Текст
С. Н. Лозинский
А.Г. Алексеев
П.Н. Карпенко
Аппаратура
автоматического
обнаружения
перегретых букс
в поездах
Москва -Транспорт* 1978
УДК 656.259.1:629.4.027.117.2
Аппаратура автоматического обнаружения
перегретых букс в поездах. Лозин-
ский С. Н., Алексеев А. Г., Карпен-
ко П. Н. М., «Транспорт», 1978, 160 с.
В книге приведены сведения об отечест-
венной аппаратуре автоматического обнаруже-
ния перегретых букс в поездах ПОНАБ-3, по-
лучившей широкое распространение на желез-
ных дорогах. Основное внимание уделено
принципам построения аппаратуры, взаимо-
действию ее составляющих частей, описанию
работы функциональных устройств перегон-
ного и станционного оборудования, конструк-
тивному исполнению блоков и узлов.
Рассмотрена работа унифицированных ло-
гических элементов и узлов на базе этих эле-
ментов.
В книге приведены краткие сведения об
организации текущего содержания подвижного
состава в условиях эксплуатации.
Книга рассчитана на электромехаников и
инженерно-технических работников железнодо-
рожного транспорта, связанных с эксплуата-
цией устройств автоматического обнаружения
перегретых букс, а также может быть ис-
пользована учащимися техникумов и дорож-
ных технических училищ при изучении работы
аппаратуры ПОНАБ-3.
Ил. 91, список лит. 15 назв.
Техническая библиотека
П31802-173
*^049 (01)-78 173’78
© Издательство
«Транспорт», 1978
От авторов
Для решения стоящих перед железнодорожным транспортом
задач предусматривается широкое использование новейших до-
стижений науки и техники, в том числе средств автоматики, вы-
числительной техники, телемеханики и связи. Одним из важных
направлений на железнодорожном транспорте является авто-
матизация процесса контроля технического состояния подвиж-
ного состава в пути следования и особенно его ходовых частей.
С увеличением скорости движения и веса поездов, расстоя-
ний их безостановочного следования, уменьшения интервалов
между попутно следующими поездами вопросы обеспечения
высокого уровня безопасности движения приобретают перво-
степенное значение. Решение данной задачи не может быть до-
стигнуто без совершенствования традиционных и разработки
новых методов контроля поездов в процессе их движения по
участкам безостановочного следования. В связи с этим в ряде
зарубежных стран и в СССР проводится разработка и внедре-
ние аппаратуры контроля наиболее ответственных узлов под-
вижного состава (буксовых узлов, колесных пар, волочащихся
деталей и др.).
Аппаратура представляет собой стационарный комплекс
электронных устройств, размещаемый с интервалом 40—60 км
вдоль участка движения поезда и обеспечивает заблаговремен-
ную выдачу обслуживающему персоналу станции или локомо-
тивной бригаде информации о наличии и расположении в поез-
де вагонов с неисправными деталями или узлами.
Использование аппаратуры контроля на практике дало ощу-
тимый технический и экономический эффект, что явилось
толчком для быстрого развития этой техники.
В настоящее время на железных дорогах многих стран ус-
пешно применяются различные модели аппаратуры контроля
отдельных узлов подвижного состава, завершена разработка
и начато внедрение первых систем комплексного контроля под-
вижного состава с централизованным сбором и обработкой
3
на ЭВМ телеметрической информации о состоянии контроли-
руемого объекта.
Работы по созданию отечественных образцов аппаратуры
контроля букс и аппаратуры контроля колесных пар выполня-
ются Уральским отделением ЦНИИ МПС. С 1969 г. начат
промышленный выпуск и внедрение на железных дорогах пер-
вой отечественной модели аппаратуры контроля букс типа
ПОНАБ-2, разработанной под руководством П. С. Шайдурова
и В. И. Самодурова. Опыт эксплуатации этой аппаратуры в
различных условиях позволил более полно сформулировать
требования к аппаратуре контроля букс для отечественных же-
лезных дорог и разработать более совершенную модель аппа-
ратуры типа ПОНАБ-3. В разработке и освоении промышлен-
ного выпуска аппаратуры ПОНАБ-3, помимо авторов книги,
большое участие принимали сотрудники Уральского отделения
ЦНИИ МПС И. Я. Хлебников, В. П. Малышев, И. У. Бродни-
ков, Г. А. Данченко, Е. Е. Трестман, В. А. Боганик, В. А. Шал-
да, Э. В. Хавкина и другие. Значительный вклад в освоение
промышленного выпуска аппаратуры ПОНАБ-2 и ПОНАБ-3
внесли и сотрудники Лосиноостровского электротехнического
завода им. Ф. Э. Дзержинского.
При подготовке рукописи наряду с первоисточниками, ука-
занными в списке литературы, использованы также материалы
технического описания ПОНАБ-3.
IL Автоматизация контроля
Ч буксовых узлов
S при движении поезда
1. МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ
ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ
БУКС
Буксовый узел является одним из наиболее ответственных
в железнодорожном подвижном составе, от исправной работы
которого зависит безопасность движения поездов и ряд техни-
ческих показателей использования вагонов. Надежность рабо-
ты буксового узла определяется конструктивными параметра-
ми, качеством плановых ремонтов и уровнем восстановления
его работоспособности при текущем содержании подвижного
состава.
В условиях постоянной интенсификации перевозочного про-
цесса большое значение приобретает совершенствование мето-
дов и технических средств восстановления работоспособности
буксовых узлов при текущем содержании вагонов. Текущее со-
держание вагонов на железнодорожном транспорте включает
комплекс мероприятий, в который входит и технический конт-
роль за проходящими поездами в пути следования. Для этого
на дорогах организуют пункты технического обслуживания
(ПТО), пункты контрольно-технического обслуживания (ПКТО)
и контрольные посты (КП).
Пункты технического осмотра и ремонта вагонов размеща-
ются на сортировочных и станциях массовой погрузки-выгруз-
ки. Пункты контрольно-технического осмотра и контрольные по-
сты размещаются на участковых и промежуточных станциях
безостановочного следования поездов. На участках безостано-
вочного следования поездов протяженностью до 300 км пункты
ПКТО размещаются в середине участка, а КП — через 50—
70 км вдоль всего участка. Техническое оснащение пунктов со-
стоит из домкратов для смены подшипников и рессор, прожек-
торных установок, ряда механизмов и приспособлений, стелла-
жей с необходимым запасом подшипников, польстеров, смазки
и т. п.
При проследовании поездом станции осмотрщики вагонов
встречают его «сходу» и в случае обнаружения неисправностей
в вагонах принимают меры для остановки поезда на станции.
5
Для более тщательного осмотра вагонов скорость проследова-
ния поездом ряда пунктов сокращается до 35—40 км/ч. В от-
дельных случаях, когда графиком движения предусматривает-
ся остановка поезда на станции с ПКТО, дополнительно орга-
низуется сплошной или выборочный осмотр буксовых узлов.
В пути следования поездов контролируют исправность ваго-
нов, и особенно работу буксовых узлов, локомотивная бригада,
дежурные по станции, стрелочники, дежурный по переезду и
другие работники железнодорожного транспорта.
Несмотря на перечисленные организационно-технические
мероприятия текущего содержания подвижного состава, задача
безаварийного проследования поездов остается актуальной и
на сегодняшний день. Особенно много отказов приходится на
буксовый узел с подшипниками скольжения. Существующие
традиционные методы контроля буксовых узлов на участках
безостановочного следования поезда не удовлетворяют требо-
ваниям эксплуатации ввиду низкой их эффективности. Дей-
ствительно, при визуальном контроле букс на ходу поезда
можно обнаружить только явные отказы по ряду характерных
внешних признаков (возгорание смазки, выделение дыма или
пара, резкий свист и др.), которые в большей степени проявля-
ются для букс с подшипниками скольжения. Обнаружить не-
исправные буксы с роликовыми подшипниками в ранней ста-
дии их нагрева значительно труднее. Особенно усложняется
задача внешнего обнаружения неисправных букс на ходу по-
езда при тяжелых климатических условиях (снег, дождь, ме-
тель) и в ночное время суток. Несовершенство метода визуаль-
ного контроля букс на ходу поезда привело к развитию новых
методов и средств автоматического контроля. Работы в этом
направлении были начаты в 50-х годах на железных дорогах
ряда зарубежных стран. Были предприняты попытки улучшить
контроль за состоянием букс вагонов индивидуальными сред-
ствами, размещаемыми в корпусе буксового узла, — дымовыми
капсулами, термоплавкими вставками, капсулами с радиоактив-
ным веществом — и последующей регистрацией уровня излуче-
ния. Был опробован на практике и ряд других способов авто-
матизации контроля букс, например окраска торцов корпусов
букс специальным материалом, изменяющим при его нагреве
цвет, и др.
Однако перечисленные способы контроля ввиду малой их
эффективности и сложности переоборудования подвижного со-
става не нашли распространения в мировой практике. В на-
стоящее время на отечественных железных дорогах и в ряде
зарубежных стран только пассажирские вагоны оборудованы
индивидуальными средствами контроля перегрева букс.
Наиболее совершенный способ автоматического контроля,
который широко используется в мировой практике, был разра-
ботан в 50-х годах в США. Способ основан на улавливании
6
специальными напольными устройствами инфракрасной энер-
гии, излучаемой корпусом буксы, и выделении сигналов от пе-
регретых букс. Аппаратура автоматического контроля обеспе-
чивает обнаружение перегретых букс и регистрацию информа-
ции о количестве и расположении таких букс в поезде. Аппа-
ратурой в первую очередь оснащаются пункты ПКТО и КП на
участках безостановочного следования поездов.
Применение на железнодорожном транспорте средств авто-
матического контроля перегрева букс позволяет сократить ко-
личество изломов шеек осей, повысить безопасность движения,
снять ограничения скорости движения поездов на пунктах
контроля и повысить производительность труда осмотрщиков
вагонов. Высокая эффективность применения аппаратуры авто-
матического обнаружения перегретых букс способствовала
быстрому ее внедрению. В настоящее время в США и Канаде
находится в постоянной эксплуатации свыше двух тысяч комп-
лектов аппаратуры различных фирм. Достаточно полно осна-
щены аппаратурой автоматического контроля и железные до-
роги таких стран, как Франция, Англия, ФРГ, Япония и др.
В СССР внедрение первой промышленной модели аппаратуры
типа ПОНАБ-2 было начато в 1969 г. С 1972 г. начат промыш-
ленный выпуск и внедрение более совершенной модели аппа-
ратуры типа ПОНАБ-3. К началу 1978 г. на дорогах сети в экс-
плуатации находилось не более 1000 комплектов аппаратуры.
2. РАБОТА БУКСОВЫХ УЗЛОВ
ВАГОНОВ
В железнодорожном подвижном составе различают буксы с
подшипниками качения (роликовыми подшипниками) и буксы
с подшипниками скольжения. Буксами с роликовыми подшип-
никами оборудованы все цельнометаллические пассажирские
вагоны и около 40% вагонов грузового парка железных дорог
СССР.
Букса с цилиндрическими роликовыми под-
шипниками (рис. 1) имеет передний 4 и задний 5 подшип-
ники, посаженные на шейку оси 7 вплотную друг к другу, что
уменьшает габаритные размеры буксы и снижает напряжения
в шейке оси. Задний подшипник имеет однобортное внут-
реннее кольцо, а у переднего роль борта выполняет плоское
приставное упорное кольцо. Посадка внутренних колец под-
шипника на шейку оси производится с натягом. Торцовое креп-
ление переднего подшипника осуществлено гайкой 2. Корпус
буксы 3 уплотняется за счет четырехкамерного лабиринтового
уплотнения 6 и смотровой крышки 1.
Для букс с роликовыми подшипниками в условиях эксплуа-
тации характерны разрывы и сколы бортов внутренних колец,
7
Рис. 2. Букса с подшипником скольжения
шипниками
Рис. 1. Букса с роликовыми под-
проворот их на шейке оси, разрушение сепараторов, обводне-
ние и загрязнение смазки (песок, металлическая пыль и струж-
ка) и др.
Все перечисленные виды неисправностей приводят к нагреву
шейки оси и деталей буксового узла в процессе движения
поезда.
Букса с подшипником скольжения (рис. 2)
состоит из стального литого корпуса 2, подшипника 4, крышки
1, вкладыша (клина) 3, польстера 7 и уплотняющей шайбы 5.
В корпус буксы заливается смазка, которая подается к шейке
оси 6 польстером или подбивочными валиками. Польстер со-
стоит из металлического каркаса, пружин и полушерстяной
щетки с фитилями. За счет пружин щетка прижимается к шей-
ке оси, чем обеспечивается подача смазки, поднимающейся по
капиллярам фитилей к щетке.
Подшипник передает через буксовый вкладыш нагрузку ва-
гона на вращающуюся шейку оси. Он состоит из стального кор-
пуса, латунной армировки и баббитовой заливки. Баббитовая
заливка обладает большой сопротивляемостью сжатию, изно-
соустойчивостью и легко прирабатывается к шейке оси.
Герметичность корпуса буксы достигается за счет крышки
и уплотняющей шайбы, установленной со стороны подступич-
ной части оси. Шайба выполнена из резины, обладающей боль-
шой упругостью и износостойкостью. Буксовая крышка приле-
гает к торцовой поверхности корпуса и прижимается к ней
пружиной.
Надежность работы букс с подшипниками скольжения в де-
сятки раз меньше, чем букс с роликовыми подшипниками. Ча-
ще всего перегрев букс с подшипниками скольжения возникает
в условиях эксплуатации из-за плохой подачи смазки (просад-
ка смазкоподающих устройств, обводнение, недостаток, плохое
8
качество смазки), плохой
пригонки подшипника по
диаметру шейки оси, пре-
дельного износа, трещин
и отколов баббита, коль-
цевых рисок на поверхно-
сти шейки оси от дейст-
вия абразивных частиц,
отсутствия разбега под-
шипника на шейке оси
и др.
Выделяемое при дви-
жении поезда в зоне тре-
ния подшипника об ось
тепло распространяется
двумя путями: через шей-
Рис. 3. Графики изменения температуры
шейки оси:
1 — аварийная букса; 2 — приработка под-
шипника; 3 — исправная букса
ку оси на колесо и ось и
через подшипник на корпус буксы. По данным американских
исследователей, на колесо и ось отводится до 77% выделяемого
тепла, а на корпус буксы — 23%.
Нормальная работа буксового узла характеризуется уста-
новившимся режимом теплообмена между его элементами, ко-
лесной парой и наружным воздухом в процессе движения поез-
да, т. е. режимом, когда количество выделяемого тепла равно
количеству тепла, рассеиваемого элементами буксы и колесной
пары в окружающее пространство. Установившийся режим
нормально работающего буксового узла (температура шейки
оси 7Ш0 практически постоянна) наступает примерно через
40 км после начала движения поезда (рис. 3, кривая 3). Зна-
чение температуры шейки оси в установившемся режиме зави-
сит от скорости движения поезда, температуры наружного воз-
духа, нагрузки на подшипник и других факторов. При темпе-
ратуре наружного воздуха 20°С установившееся значение Тшо
для букс с подшипниками скольжения равно примерно 60°С,
для букс с роликовыми подшипниками меньше на 10—20°С.
Перегрев букс характеризуется неустановившимся режимом
теплообмена и повышением температуры шейки оси и корпуса
буксы в процессе движения поезда (см. рис. 3, кривая 1). Темп
возрастания Т1П0 зависит от характера неисправности буксово-
го узла, скорости движения поезда, нагрузки на ось и может
изменяться в широких пределах.
Для букс с подшипниками скольжения Тшо в области зна-
чений до 300°С изменяется от 1 до 10°С/мин, а в области зна-
чений до 800°С (примерная температура излома шейки оси) —
до 15—18°С/мин. .Максимальные темпы возрастания темпера-
туры шейки оси характеризуют и статистические данные по
изломам шеек осей. Так, по зарубежным данным, излом шейки
оси при отсутствии смазки для букс с подшипниками скольже-
9
ния происходит через 60—70 км. По среднестатистическим дан-
ным отечественных железных дорог, такие случаи наблюдают-
ся при пробеге поездом около 50 км. Для букс с роликовыми
подшипниками возможны более высокие темпы возрастания
температур шеек осей, особенно при разрушении подшипника
или сколе борта. По данным американских исследователей, ко-
торые подтверждаются статистическими данными отечествен-
ных железных дорог, пробег вагона до излома шейки оси со-
ставляет не более 45—50 км.
Критерии аварийности (перегрева) буксово-
го узла выработаны практикой длительной эксплуатации
подвижного состава в различных условиях и подтверждены
экспериментами. Для буксового узла с подшипником скольже-
ния предельно допустимая температура шейки оси составляет
примерно 100—110°С. Критическая температура, при которой
начинается разрушение граничного слоя и происходит схваты-
вание металлов трущихся поверхностей, соответствует значе-
нию 140°С и более. В соответствии со значениями предельно до-
пустимой и критической температуры уровни нагрева шеек
осей, при которых буксовый узел на подшипнике скольжения
следует считать аварийным (перегретым), находятся выше
100—140°С. Для буксового узла с роликовыми подшипниками
повышение в процессе движения поезда температуры корпуса
буксы до 70—75°С в летний период или до 40—50°С в зимний
период является признаком неисправности.
Неустановившийся режим теплообмена может быть в тече-
ние длительного времени работы буксового узла с новым
подшипником при некачественной его подгонке. В начальный
период приработки подшипника температура шейки оси подни-
мается до 100—140°С (см. рис. 3, кривая 2), а затем по мере
приработки подшипника снижается и достигает установившего-
ся значения через 40—80 км. Обнаружение таких букс по выб-
ранным критериям аварийности приводит к необоснованным
остановкам поездов. Однако количество этих букс по отноше-
нию к количеству действительно неисправных незначительно.
3. ВЫБОР ЭЛЕМЕНТОВ
КОНТРОЛЯ БУКСОВЫХ УЗЛОВ
Задача обнаружения перегретых букс методом улавливания
инфракрасной энергии излучения от элементов колесной пары
или корпуса буксового узла осложняется тем, что основная
зона тепловыделения буксового узла (подшипник—шейка оси)
недоступна для прямого контроля, а измеряемый параметр
лишь косвенно может характеризовать степень нагрева шейки
оси. В связи с этим вероятность правильной оценки состояния
контролируемой буксы зависит от связи между измеряемым
ю
Рис, 4. Колесная пара с буксами для определения места контроля
параметром и истинным ее состоянием. Вероятность правиль-
ного обнаружения перегретой буксы будет тем выше, чем
больше коэффициент связи между температурой шейки оси и
температурой измеряемого элемента колесной пары или кор-
пуса буксового узла.
В то же время должна приниматься во внимание возмож-
ность технической реализации аппаратуры для контроля раз-
личных элементов корпуса буксового узла или колесной пары.
Условно предположим (рис. 4) колесную пару 2 с буксой на
роликовом подшипнике 1 и буксой на подшипнике скольжения
4. Контролируемые элементы корпуса буксового узла и колес-
ной пары показаны стрелками a, b, с, d, е. Контроль темпера-
туры поверхности крышки буксового узла (вид по стрелке а)
не может дать хороших результатов, так как температура
крышки слабо отражает температуру шейки оси, и особенно
для букс с подшипниками скольжения. Достаточно хорошо ха-
рактеризует температуру шейки оси нагрев верхней части кор-
пуса буксы (вид по стрелке Ь), но конструктивные особенности
подвижного состава и необходимость соблюдения габарита
приближения строений при размещении считывающих уст-
ройств аппаратуры контроля делают невозможным организо-
вать контроль этого элемента корпуса буксы. К тому же при
следовании платформ с открытыми бортами верхняя часть
корпуса буксы скрыта от «взгляда» считывающих устройств.
Подступичная часть оси с наружной стороны колеса (вид по
стрелке с) наилучшим образом характеризует температуру
шейки. Однако из-за небольших размеров этой зоны очень
трудно организовать надежный контроль при поперечных сме-
щениях колесной пары во время движения поезда. В то же вре-
мя в зону «взгляда» считывающих устройств могут попадать
нагретые тормозные колодки.
И
Лучшие результаты могут быть получены при контроле под-
ступичной части оси с внутренней стороны колеса (вид по
стрелке е), так как эта часть колесной пары более доступна
для «взгляда» считывающих устройств. Однако по результатам
предварительных исследований установлено, что связь между
температурой этого элемента оси и шейкой оси более слабая,
чем между шейкой оси и верхней частью корпуса буксы. В ре-
зультате наибольшее распространение на зарубежных и отече-
ственных железных дорогах нашла аппаратура, контролирую-
щая стенку корпуса буксы с внешней стороны рамы тележки
3. Верхняя часть задней по ходу движения поезда стенки кор-
пуса буксы меньше других элементов подвержена охлаждению
встречным потоком воздуха, наиболее доступна для контроля
и по ее температуре с большей точностью можно судить о тем-
пературе шейки оси.
Несколько сложнее реализовать контроль задней стенки
корпуса буксы с внутренней стороны рамы тележки (вид по
стрелке d), так как эта часть корпуса буксы сильно загрязнена
и находится вблизи нагретых подступичной части оси и тормоз-
ных колодок.
