физической линией методом частот-
ной манипуляции со скоростью передачи данных 1200 ±3 бит/с;
модулем УПСТ — сопряжение с четырехпроводной физичес-
кой линией связи через интерфейс RS-485 или методом «токовая
петля» со скоростью передачи данных 50, 75, 100, 200, 600, 1200,
3400, 4800 или 9600 бит/с.
Функциональные узлы модулей концентратора информации
КИ-6М реализованы с использованием микроэлектронных ком-
понентов, включая однокристальные микроконтроллеры, отече-
ственного и зарубежного производства.
Контрольные вопросы
1. Опишите назначение, состав технических средств и функцио-
нальные возможности автоматизированного рабочего места оператора
линейного пункта контроля.
2. Укажите состав информации, выдаваемой АРМ ЛПК пользова-
телям в различных режимах визуального представления.
3. Опишите назначение, состав технических средств и особенности
конструктивного исполнения концентратора информации КИ-6М.
215
4. Поясните функциональные возможности концентратора информа-
ции КИ-6М при использовании модулей УПСТ и УПСЧ.
5. Опишите структурный состав и принципы взаимодействия моду-
лей концентратора информации КИ-6М.
3.4. ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБСЛУЖИВАНИЕ
МИКРОПРОЦЕССОРНЫХ СРЕДСТВ СДПС
Техническое обслуживание аппаратуры СДПС производится
с целью обеспечения ее нормальной работы в течение всего сро-
ка эксплуатации. Отличительной особенностью микропроцессор-
ных технических средств является возможность их эксплуатации
в непрерывном круглосуточном режиме без постоянного присут-
ствия обслуживающего персонала.
Техническое обслуживание, ремонт и устранение неисправно-
стей микропроцессорных технических средств СДПС выполняют
работники дистанции сигнализации и связи, владеющие
знаниями принципов работы, диагностирования и ремонта мик-
ропроцессорных устройств, изучившие техническую документа-
цию, прошедшие инструктаж по технике безопасности и сдавшие
экзамены. Количество и квалификация обслуживающего персо-
нала определяется в соответствии с рекомендациями [14, 37]: тех-
ник-электромеханик по техническому обслуживанию КТСМ —
1 человек на каждые 2 комплекта; инженер по электронике для
ремонта КТСМ — 1 человек на каждые 10 комплектов.
Техническое обслуживание микропроцессорных технических
средств СДПС проводится в соответствии с графиками, приведен-
ными в [14, 37—39]. При этом должны выполняться следующие
графики технологического процесса: ежемесячный, ежекварталь-
ный, ежегодный. Работы ежемесячного графика выполняются не
реже одного раза в месяц без выключения устройств из рабоче-
го режима. Работы ежеквартального графика выполняются не
реже одного раза в три месяца с непродолжительным выключе-
нием (на период не более 1 ч) устройств из рабочего режима.
216
Работы ежегодного графика ТО выполняются не реже одного
раза в год в условиях специализированного пункта по ремонту
(КИП, КРП и др.) с заменой блоков или модулей на исправные
из состава группового ЗИП с проведением соответствующих
проверок после замены.
Технология обслуживания микропроцессорных технических
средств СДПС также описана в [14, 37—39]. При визуальном ос-
мотре внешнего состояния аппаратуры производится проверка
крепления деталей и узлов, разъемов каналов и линий связи, со-
стояния лакокрасочных и гальванических покрытий, надежности
контактных соединений, отсутствия сколов и трещин на деталях
из пластмасс. Внутренняя очистка устройств от пыли должна про-
водиться путем продувания сухим воздухом, внешняя чистка —
хлопчатобумажными салфетками.
Оценка технического состояния аппаратуры КТСМ осуществ-
ляется в процессе эксплуатации по результатам анализа данных
контроля технического состояния подвижного состава, а также по
результатам работы комплекса в проверочных режимах.
Критерием исправности КТСМ в целом является непрерывный
круглосуточный режим работы, обеспечивающий контроль техни-
ческого состояния подвижного состава, а также отсутствие сооб-
щений о неисправностях, выводимых на индикатор технологичес-
кого пульта при работе комплекса в проверочных режимах.
Критериями отказа КТСМ являются:
неисправности одного и более устройств, входящих в состав
комплекса, обнаруженные в проверочных режимах работы или
по результатам дистанционного диагностирования с АРМ ЛГ*К;
отсутствие информационного обмена между периферийным
контроллером и АРМ ЛПК при исправных линии связи и
средств СПД;
снижение показателей выявляемое™ ниже значений, ус-
тановленных технической документацией;
возникновение двух или более сбоев отметки вагона для
последних 40 проконтролированных поездов.
217
Критерием исправности блока БСУ-П (в составе КТСМ-01) яв-
ляется беспрепятственный ввод в периферийный контроллер сиг-
налов от датчиков напольных устройств, а также управление си-
ловым оборудованием напольных устройств по сигналам от пе-
риферийного контроллера. Критериями отказа блока БСУ-П
является прекращение ввода в контроллер сигналов от одного и
более датчиков напольных устройств или прекращение вывода
одного и более сигналов управления.
Критерием исправности периферийного контроллера и кон-
центратора информации является правильная реализация алго-
ритмов функционирования в процессе выполнения рабочих про-
грамм. Критерием отказа периферийного контроллера является
прекращение ввода данных или выполнения функций управле-
ния, а также нарушение информационного обмена (отсутствие
обмена, искажение данных) по каналу или линии связи при ис-
правном канале (линии) связи и подключенном внешнем обору-
довании. Критерием отказа концентратора информации являет-
ся нарушение информационного обмена (отсутствие обмена, ис-
кажение данных) по любому из обслуживаемых каналов при
исправных каналах, линиях связи и подключенном внешнем
оборудовании.
Критерием исправности технологического пульта является
правильная реализация алгоритмов функционирования в процес-
се использования. Технологический пульт не требует обслужи-
вания в течение всего срока эксплуатации. При выходе из строя
пульт следует заменить исправным. Некоторые проявления не-
исправностей аппаратуры КТСМ и причины их возникновения
приведены в табл. 3.2.
Для выполнения регламентных, настроечных и регулировоч-
ных работ в процессе технического обслуживания аппаратуры
КТСМ необходимы следующие контрольно-измерительные при-
боры: электроизмерительный комбинированныйприбор,универ-
сальный осциллограф, милливольтметр, электронно-счетный
218
Таблица 3.2
Аппаратура КТСМ Наименования неисправностей и их внешние проявления Возможные причины неисправностей
1 2 3
КТСМ в целом Не поступает информация от КТСМ в АРМ ЛПК Обрыв линии связи или отказ канала между периферийным контроллером и концентрато- ром информации. Отказ приемо-передающих устройств СПД. Неисправен периферийный контроллер
При наборе команды на техно- логическом пульте символы на индикаторе не отображаются, информационный обмен с АРМ ЛПК осуществляется Нет связи между технологи- ческим пультом и перифе- рийным контроллером. Неисправен технологический пульт
КТСМ в целом При наборе команды на техно- логическом пульте символы на индикаторе не отображаются, информационный обмен с АРМ ЛПК отсутствует Неисправен периферийный контроллер
Сообщения об ошибках при дистанционном диагностиро- вании и автодиагностировании Неисправен периферийный контроллер
Блок сопряже- ния и управле- ния БСУ-П Не горят светодиодные инди- каторы на лицевой панели Перегорание соответствую- щих предохранителей
Периферийный контроллер ПК-02, ПК-02ПД Отсутствует информационный обмен по каналу связи, все индикаторы на лицевых пане- лях выключены Отсутствует питание 220 В. Перегорание предохраните- лей в цепях питания
Отсутствует информационный обмен по каналу связи, инди- катор «Сеть» включен, индика- торы контроля питания модуля ВИП выключены Неисправен модуль ВИП
219
Продолжение табл. 3.2
1 2 3
Периферийный контроллер ПК-02, ПК-02ПД Информационный обмен по каналу связи отсутствует, индикаторы «Прием» и «Пе- редача» модуля УПС выключены Неисправен модуль УПС. Неисправен модуль ММК
Информационный обмен по каналу связи отсутствует или осуществляется с искажениями информации, индикаторы «Прием» и «Передача» модуля УПС периодически включают- ся и выключаются Неисправна линия связи. Неисправен модуль УПС. Неисправен модуль ММК. Неисправно оконечное обо- рудование (КИ6-М)
Выключены светодиодные индикаторы на лицевых пане- лях Перегорание соответствую- щих предохранителей
Не производится ввод сигналов от напольного оборудования Неисправности напольного оборудования. Неисправности кабелей связи. Неисправности модулей
Периферийный контроллер ПК-02, ПК-02ПД Ввод или вывод данных по сигнальным цепям модуля обработки дискретных сигна- лов отсутствует или осуществ- ляется с искажениями, в мо- мент прохода поезда информа- ция на технологический пульт не выводится или выводится с искажениями Неисправен соединительный кабель. Неисправен модуль обработ- ки дискретных сигналов
Не открываются заслонки на- польных камер, отсутствует контроль положения заслонок Отсутствует напряжение питания заслонок. Неисправны устройства управления и контроля за- слонок. Неисправны модули
220
Окончание табл. 3.2
1 2 3
Периферийный контроллер ПК-02ПД Отсутствует или осуществля- ется с искажениями обмен ин- формацией по локальной сети Неисправен кабель локаль- ной сети. Неисправно приемо-передаю- щее оборудование. Неисправен модуль МОДС88
Периферийный контроллер ПК-02ПД При заходе поезда на участок контроля индикатор «РЦ» не включается Неисправен модуль МФРЦ. Неисправна рельсовая цепь наложения
Пульт техноло- гический ПТ-03 При включении питания на индикаторе не появляются заставка и курсор Обрыв линии связи между ПТ-03 и периферийным кон- троллером (при питании от ПК). Обрыв кабеля питания (при питании от внешнего источ- ника)
Нет связи с внешним устройст- вом Обрыв линии связи с внеш- ним устройством. Неисправен модуль УПСТ. Неправильно установлена скорость обмена с внешним устройством
Концентратор информации КИ-6М Отсутствует информационный обмен по всем каналам, ни один индикатор на лицевой панели не горит Перегорел предохранитель в цепи питания. Обрыв питающего кабеля
Концентратор информации КИ-бМ Информационный обмен по всем каналам отсутствует или осуществляется с искажениями информации Неисправен модуль ММК
Информационный обмен по одному из каналов отсутствует или осуществляется с искаже- ниями информации Обрыв в разъеме или обрыв соответствующего канала связи. Неисправен модуль УПС соответствующего канала
221
частотомер. Для выполнения работ по проверке и ремонту
отдельных элементов аппаратуры КТСМ должны создавать-
ся специализированные пункты, оснащенные программно-ап-
паратным комплексом «СТЕНД» производства НПЦ «ИН-
ФОТЭКС».
При производстве работ в процессе технического обслужива-
ния и ремонта устройств КТСМ необходимо соблюдать меры без-
опасности, так как питание аппаратуры блока осуществляется от
сети переменного тока напряжением 220 В, 50 Гц.
Подключение аппаратуры КТСМ к линии связи следует осуще-
ствлять только через вводно-изолирующие устройства, обеспечи-
вающие защиту входных цепей и персонала от перенапряжений в
линии связи.