В процессе работы буксового узла тепло от подшипника пе-
редается на корпус буксы и температура контролируемой зоны
(задней стенки корпуса) возрастает. Значение температуры
корпуса буксы определяется температурой шейки оси, темпе-
ратурой наружного воздуха и скоростью движения поезда
(рис. 5). Например, при увеличении скорости движения поезда
и недостаточном подводе смазки значение превышения темпера-
туры корпуса буксы над температурой наружного воздуха ДТКб.
несколько снизится, а значение превышения температуры шейки
оси над температурой наружного воздуха &ТШ0 продолжает воз-
растать. При увеличении скорости движения поезда на 65-й
минуте ДТШ0 резко увеличивается, а значение ДТКб начинает
уменьшаться и, наоборот, после снижения скорости движения
поезда на 35-й минуте значение ДТКб начинает медленно воз-
растать при одновременном уменьшении ДГШо.
Таким образом, снижение значения ДТйб при увеличении
скорости движения поезда и возрастании ДТШо происходит
вследствие охлаждения корпуса буксового узла встречным по-
током воздуха. Когда скорость поезда снижается, уменьшается
теплоотдача буксового узла и значение ДТКб возрастает. При
неплотном прилегании крышки буксового узла встречный по-
ток воздуха попадает в корпус буксы и дополнительно охлаж-
дает его заднюю стенку. Этот фактор влияет на значение ДТКб,
когда при большой скорости движения поезда крышка буксо-
вого узла кратковременно приоткрывается в момент прохода
колесом рельсовых стыков. Большое влияние на значение ДТКб
оказывают нагрев корпуса буксового узла за счет солнечной
радиации, термическое сопротивление его при передаче тепла
12
от подшипника к корпу-
су, наличие влаги на по-
верхности буксы и др. С
учетом влияния отдель-
ных мешающих факторов
распределение плотностей
вероятностей реальных
значений превышения
температуры ДТКб нор-
мальных (кривая /) и
перегретых (кривая 2)
букс с подшипниками
скольжения показано на
рис. 6. Множества зна-
чений ДТКб для нор-
мально работающих и
перегретых букс имеют
зону пересечения. Это го-
ворит о невозможности
безошибочного распозна-
вания перегретых букс по
значению ДГкб. Действи-
тельно, если выбрать в
качестве критерия распоз-
навания определенное
значение ДТКб, например
20°С, то определенное ко-
личество перегретых букс,
ДТкб которых ниже этого
значения, будет не обна-
ружено и, наоборот, оп-
ределенное количество
нормально работающих
букс, ДТкб которых выше
20°С, будет принято за
перегретые.
Среднее значение ДТКб
нормально работающих
букс незначительно меня-
ется при изменении тем-
пературы наружного воз-
духа и при установив-
шемся режиме теплообме-
на равно 10—15°С. Сред-
нее значение ДТКб Для
перегретых букс в зави-
симости от темпера-
туры наружного воздуха
цкм/ч
‘ и
/
0 20 Ч-О 60 80 100 120 140t,MUH
Рис. 5. Графики изменения температуры
шейки оси и корпуса неисправной буксы
Рис. 6. Распределение значений АТкб для
букс с подшипниками скольжения
Рис. 7. Зависимости температуры корпусов
перегретых букс от температуры наружного
воздуха
13
изменяется значительно. Так, значение 7Кб для корпусов пе-
регретых букс с подшипниками скольжения может изменять-
ся для одной и той же температуры шейки оси, например
4-Ю0°С, в диапазоне температур наружного воздуха от —40
до +40°С от 5 до 62°С (рис. 7, кривая 2).
Даже из краткого рассмотрения вопросов выбора наиболее
информативных элементов контроля буксового узла и статисти-
ческих связей температуры контролируемого элемента с темпе-
ратурой шейки оси видно, что на пути автоматизации процес-
са обнаружения перегретых букс имеются трудности.
4. АППАРАТУРА КОНТРОЛЯ
БУКСОВЫХ УЗЛОВ
Основой построения аппаратуры контроля буксовых узлов
является измерение энергии излучения корпуса буксового узла.
Каждое тело, температура которого выше абсолютного нуля,
излучает в окружающее пространство энергию. Тела, пол-
ностью поглощающие падающий на них лучистый поток и
обладающие максимальной излучаемостью, называются абсо-
лютно черными телами. Излучение черного тела полностью
определяется его температурой.
Спектральная плотность излучения абсолютно черного тела
Е является функцией длины волны Л и температуры Т. В соот-
ветствии с законом Планка спектральная плотность излучения
черного тела для длин волн от К до d\ определяется по фор-
муле
где С\ и Сч — константы, равные соответственно 3,74-104ВтХ
Хсм~2-мкм4 и 1,438*104 мкм-град.
Максимум плотности излучения по мере возрастания тем-
пературы тела перемещается в область коротких волн (рис.
8). По закону Вина длина волны (в мкм), соответствующая
максимуму излучения, определяется по формуле
. _ 2898
'max — '
Для корпусов большинства перегретых букс, температура
которых может изменяться от 0 до 80°С, максимум спектраль-
ной плотности излучения приходится на длины волн от 11 до
8 мкм. Поскольку при длинах волн меньше %тах плотность
излучения быстро падает и основная ее часть приходится на
длины волн более %шах, то наибольшее количество энергии
излучения букс находится в диапазоне от 5 до 15 мкм. Эти
14
значения длин волн дол-
жны учитываться при вы-
боре приемника излуче-
ния (датчика) для аппа-
ратуры контроля букс.
Однако плотность излу-
чения Солнца (на рисун-
ке она показана в без-
размерных величинах)
имеет максимум при
длине волны около
0,5 мкм и очень малая
Рис. 8. График энергетического спектраль-
ного излучения черного тела
ее часть приходится
на длины волн более 5 мкм. Поэтому для защиты аппаратуры
контроля от влияний отраженной солнечной энергии приемник
излучения должен иметь заградительные фильтры для длин
волн короче 5 мкм.
Излучение, воспринимаемое приемником аппаратуры конт-
роля от корпуса буксы, с определенным коэффициентом пере-
дачи пропорционально полной плотности излучения буксы We-
Полная плотность излучения абсолютно черного тела №чт
(интегральная) определяется законом Стефана-Больцмана.
При интегрировании Е (X, Т) во всем диапазоне волн от Х=0
до Х=оо получаем
о
где о=5,67-1СН2 Вт/см2-град4 — постоянная Стефана-Больц-
мана.
Поскольку в природе не существует абсолютно черных тел,
то все реальные тела называются нечерными и делятся на тела
с селективным и серым излучением. Излучательные способно-
сти серых тел, к которым относятся и буксы, характеризуются
степенью черноты е, показывающей, во сколько раз полная
плотность излучения данного тела меньше полной плотности
излучения абсолютно черного тела. С учетом в выражение (3)
принимает вид
117т = 8<зТ*.
Для корпусов букс значение 8 равно примерно 0,85—0,95.
Изменение степени черноты букс вносит дополнительные по-
грешности в измерение АТКб, а следовательно, приводит к
ошибкам в распознавании перегретых букс по выбранному па-
раметру контроля.
При выборе метода контроля букс по температуре их кор-
пусов важным моментом является постоянство выходного сиг-
нала приемника излучения при контроле букс с одинаковой
температурой шейки оси (критерий аварийности) во всехМ
15
Рис. 9. Графики изменения плотности излу-
чения корпусов букс
диапазоне изменений тем-
пературы наружного воз-
духа. Если с помощью
приемника излучения из-
мерять значение WT, то
при изменении температу-
ры наружного воздуха
сигнал на выходе прием-
ника будет изменяться
пропорционально изме-
нению WT. А это значит,
что при контроле букс с
одинаковым критерием
аварийности в диапазоне температур наружного воздуха от
—40 до 4-40°С сигнал на выходе приемника будет изменяться
почти в 2 раза (рис. 9, кривая /). Произвести оценку состояния
буксы по такому сигналу сложно.
Поэтому в аппаратуре контроля букс WT измеряют с учетом
температуры наружного воздуха. Суть этого метода в том, что
с помощью приемника излучения измеряется превышение пол-
ной плотности излучения корпуса буксы над полной плотностью
излучения тела с температурой наружного воздуха (рама ва-
гона, температура которой примерно равна температуре наруж-
ного воздуха). В этом случае полная плотность излучения, пе-
редаваемая с определенным коэффициентом к приемнику, мо-
жет быть рассчитана по формуле
H7OIH = eo(rt.6-rt.B),
где Тк.б — температура корпуса буксы, °К; Гн.в — температура
наружного воздуха, °К.
В результате воспринимаемое приемником излучение изме-
няется незначительно во всем диапазоне температур наружно-
го воздуха (рис. 9, кривая 2).
В мировой практике имеются различные модели аппаратуры
контроля, работа которых основана на измерении температуры
корпусов букс. В состав аппаратуры (рис. 10) входят правое и
левое считывающие устройства 1 (напольные камеры), которые
содержат приемные капсулы 2 и приемники инфракрасного
излучения с оптической системой 3. Каждое считывающее
устройство устанавливается на фундамент 9. Узконаправлен-
ная оптическая система считывающего устройства выполнена
из материала, пропускающего инфракрасное излучение (герма-
ний, трехсернистый мышьяк, йодистобромистый калий), и ори-
ентирована на заднюю по ходу движения поезда стенку корпу-
са буксы (см. рис. 10, штриховая линия). При выборе углов
ориентации оптической системы учитываются исключение из
контроля посторонних нагретых предметов (тормозных коло-
16
док, ободов колес), защита оптики от «взглядов» на солнце и
фон неба.
При прохождении по участку контроля (участок размеще-
ния считывающих устройств) колесных пар 6 локомотива и
вагонов поезда каждая оптическая система «осматривает» сна-
чала раму вагона или тележку 5, а затем заднюю стенку кор-
пуса буксы 4. Принимая излучения рамы вагона и корпуса
буксы, приемник вырабатывает электрический сигнал, который
усиливается приемной капсулой и подается по кабелю к уст-
ройствам 10 постового оборудования. Постовое оборудование
аппаратуры контроля располагают в специальном помеще-
нии или контейнере вблизи участка контроля (4—10 м от оси
пути).
В зоне, где приемная оптика «осматривает» заднюю стенку
корпуса буксы, на рельс 7 устанавливается датчик прохода
колес 8, который вырабатывает электрический сигнал в момент
контроля буксового узла. Сигнал с датчика поступает на уст-
ройства 11 постового оборудования. Дальнейший процесс ра-
боты аппаратуры контроля зависит от того, построена она по
принципам систем телеизмерения или телесигнализации. При
построении аппаратуры по принципам телеизмерения далее пе-
редается и регистрируется непрерывный ряд значений измеряе-
мой величины. Устройство 10 нормирует сигналы от букс по
длительности, а устройство 11 вырабатывает сигналы счета осей
(колес) и стробирующий импульс, по которому аппаратура
передачи данных (АПД) 12 воспринимает сигналы с выхода
устройства 10. Длительность импульса стробирования должна
быть больше времени контроля буксы. В результате кратко-
временного открытия входа аппаратуры передачи данных на
Рис. 10. Упрощенная структурная схема аппаратуры контроля букс
17
время прохода буксы удается исключить из контроля посторон-
ние нагретые части подвижного состава.
С помощью АПД сигналы от букс и счета осей передаются
по линии связи к станционному оборудованию и после приема
их комплектом АПД 15 выдаются на регистратор 14. В каче-
стве регистратора используется самописец с бумажной лентой.
Сигналы от букс в виде импульсных меток, амплитуда которых
пропорциональна температуре корпусов букс, записываются на
ленте (рис. 11). Оценка аварийного состояния буксового узла
и подсчет количества осей до перегретой буксы производятся
расшифровкой сигналов на ленте самописца специальным опе-
ратором.
Станционное оборудование аппаратуры контроля, работаю-
щей по принципам систем телеизмерения, может дополняться
устройствами аварийной сигнализации и автоматическими ука-
зателями 13 (см. рис. 10). Последние распознают перегретые
буксы по определенным признакам сигналов (амплитуде, отно-
шению или разности амплитуд сигналов двух букс одной ко-
лесной пары) и выдают обслуживающему персоналу информа-
цию о наличии и расположении перегретых букс в поезде. По
сигналам с этих устройств производится отметка перегретой
буксы на ленте самописца и автоматическое воздействие на
систему электрической централизации станции для перекрытия
сигнала прибывающему поезду.
Участок размещения напольных устройств аппаратуры конт-
роля выбирается с таким расчетом, чтобы было достаточно
времени на обработку регистрируемой информации и остановку
поезда в пределах станционных путей. Расстояние от станции
до места установки напольных устройств выбирается в преде-
лах 3—10 км.
При работе аппаратуры контроля по принципам систем те-
лесигнализации на станцию передаются только дискретные со-
общения об аварийном состоянии объекта контроля (буксы).
18
Устройства 1U автоматически распознают сигналы от перегре-
тых букс по определенным признакам, а устройства 11 выраба-
тывают кодовое значение текущего номера проконтролирован-
ной оси или физической подвижной единицы. В момент обнару-
жения перегретой буксы с помощью АПД передается, а с по-
мощью устройств 14 регистрируется информация о наличии и
расположении перегретых букс в поезде. В качестве регистра-
тора используются печатающие устройства, цифровые индика-
торы и др.
К преимуществам аппаратуры контроля, построенной по
принципам систем телеизмерения, относится простота построе-
ния постового оборудования, наглядность и достаточно высо-
кая информативность регистрируемых данных, а к недостат-
кам — сложность расшифровки записей на ленте самописца
при большой интенсивности движения поездов, необходимость
тщательного ухода за самописцем, большой расход ленты и др.
Использование принципов телесигнализации приводит к ус-
ложнению постового оборудования и к снижению информатив-
ности регистрируемых данных. Поэтому при разработке уст-
ройств автоматического распознавания перегретых букс стре-
мятся к усложнению алгоритмов обработки сигналов с целью
повышения информативности регистрируемых данных. Для ис-
ключения влияния различного рода помех, кроме амплитудного
признака сигнала, используются отношение амплитуд сигналов
двух букс одной стороны поезда или одной колесной пары, отно-
шение амплитуды одного сигнала к среднему значению сигналов
от букс одного вагона, разность амплитуд двух сигналов и со-
вокупность этих признаков.
Основные требования для современной аппаратуры контро-
ля букс — это высокая надежность работы, простота обслужи-
вания, большой диапазон скоростей движения контролируемых
поездов, большой температурный диапазон работы оборудова-
ния, высокий уровень автоматизации обработки и выдачи ре-
зультатов контроля, документальность регистрируемых данных
и их высокая информативность, возможность сопряжения с
другими устройствами контроля подвижного состава, центра-
лизации информации с пунктов контроля на диспетчерский
пост и др.
2
Принципы построения
аппаратуры
ПОНАБ-3
5. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
ОБ АППАРАТУРЕ
Аппаратура автоматического обнаружения перегретых букс
в поездах типа ПОНАБ-3 является второй промышленной мо-
делью, получившей широкое распространение на отечественных
железных дорогах. Аппаратура построена по принципу систем
телесигнализации и реализует способ контроля исправности
буксовых узлов железнодорожного подвижного состава по
уровню инфракрасной энергии, излучаемой корпусом буксово-
го узла в окружающее пространство. Имея много общего в
структурном построении, в конструктивном и схемном испол-
нении отдельных функциональных устройств с зарубежны-
ми моделями и отечественной моделью типа ПОНАБ-2, ап-
паратура ПОНАБ-3 обладает и рядом отличительных призна-
ков.
Первое. Особенности построения ПОНАБ-3 касаются
устройств передачи и регистрации данных контроля. В аппа-
ратуре ПОНАБ-3 сообщение о наличии и расположении пере-
гретой буксы в поезде передается только в момент ее обнару-
жения. Применение такого способа передачи сообщений позво-
лило в значительной степени повысить помехозащищенность
аппаратуры за счет резкого снижения объемов передаваемой
информации на один проконтролированный поезд.
Второе. Применение в ПОНАБ-3 нового способа передачи
сообщений потребовало разработки и включения в состав аппа-
ратуры устройств автоматического контроля ее исправности,
так как при отсутствии в контролируемом поезде перегретых
букс обслуживающий персонал должен иметь уверенность в
том, что в момент контроля устройства аппаратуры находи-
лись в исправном состоянии. Автоконтроль ПОНАБ-3 обеспечи-
вает выдачу на регистрирующее устройство информации о ре-
зультатах проверки аппаратуры после прохода каждого поезда
через участок контроля.
Третье. В аппаратуре ПОНАБ-3 применяется и достаточно
удобная форма представления результатов контроля, обеспечи-
20
вающая документальность регистрируемых данных. Результаты
контроля выводятся на печатающее устройство, а указание ме-
ста расположения перегретых букс в поезде осуществляется не
в осях или условных вагонах, как это имеет место в других
моделях аппаратуры, а в физических подвижных единицах
(указание порядкового номера физической подвижной едини-
цы). С этой целью в состав аппаратуры введено устройство для
автоматического распознавания физических подвижных единиц
независимо от их осности.
Четвертое. Аппаратура ПОНАБ-3 обеспечивает регистрацию
достаточно больших объемов данных на один проконтролиро-
ванный поезд, что является важным при ее эксплуатации на
грузонапряженных линиях. Помимо регистрации большого
объема данных о расположении перегретых букс в поезде, ап-
паратурой регистрируются также данные об общем количестве
вагонов в поезде и количестве перегретых букс.
Наряду с перечисленными отличительными признаками ап-
паратура ПОНАБ-3 имеет в своем составе рельсовую цепь на-
ложения для надежного управления работой в момент контро-
ля поезда; выполнена в новом конструктивном исполне-
нии с применением печатного монтажа и блочно-субблочной
компоновки; имеет дополнительные средства защиты наполь-
ных камер от заносов снегом, средства контроля уровня сигна-
ла в канале связи и др. В состав аппаратуры включен ряд
специальных вспомогательных устройств для ее настройки и
контроля в процессе эксплуатации.
В соответствии с требованиями эксплуатации об обеспече-
нии заблаговременной выдачи персоналу станции информации
о наличии в поезде перегретых букс аппаратура ПОНАБ-3
подразделяется на перегонное и станционное оборудование
(рис. 12).
Перегонное оборудование ПОНАБ-3 размещается
на подходе к станции, где предусматривается остановка поезда
для ремонта перегретых букс, и подразделяется на напольное
и постовое.
Напольное оборудование размещается непосредственно на
пути и включает в себя две напольные считывающие камеры 1
(правую и левую), рельсовую цепь наложения 3 и четыре дат-
чика прохода колес 2. Как правило, напольное оборудование
размещается на прямом участке пути и посередине рельсового
звена. Сигналы от напольного оборудования к постовому пода-
ются через кабели 4. Через эти же кабели подается питание к
напольным устройствам ПОНАБ-3.
Постовое оборудование размещается в специальном поме-
щении, вблизи места установки напольных устройств с учетом
габарита приближения строений и допустимой длины кабелей
от напольных устройств. Для нормального размещения уст-
ройств постового оборудования помещение должно иметь по-
21
Перегонное оборудование
Станционное оборудование
Рис. 12 Размещение устройств перегонного и станционного оборудования
ПОНАБ-3
лезную площадь не менее 4 м2 и высоту не менее 2 м. Для
районов с холодным климатом входную дверь помещения ре-
комендуется оборудовать тамбуром. В состав постового обору-
дования входит основная аппаратура 8, электропечь для обо-
грева помещения 5, силовой щит электропитания 6 и вводно-
изолирующий щиток 7 для линии связи. В помещении рекомен-
дуется установить монтажный стол 9 для ремонтно-профилак-
тических работ. К помещению для постового оборудования под-
водятся линии электропитания 220 В, 50 Гц и линия связи.
Станционное оборудование аппаратуры ПОНАБ-3
включает в себя регистрирующее оборудование и сигнализи-
рующее устройство (см. рис. 12).
Регистрирующее оборудование ПОНАБ-3 устанавливается в
помещении, где находятся осмотрщики вагонов, или в помеще-
нии дежурного по станции. При оснащении ПОНАБ-3 несколь-
ких подходов к станции регистрирующее оборудование всех
комплектов размещается в одном помещении. В состав регист-
рирующего оборудования одного комплекта ПОНАБ-3 входит
вводно-изолирующий щиток 10, приемная часть АПД 11 и стол
оператора 12, на котором размещаются электроуправляемое
печатающее устройство и пульт, соединенные кабелями с при-
емной частью АПД, а также средства связи оператора с де-
журным по станции и осмотрщиками вагонов.
Сигнализирующее устройство 7 размещается только в по-
мещении дежурного по станции и предназначается для извеще-
22
ния обслуживающего персонала о наличии в прибывающем
поезде перегретых букс, В состав вспомогательного оборудова-
ния ПОНАБ-3 входят такие специальные устройства, как мо-
дулятор для калибровки приемо-усилительных трактов, ориен-
тирное устройство для настройки напольных камер, устройство
для настройки АПД и устройство для проверки ячеек. Помимо
этих устройств, в состав аппаратуры включается и ряд типо-
вых контрольно-измерительных приборов (осциллограф, указа-
тель уровня, ламповый вольтметр).
Основные технические характеристики ПОНАБ-3
Скорость движения контролируемых поездов . . . 5—150 км/ч
Работа в интервале температур окружающего воз-
духа:
для напольного оборудования...............—50—(-60°С
для постового и станционного оборудования . 5-— 60°С
Дальность передачи информации от перегонного
оборудования к станционному........................ До 20 км
Дальность передачи информации от регистрирующе-
го оборудования к сигнализирующим устройствам . » 2 »
Объем информациии, выдаваемой на один проконтро-
лированный поезд:
точное указание порядкового номера вагона с
перегретой буксой и стороны поезда.......... » 9 вагонов
указание общего количества вагонов в поезде » 99 »
указание общего количества вагонов с перегре-
тыми буксами............................. » 9 »
Питание аппаратуры........................... 220 В, 50 Гц
Потребляемая мощность:
перегонным оборудованием.................... 1350 Вт
станционным оборудованием................ 250 »
Размер каждой стойки........................ 920x550x335 мм
Размер силового щита.........................800x180x552 »
Аппаратура ПОНАБ-3 позволяет контролировать поезда на
двухпутных и однопутных линиях. При установке ПОНАБ-3 на
однопутных линиях с помощью одного комплекта контролиру-
ются поезда, движущиеся только в одном направлении. Аппа-
ратура ПОНАБ-3 может устанавливаться вдоль участка без-
остановочного следования поездов с интервалом 40—60 км меж-
ду соседними пунктами контроля и перед станциями стоянки
поездов по графику, где осуществляется сплошной осмотр букс
работниками вагонного хозяйства.
6. ПРИНЦИП РАБОТЫ
АППАРАТУРЫ ПОНАБ-3
Общий принцип работы ПОНАБ-3 заключается в восприя-
тии чувствительными элементами (приемниками) импульсов
инфракрасной энергии, преобразовании их в электрические сиг-
налы, усилении последних и выделении по определенным кри-
23
териям сигналов от перегретых букс, формировании, передаче
и регистрации информации о наличии и расположении таких
букс в поезде.
Структурное построение аппаратуры (рис. 13). В состав
аппаратуры ПОНАБ-3 входит напольное, постовое и станцион-
ное оборудование.
Напольное оборудование включает: напольную
камеру левую HKJI и правую HKJI, четыре датчика прохода
колес Д1—Д4, рельсовую цепь наложения РЦН и две соедини-
тельные муфты СМ.
Напольная камера содержит узконаправленную оптическую
систему, приемник инфракрасного излучения (болометр), пред-
варительный усилитель сигналов, запирающую заслонку и дру-
гие элементы конструкции.
Датчики Д1—Д4 вырабатывают электрические сигналы при
проходе колесных пар подвижных единиц в зоне их размеще-
ния. Сигналы от датчиков подаются через соединительные
муфты к устройствам постового оборудования.
Рельсовая цепь наложения предназначается для выработки
команд управления в момент захода и удаления поезда из зо-
ны контроля ПОНАБ-3.
Постовое оборудование ПОНАБ-3 включает: блок
управления БУ, два усилителя сигналов У, два устройства ло-
гической обработки сигналов УЛОС, два формирователя сигна-
лов ФС1 и ФС2, блок отметчика вагонов БОВ, блок управле-
Рис. 13. Структурная схема аппаратуры ПОНАБ-3
24
ния передачей БУП, блок запоминающего устройства
БЗУ, блок счета вагонов БСВ, электронный передатчик кода
ЭПК и передатчик частотно-манипулированных сигналов
ПЧМС.
Блок БУ вырабатывает сигналы управления работой на-
польных камер, блока БУП и других устройств аппаратуры
при проходе поезда по участку контроля и формирует про-
грамму сигналов для автоматической проверки исправности
устройств после удаления поезда с участка контроля.
Блоки У усиливают сигналы от букс, поступающие с пред-
варительных усилителей, и передают их на входы (УЛОС), где
производится их логическая обработка для выделения сигна-
лов от перегретых букс.
Формирователь ФС1 предназначен для выработки строб-
сигнала на время прохода каждой колесной пары между дат-
чиками Д1 и Д2, а также для формирования сигнала на блок
БОВ в момент прохода колесной пары над датчиком Д1. Фор-
мирователь ФС2 вырабатывает и подает на вход блока БОВ
сигналы в момент прохода колесных пар над датчиком ДЗ.
Блок БОВ по сигналам с Д1 и ДЗ осуществляет распозна-
вание физических подвижных единиц независимо от их осности
и вырабатывает сигнал отметки прохода физической единицы
в момент, когда последняя колесная пара находится над дат-
чиком ДЗ.
Блоки БУП, БЗУ, БСВ, ЭПК и ПЧМС входят в состав пе-
редающей части АПД. Блок БСВ предназначается для подсче-
та количества вагонов, прошедших по участку контроля. Функ-
ции управления работой передающей части АПД выполняет
блок БУП. Блок ЭПК формирует кодовые комбинации при
передаче информации и посылает их на вход передатчика
ЧМС. Блок БЗУ выполняет роль устройства, согласующего
скорости поступления сигналов на АПД и передачи кодовых
комбинаций в канал связи.
В станционное оборудование входит: приемник
частотно-манипулированных сигналов ПрЧМС, электронный
приемник кода ЭПрК, блок контроля БК, печатающее устрой-
ство ПУ, пульт оператора ПО и устройства сигнализации УС.
Электронный приемник кода предназначен для приема ко-
довых комбинаций и выдачи их на печатающее устройство.
Блок БК контролирует уровень сигнала в канале связи, нали-
чие поезда на участке напольного оборудования, а также
управляет работой пульта оператора.
Принцип работы аппаратуры. На временной диаграмме ра-
боты аппаратуры ПОНАБ-3 (рис. 14) до момента времени ti
поезд отсутствует на участке контроля. В период времени с
ti до t2 осуществляется контроль букс проходящего по участку
поезда, а с момента поезд удаляется с участка конт-
роля.
25
У(л)
У(п)
УЛОС(Л)
УЛОС(Л)
БОВ
6УП
зпк
ЭПрК
БК
по
IJfailHI 2К Зл 4
Ч III 1 1 1 I 1 1 1 |
II |>| 1 | 1 1 । 1 ।
1
LJ
1 1 II
iiii ИН
_Г" LLL1 П 11,1. Г
IIII 1 1 II ПУ—02- 03 +
1
1
t1
Рис. 14. Временная диаграмма работы ПОНАБ-3
При отсутствии поезда на участке контро-
ля (см. рис. 13) с РЦН поступает отрицательное напряжение
на вход блока БУ, который выдает сигнал начальной установ-
ки на устройства перегонной части аппаратуры. В этом случае
аппаратура находится во включенном состоянии, но заслонки
напольных камер закрыты, схемы блоков удерживаются при-
нудительно в исходном состоянии, а каретка печатающего
устройства переведена в начало строки.
При приближении поезда к участку контро-
ля шунтируется вход РЦН и происходит медленное снижение
напряжения на ее выходе. В момент времени Л блок БУ выра-
батывает команду начала контроля, по которой открываются
заслонки напольных камер, снимается сигнал запрета с
устройств постового оборудования и устанавливаются в исход-
ное состояние станционные устройства ПОНАБ-3. Для выпол-
нения последней операции блок ЭПК по сигналу с блока БУН
формирует посылку определенной длительности, которая пере-
дается по каналу связи и воспринимается блоком БК- Блок БК
вырабатывает сигнал установки в исходное состояние устройств
аппаратуры и включает на 770 световую сигнализацию нали-
чия поезда на участке контроля. Все указанные операции за-
канчиваются до момента захода первого колеса локомотива в
зону действия датчика Д1.
При проходе колесных пар подвижного со-
става по участку контроля в зоне, образованной дат-
чиками Д1 и Д2, оптическая система каждой напольной каме-
ры «осматривает» задние по ходу движения стенки букс
снизу вверх в полосе шириной около 80 мм. Инфракрасная
26
энергия, излучаемая корпусами буксовых узлов, воспринима-
ется болометрами и преобразуется в импульсные электричес-
кие сигналы, которые после усиления предварительными и
оконечными усилителями поступают на входы УЛОС. Ампли-
туда каждого сигнала пропорциональна уровню инфракрасной
энергии, излучаемой корпусом буксы.
В момент, когда первое колесо подвижной единицы прохо-
дит в зоне между датчиками Д1 и Д2, схема ФС1 формирует
строб-сигнал. Последний поступает на входы устройств УЛОС
и открывает на время прохода колеса от датчика Д1 до дат-
чика Д2 первые ячейки памяти этих устройств. Амплитудное
значение сигналов от букс запоминается ячейками отдельно
для правой и левой сторон поезда. При проходе в зоне между
датчиками Д1 и Д2 второго колеса подвижной единицы по
сигналу с ФС1 открываются вторые ячейки памяти УЛОС, за-
поминающие амплитуды сигналов от букс этой колесной пары.
Таким образом, после прохода двух колес в ячейках памяти
УЛОС запоминаются амплитуды сигналов от двух букс для каж-
дой стороны поезда, воспринимаемые только в зоне стробирова-
ния. Благодаря этому исключаются сигналы от посторонних
нагретых частей подвижного состава в процессе контроля.
После прохода второго колеса над датчиком Д2 схема ФС1
вырабатывает команду, по которой в устройствах УЛОС осу-
ществляется сравнение амплитуд двух сигналов .от букс мето-
дом «отношения» для каждой из сторон поезда. При превыше-
нии отношения амплитуд заданного порогового значения
УЛОС вырабатывает сигнал «тревоги», который поступает на
схему накопления. Затем стирается информация в ячейках
памяти УЛОС от букс первых двух колесных пар, запоминают-
ся и сравниваются амплитуды сигналов от букс двух следую-
щих колесных пар и т. д. Если при проходе по участку контро-
ля одной подвижной единицы сигнал «тревоги» для одной сто-
роны поезда вырабатывается несколько раз, то схема накопле-
ния УЛОС воспринимает его только в первый раз.
При проходе подвижной единицы (вагона, локомотива) с
симметричным расположением групп осей в зоне контроля
сигналы с ФС1 и ФС2, соответствующие моментам прохода ко-
лес над датчиками Д1 и ДЗ, поступают на вход блока БОВ.
С выхода блока выдается сигнал отметки прохода физической
подвижной единицы в момент, когда последнее по ходу движе-
ния колесо находится над датчиком ДЗ. Сигналы отметки про-
хода подвижных единиц подаются через блок БЗУ на блок
БСВ, где подсчитывается количество вагонов, прошедших по
участку контроля. Информация о текущем значении порядко-
вого номера вагона в поезде хранится в БСВ в двоично-деся-
тичном коде.
Если в момент прохода по участку контроля очередного
вагона устройство УЛОС левой (правой) стороны поезда вы-
27
рабатывает сигнал «тревоги», то в момент отметки прохода
этого вагона сигнал «тревоги» подается и на вход блока БУП.
Последний вырабатывает команду на передачу информации о
порядковом номере вагона с перегретой буксой и о стороне
поезда, где эта букса размещается (информация о «больном»
вагоне).
По команде блока БУП формируются четыре цикла пере-
дачи информации. В первом цикле передается значение стар-
шего разряда порядкового номера вагона с перегретой буксой,
во втором цикле — младшего разряда порядкового номера, в
третьем — знака стороны поезда и в четвертом — знака «Про-
бел». При передаче старшего (младшего) разряда порядкового
номера вагона кодовое значение этого разряда поступает с
блока БСВ на блок ЭПК. Последний преобразовывает парал-
лельный код в последовательный старт-стопный и посылает его
на вход передатчика ПЧМС. Формируются кодовые комбина-
ции при передаче знака стороны поезда и знака «Пробел» бло-
ком БУП. Если в процессе передачи четырех циклов информа-
ции о вагоне с перегретой буксой с выходов блоков БОВ,
УЛОС поступают сигналы о последующем проконтролирован-
ном вагоне, то они запоминаются блоком БЗУ до окончания
передачи информации о предыдущем вагоне, а затем выдаются
на блоки БСВ и БУП. При этом сигнал отметки прохода ваго-
на поступает в блок БСВ, а при наличии сигнала «тревоги» на
выходе УЛОС запускается АПД на передачу информации об
этом вагоне.
Поступающие с выхода ЭПК на вход передатчика ПЧМС
кодовые посылки преобразуются в частотно-модулированные
сигналы, которые передаются по линии связи на вход приемни-
ка ЧМС. Приемник ЧМС преобразует частотно-модулирован-
ные сигналы в импульсы постоянного тока и передает их на
блок ЭПрК- Блок ЭПрК в первом цикле передачи принимает
последовательный код старшего разряда номера вагона, пре-
образует его в параллельный и выдает на печатающее устрой-
ство ПУ (электроуправляемая печатающая машина типа
ЭУМ-23Д). После дешифрации кода в ПУ отпечатывается де-
сятичный знак старшего разряда номера вагона. Затем прини-
мается и регистрируется знак младшего разряда номера ваго-
на, знак стороны поезда («+» — правая, «—» — левая, «х» —
обе стороны) и знак раздела информации между двумя ваго-
нами («Пробел»).
При приеме информации о первом вагоне с перегретой бук-
сой, обнаруженной в поезде, с выхода ЭПрК на вход БК посту-
пает сигнал, по которому включаются схемы сигнализации в
устройствах ПО и УС, извещая дежурного по станции и опера-
тора ПОНАБ-3 о необходимости остановки поезда. По этому же
сигналу можно произвести автоматическое перекрытие выход-
ного сигнала станции или включить дополнительный указа-
28
тельный знак для извещения машиниста о необходимости оста-
новки поезда на станции.
При удалении хвостовой части поезда с уча-
стка контроля напряжение на выходе РЦН повышается и
в момент времени t2 блок БУ вырабатывает команду конца
контроля. По этой команде закрываются заслонки напольных
камер и запускается система автоматической проверки исправ-
ности устройств ПОНАБ-3 (система автоконтроля). При этом
имитируется проход четырехосного вагона по участку контро-
ля. С выхода БУ на входы ФС1 и ФС2 задается программа
сигналов от прохода колес четырехосного вагона над датчи-
ками Д1—Д4, а в моменты, когда в зоне обзора оптических
систем должны находиться буксы первой и третьей колесных
пар для одной стороны поезда, второй и четвертой — для дру-
гой стороны поезда, включаются имитаторы нагретых букс,
расположенные внутри напольных камер перед оптическими
системами. В этом случае блоки УЛОС правой и левой сторон
вырабатывают сигналы «тревоги», а блок БОВ — сигнал от-
метки прохода контрольного вагона. Сигналы «тревоги» и сиг-
нал отметки подаются на устройства АПД и по ним формиру-
ется код знака исправности аппаратуры «Р». При отсутствии
одного из сигналов «тревоги» или сигнала отметки прохода ва-
гона, что свидетельствует о неисправности аппаратуры, в уст-
ройствах АПД формируется код знака неисправности «Н».
Цикл автоконтроля не превышает по времени 2,5 с.
Через 2,5 с после удаления хвоста поезда с участка конт-
роля в момент времени /з по команде с блока БУ начинается
передача общих данных о поезде. При этом по команде блока
БУП формируются семь циклов передачи информации АПД.
В первом и втором циклах передается информация об общем
количестве вагонов в поезде, в третьем и пятом — код знака
«Пробел», в четвертом — информация об общем количестве
вагонов с перегретыми буксами в поезде, в шестом — код зна-
ка исправности или неисправности аппаратуры и в седьмом
цикле — код знака «Возврат каретки». Вся информация печа-
тается в одну строку. Если в проконтролированном поезде не
было обнаружено перегретых букс, регистрируются только об-
щие данные.
После приема кодовой комбинации «Возврат каретки» и ее
дешифрации каретка ПУ возвращается в исходное состояние и
происходит перевод строки. Сигнал с дешифратора поступает
также на блок БД и отключает схему сигнализации наличия
поезда на участке контроля. Время передачи общих данных о
поезде не превышает 2,5 с.
В момент Ц блок БУ вырабатывает сигнал начальной уста-
новки, по которому запрещается работа устройств перегонного
оборудования до захода следующего поезда в зону контроля
напольных устройств.
29
Для связи обслуживающего персонала во время проведения
ремонтно-профилактических работ между помещением для по-
стового оборудования и помещением пункта регистрации дан-
ных организуется телефонная связь.
7. КОНСТРУКТИВНОЕ
ОФОРМЛЕНИЕ АППАРАТУРЫ
ПОНАБ-3
При разработке конструкции аппаратуры ПОНАБ-3 в осно-
ву положены принципы блочно-субблочной компоновки ее со-
ставных частей, обеспечивающие хорошие показатели ремонто-
пригодности, унификации и технологичности изготовления ап-
паратуры. В то же время основной части блоков и субблоков
аппаратуры придана функциональная законченность, что сок-
ращает количество цепей связи между ними и облегчает экс-
плуатацию и настройку устройств. Постовое и станционное
оборудование ПОНАБ-3 выполнены по единым конструктивным
принципам и на одинаковой элементной базе.
Постовое оборудование (основное). В состав постового обо-
рудования (рис. 15) входят стойка аппаратуры 1, стойка пере-
дающая 3, силовой щит 4 и пульт управления 2.
В стойке аппаратуры размещены два блока усиления У,
блок питания БП, блок управления БУ и блок отметчика ва-
гонов БОВ, а в передающей стойке — блок счета вагонов БСВ,
блок управления передачей БУП, электронный передатчик ко-
да ЭПК, передатчик ПЧМС и блок питания.
В силовом щите установлены реле управления, силовой
трансформатор для питания напольных камер, феррорезонанс-
ный стабилизатор напряжения, панели с клеммными колодка-
ми, выпрямитель источника питания —24В и панель с предох-
ранителями. Для доступа к этим устройствам силовой щит с
лицевой и тыльной сторон имеет по две съемные панели с ри-
гельными замками. Силовой щит крепится к полу четырьмя
болтами. В верхней части силового щита установлен съемный
стол шириной около 200 мм для размещения на нем блоков
аппаратуры при профилактических работах. Вырезы в днище
силового щита служат для подводки кабелей от устройств на-
польного оборудования, линий электропитания и связи. Присое-
диняют кабели в силовом щите с помощью клеммных колодою
за исключением сигнальных, которые присоединяют непосред-
ственно к разъемам стойки аппаратуры.
На панели пульта управления размещены пакетные выклю-
чатели основной и резервной сети электропитания, контроль-
ный вольтметр, контрольная лампа подачи напряжения сети на
щит, тумблеры выключения обогрева напольных камер и ро-
зетки для подключения питания контрольно-измерительных
30
приборов. В условиях эксплуатации на пульт управления уста-
навливается осциллограф типа С1-19Б.
Стойки с блоками крепятся к силовому щиту через амор-
тизирующие резиновые прокладки четырьмя болтами. В ниж-
ней части каждой стойки имеется панель с разъемами типа ШР
для подключения кабелей внешних соединений. Для ввода ка-
белей от стоек в силовой щит последний имеет в верхней части
прямоугольные вырезы. В каждой из стоек размещаются по
три полных и два половинных блока. Крепятся блоки в стойках
четырьмя невыпадающими винтами. Соединяются блоки между
собой и с разъемами внешних соединений стойки через один
или два 30-контактных разъема типа РПЗ-ЗО, расположенных
на передних панелях блоков. Лицевая сторона стоек закрыва-
ется съемными щитами.
Станционное оборудование. Регистрирующее оборудование
ПОНАБ-3 (рис. 16) включает в себя приемную стойку Л блок-
подставку 2 и стол оператора 3. В блок-подставке размещены
реле управления, феррорезонансный стабилизатор напряжения
и панель с клеммными колодками, в приемной стойке — блок
питания БП, блок контроля БК, приемник ЧМС, электронный
приемник кода ЭПрК и блок ЗИП. На столе оператора
установлены печатающее устройство ПУ и пульт опера-
тора 770.
Связь устройств стола оператора с приемной стойкой осу-
ществляется двумя кабелями длиной по 9 м. Кабель от ПУ и
770 подводится непосредственно к разъему внешних соедине-
ний стойки. Кабели внешних соединений подводятся к блок-
подставке через вырезы в ее днище.
Рис. 16. Общий вид регистрирующе-
го оборудования
Рис. 15. Общий вид станционного
и перегонного оборудования
31
По конструктивному исполнению все блоки аппаратуры
ПОНАБ-3 подразделяются на два типа. К первому типу отно-
сятся блоки БП, У, БК, ПЧМС и Пр ЧМС, где основные эле-
менты схем размещаются на печатных платах, укрепляемых на
шасси блоков. Такие элементы схем, как трансформаторы,
электролитические конденсаторы, радиаторы транзисторов и
др., крепятся непосредственно к шасси блоков. На передние
панели выведены органы управления и контроля (тумблеры,
вольтметры, контрольные гнезда, предохранители, сигнальные
лампы и др.).
Все остальные блоки аппаратуры выполнены по принципу
субблочной конструкции. Каждый блок предназначен для уста-
новки в него 22-х унифицированных субблоков (ячеек).