Перечислим основные меры безопасности, требующие строго-
го соблюдения, [14, 38—40]:
не присоединять линию связи к разъему и не отсоединять при
включенном питании;
не вынимать и не вставлять модули при включенном питании;
не производить пайку в устройствах, находящихся под напря-
жением;
производить замену предохранителей только при отключен-
ном питании;
строго соблюдать при замене предохранителей соответствие их
номиналу;
не вскрывать корпуса блоков при включенном питании;
не подключать и не отключать соединительные кабели при
включенном питании.
В процессе выполнения работ категорически запрещается:
включать аппаратуру при неисправности защитного заземле-
ния или сетевого кабеля;
подключать и отключать сетевой кабель при подведен-
ном напряжении сети;
производить ремонтные работы при включенном питании.
222
Контрольные вопросы
1. Укажите сходства и отличия в организации процессов техничес-
кого обслуживания аппаратуры ДИСК-Б и КТСМ.
2. Объясните назначение ежемесячного, ежеквартального и ежегод-
ного графиков технологического процесса обслуживания аппаратуры
КТСМ.
3. Приведите критерии исправности и отказов аппаратуры КТСМ.
4. Приведите основные требования, необходимые для обеспечения
безопасного выполнения работ по техническому обслуживанию, на-
стройке и ремонту аппаратуры КТСМ.
3.5. ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ И СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ
СИСТЕМ ДИАГНОСТИКИ ПОДВИЖНОГО СОСТАВА
Развитие и совершенствование систем диагностики подвижно-
го состава на ходу поезда предполагает:
расширение функциональных возможностей систем при повы-
шении качества принятия решений и улучшении информацион-
ного обеспечения эксплуатационного штата;
объединение отдельных систем в единую информационную
сеть;
разработку и применение новых методов и технических
средств.
Создание единой информационной сети позволит, как показа-
но в [40], отслеживать динамику изменения технического состоя-
ния подвижного состава, своевременно обнаруживать и устранять
неисправности, обеспечить эксплуатационному персоналу доступ
к оперативной информации в реальном времени. Это обеспечит
повышение уровня безопасности движения и улучшение качества
планирования и управления технологическими процессами желез-
нодорожного транспорта. Возможность решения задач прогнози-
рования состояния подвижного состава, в частности определения
223
необходимых сроков и объемов работ и сокращения непроиз-
водительных временных затрат, позволит реализовать ресурсо-
сберегающую стратегию технического обслуживания.
Для объединения отдельных систем в единую информацион-
ную сеть необходимо, чтобы все системы передавали информа-
цию в общий межсетевой интерфейс в едином формате. Это об-
легчает доступ пользователей к информации. Информационная
совместимость систем должна обеспечиваться на основе
стандартных стыков и протоколов информационного обмена
(интерфейсов). При таком подходе создаются комплексные авто-
матизированные системы диагностирования подвижного состава,
включающие подсистемы различного функционального назначе-
ния, реализованные на базе различных аппаратных средств и тер-
риториально рассредоточенные в пределах участков, направле-
ний или дорог.
К перспективным техническим средствам для создания систем
диагностирования подвижного состава относится комплекс тех-
нических средств КТСМ-02, предназначенный для обнаружения
неисправностей буксовых узлов, колесных пар, тормозного и ав-
тосцепного оборудования, нарушений габарита, волочащихся
деталей и др.
Структурная схема комплекса КТСМ-02 показана на рис. 3.18.
Устройство и принципы функционирования аппаратуры КТСМ-01
описаны в [41].
СДПС на базе комплекса КТСМ-02 имеет трехуровневую
структуру. На нижнем уровне, где непосредственно формирует-
ся информация о техническом состоянии подвижного состава, на-
ходится перегонное (напольное и постовое) оборудование.
В состав напольного оборудования входят напольные мало-
габаритные камеры КНМ-05 (см. п. 1.5) — две основные и две
вспомогательные, четыре датчика прохода колес Д1—Д4 (типа
ДМ-95, ДАС или др.), рельсовая цепь наложения РЦН (элект-
ронная педаль ЭП-1) и кабельные муфты КМ.
224
8 Д. В. Швалов, В. В Шаповалов
Рис. 3.18. Структурная схема комплекса КТСМ-02
В состав постового оборудования включены периферийный
контроллер ПК-05, блок силовой коммутационный (БСК), бло-
ки управления напольными камерами (БУНК), технологический
пульт (ПТ), датчик температуры наружного воздуха (ДТНВ) и
источник бесперебойного питания (ИБП).
Периферийный контроллер является основным устройством
комплекса, реализующим все интеллектуальные функции по об-
работке сигналов, управлению подсистемами, формированию и
передаче сообщений в линию связи. Блок БСК обеспечивает под-
ключения аппаратуры КТСМ-02 к источникам питания и осуще-
ствляет автоматическое переключение на резервный фидер при
отключении основного. Блок БУНК обеспечивает согласование
цепей управления напольными камерами с цепями периферий-
ного контроллера. Функции технологического пульта и датчика
ДТНВ аналогичны рассмотренным в пп. 3.1 и 3.2.
Элементом среднего уровня СДПС является станционное обо-
рудование, состоящее из автоматизированного рабочего места
оператора линейного поста контроля АРМ ЛПК (см. п. 3.3) и
концентратора информации КИ-6М; элементом верхнего уров-
ня — автоматизированное рабочее место оператора центрально-
го пункта контроля АРМ ЦПК.
Аппаратура КТСМ-02 функционирует в режиме автодиагно-
стирования (при отсутствии поезда на участке контроля), в ре-
жиме контроля подвижного состава, в регулировочных и про-
верочных режимах, а также в режимах имитации прохода по-
езда.
Аппаратура КТСМ-02 осуществляет контроль нахождения
подвижного состава на участке, определяет соответствие сигна-
лов конкретным осям и подвижным единицам, координирует
работу и осуществляет информационное взаимодействие всех
объединенных в локальную сеть подсистем.
Информационное взаимодействие различных подсистем в
составе локальной сети комплекса (ЛСК на рис. 3.18)
226
организовано по протоколу CAN. Информационный обмен пе-
регонного и станционного оборудования, а также АРМ ЛПК с
системой передачи данных (СПД) осуществляется на базе интер-
фейсов RS-232, RS-485 или Ethernet по выделенному каналу то-
нальной частоты с двух- или четырехпроводным окончанием или
по двухпроводной физической линии связи методом частотной ма-
нипуляции.
Основные технические характеристики комплекса КТСМ-02
следующие:
скорость движения контролируемых поездов 5—250 км/ч;
работа в интервале температур окружающего воздуха от
-60 до +55 °C для напольного оборудования, от 1 до 55 °C для
постового оборудования, от 10 до 55 °C для станционного обо-
рудования и относительной влажности воздуха 60 % при темпе-
ратуре 20 °C;
дальность передачи информации — до 40 км;
объем информации, выдаваемой на один проконтролирован-
ный поезд:
количество локомотивов в поезде — от 0 до 200;
количество вагонов в поезде — от 1 до 200;
количество осей в поезде, определенное по каждому датчику
прохода осей,— от 0 до 999;
количество вагонов с перегретыми буксами — от 0 до 200;
точное указание порядкового номера вагона с перегретой бук-
сой — от 1 до 200;
общее количество осей в вагоне — от 1 до 32;
величина теплового уровня на каждую буксу вагона с указа-
нием стороны по ходу поезда (правая, левая) — от 0 до 190;
значения минимальной и максимальной скорости движения
поезда во время контроля — от 0 до 250 км/ч;
время начала и окончания контроля поезда в часах и минутах,
порядковый номер поезда за смену — от 1 до 200;
температура наружного воздуха в диапазоне от -50 до +50 °C;
227
хранение информации о 200 вагонах, проконтролированных
различными подсистемами;
средняя выявляемость 90—95 %;
наработка на отказ — не менее 10 тыс. ч;
средний срок службы аппаратуры 10 лет.
Комплекс КТСМ-02 является открытой системой. Это обеспе-
чивает возможность подключения одновременно до 15 дополни-
тельных подсистем на базе общего сетевого интерфейса, стандар-
тных стыков и единого протокола информационного обмена.
К задачам, решаемым дополнительными подсистемами относят-
ся, в частности, контроль радиационного фона, контроль подре-
за гребня колеса, контроль осевой нагрузки и др. При этом со-
пряжение дополнительных подсистем с базовой может быть орга-
низовано как на физическом (схемно-конструктивном), так и на
информационном (АРМ ЛПК, АРМ ЦПК) уровне.
К достоинствам комплекса КТСМ-02 также относятся:
автоматическое распознавание типа подвижных единиц (локо-
мотив, пассажирский или грузовой вагон) и установка порога
обнаружения дефектов в зависимости от их типа;
возможность контроля поезда при движении в «неправиль-
ном» направлении благодаря симметричному расположению на-
польного оборудования;
контроль и учет выполнения регламентных работ в базе дан-
ных АРМ ЛПК;
возможность организации информационного взаимодействия
с системами диспетчерской централизации (диспетчерского конт-
роля) для выдачи данных о поездах в подсистемы «График ис-
полненного движения»;
возможность получения из АСОУП информации о поездах и
вагонах;
возможность организации непрерывного мониторинга
технического состояния вагонов в процессе их безостановочно-
го следования.
Важным преимуществом аппаратуры КТСМ является необхо-
димость регулировки в процессе эксплуатации всего двух парамет-
228
ров. В комплексах ПОНАБ-3 и ДИСК-Б регулируется более
20 параметров, ДИСК2-БТ — более 10.
Таким образом, комплексы КТСМ (КТСМ-01Д, КТСМ-02) сле-
дует считать перспективными техническими средствами диагности-
рования подвижного состава на ходу поезда, отвечающими совре-
менным требованиям безопасности движения и имеющими воз-
можности для дальнейшего совершенствования и развития.
Перспективным направлением в развитии систем диагностики
подвижного состава является также разработка и применение но-
вых методов получения информации об объекте диагностирова-
ния. Один из таких методов связан с исследованием тепловых
полей, создаваемых ИК-излучением. Традиционный способ оп-
ределения технического состояния подвижного состава, реализо-
ванный в аппаратуре ПОНАБ-3, ДИСК-Б, КТСМ, заключается
в точечном сканировании небольшой зоны (в диапазоне 3—5°)
элемента, выделяющего ИК-излучение. Отличие описанного в
[42] метода состоит в осуществлении бокового (горизонтально-
го) сканирования элементов подвижного состава с большим про-
странственным и тепловым разрешением. В результате строится
пространственная картина (карта) теплового поля ИК-излуче-
ния, анализ которой позволяет определять одновременно темпе-
ратуру (уровень нагрева) различных элементов даже при очень
малой интенсивности тепловыделения. В качестве измерительных
приборов используются ИК-радиометры.
Контрольные вопросы
1. Охарактеризуйте основные направления развития и совершен-
ствования систем диагностики подвижного состава.
2. Обоснуйте необходимость создания комплексных автоматизиро-
ванных систем диагностики подвижного состава, объединенных в еди-
ное информационное пространство.
3. Укажите основные принципы построения единой информационной
сети, объединяющей различные СДПС.