Субблок состоит из обечайки, печатной платы с элементами
схемы, двух направляющих штырей, контрольных гнезд и 25-
контактного разъема.
На лицевой части обечайки нанесено обозначение типа суб-
блока и имеется паз для изъятия его из блока с помощью спе-
циального съемника.
Ответные части разъемов субблоков закреплены на задней
панели блока. Против каждого субблока на каркасе блока на-
носится обозначение его типа и номера в блоке. Все субблоки
прижимаются к каркасу блока специальной планкой. В карка-
се блока и обечайках субблоков имеются пазы для обеспечения
лучших условий вентиляции схем. С этой же целью в боковых
стенках и на потолке стоек выполнены жалюзи.
В блоке ЗИП приемной стойки размещается часть запасных
субблоков и радиодеталей, необходимых при ремонте ПОНАБ-3.
На переднюю панель ПО выведены лампа контроля нали-
чия питающего напряжения на блок-подставке, лампа сигнали-
зации прохода поезда по участку контроля, лампа сигнализа-
ции наличия перегретых букс, лампа сигнализации исправно-
сти канала связи и кнопка отключения звуковой сигнализации.
Устройства ПО и ПУ устанавливаются по месту на столе опе-
ратора непосредственно в условиях эксплуатации.
Конструктивное оформление устройств напольного оборудо-
вания будет рассмотрено в последующих разделах.
8. УНИФИЦИРОВАННЫЕ
ЛОГИЧЕСКИЕ ЯЧЕЙКИ
В аппаратуре ПОНАБ-3 блоки отметчика вагонов, управле-
ния, счетчиков передачи и логики выполнены на унифициро-
ванных логических ячейках (субблоках). Основой унифициро-
ванных ячеек являются схемы серии Т комплекса «Логика»,
предназначенные для построения узлов и блоков систем управ-
ления.
32
Применяемые в аппа-
ратуре 16 типов ячеек
могут быть разбиты на
шесть групп схем: усили-
тельные инвертирующие,
временной выдержки, с
релейной характеристи-
кой выхода, триггерные,
диодные и повторитель.
Каждая ячейка имеет
свое наименование и ус-
ловное обозначение.
На печатной плате
субблока собраны схемы
логических элементов.
Рис 17. Принципиальная схема элемента
ИЛЙ-НЕ
На функциональных схемах каждый элемент ячейки изобража-
ется в соответствии с принятым условным обозначением. Внут-
ри прямоугольника, изображающего элемент ячейки, вписыва-
ется функциональный знак элемента и его порядковый номер
в пределах данной схемы.
Ячейка Ин1 содержит четыре логических элемента, каж-
дый из которых реализует логическую функцию ИЛИ-HE. Ло-
гический элемент состоит из схемы ИЛИ на диодах Д1, Д2, ДЗ
типа Д9Д, и инвертирующего каскада на транзисторе МП42А
(рис. 17). Номиналы элементов; R1 = 1,2 кОм; R2 = 4,7 кОм;
7?3==820 Ом. При отсутствии входного сигнала транзистор за-
крыт положительным потенциалом источника смещения и с вы-
хода элемента снимается отрицательный потенциал, равный
потенциалу источника питания. При поступлении на любой из
входов элемента отрицательного потенциала или импульса
(код «1») транзистор открывается и с его выхода снимается
инверсный сигнал (код «О»). Вход 4 может быть использован
для подключения диодного расширителя, если необходимо уве-
личить число входов элемента.
Этот же элемент может быть использован в качестве схемы
совпадения на положительные входные сигналы. При наличии
хотя бы одного отрицательного потенциала на входе транзи-
стора с выхода элемента снимается нулевой потенциал. Лишь
при наличии нулевых потенциалов (импульсов положительной
полярности) на используемых входах получается отрицатель-
ный потенциал (импульс) на выходе, т. е. схема реализует
функцию И-НЕ.
Знак «1» на элементе ИЛИ-HE означает, что элемент реа-
лизует функцию ИЛИ, причем с инверсией входных сигналов
(знак инверсии «О» на выходе). При использовании элемента
в качестве схемы совпадения в поле элемента наносится знак
«&» — И.
2-5355
33
Рассмотренный элемент может использоваться для измене-
ния полярности сигнала в качестве схемы ИЛИ-HE, И-НЕ, а
также для согласования других элементов.
Основные параметры элемента
Напряжение питания............................+6 В, —12 В
Потребление тока................................... 16 мА
Входное сопротивление........................... 1,3 кОм
Выходное сопротивление.......................... 820 Ом
Входной сигнал «0»............................Не более 1,0 В
Входной сигнал «1»............................Не менее 4,0 »
Выходной сигнал «0»...........................Не более 0,2 »
Выходной сигнал «1»...........................Не менее 4,0 »
Ячейка Ус1 содержит четыре логических элемента, каж-
дый из которых реализует логическую функцию инверсии вход-
ного сигнала с его усилением (рис. 18). Усилитель имеет два
входа: диодный вход 1 и резистивный вход 2. Использование
того или иного входа определяется мощностью нагрузки, под-
ключенной к выходу усилителя. Входное сопротивление усили-
теля при использовании резистивного входа определяется вели-
чиной R1 = 680 Ом, а при использовании диодного входа состав-
ляет 100 Ом. В усилителе использован диод Д1 типа Д220,
диод Д2 типа Д226Г, транзистор МП21Д и резисторы
/?2=3,3 кОм, R3—10 кОм и R4 = 330 Ом.
Работа элемента аналогична работе инвертора, т. е. при от-
рицательных входных сигналах получаем инверсные сигналы
на выходе.
При работе элемента на входы других логических элемен-
тов, за исключением диодных сборок, резистор R4 подключа-
ется перемычкой к выходу, в результате уменьшается выходное
сопротивление. При работе на индуктивную нагрузку необходи-
ма защита транзистора от перенапряжений за счет энергии,
накапливаемой в индуктивности. Для этого диод Д2 подклю-
чают к источнику питания индуктивной нагрузки.
Основные параметры усилителя
Напряжение питания......................4-6 В,—12 В, (—12 В)
Ток нагрузки при резистивном........... 70 мА
Ток нагрузки при диодном............... 125 »
Входной сигнал «1» при резистивном входе Не менее 4,0 В
Входной сигнал «1» при диодном входе. . » » 1,5
Выходной сигнал «0».................... Не более 0,5 »
Выходной сигнал «1».................... Не менее 4,0 >
Усилитель предназначен для передачи команд от логичес-
ких и функциональных элементов к исполнительным механиз-
мам при переключаемой мощности до 3 Вт. Он может также
использоваться для работы на индикаторные лампы или в ка-
честве усилителя согласования.
34
Ячейка Ус2 содер-
жит четыре выполнен-
ных по этой же схе-
ме элемента, в кото-
рых транзистор МП21Д
заменен на транзистор
МП42А. Ток нагрузки
Ус2 при резистивном вхо-
де равен 40 мА, а при ди-
одном — 50 мА. Выход-
ной сигнал «0» не превы-
шает 0,2 В. Остальные
параметры соответствуют
параметрам усилителя
Ус1. Основное использо-
вание — в качестве уси-
лителя согласования.
Функционально усилитель
согласования обознача-
Выход
Вход >-
Рис. 18. Принципиальная схема усилителя
ется «У».
Ячейка У Ml содержит один трехкаскадный выходной
усилитель мощности на 30 Вт (рис. 19). Входной каскад уси-
лителя представляет собой схему ИЛИ-HE (сопротивление
коллекторного резистора 7?<3=1,8 кОм). Транзистор второго
каскада Т2 включен по схеме с общей базой, а выходные тран-
зисторы ТЗ и Т4 включены по схеме составного транзистора.
Для защиты ТЗ и Т4 от перенапряжения при отключении ин-
дуктивной нагрузки диод Д5 типа Д226Г подключается к шине
питания нагрузки. Для улучшения условий насыщения транзи-
стора Т4 в схему введен балластный резистор /?_/#= 1 Ом.
Режим отсечки транзисторов ТЗ и Т4 обеспечивается примене-
нием диода Д4 типа Д220. В усилителе применены транзисторы
Tl, Т2 типа МП42А, транзисторы ТЗ, Т4 типа П214Г, а также
Входь/
Рис. 19. Принципиальная схема усилителя мощности
2*
35
резисторы 7?4 = ЗЗООм, 7?5 = 5,6кОм, 7?6 = 450Ом, R7 =
= 120 Ом, R8 = 270 Ом и R9 = 680 Ом.
При поступлении на вход импульса отрицательной поляр-
ности транзистор Т1 открывается. Транзистор Т2 закрыт на-
пряжением источника смещения и отрицательный потенциал с
его коллектора через резистор R7 откроет ТЗ. Основная часть
эмиттерного тока ТЗ является базовым током транзистора Т4.
Транзисторы ТЗ и Т4 будут открыты, и с выхода усилителя в
этом случае снимается нулевой потенциал, используемый для
обеспечения тока в нагрузке. При отсутствии входного сигнала
на выходе усилителя будет удерживаться отрицательный
потенциал, равный напряжению источника на нагрузке. Уси-
литель предназначен для переключения мощности нагрузки
до 30 Вт. В аппаратуре ПОНАБ-3 усилитель используется для
получения импульсов тока 1,2 А при отпечатывании знаков.
Основные параметры усилителя
Напряжение питания...............................+6 В, --24В
Номинальная мощность нагрузки..................... 30 Вт
Ток в нагрузке при сигнале «1»................... 1,2 А
Ток в нагрузке при сигнале «0».................... 12 мА
Потребляемый ток при сигнале «0»................. 100 »
Ячейка ЭП содержит четыре эмиттерных повторителя
(рис. 20). Каждый повторитель выполнен на транзисторе
МП21Д с элементами входной цепи Rl = 2 кОм, R2 = 51 кОм
диодом типа Д9Д, элементами нагрузки R3 = 100 кОм, R5 =
= 2 кОм и балластным сопротивлением в цепи коллектора
R4 = 100 Ом. Балластное сопротивление служит для ограниче-
ния коллекторного тока при значительном понижении сопротив-
ления нагрузки.
Входные сигналы могут пода-
ваться на резистивный или
диодный входы или же непосред-
ственно на базу транзистора. Вход-
ное сопротивление эмиттерного по-
вторителя зависит от коэффициента
усиления транзистора и составляет
не менее 20 кОм при сопротивлении
нагрузки 2 кОм.
Эмиттерный повторитель ЭП
предназначен для работы в цепях
согласования нагрузки без инвер-
тирования входного сигнала.
Ячейка ДС1 (ДСЗ) содержит
пять диодных сборок (рис. 21).
Каждая диодная сборка представ-
Рис. 20. Принципиальная схема ляет собой трехвходовую схему
эмиттерного повторителя совпадения на отрицательные вход-
36
Рис. 21. Принципиальная схема
диодной сборки ДС1 (ДСЗ)
Рис. 22. Принципиальная схема диодной
сборки ДС2
ные сигналы. Схема совпадения образована входными диода-
ми Д1, Д2, ДЗ типа Д9Д и резистором R = 2,2 кОм (820 Ом).
При наличии нулевого потенциала на одном входе (например,
на входе 1) по цепи Д1, R будет протекать ток, определяемый
величиной резистора. В ячейке ДС1 этот ток составляет 5 мА,
а в ячейке ДСЗ — 15 мА. В прямом направлении диод облада-
ет малым сопротивлением, следовательно, падение напряжения
на диоде будет незначительное и на выходе схемы получим
потенциал ниже 0,9 В (сигнал «0»).
При наличии на входах отрицательных сигналов с выхода
схемы снимаются также отрицательные сигналы (на время
совпадения входных). Амплитуда выходных сигналов будет за-
висеть от соотношения амплитуд входных и напряжения источ-
ника питания элемента. При амплитуде сигналов менее этого
напряжения выходной сигнал не превышает амплитуды мини-
мального входного.
Подключением выходов отдельных элементов можно полу-
чить схему совпадения на большее число входов. Так, при
соединении выходов двух элементов получим шестивходовую
схему совпадения, а при соединении трех выходов — девяти-
входовую. Функционально схемы совпадения на отрицательные
входные сигналы обозначаются &. Возможно использование
элемента в качестве схемы ИЛИ на положительные входные
сигналы. Тогда при функциональном изображении в поле эле-
мента будет стоять знак «1», обозначающий функцию ИЛИ.
Ячейка ДС2 содержит четыре диодные сборки, а также
сборку резисторов с номиналами 2,2 кОм (рис. 22). Диодные
сборки представляют собой свертки для отрицательных вход-
ных сигналов или расширители для положительных. Они могут
использоваться в качестве расширителей для увеличения числа
входов в Ин1, для создания шифраторов и дешифраторов,
реализации различных вспомогательных операций (установка
в исходное состояние, работа в регистрах сдвига и т. д.).
Условное обозначение определяется выполняемой функцией.
Ячейка ТЗ содержит три элемента транзисторных задер-
жек. Каждая транзисторная задержка (рис. 23) реализуется
на одном транзисторе типа МП21Д и имеет входные и выходные
37
цепи. Входные цепи
образуют резисторы Rl =
= 6,8 кОм, R = 15 кОм
и конденсаторы С1 =
= 0,1 мкФ, С2 = 0,5 мкФ,
СЗ = 1 мкФ. Вход 4 пре-
дусмотрен для подключе-
ния элемента в тех
случаях, когда пара-
метры входных цепей не
удовлетворяют требуе-
мым условиям. В тран-
зисторной задержке пре-
дусматривается развязка
выходов 1 и 2 с помощью
диодов Д1, Д2 типа Д9Д
и двух параллельно вклю-
Рис. 23. Принципиальная схема транзистор- ченных В качестве КОЛ-
ной задержки и временная диаграмма ее лекторной нагрузки рези-
Работы сторов R1 = 2,2 кОм и
R2 = 10 кОм.
В исходном состоянии транзистор открыт, так как резисто-
ры Rl, R2 или оба одновременно должны быть подключены к
минусу источника питания. При открытом транзисторе с выхо-
да задержки снимается нулевой потенциал.
Пусть на один из входов схемы поступает импульс отрица-
тельной полярности. При этом происходит заряд входного кон-
денсатора до напряжения источника сигнала. На выходе схемы
потенциал не изменяется. При изменении входного сигнала с
отрицательного на нулевой потенциал на базе транзистора ста-
новится положительным за счет энергии, запасенной входным
конденсатором. Транзистор закрывается, и с выхода транзи-
сторной задержки снимается отрицательный потенциал. Кон-
денсатор разряжается через сопротивление смещения. Время
разряда будет зависеть от емкости входного конденсатора и
величины сопротивления смещения и приближенно равно
0,7 RC. Когда потенциал на базе транзистора достигнет отри-
цательного уровня, близкого к нулевому, вновь откроется
транзистор. Отрицательный потенциал на выходе исчезнет.
Таким образом, длительность импульса на выходе транзис-
торной задержки определяется параметрами входной цепи.
Так, при использовании входа 3 и подключении к минусу ис-
точника питания иезистора R2 длительность импульса на вы-
ходе /и = WR2-С3= 0,7-15-103• 1 10~6= 10,5• 10~3 с=10,5 мс.
Меняя параметры входной цепи, можно получить 18 значений
длительности импульса на выходе.
Иногда возникает необходимость в получении выходного
импульса прямоугольной формы. В этом случае импульс с
38
крутыми фронтами снимают с выхода 2, а емкостную нагрузку
подключают к выходу 1. Цепь заряда конденсатора нагрузки
диодом Д2 отсоединяется от коллектора, искажение фронтов
будет наблюдаться только на выходе 1.
Основные параметры задержки
Напряжение питания........................... —12 В
Потребление тока.................................. 6 мА
Коэффициент использования емкости при /?=15 кОм 100 мкФ/с
Выходной сигнал «0»...........................Не более 0,2 В
Выходной сигнал «1»...........................Не менее 4,5 »
Рассмотренный элемент осуществляет задержку положи-
тельного перепада входного напряжения на величину длитель-
ности импульса /и и называется транзисторной задержкой.
Транзисторная задержка обозначается функционально буквой
D в поле элемента и применяется в схемах генераторов
импульсов, одновибраторов, задержек, формирователей импуль-
сов определенной длительности.
Ячейка ВВ содержит два элемента выдержки времени.
Элемент выдержки времени (рис. 24) обеспечивает появление
выходного сигнала с задержкой на время до 4 с после подачи
входного сигнала. Время задержки определяется параметрами
времязадающей цепи, состоящей из конденсатора С = 10 мкФ
и резистора R5 — 330 кОм.
Первый каскад реализован по схеме ИЛИ-HE с коллектор-
ным сопротивлением R3 = 2,2 кОм. Транзисторы второго кас-
када Т2 и ТЗ включены по схеме составного транзистора. Диод
Д4 типа Д220 установлен в цепи разряда времязадающего
конденсатора. Диод Д5 (Д220) и резистор /?6=6,8 кОм опреде-
ляют режим отсечки транзистора Т2 и ТЗ, коллекторной
нагрузкой которых являются резисторы 7?Р==1,2 кОм и R10=
Рис. 24. Принципиальная схема элемента выдержки времени и временная
диаграмма его работы
39
— 5,6 кОм. На транзисторе Т4 собран усилитель с двумя входа-
ми — резистивным (R6 = 6,8 кОм) и диодным (Д6 типа Д220).
Смещение на каскад подается через резистор R8 — 18 кОм. На-
грузкой выходного каскада является резистор R11 = 10 кОм,
параллельно ему может быть подключен резистор R12 = 820 Ом.
При отсутствии входного сигнала транзистор Т1 закрыт, а
конденсатор С заряжен до напряжения источника питания. На
базе Т2 поддерживается потенциал, близкий к нулевому. Со-
ставной транзистор открыт отрицательным потенциалом через
разрядное сопротивление R5. Транзистор Т4 также открыт от-
рицательным потенциалом с коллектора Т1 через резистор R6.
На выходе элемента при этом имеется нулевой потенциал.
При поступлении на вход элемента отрицательного перепа-
да напряжения транзистор Т1 открывается. Происходит разряд
конденсатора по цепи эмиттер-коллектор Т1, диод Д4, конден-
сатор, резистор R5. Все время разряда конденсатора до напря-
жения, близкого к нулевому, составной транзистор закрыт, и
отрицательный потенциал с коллектора ТЗ через диод Д6 бу-
дет удерживать Т4 в открытом состоянии. В момент окончания
разряда конденсатора откроется составной транзистор, а Т4 за-
кроется положительным потенциалом источника смещения, так
как ни на один из входов этого каскада отрицательные потен-
циалы не поступают.
На выходе элемента выдержки времени появится положи-
тельный перепад напряжения, задержанный относительно по-
явления входного сигнала на величину выдержки времени
т=0,7 R5-C. Время окончания положительного импульса на
выходе определится моментом окончания входного сигнала,
когда через R6 вновь откроется транзистор Т4. Для получения
сигнала на выходе длительность входного импульса должна
превышать величину выдержки времени.
Основные параметры элемента
Напряжение питания...........................-f-б В, —12 В
Потребление тока................................. 20 мА
Время задержки................................... До 4 с
Время готовности к повторному действию .... 0,5 »
Выходной сигнал «0»............................Не более 0,2 В
Элемент выдержки времени применяется в схемах генера-
торов импульсов, а также служит для получения определенных
задержек сигнала до 4 с.
Ячейка РЭ содержит три релейных элемента, предназна-
ченных для преобразования плавно изменяющегося входного
напряжения в дискретный сигнал установленного уровня. Схе-
ма элемента (рис. 25) построена на основе двухкаскадного
усилителя постоянного тока с положительной обратной связью.
Цепь обратной связи (R4 = 12 кОм) подключается к делителю
40
напряжения (RIO =
= 15 кОм и7?// = 27кОм)
и выходу элемента через
диод ДЗ типа Д9Д. При
такой схеме включения
ток в цепи обратной
связи практически не
зависит от нагрузки,
а введение связи обу-
словливает лавинообраз-
ный процесс нарастания
выходного сигнала при
увеличении входного до
Рис. 25. Принципиальная схема релейного
элемента
определенного уровня.
В схеме использованы транзисторы типа МП42А, диод Д1
типа Д9Д, диод Д2 типа Д226Г и резисторы Rl = l кОм, R2 —
= 510 Ом, £3=1,8 кОм, £5=3,3 кОм,£6 = 3,9 кОм, R7-R9 =
= 820 Ом и £3=8,2 кОм.
Параметры усилителя выбраны таким образом, что транзи-
стор Т2 переходит из состояния насыщения в состояние отсечки
при работе входного транзистора Т1 в активной области. Ла-
винный процесс возникает в момент перехода Т2 в активную
область. При срабатывании элемента цепь обратной связи от-
деляется от выхода диодом ДЗ.
Напряжение срабатывания элемента определяется парамет-
рами входной цепи и меняется в зависимости от используемого
входа. При использовании входа 4 оно минимально, при
использовании входа 2 — максимально. Диод Д2 ограничивает
амплитуду входного напряжения до напряжения источника
питания и защищает входной транзистор от перенапряжений
по цепи базы. Если не исключена возможность повышения
входного напряжения при малом выходном сопротивлении,
подключаемом к входу схемы, то использование входов 1 и 4
нежелательно во избежание пробоя диодов Д1 и Д2.