229
4. Опишите устройство и принцип действия комплекса КТСМ-02.
5. Приведите основные отличия комплекса КТСМ-02 от других из-
вестных средств диагностики подвижного состава на ходу поезда.
3.6. КОМПЛЕКС ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ ДИСК2
Комплексная система диагностики подвижного состава на
ходу поезда ДИСК2, предназначенная для замены аппаратуры
ДИСК и оборудования новых линейных пунктов контроля, в
настоящее время не получила широкого распространения на сети
железных дорог, поэтому приведем лишь краткие сведения об
этой системе.
Базовой в составе комплекса ДИСК2 является подсистема
ДИСК2-БТ, предназначенная для автоматического обнаружения
перегретых буксовых узлов вагонов и локомотивов, а также не-
исправностей в тормозных системах вагонов [43]. Подсистема
ДИСК2-БТ обеспечивает контроль поездов, движущихся в одном
направлении, на однопутных и двухпутных линиях.
В состав напольного оборудования ДИСК2-БТ входят две ос-
новные и две вспомогательные напольные камеры, восемь индук-
тивных датчиков прохода колесных пар с соединительными муф-
тами, рельсовая цепь наложения. Основными элементами посто-
вого оборудования являются силовая стойка, приборная стойка,
датчик температуры наружного воздуха. В состав станционного
оборудования входят вычислительный комплекс на базе персо-
нального компьютера (ПК), блок модемов, мультипорт, блок
питания и реле, блок бесперебойного питания. Перегонное и
станционное оборудование связаны между собой двухпроводной
кабельной линией связи.
Перегонное оборудование функционирует в следующих ре-
жимах.
Дежурный режим — режим ожидания захода поезда на учас-
ток контроля. В этом режиме производится контроль и настрой-
230
ка параметров перегонного оборудования. Включение аппарату-
ры в режим осуществляется сразу после подачи напряжения пи-
тания сети.
Режим реального поезда —режим прохода поезда по участку
контроля.
Полный режим контрольного поезда — режим имитации про-
хождения по участку поезда с заранее известными неисправностя-
ми. В этом режиме осуществляется проверка технического состо-
яния аппаратуры контроля несколько раз в сутки — при сдаче
смены дежурного оператора, при длительном отсутствии поездов,
для локализации неисправности.
Усеченный режим контрольного поезда — режим имитации
прохождения по участку поезда с заранее известными неисправ-
ностями с имитацией сигналов напольного оборудования. Этот
режим включается автоматически после освобождения поездом
участка контроля.
При проходе поезда по участку контроля информация о нем,
считанная напольным и обработанная перегонным оборудовани-
ем, накапливается в оперативной памяти устройств перегонного
оборудования и пакетами передается по линии связи станционно-
му оборудованию. Прием и обработку данных контроля на стан-
ции осуществляет ПК. Результаты контроля поезда и проверки ис-
правности оборудования контроля отражаются на дисплее ПК, а
в случае появления сигналов тревоги станционным оборудовани-
ем вырабатывается звуковой сигнал. Информация о проконтро-
лированных поездах может храниться в памяти ПК.
Решение о наличии в поезде перегретых букс («Тревога О»,
«Тревога 1» или «Тревога 2») принимается по двум признакам —
уровню нагрева корпуса буксы и отношению уровня нагрева
корпуса буксы к среднему уровню нагрева корпусов букс подвиж-
ной единицы, причем средний уровень нагрева определяется для
той стороны подвижной единицы, на которой расположена про-
веряемая букса, и средний уровень определяется без учета макси-
мально нагретой буксы соответствующей стороны поезда. Приня-
231
тие решения о греющихся буксах происходит с учетом предельно
допустимого для данного пункта контроля уровня нагрева шей-
ки оси (70; 80; 90; 100; 120; 140; 160 или 180 °C).
Решение о неотпущенных тормозах («Тревога 0» или «Тревога 1»)
принимается на основании оценки уровней нагрева ступиц колес и
подсчета для каждой подвижной единицы числа сигналов, превысив-
ших заданные пороговые уровни. При этом пороговые уровни, с ко-
торыми происходит сравнение уровней нагрева ступиц, задаются от-
дельно для каждого контрольного пункта.
С помощью ПК обеспечиваются также установка параметров
и задание конфигурации оборудования; запуск перегонного
оборудования в режиме дистанционной проверки; контроль ли-
ний связи перегон—станция; контроль и управление станционным
оборудованием.
Блок модемов, входящий в состав станционного оборудова-
ния, предназначен для передачи информации по линиям связи пе-
регон—станция и каналам связи станция—центральный диспет-
черский пост. Сопряжение ПК с аппаратурой передачи данных
(модемами) осуществляется с помощью четырехканального адап-
тера (мультипорта).
Блок питания и реле содержат два комплекта реле тревожной
сигнализации (для двух направлений), имеется возможность ус-
тановки третьего комплекта.
Передача сообщений по линии связи перегон—станция
осуществляется в пределах одного частотного канала с разделени-
ем по времени (полудуплексная система передачи). Все сообще-
ния имеют ограниченный размер и малую длительность передачи
(скорость передачи —1200 бит/с), поэтому задержки и конфликты
при передаче отсутствуют. Инициатором установления сеанса свя-
зи может быть как перегонное, так и станционное оборудование.
При заходе поезда на участок контроля приоритет на использо-
вание канала принадлежит перегонному оборудованию. Переда-
ча команд или параметров со станции на перегон во время про-
хода поезда блокируется.
232
Используется режим передачи данных с квитированием (под-
тверждением). Квитанция может быть положительной, если сооб-
щение принято правильно, или отрицательной, если были обнару-
жены ошибки. В случае приема источником отрицательной квитан-
ции или при отсутствии квитанции выполняется повторная передача
сообщения. Алгоритм обмена данными приведен в табл. 3.3.
Для защиты передаваемой информации от искажений применя-
ются специальное кодирование и многократная передача пакетов.
Передача пакета более десяти раз классифицируется как отказ ли-
нии связи, с выдачей соответствующего сообщения на экран мони-
тора ПК и звукового сигнала.
Основные технические характеристики аппаратуры ДИСК2-БТ
следующие:
скорость движения контролируемых поездов 5—250 км/ч;
работа в интервале температур окружающего воздуха от
-60 до +55 °C для напольного оборудования, от 1 до 40 °C для
Таблица 3.3
Шаг Направление передачи Состав информации
1 Перегон —> Станция Сообщение о заходе поезда на участок контроля
2 Станция —> Перегон Квитанция
3 Перегон —> Станция Информация о «больных» вагонах и вагонах, у которых нагрев буксовых узлов или ступиц превышает заданный уровень
4 Станция —> Перегон Квитанция
5 Перегон —> Станция Сообщение об освобождении поездом участка контроля и общая информация о поезде
6 Станция -> Перегон Квитанция
233
постового оборудования, от 10 до 35 °C для станционного обо-
рудования;
дальность передачи информации — до 40 км;
объем информации, выдаваемой на один проконтролирован-
ный поезд:
количество локомотивов в поезде, количество вагонов в поез-
де — от 1 до 399;
количество осей в поезде, определенное по каждому датчику
прохода осей,— от 0 до 6400;
количество вагонов с перегретыми буксами — от 0 до 399;
тип вагона (грузовой, пассажирский, локомотив);
точное указание порядкового номера вагона с перегретой бук-
сой— от 1 до 399;
общее количество осей в вагоне — от 2 до 16;
величина теплового уровня на каждую буксу вагона с указа-
нием стороны по ходу поезда (правая, левая) — от 0 до 66;
значение минимальной и максимальной скорости движения
поезда в течение времени контроля — от 0 до 250 км/ч;
время начала и окончания контроля поезда в часах и минутах,
порядковый номер поезда за смену — от 1 до 999;
длина поезда — от 10 до 6000 м;
температура наружного воздуха в диапазоне от -50 до +50 °C;
хранение информации о 300 проконтролированных вагонах;
средняя выявляемость 85—95 % при достоверности не менее
93 %;
питание от сети переменного тока напряжением 230 В_^%
частотой 50 Гц;
мощность, потребляемая аппаратурой при номинальном
напряжении сети,— не более 1500 В-А;
срок службы аппаратуры не менее 10 лет.
Базовая подсистема ДИСК2-БТ может дополняться на отдель-
ных пунктах контроля подсистемами обнаружения волочащихся
деталей ДИСК2-В, обнаружения вагонов с нарушением верхнего
габарита ДИСК2-Г, обнаружения дефектов колес по кругу ката-
234
ния ДИСК2-К, обнаружения перегруженных вагонов ДИСК2-3,
а также подсистемой централизованной обработки информации
ДИСК2-ЦО.
Подсистема ДИСК2-ЦО предназначена для сбора и централи-
зованной обработки информации с нескольких линейных пунктов
контроля. В режиме централизации данные, передаваемые с пере-
гона, транслируются станцией на центральный диспетчерский пост.
Для передачи данных используются стандартные телефонные ка-
налы и типовая аппаратура передачи данных (модемы).
Контрольные вопросы
1. Опишите назначение, состав технических средств и функцио-
нальные возможности подсистемы ДИСК2-БТ.
2. Поясните назначение различных режимов функционирования пе-
регонного оборудования подсистемы ДИСК2-БТ.
3. Опишите порядок обмена информацией по линии связи перегон—
станция в подсистеме ДИСК2-БТ.
4. Сравните информационные возможности подсистемы ДИСК2-БТ
и технических средств КТСМ.
Глава 4
СРЕДСТВА РЕЧЕВОГО
ОПОВЕЩЕНИЯ МАШИНИСТА ЛОКОМОТИВА
О ТЕХНИЧЕСКОМ СОСТОЯНИИ
ПОДВИЖНОГО СОСТАВА
4.1. ОБЩИЕ ПРИНЦИПЫ ОРГАНИЗАЦИИ
АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕЧЕВОГО ОПОВЕЩЕНИЯ
МАШИНИСТА ЛОКОМОТИВА
Средства диагностики подвижного состава решают очень важ-
ную задачу по обеспечению безопасности движения — позволяют
получить информацию о техническом состоянии подвижного соста-
ва и выявить аварийно-опасные неисправности. Информация о не-
исправностях в составе поезда накапливается станционной аппара-
турой СДПС, выдается на пульт дежурному по станции или опера-
тору средств СДПС, а также распечатывается на печатающем
устройстве. При этом большое значение имеет доведение информа-
ции о неисправностях до машиниста локомотива. Ведь именно он
выполняет действия по остановке поезда и предотвращению аварии.
Традиционно доведение информации о наличии неисправности
в составе поезда машинисту локомотива и мероприятия в связи с
этой информацией организовывались и обеспечивались дежурным
по станции [44]. Однако анализ состояния технологической дисцип-
лины управления движением и аварий, причинами которых стали
перегретые буксовые узлы, показал, что внедрение дублирующих
автоматических речевых информаторов позволяет значительно уве-
личить эффективность комплекса мероприятий, связанных с реше-
нием данной проблемы, и сократить число аварий.
На рис. 4.1 представлена структурная схема системы отработ-
ки сигнала о наличии перегретой буксы (ССО) и дополняющей
ее системы автоматической передачи (САП) сигнала «Тревога»,
236
Рис. 4.1. Структура информационных связей при формировании
и передаче сигнала «Тревога»
выработанного аппаратурой СДПС, машинисту локомотива [45].
В ССО при появлении сигнала «Тревога» ДСП с помощью стаци-
онарной радиостанции (СРС) передает его на поездную радио-
станцию машинисту локомотива (ЛОК) и по системе электричес-
кой централизации (ЭЦ), управляя светофором (СФ) и стрелками
(С), обеспечивает остановку поезда на станции.
Недостатком такого способа отработки сигнала о неисправ-
ности в подвижном составе является то, что достоверность и
оперативность оповещения машиниста локомотива поставле-
на в зависимость от «человеческого фактора» — добросовест-
ности, ответственности, внимательности, состояния здоровья
дежурного по станции. Дополнение существующей системы ап-
паратурой автоматического оповещения машиниста (ААО) и
согласующим устройством (СУ) позволяет избавиться от ука-
занного недостатка.
Автоматическая передача информации машинисту локомотива воз-
можна двумя основными способами:
с помощью выносных указателей неисправности (световых
сигнальных указателей);
посредством речевого сообщения через канал поездной радио-
связи (ПРС).
237
Реализация первого способа требует значительных материаль-
ных затрат на монтажные работы и прокладку кабельных линий
связи. Второй способ отличается простотой монтажных работ, не
требует внесения изменений в существующие системы диагности-
ки подвижного состава и поездной радиосвязи. Использование ра-
диосвязи обеспечивает высокую оперативность оповещения при
сравнительно небольших затратах.
На любом этапе работы аппаратуры автоматического речево-
го оповещения дежурный по станции имеет возможность вклю-
читься в процесс обмена информацией с машинистом и взять уп-
равление ситуацией на себя.
Указанные факторы послужили причиной разработки и внедре-
ния в 1994—1997 гг. аппаратуры типа «Речевой информатор».
Функция аппаратуры заключается в однонаправленной передаче
голосом по радиоканалу машинисту локомотива информации о
наличии перегретых букс в составе поезда.
На рис. 4.2 представлена структурная схема применяемой в
настоящее время системы отработки сигнала о наличии неисправ-
Сущсствующая
система
Рис. 4.2. Схема оповещения машиниста локомотива
238
ности в подвижном составе (обведена пунктиром) с дополняющей
ее аппаратурой автоматического речевого оповещения машинис-
та локомотива.
Аппаратура речевого оповещения представляет собой устрой-
ство, способное принимать управляющие воздействия со стороны
одной или нескольких СДПС и формировать по ним заранее за-
кодированные речевые сообщения, хранящиеся в постоянной па-
мяти устройства.
Контрольные вопросы
1. Обоснуйте актуальность оснащения систем СДПС средствами ав-
томатического речевого оповещения.
2. Поясните основное назначение средств автоматического речево-
го оповещения машиниста локомотива.
4.2. УСТРОЙСТВО «РЕЧЕВОЙ ИНФОРМАТОР РИ-1»
«Речевой информатор РИ-1» [46] (модификация изделия носит
название РИ-1М) предназначен для автоматического оповещения
по радиоканалу машиниста поезда о наличии неисправности, вы-
явленной аппаратурой СДПС (ПОНАБ-3, ДИСК-Б). Одновре-
менно РИ-1 обеспечивает оповещение о выявленной неисправно-
сти дежурного по станции.
РИ-1 представляет собой микропроцессорное устройство, ко-
торое преобразует входные воздействия в выходные речевые сиг-
налы оповещения машиниста. Входными воздействиями являют-
ся сигналы тревоги, которые вырабатываются станционной ап-
паратурой ПОНАБ-3 или ДИСК-Б. Выходные речевые
сообщения РИ-1 подает на микрофонные цепи радиостанции по-
ездной радиосвязи.
Для подключения РИ-1 к станционным стойкам СДПС ис-
пользуются контакты реле «Тревога». Аппаратура ПОНАБ-3 по-
зволяет сформировать один тип сигнала «Тревога», аппаратура
ДИСК-Б — два типа («Тревога 1» и «Тревога 2»).
239
РИ-1 обеспечивает возможность подключения к стационар-
ным радиостанциям поездной радиосвязи 43РТС-А2-ЧМ, РС-6.
РС-46М. Подключение РИ-1 к радиостанции производится так,
чтобы обеспечить ее перевод в режим «Передача» и подачу на мо-
дуляционный вход речевого сигнала. Для этих целей использу-
ются соответствующие разъемы радиостанций.
Сообщения РИ-1 принимаются машинистом через локомо-
тивную радиостанцию. РИ-1 формирует сигнал тонального вы-
зова частотой 1000 Гц и длительностью 3 с, который переводит
локомотивную радиостанцию в режим «Прием» для приема ре-
чевого сообщения. После этого РИ-1 формирует речевое сооб-
щение.
В речевом информаторе предусмотрен также отдельный выход
для подключения выносного пульта с громкоговорителем. Через
него дежурному по станции транслируется речевое сообщение,
передаваемое по радиоканалу машинисту поезда. Дежурный по
станции при необходимости имеет возможность прервать рабо-
ту речевого информатора при помощи кнопки «Сброс».
Речевой информатор РИ-1 способен одновременно обслужи-
вать от 1 до 4 комплектов аппаратуры ДИСК-Б или
ПОНАБ-3 и формировать в зависимости от направления дви-
жения поезда и типа сигналов, приходящих от станционных
стоек аппаратуры СДПС, речевые сообщения: «Внимание! Ма-
шинист четного (нечетного) с севера (юга, востока, запада) по
станции (название станции)! ДИСК (ПСНАБ)—предупрежде-
ние (тревога)!»
При одновременном поступлении сигнала от двух или более
комплектов аппаратуры СДПС передача соответствующих рече-
вых сообщений выполняется в следующем порядке: тональный
сигнал частотой 1000 Гц длительностью 3 с; речевое сообщение
для машиниста локомотива, проследовавшего по одному на-
правлению; речевые сообщения для машинистов локомотивов,
проследовавших по другим направлениям (в первую очередь по
сигналу от реле «Тревога 2», во вторую — от реле «Тревога 1»).
240
Функциональная схема РИ-1 приведена на рис. 4.3. Основными
функциональными элементами РИ-1 являются:
узел анализа состояния аппаратуры контроля, подключен-
ной к блоку, задания направления движения и типа аппарату-
ры контроля;
узел формирования сигнала «Сброс»;
узел формирования сигнала речевого сообщения;
узел формирования сигнала переключения радиостанции в ре-
жим «Передача»;
источник питания.
Основным управляющим элементом РИ-1 является однокрис-
тальная микроЭВМ (ОЭВМ) типа КР1816ВЕ31 (DD6). Программа
для ее работы содержится в ПЗУ (DD8) типа 27С512 с ультрафио-
летовым стиранием. Преобразование цифровых сигналов в анало-
говые производится с помощью цифроаналогового преобразовате-
ля (DD3) типа К572ПА1А.
Узел анализа состояния аппаратуры контроля определяет состо-
яния контактов реле тревоги аппаратуры СДПС следующим обра-
зом. Однокристальная микроЭВМ DD6 постоянно через управля-
емые ключи DA1, дешифратор DD5 и оптроны V2.0—V2.2 опра-
шивает состояния нормально замкнутых тыловых контактов реле
Т1 и Т2, через которые протекает ток от блока питания по цепи
+50 В — VD8 — R9 — Т1 — УС1 — контакт 16 DA1-----50 В. Па-
дение напряжения на стабилитроне VD8 (8 В) через цепь R13—VD9
открывает оптрон VD2, что приводит к появлению потенциала ло-
гической единицы на входе INTO DD6. При размыкании контакта
Т1 цепь разрывается и на входе INTO появляется потенциал логи-
ческого нуля. По этому сигналу ОЭВМ трижды повторяет провер-
ку состояния контактов и по результатам этих проверок принима-
ет решение о наличии или отсутствии признака неисправности в со-
ответствующем канале контроля. Тип сигнала («Предупреждение»
или «Тревога»), направление, с которого принят сигнал, определя-
ются тем, в каком из восьми опрашиваемых каналов контакты реле
разомкнуты. Задание типа аппаратуры СДПС служит для привяз-
ки конкретной аппаратуры (ДИСК-Б или ПОНАБ-3) к конкретным
9 Д. В. Швалов, В. В. Шаповалов
241
XI
DPI
Вх 1Д/П
Вх Ш/Ч
Вх 2Д/П
Вх2Н/Ч
Вх_ЗД/П
Вх ЗН/Ч
Вх 4Д/П
Вх 4Н/Ч
0
1
2
3_
0
1
2
>
|Р00
роТ
Р02
РОЗ
Р04
Р05
РОб
Р07
Г00
Р01
Р02
DD2
О
1
2
3
4
5
6
7
RG
О
1
2
3
4
5
6
7
DD3
DAC
>
DF
С
Х2
ПОНАБ
Х2
‘RD
DA1
РОЗ
Р04
Р05
РОб
Р07
VD1
V2.0
о
RG
8
RST
ДИСК
Т2
R18
DO
D1
D2
D3
D4
D5
D6
D7
RD
WR
DD8
АОТ
Al
А2
АЗ
А4
А5
Аб
А7
А8
А9
А1С
АП
А12
А13
А14
А15
POP
£22.
РОЗ
.ш.
Ж.
РОб
>о;
Р20
Z1L
£22.
Р23
£24
Р25
Р26
Р27
TXD
INTO
DD7
qo}—
QI — -
Q2 — .
Q3 —
Q4 —
Q5 —
Q6 —
ХЗ
220 В 1
Рис. 4.3. Схема речевого информатора РИ-1
ДИСК
диск
Т1
_Ц.
Т2
Т1
Ц
Т2
Т1
А
Т2
DD5
DC
2
4
V2.1
V2.2
Ж-
VD2 +5В
DD4
DD6
CPU
К радио-
УТГЧ станции
К пульту
К радиостанции
ROM
[ DO
DI
D2
D3
D4
D5
D6
D7
Р00
£22.
РОЗ
Р04
РОб
РОб
Р07
-50 В
+50 В
+12 В
+5 В
+ 15В
+10В
направлениям. Привязка осуществляется распайкой соответству-
ющих контактов разъема XI.
Узел формирования сигнала «Сброс» (на схеме не показан)
служит для установка системы управления речевым информато-
ром в исходное состояние путем подачи сигнала «Сброс» на вход
RST ОЭВМ. Сигнал «Сброс» вырабатывается при включении
РИ-1 в сеть питания, при перебоях питания, а также при нажа-
тии кнопки «Сброс».
Узел формирования сигнала речевого сообщения предназна-
чен для преобразования речевого сигнала, представленного
цифровой последовательностью, хранящейся в ПЗУ DD8, в ана-
логовый низкочастотный сигнал. ОЭВМ формирует цифровую
последовательность мгновенных значений речевого сигнала на
линиях Р00—Р07. Эти сигналы через регистр DD2 поступают на
входы цифроаналогового преобразователя DD3 и преобразу-
ются в аналоговый сигнал. Аналоговый речевой сигнал через
через каскад усиления У и Ф поступает на вход усилителя низ-
кой частоты УНЧ, а с его выхода — в радиостанцию и вынос-
ной пульт ДСП.