Основные параметры элемента
Частота переключения............................Не менее 5 кГ ц
Напряжение питания............................-|-6 В, —12 В
Потребление тока.............................. 23 мА
Напряжение срабатывания.........................Не менее 4 В
Напряжение «отпускания» релейного элемента всегда мень-
ше напряжения его срабатывания. Соотношение этих напряже-
ний получило название коэффициента возврата. Величина его
зависит от параметров делителя и сопротивления обратной
связи.
Ячейка Тг1 содержит два потенциальных триггера с че-
тырьмя динамическими раздельными входами и двумя потен-
41
вход! вход! выход!
С! =4=
R2
=±=С2
Д1Ц
4=СЗ
R5
R6
ДЗ
оо
Д2%
с^Ц=
ДУ
О
выход 0 вход 0 вход О
выход 1
Т
+6В
Счетный^,
вход '
выходО
вправление
Управление
Рис, 26. Принципиальная схема триггера
циальными. Триггер (рис. 26) представляет собой устройство с
двумя устойчивыми состояниями, полученное соединением двух
усилителей.
В триггере использованы транзисторы Т1 п Т2 типа МП42А,
диоды Д1-Д4 типа Д9Д, конденсаторы С1-С4 емкостью
0,1 мкФ, резисторы R3-R4 — 820 Ом, R8-R10 — 4,7 кОм и
R1-R2-R7-R8 = 3 кОм.
Триггер имеет два единичных (входы Г) и два нулевых
(входы 0) динамических входа. Каждый из этих входов обра-
зован конденсатором, резистором и диодом, подключенным к
базе транзистора. Конденсатор и резистор образуют дифферен-
цирующую цепь, положительный сигнал с выхода которой че-
рез диод может поступать на базу транзистора. В качестве по-
тенциальных входов используются выводы баз транзисторов
Т1 и Т2.
Предположим, при включении питания триггер занял такое
состояние, что транзистор Т1 открыт, а транзистор Т2 закрыт.
Это устойчивое состояние триггера будет поддерживаться, так
как отрицательным потенциалом через резисторы R4, R5 тран-
зистор Т1 открыт, а Т2 за счет напряжения смещения закрыт.
Таким образом, на выходе 1 имеем нулевой потенциал, а на
выходе 0 — отрицательный, что соответствует исходному со-
стоянию триггера. Отрицательный потенциал на выходах триг-
гера не превышает 6 В, так как делитель, образованный кол-
лекторным сопротивлением и сопротивлением связи, равно-
плечный (R4-R5 = 820 Ом).
42
При подаче импульса отрицательной полярности с ампли-
тудой не более 6 В на входной конденсатор С2 (рис. 27) про-
исходит дифференцирование входного сигнала. И отрицатель-
ный, и положительный импульсы не выходят за уровень нуле-
вого потенциала. Следовательно, диод Д2 остается закрытым и
на базу Т2 сигналы не проходят. Триггер не изменит своего
состояния. При подаче импульса с теми же параметрами на
входной конденсатор С1 происходит дифференцирование сиг-
нала, но резистор R1 имеет нулевой потенциал открытого тран-
зистора Т1. Следовательно, рабочему сигналу (переход потен-
циала с отрицательного на нулевой) соответствует на выходе
дифференцирующей цепи импульс положительной полярности,
выходящей за пределы нулевого уровня. Этот импульс через
диод Д1 поступает на базу транзистора Т1, закрывая его (см.
рис. 26). Отрицательный потенциал с коллектора Т1 через соп-
ротивление связи R6 открывает транзистор Т2, и триггер уста-
навливается в единичное состояние. При этом на выходе 1 по-
явится отрицательный потенциал, а на выходе 0 — нулевой.
Если на С1 поступят очередные сигналы, то изменения состоя-
ния триггера не произойдет. Входная цепь остается закрытой
управляющим отрицательным потенциалом, поступающим с вы-
хода на резистор R1. В это время нулевым потенциалом откры-
та входная цепь С2, R2, Д2.
Таким образом, схему из входного конденсатора, резистора
и диода можно считать схемой совпадения, открытой для
ч С2 1 Д2
Вход >--------1|----»---->|------
I Выход
/?2 И
Ъ-БВ
01 , Д1
Вход >-------1|—--------0I------
Выход
/?; П
о
Рис. 27. Входные цепи триггера и временная диаграмма его работы
43
прохождения сигнала при пулевом потенциале на резисторе и
закрытой при отрицательном. Входные цепи СЗ, R7, ДЗ и С4,
R8, Д4 также являются входными схемами совпадения, но уп-
равление их открытием или закрытием осуществляется не по-
тенциалами с выходов триггера, а сигналами с других устройств.
В частном случае резистор R7 может быть подключен к выхо-
ду 1, а резистор R8 — к выходу 0. Тогда схема триггера будет
иметь два единичных и два нулевых входа.
При использовании триггера в счетчиках, делителях часто-
ты необходимо организовать счетный вход триггера, т. е. объе-
динить нулевой и единичный входы.
Пусть до поступления импульса на счетный вход триггер
находился в исходном состоянии. Входная схема совпадения
единичного входа была открыта нулевым потенциалом с выхо-
да 1, а схема совпадения нулевого входа закрыта отрицатель-
ным потенциалом с нулевого выхода. В момент действия рабо-
чего сигнала на входе импульс положительной полярности
поступает через диод Д1 только на базу транзистора Т1, закры-
вая его. На базе Т2 сигнал отсутствует. Происходит переклю-
чение триггера в единичное состояние. При этом открывается
входная схема совпадения нулевого входа и закрывается вход-
ная схема совпадения единичного входа. Второй рабочий сиг-
нал на входе переключает триггер в исходное (нулевое) со-
стояние. Таким образом, каждый входной импульс, поступаю-
щий на счетный вход, переводит триггер в противоположное
состояние.
Применение управляемых входных цепей позволяет избе-
жать явления «состязания» в триггере, приводящего к нечет-
кой работе устройства. В данной схеме входной сигнал направ-
ляется только на базу открытого транзистора. На базе второго
транзистора сигнал отсутствует и, следовательно, не препят-
ствует переключению триггера.
Основные параметры триггера
Напряжение питания........................... б В, —12 В
Потребление тока............................ 22 мА
Амплитуда запускающего импульса............. 4,5—6 В
Длительность запускающего импульса...........Не менее 0,1 мс
Выходной сигнал «0»..........................Не более 0,3 В
Выходной сигнал «1»......................... 4,5—б В
Ячейка Тг2 содержит четыре триггера, собранных по схе-
ме триггера Тг1. Изменены только входные цепи. Так, первый
и четвертый триггеры ячейки имеют один единичный и один
нулевой входы, а второй и третий — по одному счетному входу.
Функциональное обозначение триггера остается тем же.
Триггеры находят широкое применение в регистрах, счетчи-
ках импульсов, делителях частоты и как элементы памяти.
44
Индзормационные входы
Входы опроса
Рис- 28. Принципиальная схема ячейки опроса счетчиков
Ячейка ОС (рис. 28) предназначена для опроса счетчи-
ков без разрушения информации в них. Она представляет со-
бой сочетание ряда схем И-ИЛИ. Каждая элементарная схема
И образована двумя диодами и резисторами (например, Д1, Д2,
R1). Схемы совпадения, расположенные по вертикали, имеют
один общий вход. Выходы схем, расположенных по горизонта-
ли, объединены диодами ДЗ и аналогичными ему по схеме
ИЛИ. Такое построение ячейки позволяет использовать ее для
опроса четырех четырехразрядных счетчиков при последова-
тельном поступлении импульсов опроса. В зависимости от чис-
ла в опрашиваемом счетчике на выходах 1—4 схемы появля*
ется параллельный код этого числа в момент действия импуль-
са опроса.
Ячейки MAI, МА2, МАЗ представляют собой диодные
матрицы, используемые в распределителях импульсов. На
входные шины матриц поступают прямой и инверсный коды чис-
ла. Выходные шины являются выходами схем совпадения.
Общий принцип построения одноступенчатых матриц поясня-
ется схемой включения их на четыре выхода (рис. 29). В на-
чальный момент, до поступления сигналов на триггер Т1 отри-
цательный потенциал снимается с выхода 0. Другие выходы
матрицы закрыты нулевыми потенциалами с единичных выхо-
дов триггеров. Когда триггер Т1 займет единичное состояние,
произойдет совпадение отрицательных потенциалов на схеме, об-
разованной диодами ДЗ, Д4, резистором R2, и появится отри-
45
Рис. 29. Схема включения диодной матрицы и временная диаграмма ее ра-
боты
цательный потенциал на выходе/. При 77 в состоянии «О» и Т2
в состоянии «1» появится сигнал на выходе 2. Когда оба триггера
будут находиться в единичном состоянии, появится сигнал на
выходе 3. Затем триггеры вернутся в исходное состояние, и цикл
работы повторится.
Диоды в матрице расположены таким образом, что совпа-
дение отрицательных потенциалов в любой момент времени
возможно лишь на входах одной схемы совпадения. Все осталь-
ные схемы совпадения закрыты нулевыми потенциалами хотя
бы с одного триггера.
Используя этот принцип построения матриц, можно полу-
чить матрицы с числом выходов 8, 16 и 32. Матрицы на боль-
шее число выходов строятся по двухступенчатой или много-
ступенчатой схеме1.
При функциональном обозначении матрицы в левом поле
указываются прямые и инверсные входы ее с оцифровкой раз-
рядности поступающего кода, а на правом поле — цифровая
разметка выходов с учетом кода числа на входе. Так, на выхо-
де 3 сигнал появится лишь при наличии отрицательных потен-
циалов на прямых входах 1 и 2 матрицы.
1 Работа диодных матриц MAI, МА2, МАЗ и схемы их будут рассмотре-
ны в п. 9, 20 и 27 в сочетании с другими устройствами.
46
9. ТИПОВЫЕ УЗЛЫ АППАРАТУРЫ
ПОНАБ-3 НА БАЗЕ ЛОГИЧЕСКИХ.
ЭЛЕМЕНТОВ
На основе рассмотренных логических элементов можно
строить схемы, реализующие любую из требуемых операций.
Наиболее распространенными узлами аппаратуры являются
генераторы импульсов, одновибраторы, различные счетчики
импульсов, распределители и регистры сдвига.
Генераторы импульсов, применяемые в аппаратуре
ПОНАБ, представляют собой мультивибраторы с коллекторно-
базовыми емкостными связями, построенные на основе тран-
зисторных задержек ТЗ (рис. 30). Необходимым условием
нормальной работы мультивибратора является подача отрица-
тельного смещения на базы транзисторов Т1 и Т2 через рези-
сторы Rl, R3. При подаче питающего напряжения транзистор
(например, Т2) из-за разброса параметров элементов схемы от-
кроется первым. За счет энергии, запасенной конденсатором С8,
транзистор Т1 удерживается в закрытом состоянии. Происходит
заряд конденсатора С7 по цепи: минус 12В, RK±, Rkz, переход
база-эмиттер Т2, нуль источника. Конденсатор С8 в это время
разряжается через резистор R1, переход коллектор-эмиттер Т2.
Когда напряжение на базе Т1 достигнет значения, достаточного
для его открывания, начнется перезаряд конденсатора С7. На
все время его перезаряда транзистор Т2 закрыт, а конден-
сатор С8 заряжается по цепи: минус 12В, RKz, Rk4, переход
база-эмиттер Т1, нуль источника. В момент полного разряда
С7 транзистор Т2 откроется. Начнется перезаряд конденсато-
ра С8, и процесс повторится. Возникают незатухающие коле-
бания с периодом, определяемым параметрами элементов схе-
мы. Длительность положительного импульса определяется вы-
ражением 0,7 -R1 *С8, а отрицательного — 0,7 -R3-C7. Период
колебаний равен сумме положительного и отрицательного им-
пульсов Т =- 0,7(Rl-C8-[-R3XC7).
Рис. 30. Принципиальная схема мультивибратора
47
Вход
Выход 1____’
Выход 2
Рис. 31. Схема одновибратора и временная
диаграмма его работы
При необходимости в
качестве времязадающих
цепей могут быть исполь-
зованы элементы Cl, С2,
СЗ, Rl, R2 и аналогичные
им во второй транзистор-
ной задержке в любом
сочетании. Это позволяет
получить на основе двух
транзисторных задержек
генераторы с различным
периодом колебаний.
Иногда требуется на
выходе генератора полу-
чить прямоугольные им-
пульсы. В этом случае
связь с одного каскада на другой осуществляется с выходов 1
и 3 транзисторных задержек, т. е. цепи заряда конденсаторов
диодами Д1 и Д2 отключаются от выходов генератора. Но в
этом случае возможно «жесткое» самовозбуждение генератора
(отсутствие запуска при включении питания).
Одновибратор (рис. 31) применяется как формирова-
тель импульсов определенной длительности независимо от дли-
тельности входных сигналов и реализуется на инверторе и
транзисторной задержке. При подаче на вход импульса отри-
цательной полярности в момент действия положительного пе-
репада напряжения на выходе ИЛИ-HE произойдет запуск
транзисторной задержки. Цепь обратной связи (выход 2, вход
ИЛИ-HE) позволяет получить на выходах 1 и 2 импульс необ-
ходимой длительности при более коротком входном сиг-
нале.
Двоичный счетчик на сложение (рис. 32) легко
строится на основе триггеров со счетным входом. При этом
используется свойство триггера менять состояние на противо-
положное при поступлении очередного импульса на счетный
вход. Счетчик строится таким образом, что единичный выход
каждого триггера соединяется со счетным входом последую-
щего. По шинам занесения числа в счетчик предварительно мо-
жет заноситься любое число (в данном случае «2»). На вре-
менной диаграмме показана работа трехразрядного счетчика
при поступлении на его вход последовательности из 10 импуль-
сов. Так как триггер Т1 находился в нулевом состоянии, то за
счет управления входами первый сигнал поступает на единич-
ный вход и переводит триггер в состояние «1». Второй импульс,
поступая на нулевой вход этого триггера, переводит его в со-
стояние «0». Рабочий сигнал с единичного выхода этого тригге-
ра (переход потенциала с отрицательного на нулевой), посту-
пая на нулевой вход Т2, переводит его в состояние «0». Рабо-
48
чий сигнал с единичного выхода Т2, поступая на вход ТЗ, уста-
навливает его в единичное состояние. Таким образом, каждый
рабочий сигнал, действующий на счетный вход триггера, пере-
водит его в противоположное состояние. После действия пятого
импульса на входе триггеры зафиксируют двоичное число
111=7, т. е. счетчик произвел подсчет 5 импульсов к первона-
чальному числу 2.
Счетчик из трех триггеров подсчитывает импульсы от 0 до
7, а из л последовательно соединенных триггеров осуществляет
подсчет числа импульсов М — 2п. Число соединяемых триггеров
при этом не ограничивается.
Двоичный счетчик на вычитание (рис. 33) стро-
ится на триггерах со счетным входом таким образом, что нуле-
вой выход каждого триггера соединяется со счетным входом
последующего. Вычитание осуществляется из занесенного в
счетчик числа. Триггер Т1 при последовательности импульсов
на входе работает как обычный триггер со счетным входом, ме-
няя с каждым рабочим сигналом свое состояние на противо-
положное. На его нулевом выходе рабочие сигналы появляются
в момент перехода триггера в единичное состояние. Первый
рабочий сигнал с Т1, поступая на схему совпадения нулевого
входа, переводит Т2 в состояние «О». В момент действия чет-
вертого входного импульса Т1 вновь переходит в состояние «1»,
рабочий сигнал с его нулевого выхода через схему совпадения
единичного входа переводит Т2 в состояние «1». Рабочий сиг-
нал с нулевого выхода Т2 через схему нулевого входа устанав-
ливает ТЗ в состояние «Ох С приходом очередного входного
импульса осуществляется вычитание 1. Так, после действия
пятого входного сигнала счетчик зафиксирует число 2(7—5 = 2),
Шины занесения числа.
Рис. 32. Двоичный счетчик на сложение и временная диаграмма его работы
49
Шины занесения числа
Рис. 33. Двоичный счетчик на вычитание и временная диаграмма его работы
а после седьмого число 0. Счетчик на вычитание также может
содержать любое число разрядов, образованных последова-
тельно соединенными триггерами.
Возможно смешанное соединение триггеров в счетчике, где
часть их соединяется по схеме сложения, а часть — по схеме
вычитания. Иногда возникает необходимость использования
одного и того же счетчика в режиме сложения или в режиме
вычитания. Такие счетчики получили название реверсивных. Ре-
верс работы осуществляется дополнительным триггером (рис.
34), который через НЕ1 и НЕ2 управляет подключением к
счетному входу триггеров Т2 и ТЗ, или единичных (сложения),
или нулевых (вычитание) выходов предыдущих триггеров.
Пусть триггеры TI, Т2, ТЗ находятся в исходном состоянии,
а на нулевой вход Т4 поступил сигнал сложения. Он подтвер-
дит его исходное состояние. При этом на выходе инвертора
НЕ1 будет отрицательный потенциал, а на выходе НЕ2 — ну-
левой. Через резисторы R1 и R3 нулевой потенциал закроет
счетные входы триггеров Т2 и ТЗ, соединенные с нулевыми
выходами триггеров Т1 и Т2 соответственно через диоды Д2 и
Д4. Отрицательный потенциал через резисторы R2 и R4 будет
поступать на заряд конденсаторов верхних счетных входов Т2
и ТЗ, открывая их для получения рабочих сигналов.
При поступлении первого импульса на вход счетчика триг-
гер Т1 устанавливается в единичное состояние. Изменения по-
тенциалов на входах Т2 не происходит. Второй импульс на
входе счетчика переводит Т1 в исходное состояние и нулевой
потенциал через диод Д1 поступает на счетный вход Т2, уста-
навливая его в состояние «1» (так как на счетном входе дей-
50
ствует положительный перепад напряжения). Третий входной
импульс устанавливает Т1 в единичное состояние. Четвертый
импульс переводит его в нулевое состояние, через диод Д1 про-
исходит переключение триггера Т2, а затем через ДЗ — тригге-
ра ТЗ. С поступлением пятого и шестого импульсов счетчик
зафиксирует число 110 = 6.
Сигнал вычитания, поступив на единичный вход триггера
реверса, переключит его в состояние «1». Нулевым потен-
циалом с выхода НЕ1 будут закрыты входы счетчика на сло-
жение, а отрицательным потенциалом с выхода НЕ2 открыты
входы на вычитание. С поступлением импульсов первого, вто-
рого и третьего произойдет вычитание числа три из счетчика,
который зафиксирует остаток 011 =3.
Коммутацию счетчика на сложение или вычитание можно
производить в любые требуемые моменты времени. Для пра-
вильной работы счетчика необходимо разделение во времени
входных импульсов и сигналов коммутации. Разрядность счет-
чика может быть увеличена последовательным присоединением
дополнительных триггеров с цепями управления.
Дешифрация и восприятие числа в многоразрядном счетчи-
ке могут быть упрощены, если использовать иной принцип сче-
та. Двоично-десятичная декада (рис. 35), работающая в коде
1—2—4—8, подсчитывает десять входных импульсов. При этом
на выход декады выдается сигнал прохождения каждого деся-
Рис. 34. Реверсивный счетчик и временная диаграмма его работы
51
того импульса. Двоичный счетчик из четырех триггеров подсчи-
тывает 16 импульсов. За счет введения обратной связи с триг-
гера Т4 на схему совпадения коэффициент счета ее уменьшен до
десяти.
В исходном состоянии всех триггеров счетчика схема
совпадения открыта отрицательным потенциалом с нулевого
выхода триггера Т4. При поступлении последовательности
импульсов на вход счетчика триггеры Tl, Т2, ТЗ работают в
режиме обычного двоичного счетчика на сложение до прихода
восьмого импульса. При этом каждый рабочий сигнал с еди-
ничного выхода Т1, поступая на нулевой вход Т4, под-
тверждает исходное состояние последнего. В момент действия
восьмого импульса на входе рабочий сигнал с выхода ТЗ уста-
навливает триггер Т4 в единичное состояние. При этом нулевой
потенциал с выхода Т4 закрывает схему совпадения. Девятый
входной сигнал устанавливает триггер Т1 в единичное состоя-
ние. Изменения состояния триггеров Т2, ТЗ, Т4 не происходит.
В момент действия десятого импульса на входе триггер Т1
устанавливается в нулевое состояние. Рабочий сигнал с его
выхода через схему совпадения не проходит, но устанавливает
триггер Т4 в исходное состояние. При этом с его единичного
выхода снимается положительный перепад напряжения. Схема
возвращается в исходное состояние и может осуществлять
дальнейший подсчет входных сигналов.
В момент действия шестнадцатого импульса счетчик зафик-
сирует число 0110 = 6.
Каждый десятый импульс может быть зафиксирован другой
двоично-десятичной декадой, вход которой соединяется с еди-
52
ничным выходом триггера Т4. Такой счетчик может осуществ-
лять подсчет 99 импульсов (два десятичных разряда). Количе-
ство разрядов в счетчике можно наращивать подсоединением
других декад.