Узел формирования сигнала переключения радиостанции в ре-
жим «Передача» содержит элемент DD4 и оптронную гальвани-
ческую развязку VD1, через которые сигнал, сформированный на
выходе TXD ОЭВМ, подается на соответствующие контакты
разъема радиостанции и переводит ее в режим «Передача». Од-
новременно этот сигнал поступает на пульт ДСП и включает ин-
дикатор «Передача».
Источник питания БП преобразует внешнее напряжение 220 В,
50 Гц в различные напряжения, необходимые для питания элемен-
тов устройства.
Контрольные вопросы
1. Опишите порядок функционирования устройства РИ-1 и формат
вырабатываемых сообщений.
2. Укажите основные функциональные элементы РИ-1 и поясните
принцип их работы при формировании выходных сигналов.
243
43. АППАРАТУРА РЕЧЕВОГО ОПОВЕЩЕНИЯ
С РАСШИРЕННЫМИ ФУНКЦИОНАЛЬНЫМИ
ВОЗМОЖНОСТЯМИ
Перспективы совершенствования речевых информаторов
связаны с расширением их функциональных возможностей и
реализацией ряда дополнительных режимов.
Содержание речевого сообщения, передаваемого аппара-
турой АРО машинисту локомотива, имеет важное значение:
в ряде ситуаций только информации о наличии неисправности
в подвижном составе может оказаться недостаточно для своев-
ременного принятия адекватных мер по предупреждению ава-
рийной ситуации.
При остановке поезда на перегоне машинисту локомотива
необходимо произвести осмотр состава, найти неисправную
буксу и оценить ее состояние. Следовательно, машинист дол-
жен получать информацию не только о наличии неисправнос-
ти в подвижном составе, но и о ее характере (нагревание бук-
сового узла, волочение и др.), номере вагона, номере оси и сто-
роне расположения оси. В принятой в настоящее время системе
оповещения машиниста эту функцию выполняет дежурный по
станции на основании информации, выдаваемой печатающим
устройством СДПС.
Недостатки такой организации оповещения машиниста ло-
комотива очевидны:
дежурный по станции должен затратить определенное время,
чтобы получить необходимую информацию, вызвать машини-
ста и сообщить ему о характере неисправностей и расположе-
нии неисправных осей;
распечатка неисправностей в системах ДИСК-Б и ПОНАБ-3
производится уже после проследования поездом контрольного
участка аппаратуры.
То есть время, проходящее с момента обнаружения неисп-
равности в подвижном составе до момента получения маши-
нистом локомотива подробной информации, значительно.
244
Кроме того, на этапе оповещения машиниста дежурным по стан-
ции возможны ошибки. Из-за этого возрастает время простоя
поезда на перегоне, снижается вероятность обнаружения перегре-
той буксы, так как с течением времени букса может остыть.
Таким образом, функции передачи машинисту информации о
номере вагона, оси, стороне и характере неисправности нужно
возложить на аппаратуру АРО и производить эту передачу сра-
зу после получения информации.
Такие принцип действия и порядок оповещения заложены в
устройстве РИ-2 [47], являющемся логическим развитием аппа-
ратуры РИ-1 (РИ-1М).
Устройство РИ-2 предназначено для автоматического опове-
щения машиниста локомотива, дежурного по станции и поезд-
ного диспетчера о наличии дефекта в подвижном составе с ука-
занием порядкового номера и стороны неисправного вагона.
Формируемое речевое сообщение имеет следующий формат:
«Внимание! Машинист четного (нечетного) с севера (юга, во-
стока, запада) к станции (название станции), ДИСК - тревога
(предупреждение, остановка). Вагон (номер вагона), сторона ле-
вая (правая, обе стороны)».
Устройство способно оповещать максимально о 16 дефектных
вагонах при количестве вагонов в поезде до 99. Стороны света в
сообщениях формируются при числе направлений движения
больше двух. При получении сигналов о дефектных вагонах с
нескольких направлений одновременно тональные вызывные
сигналы и речевые сообщения формируются последовательно для
каждого из направлений. Устройство также позволяет оповещать
о заходе поезда на участок контроля, о срабатывании охранной
или пожарной сигнализации, а также о выявленной неисправно-
сти аппаратуры.
Устройство РИ-2 позволяет передавать через встроенный пос-
ледовательный порт RS-232 (RS-485) во внешний компьютер или
модем следующую информацию: наименование пункта контро-
ля, направление движения, номер и стороны дефектных вагонов
245
с видами дефекта, данные о заходе поезда на участок контроля, а
также о срабатывании систем сигнализации.
Устройство РИ-2 подключается не только к реле «Тревога 1» и
«Тревога 2» аппаратуры ДИСК-Б, но и к разъему пульта операто-
ра. Это позволяет декодировать информацию, поступающую в
пульт оператора, и оповещать машиниста локомотива о номерах
вагонов с неисправностями.
В состав РИ-2 входят блоки согласования, речевого информа-
тора и внешний громкоговоритель.
Блок согласования подключается с одной стороны к входу пуль-
та оператора аппаратуры ДИСК-Б, с другой — к блоку речевого
информатора. Блок согласования предназначен для задания направ-
ления расположения аппаратуры ДИСК-Б (четное или нечетное; се-
вер, юг, восток или запад);
определения момента захода поезда на участок контроля;
определения признака дефекта контролируемого подвижного со-
става, номеров и сторон «больных» вагонов;
контроля за состоянием охранных и пожарных сигнализаций.
Блок речевого информатора подключается с одной стороны к
блокам согласования (от одного до четырех блоков), с другой — к
стационарной радиостанции поездной радиосвязи и к блоку внеш-
него громкоговорителя. Блок речевого информатора предназначен
для формирования речевых сообщений о дефекте в поезде с целью
передачи через радиостанцию машинисту локомотива, о неисправ-
ности аппаратуры, о заходе поезда на участок контроля и о сигна-
ле тревоги при срабатывании сигнализации с целью передачи через
блок внешнего громкоговорителя дежурному по станции;
управления радиостанцией;
передачи речевых сообщений во внешнюю трансляционную сеть.
Блок внешнего громкоговорителя подключается к блоку рече-
вого информатора и предназначен для дублирования всех сообще-
ний, передаваемых блоком речевого информатора, а также для пре-
кращения формирования речевого сообщения путем нажатия кноп-
ки «Сброс», расположенной на блоке.
246
Функциональные возможности РИ-2 позволяют использовать
его на железнодорожных станциях без дежурных.
Еще одно направление расширения функциональных возмож-
ностей аппаратуры АРО связано с тем, что специфика построения
аппаратуры, обеспечивающей безопасность движения, требует ре-
ализации таких функций, как ведение электронного журнала со-
бытий и речевых сообщений, периодические самоконтроль и са-
модиагностирование аппаратуры с сохранением результатов в
электронном журнале, контроль питающего напряжения с регис-
трацией отклонений от нормы и т. п. Перечисленные функции мо-
гут быть реализованы в аппаратуре автоматического оповещения
на основе специализированной технологической микроЭВМ.
Аппаратура автоматического оповещения, передающая маши-
нисту локомотива информацию о неисправности в подвижном
составе в одном направлении, существенно повышает безопас-
ность движения. Однако при ее применении отсутствует полная
гарантия того, что машинист локомотива примет сообщение, вы-
данное такой аппаратурой в симплексный радиоканал поездной
радиосвязи. Действительно, если локомотивная радиостанция в
момент срабатывания аппаратуры автоматического оповещения
находится в режиме передачи, машинист локомотива не услы-
шит речевое сообщение. Есть вероятность того, что могут быть
пропущены и повторные речевые сообщения. Подтвердить или
опровергнуть достоверность приема машинистом локомотива
речевого сообщения, переданного такой аппаратурой АРО, не
представляется возможным.
Целесообразно ввести в аппаратуру автоматического речевого
оповещения обратный канал — канал приема от машиниста ло-
комотива подтверждающего речевого сообщения.
Машинист локомотива, приняв речевое сообщение аппарату-
ры АРО, обязан в течение установленного промежутка времени
подтвердить голосом по радиоканалу получение информации о
неисправности. Речевой ответ машиниста локомотива записывает-
ся в электронный журнал аппаратуры и может быть использо-
ван для подтверждения достоверности приема машинистом ин-
формации о неисправности в подвижном составе. Запись речево-
го ответа машиниста производится аппаратурой оповещения по
тональному сигналу вызова, предваряющему речевой ответ ма-
шиниста. Если после обращения аппаратуры АРО к машинисту
ответный речевой сигнал не поступил (машинист не принял со-
общение из-за помех в канале связи, его радиостанция находи-
лась в режиме передачи, машинист принял сообщение, но не
смог его подтвердить), аппаратура повторно запрашивает маши-
ниста локомотива и передает ему речевое сообщение о неисправ-
ности. Цикл обращение—ожидание ответа может повторяться не-
сколько раз. После того как установленное количество обраще-
ний к машинисту исчерпано, аппаратурой формируется сигнал
тревоги по станции, свидетельствующий о том, что на подходе к
ней находится поезд с дефектными вагонами, а машинист не ре-
агирует на информацию о неисправности. Дальнейшие действия
в сложившейся ситуации возлагаются на обслуживающий пер-
сонал станции (ДСП).
Структурная схема системы оповещения машиниста локомо-
тива в этом случае приобретает вид, представленный на
рис. 4.4.
Порядок оповещения машиниста локомотива при этом сле-
дующий. Как только в аппаратуре СДПС появляется информа-
ция о первой неисправности, обнаруженной в составе поезда,
аппаратура речевого оповещения посылает машинисту сообще-
ние: «Внимание! Машинист четного (нечетного) по станции
[название станции]! Диск тревога (предупреждение)!» и перехо-
дит в режим ожидания ответного речевого сообщения машини-
ста локомотива.
Машинист локомотива, приняв сообщение аппаратуры рече-
вого оповещения, посылает в канал поездной радиосвязи тональ-
ный сигнал вызова аппаратуры АРО и после этого подтвержда-
ет прием сообщения фразой: «Машинист четного (нечетного)
[фамилия] сообщение ДИСК получил!»
Аппаратура речевого оповещения, обнаружив в радиоканале
тональный сигнал вызова машиниста локомотива, переходит в
248
Существующая
система
Рис. 4.4. Схема оповещения машиниста локомотива
режим записи и записывает в электронный журнал речевой от-
вет машиниста.
После этого, получив из аппаратуры СДПС информацию
обо всех неисправностях в составе поезда, аппаратура речево-
го оповещения формирует в радиоканал сообщение: «Внимание!
Машинисту четного (нечетного)! Вагон (помер)! Ось (номер)!
Слева (справа)! Перегрев (волочение, дефект качения)!.. Конец со-
общения».
Если после обращения аппаратуры автоматического речевого
оповещения к машинисту локомотива ответный речевой сигнал не
поступил, аппаратура повторно запрашивает машиниста и пере-
дает ему речевое сообщение о неисправности.
Этот порядок оповещения позволяет повысить оперативность
и достоверность передачи машинисту подробной речевой инфор-
мации о неисправностях в подвижном составе, повысить ответ-
ственность персонала и технологическую дисциплину, а также при
необходимости исключить влияние «человеческого фактора»
249
на процесс оповещения машиниста локомотива о неисправно-
сти в составе поезда.
Такие принцип действия и алгоритм оповещения заложены в аппа-
ратуре РИ-1 В [48].
Контрольные вопросы
1. Поясните необходимость расширения состава информации, пере-
даваемой аппаратурой автоматического речевого оповещения машини-
сту локомотива.
2. Опишите функциональные возможности и принципы функциони-
рования аппаратуры «Речевой информатор РИ-2».
3. Поясните особенности системы автоматического речевого опове-
щения машиниста локомотива с использованием обратного канала.
4.4. АППАРАТУРА «РЕЧЕВОЙ ИНФОРМАТОР РИ-1В»
Аппаратура РИ-1 В предназначена для автоматического рече-
вого оповещения машиниста локомотива о наличии, характе-
ре и расположении неисправностей в составе поезда (по двум
направлениям) с возможностью записи ответного речевого со-
общения машиниста и ведения архива событий.
Аппаратура РИ-1 В представляет собой аппаратно-про-
граммный комплекс, включающий микропроцессорные техни-
ческие средства и пакет прикладных программ.
Принцип действия аппаратуры РИ-1 В заключается в приеме
от средств СДПС информации об обнаруженных неисправно-
стях в контролируемом подвижном составе с последующим
преобразованием этих сигналов в сигналы управления стан-
ционной радиостанцией поездной радиосвязи и в речевые сиг-
налы, передаваемые в канал радиосвязи для машиниста локо-
мотива и по фидерным линиям для обслуживающего персона-
ла станции.
250
При приеме от средств СДПС информации о неисправных
вагонах аппаратура РИ-1 В реализует следующий алгоритм
функционирования:
переключает стационарную радиостанцию из режима дежурного
приема в режим передачи;
передает в радиоканал и в фидерные линии сигнал оповещения о
факте обнаружения неисправности в подвижном составе, представля-
ющий собой двукратное или трехкратное повторение речевого
сообщения, и после этого возвращает радиостанцию в режим де-
журного приема;
записывает в архив дату и время обнаружения неисправности в
подвижном составе;
отслеживает наличие в радиоканале сигнала тонального вызо-
ва аппаратуры РИ-1 В, посылаемой машинистом локомотива;
при поступлении в канал радиосвязи речевого сообщения от
аппаратуры РИ-1 В локомотивная радиостанция автоматически
переводится из режима дежурного приема в режим приема сигна-
лом тонального вызова частотой 1000 Гц длительностью 3 с,
предшествующим речевому сообщению;
машинист локомотива, приняв речевое сообщение, нажатием
на пульте управления локомотивной радиостанции соответству-
ющей кнопки посылает в радиоканал определенный сигнал то-
нального вызова длительностью 3 с и переводит радиостанцию из
режима дежурного приема в режим передачи;
машинист локомотива передает в радиоканал речевое сообще-
ние, подтверждающее прием сообщения от аппаратуры
РИ-1В;
при поступлении в радиоканал сигнала тонального вызова от
машиниста локомотива, стационарная радиостанция переключа-
* ется из режима дежурного приема в режим приема, принятый
вызов вводится в аппаратуру РИ-1 В;
при поступлении в аппаратуру РИ-1 В из стационарной радио-
станции сигнала о наличии в радиоканале вызова от машиниста
локомотива, аппаратура переходит в режим записи ответа ма-
251
шиниста и в течение заранее установленного промежутка
времени производит запись в архив речевого сообщения от
машиниста локомотива;
если в течение определенного промежутка времени после
окончания передачи машинисту локомотива речевого сообще-
ния в аппаратуру РИ-1 В из стационарной радиостанции не по-
ступит сигнал о наличии в радиоканале вызова от машиниста,
то в архив заносится информация об отсутствии ответного сиг-
нала от машиниста, после этого производится повторная пере-
дача сообщения машинисту;
после выполнения всех повторных циклов передачи сообще-
ния машинисту при отсутствии от него ответного сообщения
процесс обращения к машинисту прекращается, аппаратура
формирует и выдает на пульт ДСП и через выносной громкого-
воритель обслуживающему персоналу станции речевой сигнал
тревоги.
После приема от устройств СДПС информации обо всех
проследовавших по участку контроля вагонах аппаратура
РИ-1 В переходит в режим уточнения, подключается к радио-
каналу и оповещает машиниста локомотива о расположении
и характере неисправности, обнаруженной в составе поезда.
Число и содержание речевых сообщений, передаваемых аппа-
ратурой РИ-1 В, а также число обращений аппаратуры к ма-
шинисту могут быть изменены заданием конфигурации управ-
ляющей программы.
Схема взаимодействия аппаратуры автоматического рече-
вого оповещения РИ-1 В со станционными и локомотивными
устройствами показана на рис. 4.5.
В состав технических средств входят устройство съема данных
(УСД), блок управления и устройство согласования с радиостанци-
ей поездной радиосвязи (РИ-1 В), блок усилителя мощности (УМ)
сигнала выносного громкоговорителя, а также монитор и клавиа-
тура. Блоки соединены между собой кабелями, обеспечивающи-
ми межблочный обмен дискретными и аналоговыми сигналами.
252
'}Ут
ДИСК
диск
линейный
линейный
СТАНЦИЯ
Радиостанция
УСД
ДИСК
РИ-1В
станционный
Капал
связи
Канал
связи
ДИСК
станционный |
уса
Пульт ДСП
Блок
УМ
I Выносной
J громкогово-
ритель до
1 км Р — 10 Вт
для ПТО
Рис. 4.5. Взаимодействие аппаратуры автоматического речевого опове-
щения РИ-1 В со станционными и локомотивными устройствами:
Ф речевой сигнал о наличии перегретой буксы, автоматически
передаваемый по радиоканалу;
@ ответный речевой сигнал машиниста, записываемый в элект-
ронный журнал в виде речевой квитанции;
® информация о номере и стороне вагонов, номере оси с пере-
гретыми буксами
Блок управления предназначен для организации обмена
информацией и взаимодействия между техническими сред-
ствами аппаратуры РИ-1 В, а также техническими средства-
ми аппаратуры и внешними устройствами (стационарной
радиостанцией поездной радиосвязи, аппаратурой станцион-
ной стойки СДПС).
Блок управления выполняет следующие функции:
формирование дискретных управляющих сигналов;
прием дискретных информационных сигналов;
формирование аналоговых речевых сигналов и передачу
их в радиостанцию поездной радиосвязи и на пульт ДСП;
253
прием из радиостанции поездной радиосвязи аналоговых ре-
чевых сигналов и их преобразование в цифровую форму;
прием символьной информации о типе и месте возникнове-
ния неисправности в подвижном составе от станционной стой-
ки аппаратуры ДИСК-Б;
ведение архива функционирования аппаратуры РИ-1 В на
диске флэш-памяти;
отображение информации о функционировании аппаратуры
РИ-1 В в различных режимах на дисплее блока управления.
Структурная схема блока управления показана на рис. 4.6.
Блок управления смонтирован в промышленном конструктиве
IPC-6806 производства фирмы Advantech и содержит следующие
элементы: модуль центрального процессора PCI-6135 производ-
ства фирмы Advantech; модуль видеоадаптера; диск флэш-памя-
ти емкостью не менее 20 Мбайт; накопитель на гибком диске
3,5 дюйма емкостью 1,44 Мбайт; модуль цифровой обработки
сигналов; субмодуль ввода-вывода аналоговых сигналов; мо-
дуль ввода-вывода дискретных сигналов DIO-48; модуль ре-
лейных переключателей; коммутационную плату; пассивную
объединительную плату; переходную плату; импульсный источ-
ник питания мощностью 150 Вт; источник питания 24 В.
Модуль центрального процессора предназначен для начальной
загрузки и исполнения управляющей программы комплекта тех-
нических средств аппаратуры РИ-1 В, установки режимов работы
аппаратуры и настройки ее конфигурации, формирования сигна-
лов межмодульного интерфейса, организации взаимодействия мо-
дулей, а также их диагностирования и самодиагностирования.
Модуль центрального процессора обеспечивает перезапуск
программного обеспечения при зависании или критическом
снижении напряжения питания.
Модуль ввода-вывода дискретных сигналов осуществляет ввод
дискретных сигналов состояния реле «Тревога 1» и «Тревога 2»
четного и нечетного комплектов аппаратуры ДИСК-Б из модуля
релейных переключателей, вывод дискретного сигнала управления
радиостанцией (переключение радиостанции в режим «Переда-
254
SSI
Рис. 4.6. Структурная схема блока управления речевого информатора РИ-1 В
ча»), ввод дискретного сигнала нажатия кнопки «Контроль/Сброс»,
расположенной на выносном пульте дежурного по станции, вывод
дискретного сигнала управления индикатором «Готовность аппа-
ратуры к оповещению», расположенного на выносном пульте де-
журного по станции.
Модуль релейных переключателей предназначен для гальвани-
ческой развязки цепей блока управления и станционной стойки ап-
паратуры СДПС, а также коммутации цепей управления стацио-
нарной радиостанции поездной радиосвязи.
Модуль цифровой обработки сигналов предназначен для ввода
в блок управления аналоговых сигналов из стационарной радио-
станции поездной радиосвязи, преобразования сигналов из анало-
говой формы в цифровую и из цифровой формы в аналоговую, вы-
вода из блока управления аналоговых сигналов (сигналов речево-
го оповещения и тревоги), выделения из принятого из радиостанции
сигнала тонального вызова заданной частоты. Модуль цифровой
обработки сигналов работает под управлением модуля централь-
ного процессора.
Субмодуль ввода-вывода аналоговых сигналов реализует галь-
ваническую развязку цепей блока управления аппаратуры РИ-1 В
и линии связи с радиостанцией поездной радиосвязи, защиту бло-
ка управления аппаратуры РИ-1 В от перенапряжений, возникаю-
щих в линии связи с радиостанцией поездной радиосвязи, усиле-
ние передаваемых и принимаемых сигналов до заданного уровня.
Устройство съема данных о неисправности в подвижном со-
ставе предназначено для приема от аппаратуры СДПС алфавит-
но-цифровой информации о неисправности в подвижном соста-
ве и ее обработки для дальнейшей передачи в блок управления
аппаратуры РИ-1 В.
Устройство съема данных выполняет следующие функции:
прием информации от аппаратуры СДПС;
накопление принимаемых символов в буфер;
кодирование принятых символов стандартным 8-битным
кодом ASCII;
256
передачу принятых информационных символов в блок уп-
равления РИ-1 В через интерфейс типа «токовая петля» асинх-
ронным старт-стопным протоколом;
передачу контрольного символа при отсутствии информаци-
онных сообщений с интервалом 5 с для контроля состояния ус-
тройства и линии связи.
Устройство съема данных реализовано на базе однокристаль-
ной микроЭВМ.
Устройство согласования с радиостанцией служит для:
согласования симметричных линий связи между аппаратурой
РИ-1 В и радиостанцией с несимметричными входными и выход-
ными цепями стационарной радиостанции поездной радиосвязи
(ПРС);
обеспечения полной гальванической развязки цепей стацио-
нарной радиостанции ПРС и линии связи;
оперативного отключения цепей аппаратуры РИ-1 В от цепей
стационарной радиостанции поездной радиосвязи;
индикации постановки аппаратурой РИ-1 В стационарной ра-
диостанции ПРС на передачу.