На основе трехразрядного двоичного счетчика на сложение
и диодной матрицы МА1 легко строится распределитель
импульсов на восемь выходов (рис. 36). С его помощью по-
следовательность выходных сигналов распределяется по выхо-
дам матрицы в соответствии с состоянием триггеров счетчика.
Сигналы двоичного кода поступают на вертикальные шины
матрицы, а горизонтальные являются выходами. Каждая из
восьми шин — выход схемы совпадения, образованной четырь-
мя диодами и соответствующим резистором.
Если триггеры Т1—ТЗ находятся в исходном состоянии, то
через диоды, связанные с выходом 8, ток от них не протекает.
Поэтому при наличии отрицательного импульса на входе Опрос
DC с выхода 8 также снимается импульс отрицательной по-
лярности. На остальных шинах присутствует нулевой потен-
циал.
При поступлении импульса на вход счетчик зафиксирует
число «1», и в момент сигнала Опрос DC с шины 1 снимает-
ся импульс отрицательной полярности. Аналогично при пере-
ключении триггеров счетчика снимается отрицательный
импульс с других шин, причем выходной сигнал будет только
на одной шине. Работа распределителя иллюстрируется вре-
менной диаграммой.
Возможна работа распределителя при постоянно действую-
щем отрицательном потенциале на входе Опрос DC. В этом
случае выходной сигнал появляется в момент действия оче-
редного импульса на входе счетчика и заканчивается при по-
Рис. 36. Распределитель импульсов с матрицей МА1 и временная диаграмма
его работы
53
ступлении следующего. Но на время переключения триггеров
возможно появление импульсов помехи на выходах, которые
должны быть закрыты.
В связи с этим более предпочтительным оказывается спо-
соб с опросом диодной матрицы импульсами, не совпадающими
по времени с входными. В момент переключения триггеров все
выходы матрицы закрыты нулевым потенциалом, действующим
на шине Опрос DC.
Программно-задающее устройство (рис. 37)
является распределителем импульсов, позволяющим имитиро-
вать проход четырехосного вагона по участку контроля. При
этом имитируются сигналы от датчиков Д1—Д4 и сигналы от
букс. Имитация осуществляется выходными импульсами с го-
ризонтальных шин матрицы МА2, которые являются выходами
схем совпадения. Сигналы на входы матрицы поступают с
триггеров Т1—Т4 двоичного счетчика, а сигнал опроса — с вы-
хода инвертора НЕ1. Программно-задающее устройство (ПЗУ)
работает следующим образом. Пусть все триггеры схемы нахо-
дятся в исходном состоянии. При нажатии кнопки Запуск
триггер Т8 устанавливается в единичное состояние. На выходе
НЕЗ исчезает нулевой потенциал, который блокировал генера-
тор импульсов, построенный по схеме мультивибратора на
транзисторных задержках D1 и D2. Первый импульс с гене-
ратора поступает на вход Т1 и инвертированный сигнал с вы-
хода НЕ1— на опрос матрицы. Триггер Т1 устанавливается в
единичное состояние и появляется сигнал на выходе 23 матри-
цы, имитирующий проход первой оси вагона над датчиком Д1.
При поступлении очередных импульсов на вход счетчика осу-
ществляется имитация прохода одной группы над датчиком
Д1—Д4, а также имитация контрольных сигналов от левой и
правой букс вагона (см. временную диаграмму). В момент
действия на входе 16-го импульса появляется сигнал на выходе
6 матрицы, который через инвертор НЕ2 и тумблер К2 посту-
пает на счетный вход триггера Т7 (при К2 в положение «1 ва-
гон»). Триггер Т7 устанавливается в единичное состояние, а
переключения триггера Т8 не происходит, так как рабочий сиг-
нал на его входе отсутствует. Импульсы с генератора продол-
жают поступать на вход счетчика, т. е. осуществляется имита-
ция прохода второй группы осей. Затем появляется импульс на
выходе 6 матрицы, который через инвертор НЕ2 и тумблер Д2
возвращает триггер Т7 в исходное состояние. Сигнал с его
единичного выхода, поступая на нулевой вход Т8, устанавли-
вает Т7 в состояние «О». При этом на выходе НЕЗ появляется
нулевой потенциал, который блокирует выход мультивибра-
тора.
Дальнейшее поступление импульсов на счетчик прекраща-
ется. На этом заканчивается отработка программы имитации
прохода одного четырехосного вагона.
54
боты
Занесение кода
Рис. 38. Регистр сдвига и временная диаграмма его работы
ПЗУ позволяет осуществить программу имитации прохода
четырех четырехосных вагонов. Для этого до нажатия кнопки
Запуск тумблер/С2 переводится в положение 4 вагона. Сигнал
с выхода 6 МА2 будет поступать на вход трехразрядного двоич-
ного счетчика (триггеры Т5, Тб, Т7). С окончанием восьмого
цикла работы распределителя рабочий сигнал с выхода Т7 уста-
новит Т8 в исходное состояние. Дальнейшая работа схемы
прекращается. Так как имитация четырехосного вагона осущест-
влялась за два цикла, то за восемь циклов ПЗУ отработает
программу имитации прохода четырех четырехосных вагонов.
Тумблер К1 изменяет частоту генератора импульсов, т. е.
возможна имитация прохода вагона на двух фиксированных
скоростях — малой и большой. Изменение частоты генератора
осуществляется изменением емкости времязадающих конден-
саторов, подключаемых контактами тумблера.
Регистры сдвига используются в качестве распреде-
лителей импульсов, преобразователей параллельного кода в
последовательный и последовательного в параллельный, уст-
ройств буферной памяти и т. д. На основе триггеров Тг1 можно
строить многоразрядные регистры. При построении регистров
используется принцип управления входными схемами совпаде-
ния триггера потенциальными сигналами с выходов триггера
предыдущего разряда (рис. 38). Триггеры соединены таким
образом, что на сопротивление единичного входа R1 поступает
потенциал с нулевого выхода предыдущего триггера, а на соп-
ротивление нулевого входа R2 — с единичного выхода. Свобод-
ные единичные входы триггеров используются для занесения
кода в регистр. Пусть по сигналу занесения кода триггер Т1
устанавливается в единичное состояние.
56
Первый импульс сдвига, поступая одновременно на все
триггеры, устанавливает Т1 в нулевое состояние, так как на
ключевое сопротивление его нулевого входа &3 поступал раз-
решающий (нулевой) потенциал, а на ключевое сопротивление
единичного выхода &2 — запрещающий (отрицательный). До
момента действия импульса сдвига нулевым потенциалом с ну-
левого выхода Т1 была открыта схема совпадения единичного
входа &5 триггера Т2. Следовательно, в момент сдвига Т2 уста-
новится в единичное состояние. Переключения триггеров ТЗ и
Т4 не произойдет, так как первый импульс сдвига через от-
крытые схемы совпадения нулевых входов лишь подтвердит их
исходные состояния.
Второй импульс сдвига подтвердит исходное состояние Т4
(открыта схема совпадения нулевого входа), переключит ТЗ в
единичное состояние (открыта схема совпадения единичного
входа), установит триггер Т2 в нулевое и подтвердит исходное
состояние Т1.
Третий импульс сдвига переключит Т4 в единичное состоя-
ние, а триггеры ТЗ, Т2 и Т1 после его действия установятся в
нулевое состояние.
Четвертый импульс сдвига возвратит Т4 в исходное состоя-
ние.
Пятый импульс сдвига не изменит исходного состояния
триггеров.
Следовательно, при таком соединении триггеров регистра
каждый последующий триггер при действии импульсов сдвига
устанавливается в состояние предыдущего. При изменении
соединения (единичный выход — с ключевым сопротивлением
единичного входа) последующий триггер будет устанавли-
ваться в состояние, противоположное состоянию предыду-
щего.
Регистр сдвига легко превращается в кольцевой при под-
соединении выходов Т4 на ключевые сопротивления входных
схем совпадения триггера Т1. В кольцевом регистре занесенная
информация будет циркулировать до тех пор, пока на шину
сдвига поступают сигналы.
Реверсивный регистр сдвига (рис. 39) построен
на основе триггеров Тг1, имеющих четыре раздельных входа.
Такая схема позволяет получать на одном из ее выходов управ-
ляющий сигнал, причем его наличие на выходе определяется
количеством и последовательностью поступления сигналов
сдвига.
Регистр осуществляет сдвиг записанной в него единицы
вправо и влево. Направление сдвигов определяется триггером
реверса Т7. Сигналы с его выходов через инверторы НЕ1 и
НЕ2 управляют диодно-резисторными схемами. Здесь исполь-
зован тот же принцип управления передачей рабочего сигнала,
что и в реверсивном счетчике импульсов (см. рис. 34).
57
Рис. 39. Реверсивный регистр сдвига и временная диаграмма его работы
Перед началом работы все триггеры находятся в исходном
состоянии. С единичного выхода Т1 снимаем сигнал «Исходное
состояние», а с выхода НЕЗ «Сигнал свободности» регистра.
При поступлении первого сигнала сдвига влево (ССЛ) под-
тверждается исходное состояние триггера реверса. Отрицатель-
ный потенциал с выхода НЕ1 открывает все цепи для сдвига
информации влево, а нулевой потенциал с выхода НЕ2 блоки-
рует через резисторы R9, R7, R5, R3, R1 цепи для сдвига впра-
во. Через время, определяемое транзисторной задержкой D2,
на шину сдвига влево с единичного выхода Т8 поступает
импульс сдвига. Он подтвердит исходное состояние триггеров
Т2—Т5, а триггер Т1 установит по единичному входу в состоя-
ние «1». Сигнал свободности регистра исчезает, а положитель-
ный перепад напряжения через диод ДЮ поступит на единич-
ный вход триггера Т2 и установит его в единичное состояние.
Появляется сигнал «/-й шаг RG».
Следующий сигнал сдвига влево по той же цепи подтвердит
исходное состояние триггеров ТЗ—Т5, единичное состояние ТЕ
а триггер Т2 установит в состояние «О». Рабочий сигнал через
диод Д8 поступает на единичный вход ТЗ и переводит его в
состояние единицы. Появляется выходной сигнал «2-й шаг RG»,
т. е. единица передвинулась еще на один шаг влево.
В момент действия импульсов с третьего по шестой проис-
ходит последовательный сдвиг единицы влево, и она оказыва-
ется сдвинутой в триггер Тб. Гашения единицы в этом триггере
не происходит, так как нулевой вход его не соединен с шиной
сдвига влево. Появление единицы в триггере Тб свидетельствует
о граничном сдвиге ее в регистре.
При поступлении сигнала сдвига вправо (ССП) происходит
переброс триггера реверса в единичное состояние. При этом
58
открываются все цепи для сдвига информации вправо и блоки-
руются цепи для сдвига влево. Через время, определяемое
транзисторной задержкой D1, с единичного выхода триггера T9
на шину сдвига вправо поступает импульс сдвига. Происходит
гашение единицы в триггере Тб, и через диод Д1 открытой це-
пи рабочий сигнал поступает на единичный вход триггера Т5.
Произошел сдвиг единицы на один шаг вправо.
При действии второго, третьего, четвертого импульсов сдви-
га будет происходить последовательный сдвиг единицы вправо.
В момент действия пятого импульса триггер Т2 установится в
исходное состояние, а рабочий сигнал с его единичного выхода
через диод Д9 установит триггер Т1 в состояние «О». На выхо-
де схемы НЕЗ вновь появится сигнал свободности регистра.
Такое включение триггера Т1 (подача ССЛ на единичный
вход) позволило автоматически получать сигнал единицы в ре-
гистре из исходного состояния. Необходимость в занесении
единицы в регистр перед началом сдвига влево отпала.
Для правильного функционирования регистра необходимо,
чтобы сигнал изменения направления сдвига опережал импуль-
сы сдвига. С этой целью в схему введены транзисторные за-
держки D1 и D2 с временем задержки сигнала, достаточным
для коммутации диодно-резистивных цепей направления сдви-
га и заряда конденсаторов на соответствующих входах триг-
геров.
3
Устройства считывания
и обработки
первичной информации
10. ФУНКЦИОНАЛЬНОЕ
ПОСТРОЕНИЕ УСТРОЙСТВ
Устройства считывания и обработки первичной информации
включают в себя напольное оборудование, стойку аппаратуры
и силовой щит. В функции этих устройств входит преобразова-
ние ряда контролируемых параметров подвижного состава в
электрические величины, усиление и обработка сигналов от пер-
вичных преобразователей, выделение сигналов от перегретых
букс и сигналов отметки прохода подвижных единиц, формиро-
вание команд управления на АПД.
В состав функциональной схемы считывания и обработки
первичной информации входят следующие устройства (рис. 40):
контроля прохода поезда, включающие электронную педаль
ЭП-1 (рельсовая цепь наложения), схему управления СУ и две
схемы временных задержек D1 и D2;
приемоусилительных трактов сигналов букс правой и левой
сторон поезда, включающие приемные капсулы ПК и оконеч-
ные усилители У;
отметки прохода физических подвижных единиц, включаю-
щие датчики прохода колес Д1—Д4, логические схемы
ИЛИ1—ИЛИ4, формирователи сигналов ФС1 и ФС2 и блок
отметчика вагонов БОВ;
логической обработки сигналов, включающие ячейки памяти
ЯП1 и ЯП2, устройства логического сравнения УЛС, порого-
вые устройства ПУ и устройство управления памятью УУП\
формирования сигналов на АПД, включающие триггеры Т1
и Т2, логические схемы И1—И4 и НЕ1;
автоматического контроля исправности аппаратуры, вклю-
чающие программно-задающее устройство, лампы Л (имита-
торы нагретых букс) и другие элементы схемы.
Работа функциональной схемы устройства считы-
вания и обработки информации поясняется временнбй диаграм-
мой (рис. 41). В момент захода поезда на участок контроля
схема управления СУ по команде с ЭП-1 вырабатывает сигна-
лы, которые подаются на заслонки напольных камер 3 схемы
60
Рис. 40. Функциональная схема устройства считывания и обработки первич-
ной информации
И1—ИЗ и НЕ1. Заслонки напольных камер открываются и
инфракрасная энергия от корпусов букс контролируемого поез-
да проходит к приемникам, расположенным в ПК. Схемы И1 —
ИЗ также открываются по одним входам и обеспечивается воз-
можность выдачи на АПД сигналов «тревоги» левой и правой
сторон поезда (ТП, ТЛ) и счета вагонов СВ. Схема И4, фор-
мирующая сигнал проверки исправности аппаратуры СП, за-
крывается по одному из входов сигналом с выхода НЕ1.
61
Рис. 41. Временная диаграмма работы уст-
ройства считывания и обработки первичной
информации
Импульсы инфракрас-
ной энергии от корпусов
букс воспринимаются бо-
лометрами приемных кап-
сул ПК, преобразуются
в электрические сигналы,
которые после усиления
в устройствах ПК и У по-
ступают на входы ячеек
памяти ЯП1 и ЯП2. При
проходе колесных пар ло-
комотива и вагонов над
датчиками Д1—Д2 сиг-
налы отметки прохода
колес через схемы ИЛИ1
и ИЛИ2 поступают на
устройство управления
памятью УУП. На вре-
мя, пока каждая ко-
лесная пара подвижной единицы проходит расстояние от дат-
чика Д1 до датчика Д2, устройство УУ/7 вырабатывает строб-
сигналы и подает их на вторые входы ячеек памяти. Причем,
когда в зоне между датчиками Д1—Д2 проходит каждая не-
четная колесная пара, строб-сигналы подаются на ячейки па-
мяти ЯП1, а при проходе четных пар — на ЯП2. На время
действия каждого строб-сигнала ячейки памяти открываются
по входам и происходит запоминание амплитуд сигналов от
букс, поступающих с усилителей У. Амплитудное значение сиг-
налов от букс сохраняется в ячейках памяти на время прохода
каждых двух колес в зоне между датчиками Д1—Д2.
В момент прохода над датчиком Д2 каждой второй (чет-
ной) колесной пары подвижной единицы (t2) УУП вырабатывает
сигнал считывания информации с ячеек памяти и подачи ее на
УЛС. В устройствах УЛС производится логическое сравнение
амплитуд сигналов от каждых двух букс одной стороны под-
вижной единицы методом «отношения». Устройство УЛС выра-
батывает на выходе сигнал, амплитуда которого пропорцио-
нальна отношению большего из сравниваемых сигналов к
меньшему. Сигнал с выхода УЛС подается на вход ПУ.
Если амплитуда сигнала на входе ПУ превышает регули-
руемое и заданное при настройке пороговое значение Ип, то
устройство ПУ вырабатывает сигнал, по которому триггер Т1
(Т2) переводится в единичное состояние. Для предотвращения
выработки сигналов «Ложной тревоги» на входы ячеек памяти
параллельно с сигналами от букс подается опорный сигнал.
Величина опорного сигнала выбирается на уровне среднего
значения амплитуд сигналов от нормально работающих букс
поезда. С целью уменьшения пропуска ПОНАБ-3 перегретых
62
букс с большим значением сравниваемых сигналов и малым их
отношением УЛС вырабатывает выходной сигнал больше £7П не-
зависимо от величин их отношения, когда амплитуда одного пре-
вышает определенное значение. При считывании информации
с ячеек памяти одновременно происходит ее стирание, и ячейки
памяти готовы для запоминания сигналов от букс двух следую-
щих колесных пар подвижной единицы. Процесс повторяется.
Если с одной стороны подвижной единицы имеется несколь-
ко перегретых букс и ПУ выдает несколько сигналов на вход
триггера Т1 (Т2), то от первого сигнала триггер переводится в
единичное состояние, а последующие сигналы только подтверж-
дают это состояние. Таким образом, единичное состояние триг-
гера Т1 (Т2) свидетельствует о наличии с правой (левой) сто-
роны одной подвижной единицы перегретой буксы.
При проходе колес подвижных единиц над датчиками Д1—
Д4 сигналы с датчиков через схемы ИЛИ1—ИЛИ4 поступают
па ФС1 и ФС2. Устройство ФС1 вырабатывает выходной сиг-
нал, когда колесная пара проходит над датчиком Д1, а ФС2,
когда колесная пара проходит над датчиком ДЗ. При проходе
колес над датчиками Д2 и Д4 устройства ФС1 и ФС2 приво-
дятся в исходное состояние. Расстояние между датчиками Д1—
Д2 и ДЗ—Д4 выбрано таким, что в этой зоне может находить-
ся только одна колесная пара подвижной единицы.
Сигналы с ФС1 и ФС2 подаются на входы блока БОВ, ко-
торый по этим сигналам определяет момент прохода физиче-
ских подвижных единиц независимо от их осности. Принцип
определения основан на том, что расстояние между датчиками
Д1 и ДЗ выбирается больше наибольшего расстояния между
двумя колесными парами в тележке подвижных единиц, но
меньше наименьшего расстояния между крайними внутренними
осями двух тележек. Логическая схема БОВ анализирует по-
очередно моменты занятости и свободности участка между
датчиками Д1 и ДЗ и вырабатывает выходные сигналы, когда
последняя по ходу движения поезда колесная пара проходит
над датчиком ДЗ.
К моменту выдачи сигнала БОВ все колесные пары под-
вижной единицы прошли в зоне контроля между датчиками
Д1 и Д2 и логическая обработка сигналов от букс закончена.
Если в этой подвижной единице перегретые буксы не обнару-
жены, то триггеры Т1 и Т2 находятся в нулевом состоянии и
схемы И1 и ИЗ закрыты по входам, соединенным с единичными
выходами триггеров. В этом случае сигнал отметки прохода
вагона, подаваемый с блока БОВ, воспринимается только схе-
мой И2 и на АПД выдается сигнал СВ.
Когда в подвижной единице обнаружена перегретая букса
с одной стороны или с обеих сторон, с выхода триггера Т1 или
Т2 поступает сигнал разрешения на схему И1 или ИЗ и с сигна-
лом СВ на АПД выдается сигнал ТП или ТЛ. Блок БОВ с за-
63
держкой времени по отношению к сигналу, поступающему с
БОВ на схемы И1—ИЗ, выдает сигнал сброса на нулевые входы
Т1 и Т2, которые возвращаются в исходное (нулевое) состояние
(момент /4). Так при проходе каждой подвижной единицы
поезда по участку контроля на АПД выдается сигнал СВ, а
при обнаружении перегретой буксы — сигнал ТП или ТЛ.
При удалении хвостовой части поезда с участка контроля
(момент t5) СУ вырабатывает команду, по которой закрывают-
ся заслонки напольных камер и запускаются устройства ПЗУ.
В этот же момент по сигналу СУ закрываются по одним вхо-
дам схемы И1—ИЗ, через схему НЕ1 открывается по одному
входу схема И4 и запускается схема временной задержки D1.
Устройство ПЗУ вырабатывает программу контрольных сиг-
налов, имитируя проход колесных пар четырехосного вагона
над датчиками Д1—Д4, и подает их на входы 2—5 соответству-
ющих схем ИЛИ1—ИЛИ4. Одновременно сигналы с выходов 1
и 6 ПЗУ подаются на лампы Л напольных камер. Лампы Л
жестко закреплены на внутренней поверхности каждой из зас-
лонок напольных камер. После закрытия заслонок лампы на-
ходятся в зоне обзора оптических систем приемных капсул.