Выносной пульт дежурного по станции позволяет контро-
лировать состояние аппаратуры автоматического речевого
оповещения, постановку на передачу стационарной радио-
станции поездной радиосвязи и также осуществлять сброс ап-
паратуры автоматического речевого оповещения в исходное
состояние.
В выносном пульте устанавливается контрольный громкогово-
ритель, который предоставляет возможность дежурному по
станции прослушивать речевые сообщения, формируемые
аппаратурой РИ-1 В.
Блок усилителя мощности предназначен для усиления речево-
го сигнала оповещения обслуживающего персонала станции и
ПТО, выдаваемого на выносной громкоговоритель или в линию
громкоговорящей связи.
257
Контрольные вопросы
1. Опишите функциональные возможности и принципы функциони-
рования аппаратуры «Речевой информатор РИ-1 В».
2. Поясните порядок и особенности взаимодействия аппаратуры
РИ-1 В с устройствами СДПС, станционной и локомотивной аппарату-
рой оповещения о неисправностях подвижного состава.
4.5. ПОДСИСТЕМА РЕЧЕВОГО ОПОВЕЩЕНИЯ
И СИГНАЛИЗАЦИИ ПРОС-1
Применение микропроцессорных технических средств позво-
ляет включать в состав систем диагностики подвижного состава
встроенные подсистемы автоматического речевого оповещения
машиниста локомотива в качестве одной из функциональных
подсистем.
Подсистема речевого оповещения и сигнализации ПРОС-1 [49]
является составной частью АРМ ЛПК, предназначенного для
функционирования в составе СДПС. ПРОС-1 предназначена для
передачи по радиоканалу машинисту локомотива речевых сооб-
щений об аварийном состоянии подвижного состава, формируе-
мых СДПС, а также для включения дополнительных средств сиг-
нализации, например, внешнего речевого информатора.
ПРОС-1 обеспечивает:
автоматическое переключение радиостанции в режим пере-
дачи;
формирование вызывного тона;
формирование фразы оповещения, содержащей информацию
о названии пункта контроля, номере вагона, стороне и виде об-
наруженной неисправности;
включение дополнительных устройств сигнализации.
В состав ПРОС-1 вхсдят плата коммутации, звуковая плата и
выносной громкоговоритель. Звуковая плата и плата коммута-
ции устанавливаются в персональном компьютере в свободные
258
разъемы системной шины типа ISA. Выход звуковой платы под-
ключается к плате коммутации. Плата коммутации ПРОСИ содер-
жит регуляторы уровня сигналов для выносного громкоговори-
теля и радиостанции, двухканальный усилитель мощности звуко-
вых сигналов, разделительный трансформатор, дешифратор
адреса, регистр и шесть электромагнитных реле. Выход платы
коммутации через разъемный соединитель и кабель подключает-
ся к стационарной радиостанции поездной радиосвязи. Установка
радиостанции в режим передачи осуществляется замыканием кон-
тактов реле, расположенного на плате коммутации. К плате ком-
мутации также подключается выносной громкоговоритель.
Формирование речевых сообщений, управление звуковой
платой и платой коммутации производится программными
средствами из состава программного обеспечения АРМ ЛПК.
Сигнал тонального вызова и слова, из которых составляются
фразы, хранятся в памяти компьютера в виде звуковых файлов.
При поступлении в АРМ ЛПК информации о дефектном ва-
гоне управляющая программа включает на плате коммутации
реле, управляющее стационарной радиостанцией поездной ра-
диосвязи. При срабатывании реле радиостанция переводится в
режим передачи. После этого через звуковую плату программ-
ным способом формируются сигнал тонального вызова и фра-
за речевого оповещения. С выхода звуковой платы сигнал по-
ступает на плату коммутации. На плате коммутации звуковой
сигнал через раздельные регуляторы уровня поступает на вхо-
ды двух усилителей мощности. С выхода одного из усилителей
сигнал выводится на выносной громкоговоритель, с выхода
другого — через разделительный трансформатор в радиостан-
цию. После передачи сигнала оповещения управляющая про-
грамма выключает реле и радиостанция возвращается в режим
дежурного приема.
Одновременно с переключением радиостанции на передачу
контактами остальных реле платы коммутации можно вклю-
чать дополнительные устройства сигнализации.
259
К ПРОС-1 может быть подключен внешний речевой информа-
тор. В этом случае при обнаружении дефектного вагона про-
граммно включаются реле, имитирующие сигналы «Тревога 1»
или «Тревога 2» аппаратуры СДПС.
Контрольные вопросы
1. Укажите особенности реализации подсистемы речевого оповеще-
ния машиниста локомотива ПРОС-1 в составе системы диагностики
подвижного состава.
2. Поясните, как реализуются функции управления радиостанцией и
формирования речевых сообщений в подсистеме речевого оповещения и
сигнализации ПРОС-1.
РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА
1. О концепции развития структурной реформы железнодорожного
транспорта И Автоматика, связь, информатика. 2000. № 10. С. 2—7.
2. Мишарин А.С. Развитие информатизации на Российских железных
дорогах И Автоматика, связь, информатика. 2000. № 11. С. 2—7.
3. Милюков А.В. Программа обновления и развития средств железно-
дорожной автоматики и телемеханики на период 2000—2004 гг. И Авто-
матика, связь, информатика. 2000. № 1. С. 2—7.
4. Прон 1мма технического и технологического перевооружения хо-
зяйства сигнализации, централизации и блокировки железных дорог на
период 2002—2005 гг.: Утв. Постановлением расшир. заседания Колле-
гии МПС РФ от 25—26.12.2001 г. № 20.
5. ГОСТ 20911—89. Техническая диагностика. Термины и определе-
ния. М.: Изд-во стандартов, 1990. 13 с.
6. Верзаков Г.Ф., Киншт Н.В., Рабинович В.И., Тимонен Л.С. Введе-
ние в техническую диагностику / Под ред. К.Б. Карандеева. М.: Энергия,
1968. 224 с.
7. Пархоменко П.П., Согомонян Е.С. Основы технической диагнос-
тики. М.: Энергия, 1981. 320 с.
8. Дмитренко И.Е. Техническая диагностика и автоконтроль систем
железнодорожной автоматики и телемеханики М.: Транспорт, 1986. 96 с.
9. Инструкция по размещению, установке и эксплуатации средств
автоматического контроля технического состояния подвижного состава
на ходу поезда № ЦВ-ЦШ-453. М.: МПС РФ, 1997. 45 с.
261
10. Лозинский С.Н., Алексеев А.Г., Карпенко П.Н. Аппаратура
автоматического обнаружения перегретых букс в поездах. М.: Транс-
порт, 1978. 160 с.
11. Трестман Е.Е., Лозинский С.Н., Образцов В.Л. Автоматизация
контроля буксовых узлов в поездах. М.: Транспорт, 1983. 352 с.
12. Системы железнодорожной автоматики и телемеханики: Учеб, для
вузов / Под ред. Ю.А. Кравцова. М.: Транспорт, 1996. 400 с.
13. Базовая подсистема ДИСК-Б для автоматического обнаружения
перегретых букс на ходу поезда. Техническое описание. Екатеринбург:
УО ВНИИЖТ, 1994.
14. Комплекс технических средств для модернизации аппаратуры
ПОНАБ-3 КТСМ-01. Эксплуатационные документы. Альбомы 1—4.
Екатеринбург: НПЦ «ИНФОТЭКС», 1997.
15. Соболев В.Я. Автоматизированная система контроля подвижно-
го состава на ходу поезда (КТСМ) // Автоматика, связь, информатика.
2002. № 1. С. 13—16.
16. Фарапонтов В.В., Зыков О.А., Тагиров А.Ф. Модернизация аппа-
ратуры ПОНАБ-3 с помощью системы КТСМ-01 И Автоматика, связь,
информатика. 2002. № 2. С. 29—32.
17. Войнов К.Н. Надежность вагонов. М.: Транспорт, 1989. НО с.
18. Мазуров Е.А., Позняков И.П. Пособие слесарю по техническому
обслуживанию вагонов. М.: Транспорт, 1990. 223 с.
19. Лисенков В.М. Статистическая теория безопасности движения
поездов: Учеб, для вузов. М.: ВИНИТИ РАН, 1999. 332 с.
20. Некрасов И.Т. Техническое обслуживание буксовых узлов ваго-
нов. М.: Транспорт, 1990. 47 с.
21. Бомбардиров А.А. Вагонные буксы с подшипниками скольжения.
М.: Транспорт, 1979. 127 с.
22. Амелина А.А. Устройство и ремонт вагонных букс с роликовыми
подшипниками. М.: Транспорт, 1975. 288 с.
23. Правила технической эксплуатации железных дорог Российской
Федерации ЦРБ-756. М.: МПС РФ, 2000. 190 с.
262
24. Технорабочий проект 417719. Размещение аппаратуры ПОНАБ.
Л.: ГТСС, 1977.
25. Рекомендации по изменению углов ориентации оптики основных
напольных камер систем ПОНАБ-3, КТСМ-01, ДИСК-Б, ДИСК2-БТ для
улучшения контроля роликовых букс. ГУП УО ВНИИЖТ, 1999. 11 с.
26. Инструкция по сигнализации на железных дорогах РФ. ЦРБ-757.
М.: Транспорт, 2000. 128 с.
27. Бухгольц В.П., Красовский Г.А., Штанке А.Э. Путевые датчики
контроля подвижного состава на рельсовом транспорте. М.: Транспорт,
1976. 96 с.
28. Аппаратура железнодорожной автоматики и телемеханики. Справоч-
ник / Под ред. В.И. Сороко. Книга. 2. М.: НПФ «ПЛАНЕТА», 2000. 1007 с.
29. Датчик магнитный модернизированный ДМ88М. Датчик магнит-
ный, головка в стальном корпусе ДМ88С: Паспорт с техническим опи-
санием и инструкцией по эксплуатации. Ростов на-Дону: РГУПС, 1995.
30. Датчик Штанке магнитный помехоустойчивый ШМП93: Пас-
порт с техническим описанием и инструкцией по эксплуатации. Ростов-
на-Дону: РГУПС, 1995.
31. Датчик Штанке ДМ99: Паспорт с техническим описанием и ин-
струкцией по эксплуатации. Ростов-на-Дону: РГУПС, 1999.
32. Электронные датчики прохода осей ДАС, ДАС-А и ДАС-А+: Тех-
ническое описание. Екатеринбург: УО ВНИИЖТ, 1999.
33. Ларчин С.В. Модернизация субблоков и блоков в аппаратуре
ДИСК-Б И Автоматика, телемеханика и связь. 1997. № 3. С. 11—12.
34. Система автоматического контроля технического состояния под-
вижного состава на ходу поезда ДИСК-БКВ-Ц. Технология обслужива-
ния. М.: Транспорт, 1994. 143 с.
35. Инструкция по техническому обслуживанию устройств сигнализа-
ции, централизации и блокировки № ЦШ-720. М.: Трансиздат, 2000. 88 с.