В момент кратковременного их включения по сигналам с ПЗУ
инфракрасная энергия, излучаемая лампами, воспринимается
болометрами, преобразуется в электрические сигналы и по-
следние после усиления с выходов У поступают на входы ячеек
памяти ЯП1 и ЯП2. Поскольку эти сигналы имитируются в мо-
менты выработки устройством УУП строб-сигналов, то, как и
при контроле букс поезда, осуществляется запоминание ампли-
туд сигналов и их логическое сравнение. Уровень воспринимае-
мой болометрами энергии излучения ламп значителен и доста-
точен для того, чтобы устройство логического сравнения выра-
ботало сигнал «тревоги» вне зависимости от отношения ампли-
туд сигналов от двух имитируемых букс.
Если все основные функциональные устройства аппаратуры
исправны, то в режиме автоматической проверки их исправно-
сти по сигналам с ПУ триггеры Т1 и Т2 переводятся в единич-
ное состояние, а блок БОВ вырабатывает сигнал отметки про-
хода контрольного вагона. В этом случае четырехвходовая схе-
ма И4 открывается по двум входам с триггеров Т1 и Т2, по
одному входу — со схемы НЕ1 и по одному входу — с блока
БОВ. Сигнал проверки исправности аппаратуры СП (момент
/б) подается со схемы И4 на АПД. Сигналы ТП, ТЛ и СВ при
этом на АПД не выдаются, так как схемы И1—ИЗ закрыты.
При неисправности одного из проверяемых устройств один
из четырех входов схемы И4 в режиме проверки аппаратуры
остается закрытым и сигнал СП на АПД не выдается.
По окончании контроля исправности аппаратуры (момент
t?) с выхода D1 на АПД выдается сигнал «конец поезда» КП,
по которому передаются общие данные о поездке (количество
64
вагонов, количество перегретых букс и результат автоконт-
роля). По окончании контроля исправности также запускается
схема D2, которая через 2,5 с выдает на устройства аппарату-
ры сигнал начальной установки СНУ. По этому сигналу запре-
щается работа устройств аппаратуры до захода в зону контро-
ля ПОНАБ-3 следующего поезда.
11. УСТРОЙСТВА НАПОЛЬНОГО
ОБОРУДОВАНИЯ ПОНАБ-3
В состав напольного оборудования ПОНАБ-3 (рис. 42) вхо-
дят две напольные камеры 2 и 10, расположенные по двум сторо-
нам колеи, универсальные кабельные муфты 3 и 5, путевая ко-
робка 4, ограждения напольных камер 1 и четыре датчика про-
хода колес 13. Все устройства напольного оборудования уста-
навливаются с учетом требований габарита «С» приближения
строения.
Размещение устройств. Каждая напольная камера устанав-
ливается на специальную металлическую раму 7, которая в
свою очередь крепится к бетонному фундаменту 6. Общая вы-
сота фундамента и установочной рамы составляет около
Рис. 42. Схема размещения напольного оборудования ПОНАБ-3
3—5355
65
800 мм, благодаря чему обеспечивается стабильное положение
напольной камеры относительно рельса и исключаются вибра-
ции ее узлов при проходе поезда по участку контроля.
Установочные размеры напольных камер относительно рель-
сов определяются углом ориентации оптической системы и распо-
ложением контролируемого участка буксового узла по отноше-
нию к элементам пути. Расстояние до зоны контроля составля-
ет 520 мм по высоте от головки рельса и 400 мм в горизонталь-
ной плоскости от внутренней грани головки рельса (точка
настройки оптики). Наилучший обзор выбранного участка конт-
роля обеспечивается при углах ориентирования оптической си-
стемы в горизонтальной плоскости 13° и 34° в вертикальной.
При выборе углов ориентации оптической системы учитывались
требования максимальной защиты оптики от прямого солнечно-
го излучения, исключение попадания в зону обзора нагретых
тормозных колодок и ободов колесных пар, соблюдение габа-
рита приближения строений и др. С учетом этих требований и
конструктивных размеров напольной камеры расстояние от
внутренней грани головки рельса до контрольной точки на
крышке напольной камеры (проекция центра болометра) со-
ставляет 620 мм. Для установки напольных камер по этому
размеру концы шпалы, расположенной между ними, обрезают-
ся под углом 13°, в случае участка с железобетонными шпала-
ми шпала, расположенная между напольными камерами, заме-
няется на деревянную.
Расстояния от напольной камеры до первого по ходу движе-
ния поезда датчика и между первым и вторым датчиками вы-
бираются из условия организации требуемой зоны стробирова-
ния сигналов от букс с целью исключения из контроля посторон-
них нагретых частей подвижного состава. Расчетная точка
встречи оптической оси с контролируемым участком выбирает-
ся на расстоянии 1020 км от контрольной точки напольной ка-
меры и расположена в зоне между первым и вторым датчиками
прохода колес. Расстояние между первым и третьим по ходу
движения поезда датчиками равно 3600 мм. Это обусловлено
необходимостью обеспечения работы схемы распознавания фи-
зических подвижных единиц при проходе по участку контроля.
Для защиты напольных камер от повреждений волочащи-
мися деталями подвижного состава перед каждой камерой ус-
тановлены специальные ограждения, которые крепятся к шпа-
лам 9. На участках с железобетонными шпалами ограждения 12
устанавливаются на двух полушпалах, размещаемых в шпаль-
ных колодцах. При размещении ПОНАБ-3 на однопутных
участках напольные камеры рекомендуется защитить с двух
сторон установкой дополнительного ограждения 11.
Для стока талых и ливневых вод от мест установки наполь-
ных камер в шпальном колодце рекомендуется установить бе-
тонный лоток.
66
Устройства рельсовой
цепи наложения устанав-
ливаются в путевой коро-
бке 4 и соединяются с
рельсами двумя парами
перемычек. Прокладыва-
ются перемычки в верх-
ней части двух соседних
шпал. При монтаже пере-
мычек к дальнему от пу-
тевой коробки рельсу не-
обходимо изолировать те
их части, которые прохо-
дят под подошвой ближ-
него рельса.
Кабели от датчиков
Рис. 43. Датчик прохода колес ПБМ-56
прохода колес заводятся
в две соединительные муфты типа УКМ.-12, к которым подхо-
дят также кабели от путевой коробки. Из путевой коробки сиг-
налы рельсовой цепи и датчиков прохода колес подаются по
кабелю к устройствам постового оборудования 8. Проклады-
вают кабель от напольных камер и путевой коробки на глубине
около 1 м в асбестоцементных или металлических трубах диа-
метром 100 мм. При прокладке кабелей от напольных камер
внутри установочных рам оставляется петля кабеля длиной око-
ло 1 м.
Конструкция и принцип действия устройств. Датчик про-
хода колес типа ПБМ-56, используемый в ПОНАБ-3 (рис.
43), состоит из кронштейна 1, катушки 2, постоянного магнита
3, скобы 6 и соединительного кабеля 8. С помощью кронштей-
на, скобы и гайки 7 датчик крепится к подошве рельса 5. По-
стоянный магнит установлен на кронштейне таким образом, что
его поток замкнут через кронштейн, рельс и воздушный зазор
между головкой рельса и одним из полюсов магнита.
Принцип действия датчика основан на наведении в катуш-
ке э. д. с. индукции за счет изменения величины магнитного по-
тока при проходе гребня колеса 4 в воздушном зазоре. В мо-
мент приближения гребня колеса к зоне действия датчика
магнитный поток в цепи увеличивается и достигает своего мак-
симального значения, когда колесная пара находится над дат-
чиком. При этом в катушке индуктивности наводится колоколо-
образный импульс напряжения. Когда гребень колеса удаляет-
ся из зоны действия датчика, магнитный поток в цепи уменьша-
ется и датчик вырабатывает импульс напряжения обратной
полярности. Амплитуда и длительность выходных сигналов дат-
чика определяются скоростью изменения магнитного потока, т. е.
скоростью движения поезда. Нижний предел скорости движе-
ния поезда, при котором сигналы с датчика превышают уровень
3* 67
наводок и могут управлять работой устройств ПОНАБ-3, со-
ставляет 5 км/ч
Датчик ПБМ-56 может устанавливаться на рельсы типов
Р50, Р65 и Р75. Расстояние от головки рельса до датчика выби-
рается из условия, чтобы при проходе колеса воздушный зазор
между гребнем и магнитом был минимальным, но достаточным
для исключения механического контакта даже при максималь-
но возможном прокате колеса. Для регулировки положения ка-
тушки и магнита относительно головки рельса предусмотрена
возможность перемещения их относительно кронштейна.
В состав напольной камеры аппаратуры ПОНАБ-3вхо-
дят (рис. 44) наружный обогреватель 2, корпус 9, приемная
капсула 10, основание 14 и две опоры 15.
Корпус напольной камеры имеет в верхней части передней
стенки окно для пропускания инфракрасного излучения от букс,
перекрываемое заслонкой при отсутствии поезда в зоне контро-
ля. В окне укреплено обрамление из водоотталкивающего ма-
териала для предотвращения примерзания заслонки к корпусу
камеры. Управление заслонкой осуществляется через тяги от
электромагнита 4. Возвращается заслонка в исходное состоя-
ние после прохода поезда по участку контроля за счет пружи-
ны. На внутренней стороне заслонки установлена на специаль-
ном кронштейне лампа контроля 3.
Рис. 44. Напольная камера ПОНАБ-3
68
В передней части боковых стенок корпуса крепятся два элек-
тронагревательных элемента мощностью по 200 Вт, входящие в
систему термостатирования напольной камеры. В систему тер-
мостатирования входит также термодатчик 5 типа ДТКБ-50 с
пределами регулирования от 10 до 30°С. С целью уменьшения
потерь тепла напольной камеры в зимний период стенки кор-
пуса и верх основания покрыты слоем теплоизоляционного ма-
териала.
Для вентиляции внутренней полости корпуса в летний пе-
риод в верхней части боковых стенок корпуса имеются по че-
тыре аэрационных окна 7 с пылеулавливающими фильтрами.
За счет вентиляции полости корпуса удается избежать выпада-
ния влаги на линзу оптической системы и другие узлы наполь-
ной камеры, а также снизить температуру внутри камеры при
нагреве корпуса за счет солнечной радиации. С этой же целью
в верхней части корпуса установлен теневой щиток 8. В зим-
ний период года аэрационные окна корпуса камеры закрывают-
ся заглушками.
Корпус напольной камеры крепится к основанию шарнир-
ным соединением 12 и специальным замком, расположенным в
передней части корпуса. Шарнирное соединение позволяет от-
крыть напольную камеру без отделения корпуса от основания
или полностью отделить корпус от основания, чем обеспечива-
ется доступ к узлам напольной камеры. Положение корпуса в
закрытом состоянии фиксируется двумя направляющими, рас-
положенными в передней части основания.
Приемная капсула 10 выполнена в виде отдельного съемно-
го узла. Корпус ее состоит из лицевой панели и связанного с
ней кронштейна. На кронштейне установлены платы предвари-
тельного усилителя и источника питания болометра. Все схем-
ные элементы, расположенные на кронштейне внутри капсулы,
закрыты съемным кожухом, который крепится к лицевой пане-
ли через резиновую уплотнительную прокладку.
На лицевой панели приемной капсулы установлены невыпа-
дающие крепежные винты, направляющие стержни и узел креп-
ления болометра 6. С помощью направляющих стержней прием-
ная капсула устанавливается на специальной призме так, чтобы
ось оптической системы болометра была расположена под уг-
лом 34° к плоскости основания. После установки она крепится к
призме двумя винтами.
Приемная капсула с установочной призмой крепится к плат-
форме, которая в свою очередь установлена на четырех аморти-
заторах 11 типа АД-7. Регулируется положение приемной кап-
сулы относительно базовой поверхности основания, а следова-
тельно, и относительно входного окна корпуса за счет смещения
призмы относительно платформы в условиях завода-изготови-
теля. Для выравнивания нагрузки на амортизаторы в задней
части платформы укреплен противовес. Принятые меры по амор-
69
тизации приемной капсулы позволили в значительной степени
снизить уровень вибрации ее узлов при проходе поезда по уча-
стку контроля.
По обеим сторонам приемной капсулы на основании устано-
влены два узла ввода кабелей 16. Конструкция этих узлов пре-
дусматривает крепление разъемов внешних соединений наполь-
ной камеры и уплотнение вводимых в камеру кабелей. Один узел
ввода имеет семиконтактный разъем типа ШР, к которому от
постового оборудования подводится сигнальный кабель 17. От-
ветная часть разъема соединена с кабелем, идущим от прием-
ной капсулы. Соединительный кабель в капсулу вводится че-
рез специальный узел, расположенный на лицевой панели.
Ко второму узлу ввода кабеля от постового оборудования
подходит силовой кабель, по которому подаются питающее нап-
ряжение на нагревательные элементы и сигналы управления ра-
ботой узла заслонки, лампы контроля и др. Соединяется сило-
вой кабель с элементами корпуса напольной камеры с помощью
12-контактного разъема. При необходимости сигнальной и си-
ловой кабели могут быть отделены вместе с разъемами от осно-
вания напольной камеры.
Основание напольной камеры 14 устанавливается на четы-
рех специальных винтах 13, которые крепятся к двум опорам 15
(по два винта на каждой опоре). Поворачивается напольная ка-
мера в горизонтальной плоскости при ориентации оптики в зо-
ну контроля за счет пазов основания, где проходят винты 13.
Регулируется положение камеры в вертикальной плоскости сме-
щением основания на винтах 13. Обе опоры при установке на-
польной камеры скрепляются с металлической установочной
рамой. Для перемещения напольной камеры относительно ус-
тановочной рамы винты могут смещаться вдоль опоры, а в ме-
сте крепления опор к раме предусмотрены пазы.
Наружный обогреватель 2 напольной камеры предназначен
для защиты входного окна от заносов снегом и покрытия его
льдом. Он также предотвращает попадание снега и пыли на
приемную оптику капсул при открытой заслонке напольной ка-
меры. Обогреватель выполнен в виде съемной конструкции и
легко может быть отделен от корпуса напольной камеры. На
боковых стенках его установлены два пластинчатых электриче-
ских нагревательных элемента 1 мощностью по 50 Вт. Соединя-
ются нагревательные элементы с разъемом внешних соединений
камеры через кабель и четырехконтактный разъем, укреплен-
ный на передней стенке камеры. Кожух обогревателя имеет в
верхней части овальное окно для пропускания инфракрасной
энергии от букс на приемную оптику. В нижней части кожуха
наружного обогревателя предусмотрен вырез для стока талой
воды.
На электрической схеме систем термостатирования наполь-
ных камер (рис. 45) напряжение питания нагревательных эле-
70
ментов подается с тран-
сформатора Тр силового
щита. На каждый на-
гревательный элемент ка-
меры Н1 и Н2 (Н7,
Н8 для другой наполь-
ной камеры) с вторич-
ных обмоток трансфор-
матора через предохрани-
тели Пр1 и Пр2 (Пр5,
Прб) и контакты реле Р1
(Р2) подается перемен-
ное напряжение 24В.
Обмотка реле Pl (Р2)
подключена к источнику
питания ±24 В через по-
следовательно соединен-
ные контакты термодат-
чика ДТ1 (ДТ2) и вы-
ключатель Bl (В2). Вы-
ключатель Bl (В2) пред-
назначен для отключения
Напольная
камера правая
НЗ №
Рис. 45. Электрическая схема системы тер-
мостатирования напольных камер
системы термостатирова-
ния на период проведения ремонтно-профилактических работ.
При понижении температуры внутри корпуса напольной ка-
меры ниже значения, установленного регулятором ДТ1 (ДТ2),
контакты термодатчика замыкаются, включается реле Pl (Р2)
и напряжение 24 В с трансформатора подается на нагреватель-
ные элементы. Когда температура внутри напольной камеры до-
стигает установленного на термодатчике значения, контакты
его размыкаются и реле Pl (Р2) отключается. При этом кон-
такты Pl (Р2) размыкаются и прекращается подача напряже-
ния на нагревательные элементы. По мере охлаждения наполь-
ной камеры цикл регулирования температуры повторяется.
Таким образом, при температуре окружающего воздуха ниже
значения, установленного на термодатчике (ниже 25°С), систе-
ма термостатирования поддерживает внутри напольной камеры
постоянное положительное значение температуры. Это улучшает
условия работы узлов напольной камеры и повышает стабиль-
ность характеристик болометра и предварительного усилителя.
Наружные обогреватели напольных камер включаются в ра-
боту при температуре наружного воздуха ниже 5°С. Напряже-
ние питания 24В на нагревательные элементы НЗ—Н6 подается
с вторичных обмоток трансформатора Тр через предохранители
ПрЗ, Пр4.
В качестве рельсовой цепи наложения в аппаратуре
ПОНАБ-3 используется типовая электронная педаль ЭП-1,
разработанная конструкторским бюро Главного управления сиг-
71
Рис. 46. Принципиальная схема электрон-
ной педали ЭП-1
нализации и связи МПС
для аппаратуры автома-
тической переездной сиг-
нализации. Педаль типа
ЭП-1 (рис. 46) представ-
ляет собой генератор и
приемник, которые под-
ключаются к рельсам и
образуют короткую бес-
стыковую рельсовую цепь
тональной частоты.
Генератор электрон-
ной педали состоит из
задающего каскада с са-
мовозбуждением, собран-
ного на транзисторе ТЗ,
и двухтактного усилителя мощности, выполненного на тран-
зисторах Т1 и Т2.
Задающий каскад на транзисторе ТЗ выполнен по схеме с
общим эмиттером и положительной обратной связью для созда-
ния незатухающих колебаний. В коллекторную цепь транзисто-
ра ТЗ включен колебательный контур, состоящий из трансфор-
матора Тр1 и конденсатора С1. Контур настроен на частоту
5000 Гц. Напряжение обратной связи подается на базу транзи-
стора ТЗ через вторичную обмотку трансформатора Тр1. Дели-
тель напряжения, состоящий из резисторов Rl, R2 и терморези-
стора R5, образует источник смещения базы транзистора ТЗ,
чем устанавливается режим работы задающего каскада. Тер-
морезистор R5 выполняет роль компенсирующего элемента и
обеспечивает стабилизацию частоты генератора при изменени-
ях температуры окружающего воздуха. Резистор R3 служит
для создания напряжения смещения на эмиттере транзистора
13.
Генерируемые электрические колебания с вторичных обмо-
ток 5—6 и 7—8 трансформатора Тр1 подаются на вход двухтак-
тного усилителя мощности. Нагрузкой усилителя является вы-
ходной трансформатор Тр2. Напряжение питания усилителя
— 12 В подается через среднюю точку первичной обмотки 1—4
трансформатора Тр2, подключенной к коллекторам транзисто-
ров Т1 и Т2. Первичная обмотка трансформатора зашунтирова-
на конденсатором С6, величина емкости которого выбрана из
соображений настройки цепи в резонанс на частоту 5000 Гц.
Усиленные электрические колебания с вторичной обмотки
5—6 трансформатора Тр2, являющегося одновременно согласу-
ющим с низкоомным сопротивлением рельсовой цепи, через
фильтр, состоящий из дросселя Др1 и конденсатора С2, подают-
ся в рельсовую цепь (к первому и второму рельсам). Фильтр
Др1—С2 настроен на частоту 5 кГц и служит для защиты тран-
72
сформатора Тр2 от токов электротяги и рельсовых цепей авто-
блокировки. Резистор R4 величиной 1 Ом предназначен для ог-
раничения тока короткого замыкания при шунтировании рель-
совой цепи в момент прохода поезда по участку контроля.
Приемник электронной педали состоит из повышающего
трансформатора ТрЗ и выпрямительного моста, собранного на
диодах Д1—Д4. Первичная обмотка 1—2 трансформатора под-
ключается к рельсам через фильтр, состоящий из дросселя Др2
и конденсатора СЗ. Фильтр настроен на частоту генератора и
предназначен для защиты приемника от помех со стороны рель-
совых цепей автоблокировки. Напряжение 5 кГц с вторичной
обмотки трансформатора ТрЗ поступает на выпрямительный
мост и после выпрямления подается к реле. Конденсатор С5
сглаживает пульсации выпрямленного напряжения. Уровень
выходного напряжения приемника регулируется подключением
моста к различным секциям вторичной обмотки трансформато-
ра ТрЗ.
Генератор и приемник ЭП-1 подключаются к рельсам на рас-
стоянии 1 м. Зона действия рельсовой цепи около 50 м. Напря-
жение питания ±12 В. При работе на номинальную нагрузку
(последовательно соединенные индуктивность 0,04 мГ и сопро-
тивление 1,5 Ом) педаль ЭП-1 обеспечивает не менее 0.6 В пои
максимальном потребляемом токе не более 100 мА. Напряже-
ние на выходе приемника педали при нагрузке 3 кОм не менее
10 В.
Генератор и приемник конструктивно выполнены в одном
корпусе. Габаритные размеры ЭП-1 230X100X172 мм.