36. Типовая инструкция по охране труда для электромеханика и
электромонтера сигнализации, централизации, блокировки и связи
ТОЙ Р-32 — № ЦШ-796. М.: Трансиздат, 2001. 64 с.
263
37. Комплекс технических средств для модернизации аппаратуры
ПОНАБ-3 и ДИСК-Б КТСМ-01 Д. Эксплуатационные документы. Ека-
теринбург: НПЦ «ИНФОТЭКС», 2001.
38. Автоматизированная система контроля подвижного состава
«АСК ПС». Автоматизированное рабочее место оператора линейного по-
ста контроля «АРМ ЛПК». Руководство пользователя. Екатеринбург: НПЦ
«ИНФОТЭКС», 2001.
39. Концентратор информации КИ-6М. Руководство по эксплуата-
ции. Екатеринбург: НПЦ «ИНФОТЭКС», 2001.
40. Миронов А.А., Тагиров А.Ф. Применение комплексов КТСМ в
современных условиях И Автоматика, связь, информатика. 2002. № 9.
С. 5—9.
41. Комплекс технических средств многофункциональный КТСМ-02.
Эксплуатационные документы. Екатеринбург: НПЦ «ИНФОТЭКС»,
2001.
42. Алексенко В.М., Колесников В.И., Насельский П.Д., Фигурнов Е.П.
Экспертно-информационные системы тепловой диагностики транс-
порта. Ростов-на-Дону: Изд-во СКНЦ ВШ, 1999. 240 с.
43. Базовая подсистема обнаружения перегретых букс и заторможен-
ных колес подвижного состава на ходу поезда ДИСК2-БТ. Техническое
описание. Екатеринбург: УО ВНИИЖТ, 1999.
44. Инструкция по движению поездов и маневровой работе на желез-
ных дорогах Российской Федерации ЦД/206. М.: Транспорт, 2000. 318 с.
45. Кульбикаян Х.Ш., Лопатин В.Ф., Шаповалов В.В. Устройство
«РАДИОИНФОРМАТОР» для передачи сигналов ПОНАБ по радио-
каналу машинисту локомотива И Вопросы совершенствования систем
автоматики, телемеханики и связи на железнодорожном транспорте:
Межвуз. сб. науч. тр. Ростов на-Дону: РГУПС, 1996. С. 74—78.
46. Пушкин Э.И., Саженин А.И., Вериго А.М., Климова Т.В. Речевой
информатор РИ-1 И Автоматика, связь, информатика. 1998. № 6.
47. Речевой информатор РИ-2. Информационный лист. Воронеж:
Научно-техническое предприятие «Интерфейс-А».
264
48. Аппаратура автоматического речевого оповещения по
радиоканалу машиниста локомотива о наличии неисправностей в
подвижном составе «РЕЧЕВОЙ ИНФОРМАТОР РИ-1 В». Техни-
ческое описание. Ростов-на-Дону: НПП «Мультибит», 2001.
49. Автоматизированная система контроля подвижного состава
«АСКПС». Подсистема речевого оповещения и сигнализации ПРОС-1. Ру-
ководство по эксплуатации. Екатеринбург: НПЦ «ИНФОТЭКС»,
2000.
ОГЛАВЛЕНИЕ
ПРЕДИСЛОВИЕ........................................ 3
ВВЕДЕНИЕ .......................................... 6
Глава 1. ОБЩИЕ ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ И
ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ СИСТЕМ ДИАГНОСТИКИ
ПОДВИЖНОГО СОСТАВА ............................. 13
1.1. Особенности подвижного состава как объекта
диагностирования ............................... 13
1.2. Принципы измерения инфракрасного излучения. 20
1.3. Структура и принципы функционирования систем диагностики
подвижного состава ............................. 24
1.4. Требования к размещению аппаратуры систем
диагностики подвижного состава ................. 29
1.5. Напольное оборудование .................... 36
Глава 2. АППАРАТУРА ДИАГНОСТИКИ ПОДВИЖНОГО
СОСТАВА НА ХОДУ ПОЕЗДА........................... 52
2.1. Аппаратура ПОНАБ-3 ........................ 52
2.2. Структура и принцип действия аппаратуры ДИСК-БКВ-Ц 5 8
2.3. Структура, функциональные возможности,
принцип действия подсистемы ДИСК-Б ......... 62
2.4. Постовое оборудование ДИСК-Б .............. 76
2.5. Станционное оборудование ДИСК-Б ........... ПО
2.6. Техническое обслуживание аппаратуры ДИСК-Б. 149
2.7. Аппаратура УКСПС ......................... 157
266
Глава 3. МИКРОПРОЦЕССОРНЫЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ
СРЕДСТВА ДИАГНОСТИКИ ПОДВИЖНОГО СОСТАВА
НА ХОДУ ПОЕЗДА ................................ 162
3.1. Система диагностики подвижного состава на базе
комплексатехническихсредствКТСМ-01 ........... 162
3.2. Система д иагностики подвижного состава на базе
комплекса технических средств КТСМ-01 Д....... 188
3.3. Аппаратно-программные средства линейного пункта
контроля СДПС на базе КТСМ ................... 209
3.4. Техническое обслуживание микропроцессорных средств
СДПС....................................... 216
3.5. Перспективы развития и совершенствования систем
диагностики подвижного состава ............... 223
3.6. Комплекс технических средств ДИСК2........ 230
Глава 4. СРЕДСТВА РЕЧЕВОГО ОПОВЕЩЕНИЯ
МАШИНИСТА ЛОКОМОТИВА О ТЕХНИЧЕСКОМ
СОСТОЯНИИ ПОДВИЖНОГО СОСТАВА................... 236
4.1. Общие принципы организации автоматического
речевого оповещения машиниста локомотива... 236
4.2. Устройство «Речевой информатор РИ-1» ..... 239
4.3. Аппаратура речевого оповещения с расширенными
функциональными возможностями ................ 244
4.4. Аппаратура «Речевой информатор РИ-1 В» ... 250
4.5. Подсистема речевого оповещения и сигнализации
ПРОС-1........................................ 258
РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА......................... 261
Учебное издание
Дмитрий Викторович Швалов, канд. техн, наук
Василий Витальевич Шаповалов, канд. техн, наук
СИСТЕМЫ ДИАГНОСТИКИ
ПОДВИЖНОГО СОСТАВА
Учебник
для техникумов и колледжей
железнодорожного транспорта
Редактор Е.Б. Дудин
Корректоры Е.В. Кудряшова, И.Ф. Солодкова
Компьютерная верстка Р.Б. Камальдинов
Изд. лиц. ИД №04598 от 24.04. 2001 г.
Подписано в печать 28.02.05 г.
Формат 60x90 }/16. Усл. печ. л. 17+2 вкл. Тираж 3000 экз. Заказ №2803.
Учебно-методический центр по образованию на железнодорожном
транспорте. Издательство «Маршрут». 107078, Москва, Басманный пер., д. 6
ФГУП «Московская типография «Транспечать»
107078, Москва, Каланчевский туп., д. 3/5
ISBST 5-89035-147-8
9 785890 351470
Отпечатано с готовых фотоформ
в ФГУИПП «Курск»
305007, г. Курск, ул. Энгельса, 109.
Учебно-методический
центр по образованию
на железнодорожном
транспорте
предлагает
Иллюстрированные учебные пособия (альбомы)
Виноградова В.Ю. Автоблокировка и переездная сигнализация.
2003. - 20 л.
Крылова В.В. Многоканальные системы передачи при эксплуата-
ции средств связи на железнодорожном транспорте. 2003. - 35 л.
Пронин М.П. Монтаж, восстановление и измерение волоконно-
оптических кабелей ВОЛП ЖТ. 2003. - 69 л.
Сапожников В.В. Электрическая централизация стрелок и све-
тофоров. 2002. - 168 л.
Обучающе-контролирующие
компьютерные программы
Электрическая схема тепловоза 2 ТЭ 116. Программный компь-
ютерный тренажер (дискета). 2000
Электрическая схема тепловоза 2М62. Программный компью-
терный тренажер (дискета). 2000
Централизованная система автоблокировки (CD-ROM). 2001
Прием и отправление поездов (в условиях нормальной работы
устройств СЦБ) (CD-ROM). 2002
Энергетические установки подвижного состава. Механизмы га-
зораспределения двигателей (CD-ROM). 2002
Прием и отправление поездов (в условиях нарушения нормаль-
ной работы устройств СЦБ и связи) (CD-ROM). 2003
Движение поездов при телефонных средствах связи (CD-ROM). 2003
Система передачи дискретной информации (CD-ROM). 2003
Для приобретения учебно-методической литературы направляйте
заявки в УМЦ с указанием своих реквизитов.
Наш адрес:
107078, Москва, Басманный пер., д. 6
тел./факс 262-12-47, факс 262-74-85
E-mail: marketing@umkmps.ru
http: www.umkmps.ru
Учебно-методический 4^
центр по образованию
на железнодорожном
издательство
транспорте МАРШ РУТ
предлагает
Учебники и учебные пособия
Зеленченко А.П. Устройства диагностики тяговых двигателей
электрического подвижного состава. 2002. — 37 с.
Виноградов В.В., Кустышев С.Е., Прокофьев В.А. Линии желез-
нодорожной автоматики, телемеханики и связи. 2002. — 416 с.
Виноградов В.В., Котов В.К., Нуприк В.Н. Волоконно-оптичес-
кие линии связи. 2002. - 278 с.
Волков А.А. Радиопередающие устройства. 2002. - 352 с.
Гавзов Д.В. Система диспетчерской централизации. 2002. - 407с.
Кудряшов В.А., Глушко В.П. Системы передачи дискретной ин-
формации. 2002. - 384 с.
Лебединский А.К. Системы телефонной коммутации. 2003. — 496 с.
Ракк М.А. Измерения в цифровых системах передачи. 2004. - 196 с.
Сапожников В.В. и др. Надежность систем железнодорожной
автоматики и телемеханики. 2003. - 263 с.
Сапожников В.В. Техническая эксплуатация устройств и сис-
тем железнодорожной автоматики, телемеханики и связи.
2003. - 336 с.
Яковлев В.В. Корниенко А.А. Информационная безопасность и
защита информации в корпоративных сетях железнодорожно-
го транспорта. 2002. - 328 с.
Шмытинский В.В., Глушко В.П. Многоканальные системы пе-
редачи. 2002. - 558 с.
Для приобретения учебно-методической литературы направляйте
заявки в УМЦ с указанием своих реквизитов.
Наш адрес:
107078, Москва, Басманный пер., д. 6
телефакс 262-12-47, факс 262-74-85
E-mail: marketing@umkmps.ru
http: www.umkmps.ru .
Рис. 2.34. Схема записи-считывания информации
DD9 УЦП
ж
ТУ
ТУ
тг
2
3
4
5
MX
«1»\
и
и
2
4
8
----«2»
«3»
«4»^
00
%
Зт
тт
ж
6
7
8
9
10
а— 1
б- 2
в- 4
г~ 8
Схема управления
DD10 DD11
ТашИ
| Ьмблиотека
j Г шМИТа
Рис. 2.28. Схема преобразования аналогового сигнала в код
la '.б.г; И 01 ек<
ТашИИТа