12. УСТРОЙСТВО КОНТРОЛЯ
ПРОХОДА ПОЕЗДА
Устройство контроля прохода поезда предназначено для уп-
равления работой заслонок напольных камер и программно-
задающего устройства, а также для формирования сигналов
«конец поезда» КП и начальной установки СНУ. В состав уст-
ройства (рис. 47) входит электронная педаль ЭП-1, триггеры
Tl, Т2, усилители У1—УЗ, логические схемы НЕ1, НЕ2, схемы
временных задержек DI, D2 и реле Pl, Р2. Работа схемы пояс-
няется временной диаграммой.
При отсутствии поезда на участке контроля переменное на-
пряжение 5 кГц с выхода генератора Г электронной педали ЭП-1
подается на оба рельса и затем в приемник Пр. Выпрямленное
напряжение с приемника поступает на реле постоянного тока
Р1 типа ИР 1-3000. Контакты 1—3 реле Р1 замыкаются и напря-
жение источника питания — 12 В подается на вход триггера Т1.
Управление работой триггера осуществляется отрицательным
потенциалом, поступающим на базы транзисторов. При отсут-
73
ствии поезда на участке контроля триггер Т1 находится в нуле-
вом состоянии.
Отрицательное напряжение с выхода триггера Т1 через кон-
такты выключателя В1 подается на вход усилителя У2 и транзи-
стор усилителя открыт. При этом на входы усилителя У2 и схе-
мы НЕ1 с выхода У/ поступает нулевой потенциал и транзисто-
ры схем У2 и НЕ1 закрыты. Реле Р2 типа МКУ-48 отключено,
обмотки электромагнитов ЭМ напольных камер обесточены, а
следовательно, заслонки напольных камер закрыты. Триггер Т2
находится в нулевом состоянии и с его выхода на вход усилите-
ля УЗ подается отрицательное напряжение. Транзистор усили-
теля УЗ открыт и сигнал начальной установки СНУ (нулевой
потенциал) поступает на устройства аппаратуры, запрещая их
работу.
При приближении поезда к участку контроля шунтируется
рельсовая цепь и напряжение частоты 5 кГц постепенно снижа-
ется, что приводит к снижению постоянного напряжения на вы-
ходе приемника. В момент времени когда головная часть по-
езда находится за 10—15 м от места подключения ЭП-1, напря-
жение на выходе приемника снижается до величины отпускания
реле Р1 (иОтП и реле отключается. При этом замыкаются кон-
такты 2—3 реле Р1, триггер Т1 переключается в единичное со-
стояние и отрицательное напряжение с входа усилителя У1
снимается. Транзистор усилителя закрывается и отрицательное
напряжение с его выхода подается на усилитель У2 и схему
НЕЕ
Транзистор усилителя У2 открывается и включается реле Р2.
Отрицательное напряжение 24 В подается через контакты Р2 па
электромагниты ЭМ напольных камер и запирающие заслонки
открываются, пропуская инфракрасную энергию от букс к при-
емным капсулам.
Рис. 47. Функциональная схема устройства контроля прохода поезда и вре-
менная диаграмма его работы
74
Одновременно при подаче на вход схемы НЕ1 отрицатель-
ного напряжения на единичный вход триггера Т2 подается нуле-
вой потенциал и триггер опрокидывается, принимая состояние
«1». С входа усилителя УЗ снимается отрицательное напряже-
ние, транзистор усилителя закрывается и прекращается подача
на устройства аппаратуры сигнала СНУ.
По сигналу с НЕ1 схемы задержек времени D1—D2 приво-
дятся в исходное состояние, а на выходе схемы НЕ2 устанавли-
вается отрицательное напряжение. К устройству ПЗУ с выхода
усилителя У1 подается сигнал запрета его работы. На время
прохода поезда по участку контроля состояние схемы не изме-
няется.
При удалении хвостовой части поезда с участка контроля на
30—40 м от напольного оборудования ПОНАБ-3 (момент Z2)
уменьшается шунтирование рельсовой цепи. Напряжение на
выходе приемника достигает значения, достаточного для притя-
гивания реле Р1 (Ипр). Контакты 1—3 реле Р1 замыкаются
и триггер Т1 опрокидывается, принимая состояние «0». На вы-
ходе усилителя У1 устанавливается нулевой потенциал, транзи-
стор усилителя У2 закрывается и реле Р2 отключается. Подача
напряжения на электромагниты напольных камер прекраща-
ется и запирающие заслонки закрываются.
В момент времени t2 с выхода усилителя УЗ к ПЗУ подается
нулевой потенциал и устройство ПЗУ начинает вырабатывать
сигналы для проверки исправности аппаратуры ПОНАБ-3. Од-
новременно по сигналу с У1 запрещается работа схемы форми-
рования сигналов ТП, ТЛ и СВ, а по сигналу с НЕ1 запускает-
ся схема задержки времени D1. По истечении времени (2,5 с)
схема D1 выдает отрицательное напряжение и запускается схе-
ма задержки времени D2 (момент t3). Отрицательное напряже-
ние с выхода схемы D1 подается также к АПД и воспринимает-
ся аппаратурой, как команда «конец поезда» КП.
После передачи с помощью АПД общих данных о поезде
схема задержки времени D2 выдает (момент t4) отрицательное
напряжение на вход схемы НЕ2 (время задержки схемы D2
также равно 2,5 с). На выходе схемы НЕ2 потенциал изменяет-
ся с отрицательного на нулевой и триггер Т2 опрокидывается в
состояние «0». Отрицательное напряжение с выхода Т2 подает-
ся на вход усилителя УЗ, и последний вырабатывает сигнал на-
чальной установки устройств ПОНАБ-3. Состояние схемы до
захода в зону контроля следующего поезда не изменяется.
Для обеспечения возможности имитации прохода поезда по
участку контроля при проведении настройки ПОНАБ-3 установ-
лен переключатель В1. Переключением В1 в положение 2 ими-
тируется заход поезда на участок контроля, а возврат В1 в по-
ложение 1 соответствует моменту удаления поезда с участка
контроля. Для отключения приводов заслонок напольных камер
предусмотрен выключатель В2. Отключение заслонок при про-
75
верке работы ПОНАБ-3 с помощью ПЗУ позволяет имитировать
сигналы от букс включением ламп контроля, расположенных
на заслонках напольных камер. Переключатели В1 и В2 выве-
дены на переднюю панель блока управления.
13. УСТРОЙСТВО ОТМЕТКИ
ПРОХОДА ФИЗИЧЕСКИХ
подвижных ЕДИНИЦ
Устройство предназначено для выработки сигнала отметки
прохода колес вагона или секции локомотива над датчиками
Д1—Д4 независимо от количества осей в подвижной единице
(до 14 осей). Устройство размещается в блоке отметчика ваго-
нов стойки аппаратуры и включает логические схемы НЕ1—
НЕ9 и И1—И5, триггеры Т1—Т5, схемы задержки времени D1—
D2, трехразрядные реверсивные двоичные счетчики СТ1 и СТЗ
и двухразрядный реверсивный двоичный счетчик СТ2 (рис. 48).
Принцип работы устройства основан на определении момен-
Рис. 48. Функциональная схема устройства отметки прохода физических под
76
тов времени, когда в зоне между датчиками Д1 и ДЗ находится
группа осей одной тележки подвижной единицы и когда эта зо-
на освобождается после прохода первой группы осей. Одним из
условий распознавания физических подвижных единиц по это-
му принципу является симметричность расположения групп осей
в каждой подвижной единице, т. е. количество осей в каждой
тележке должно быть одинаковым. Это условие соблюдается
для всех типов грузовых и пассажирских вагонов, для секций
электровозов и тепловозов отечественного подвижного со-
става.
Согласно другому условию максимально возможное рассто-
яние между двумя соседними осями в одной группе осей
подвижных единиц b должно быть меньше минимально возмож-
ного расстояния между крайними внутренними осями с. Макси-
мальное значение расстояния b равно для отечественного под-
вижного состава 3300 мм (локомотивов), а минимальное значе-
ние расстояния с — 3800 мм (двухосный крытый вагон).
Датчики прохода колес Д1 и ДЗ размещаются на расстоя-
нии а, которое меньше минимально возможного расстояния
вижных единиц и временная диаграмма его работы
77
Cmln и больше максимально ВОЗМОЖНОГО расстояния Ьтах под-
вижных единиц, т. е. должно соблюдаться условие
^тах < (I <С f mln •
В аппаратуре ПОНАБ-3 величина расстояния а выбрана
равной 3600 мм. Расстояние d между датчиками Д1, Д2 и ДЗ,
Д4 равно 500 мм. Для работы устройства отметки прохода под-
вижных единиц важным является то, что расстояния между
датчиками Д1—Д2 и ДЗ—Д4 не должно быть больше минималь-
но возможного расстояния между соседними осями подвижных
единиц.
Работа устройства поясняется временной диаграммой.
При проходе колес подвижных единиц над датчиками Д1—
Д4 двухполярные импульсные сигналы с датчиков Д1—Д2 по-
ступают на входы схем НЕ1—НЕ2 первого формирователя сиг-
налов, а с датчиков ДЗ—Д4 — на входы схем НЕЗ—НЕ4 вто-
рого формирователя. Каждый формирователь содержит триггер
(Т1 или Т2) и схему задержки (D1 или D2). Когда колесная па*
ра проходит датчик Д1 (ДЗ), схема НЕ1 (НЕЗ) по отрицатель-
ному сигналу с датчика вырабатывает импульс положительной
полярности, который подается на единичный вход триггера Т1
(Т2). Триггер до этого момента был установлен в состояние «0»
сигналом начальной установки (СНУ), а при поступлении сиг-
нала с выхода схемы НЕ1 (НЕЗ) занял состояние «1» (момент
ii или t2 на временной диаграмме). При этом запускается схема
задержки DI (D2), которая вырабатывает отрицательный им-
пульс длительностью около 5 мс.
При проходе этой же колесной пары над датчиком Д2 (Д4)
положительный импульс с НЕ2 (НЕ4) подается на нулевой вход
триггера Т1(Т2) и триггер опрокидывается в состояние «О».
При проходе других колес над датчиками Д1—Д4 работа схе-
мы повторяется. Таким образом, при проходе каждой колесной
пары над Д1—Д2 на выходе схемы D1 формируется импульс в
момент поступления сигнала сдатчика Д1, а при проходе колес
над ДЗ—Д4 на выходе схемы D2 формируется импульс в мо-
мент поступления сигнала с датчика ДЗ. Такое построение схе-
мы позволяет избежать подачи на вход устройства нескольких
сигналов от датчика при проходе в его зоне одной колесной па-
ры. Когда за счет наводки от импульсов тягового тока в рельсах,
вибраций датчика при проходе колес на выходе его появляются
сигналы помехи, которые по времени отстоят недалеко от сиг-
налов, вырабатываемых датчиком, то триггер Т1 (Т2) опроки-
нется в единичное состояние только один раз, что приведет к по-
даче на устройство с выхода схемы DI (D2) только одного им-
пульса. Если сигналы помех с датчика Д1 (ДЗ) прекращаются
до момента захода колеса в зону действия датчика Д2 (Д4), то
сбоя в работе устройства не произойдет.
78
До момента захода поезда на участок контроля устройство
отметки прохода физических подвижных единиц находится в
исходном состоянии, так как на ряд его элементов подается сиг-
нал СНУ. При этом триггеры ТЗ, Т4, Т5 и двоичные счетчики
СТ1, СТ2, СТЗ установлены в нулевое состояние, счетчики от-
крыты по входам сложения, а логические схемы совпадения на
два входа И1 и И2 открыты по одним входам с нулевых выходов
триггеров ТЗ и Т5 соответственно. Схемы ИЗ—И5 открыты по
всем четырем входам сигналами с выходов счетчиков и схем
НЕ8, НЕ9.
При движении по участку контроля первой четырехосной
подвижной единицы поезда (локомотива) состояние двоичных
разрядов счетчиков после прохода колесных пар над датчиками
Д1 и ДЗ приведено ниже.
Порядковый номер оси
подвижной единицы ..012123434
Номер датчика прохо-
да колес....... 0 1 1 3 3 1 1 3 3
Состояние счетчиков: . .
СТ 1.......ООО 001 010 010 010 001 000 000 000
СТ2 ....... 00 01 10 01 00 00 00 00 00
СТЗ....... 000 000 000 001 010 010 010 001 000
Когда колесная пара проходит датчик Д1, сигнал с выхода схе-
мы задержки времени D1 поступает на вход И1, НЕ8 и счетчик
СТ1, который подсчитывает единицу. С первого разряда счетчи-
ка на вход схемы ИЗ подается нулевой потенциал, закрывающий
ее по одному из входов. На время действия импульса схемы
задержки времени (5 мс) ИЗ дополнительно закрывается и по
входу, подключенному к выходу схемы НЕ8. За счет кратковре-
менного закрытия одного из входов ИЗ, И4 или И5 с выходов
НЕ8 и НЕ9 удается избежать выработки «ложных» сигналов при
неодновременном опрокидывании триггеров счетчиков СТ1—
СТЗ, т. е. когда сигналы разрешения поступают на все входы схе-
мы ИЗ (И4 или И5), а в счетчике СТ1 (СТ2 или СТЗ) хранится
число, отличное от нуля.
Сигнал от прохода первого колеса над датчиком Д1 поступа-
ет на вход схемы И1. Выходной сигнал с И1 подается на единич-
ный вход триггера Т4 и на вход счетчика СТ2. Триггер опроки-
дывается в состояние «1», коммутирует счетчик СТ2 на сложе-
ние и счетчик подсчитывает также один импульс. Схема И4 зак-
рывается по одному из входов со счетчика СТ2 и потенциал на
выходе схемы НЕ6 изменяется с нулевого на отрицательный.
Когда над датчиком Д1 проходит вторая колесная пара под-
вижной единицы, счетчики СТ1 и СТ2 подсчитывают, еще по од-
ному импульсу и хранят число два. Затем колесные пары первой
группы осей проходят над датчиком ДЗ и сигналы со схемы D2
79
подаются на входы И2, НЕ9 и счетчик СТЗ. Счетчик СТЗ вклю-
чен на сложение с триггера Т5 и подсчитывает импульсы при
проходе каждого колеса над датчиком ДЗ. Схема И2 открыта
по одному входу отрицательным напряжением с нулевого выхо-
да Т5. При поступлении на другой вход схемы И2 сигнала с
D2 (момент f2) на ее выходе появляется импульс длительностью
5 мс. По этому импульсу триггер Т4 опрокидывается в состоя-
ние «О», коммутирует счетчик СТ2 на вычитание и происходит
вычитание единицы из числа, хранящегося в счетчике. При про-
ходе второго колеса над датчиком ДЗ счетчик СТЗ подсчитыва-
ет еще единичный импульс, а счетчик СТ2 устанавливается в
нулевое состояние. Таким образом, после прохода над датчика-
ми Д1—ДЗ первой группы осей в счетчиках СТ1 и СТ2 хранит-
ся число осей, прошедших над датчиками Д1 и ДЗ соответствен-
но, а счетчик СТ2 устанавливается в нулевое состояние, когда
последняя колесная пара первой группы осей проходит датчик
ДЗ.
В момент сбрасывания счетчика СТ2 в нулевое состояние (1з
на временной диаграмме) на всех четырех входах схемы И4
появляется отрицательное напряжение и потенциал на выходе
этой схемы изменяется с нулевого на отрицательный, а на вы-
ходе схемы НЕ6 — с отрицательного на нулевой. Этот сигнал
подается на единичные входы триггеров ТЗ и Т5 и триггеры
опрокидываются в состояние «1», переключая счетчики СТ2 и
СТЗ со сложения на вычитание. При этом схемы И1иИ2 закры-
ваются по одним входам с триггеров ТЗ и Т5 и при проходе осей
второй группы над датчиками Д1 и ДЗ импульсы на счетчик
СТ2 не поступают.
При проходе третьего колеса подвижной единицы над дат-
чиком Д1 импульс со схемы D1 поступает на вход счетчика СТ1
и производится вычитание единицы из числа, хранящегося в
счетчике. Затем четвертое колесо проходит над датчиком Д1 и
из счетчика СТ1 вычитается еще единица. В этот момент (/4 на
временной диаграмме) счетчик СТ1 устанавливется в нулевое
состояние и на выходе схемы НЕ5 появляется сигнал, по кото-
рому триггер ТЗ опрокидывается в состояние «О», коммутируя
счетчик СТ1 на сложение и открывая вход схемы И1. С этого
момента сигналы датчика Д1 от прохода первой группы осей
второй подвижной единицы могут поступать на входы счетчиков
СТ1 и СТ2. Такая ситуация возможна в том случае, когда рас-
стояние между крайними осями двух соседних подвижных еди-
ниц меньше расстояния между датчиками Д1 и ДЗ.
Когда третья и четвертая колесные пары подвижной едини-
цы проходят датчик ДЗ, последовательно вычитаются две еди-
ницы из счетчика СТЗ и счетчик сбрасывается в нулевое состоя-
ние момент (5). При этом по сигналу с НЕ7триггер Т5 опроки-
дывается в состояние «О», счетчик СТЗ переключается на сло-
жение и открывается один вход схемы И2. Сигналы с датчика
80
ДЗ от прохода колес второй подвижной единицы поступают на
входы счетчиков СТ2 и СТЗ. Далее работа схемы повто-
ряется.
Таким образом, Ц является моментом прохода четвертой ко-
лесной пары подвижной единицы над датчиком Д1, а £5 — со-
ответственно моментом прохода этой же колесной пары над
датчиком ДЗ. В аппаратуре ПОНАБ-3 выходной сигнал с уст-
ройства отметки прохода подвижных единиц снимается в мо-
мент времени t5, так как к этому времени уже закончена логи-
ческая обработка сигналов от букс третьей и четвертой колес-
ных пар. Выходной сигнал с НЕ7 подается в блок управления,
и по нему формируются импульсы длительностью 16 и 22 мс.
Емкость счетчиков СТ1 и СТЗ выбрана равной трем двоич-
ным разрядам-. Это позволяет накапливать до семи импульсов
от прохода колесных пар одной группы осей, а следовательно,
можно распознавать физические подвижные единицы с числом
осей до 14 (многоосные транспортеры). Емкость счетчика СТ2
выбрана равной двум двоичным разрядам из условия, что меж-
ду датчиками Д1 и ДЗ не может находиться более трех осей
подвижной единицы. В режиме проверки исправности устрой-
ства сигналы от ПЗУ подаются на входы 1—4 схем НЕ1—НЕ4.
По этим сигналам имитируется проход колес четырехосного
вагона над датчиками Д1—Д4. В случае правильного функцио-
нирования устройства с выхода схемы НЕ7 выдается сигнал
отметки прохода контрольного вагона.
14. УСТРОЙСТВА
ПРИЕМОУСИЛИТЕЛЬНОГО
ТРАКТА
Устройства приемоусилительного тракта предназначены для
улавливания инфракрасной энергии излучения корпусов, букс,
преобразования ее в электрические импульсные сигналы и уси-
ления последних до требуемой величины. В состав ПОНАБ-3
включены два приемоусилительных тракта для правой и левой
сторон поезда. Каждый приемоусилительный тракт включает
в себя приемник инфракрасного излучения (иммерсионный тер-
морезисторный болометр типа БП1-2), предварительный и око-
нечный усилители и источник питания болометра. Болометр,
предварительный усилитель и источник питания болометра
размещаются в приемной капсуле напольной камеры, а оконеч-
ный усилитель — в блоке усиления стойки аппаратуры.
Болометр БП1-2 совмещает приемник инфракрасного из-
лучения (терморезисторные элементы) и приемную оптику.
Принцип действия болометра основан на изменении электри-
ческого сопротивления терморезисторного элемента за счет па-
дающего лучистого потока. Конструктивно болометр (рис. 49)
81
состоит из корпуса 2, держателя линзы 3, линзы 5, основания 7,
изоляторов 8, цоколя 9 и выводов 10. Внутри корпуса болометра
размещены основной 4 и компенсационный 6 терморезисторные
элементы.
Линза болометра БП1-2 выполнена из германия, пропуска-
ющего инфракрасное излучение с длиной волны от 1,7 до
15мкм. Линза впаяна в держатель, который крепится к осно-
ванию при помщи тугой посадки. Таким же образом крепится
основание в цоколе. Держатель линзы, основание и цоколь ус-
тановлены в цилиндрическом корпусе из ковара. Наружный
диаметр корпуса 17,6 мм, а длина 28 мм. Торцы держателя лин-
зы и цоколя соединяются с корпусом с помощью сварки,
чем обеспечивается герметичность внутренней полости боло-
метра.
Активный терморезисторный элемент 4 размещается в фо-
кусе линзы, где концентрируется измеряемое излучение, и на-
ходится с ней в оптическом контакте, т. е. осуществлена иммер-
сия чувствительного материала. Компенсационный терморези-
сторный элемент 6 размещается на сапфировой подложке и за-
щищен от инфракрасной радиации алюминиевым экраном. Оба
элемента подключены к выводам серебряной проволокой
диаметром 0,05 мм. Выводы болометра укреплены в цоколе
на изоляторах из специального стекла. Для влагозащиты
стеклянных изоляторов цоколь заливается специальным компа-
ундом 1.
Одним из важных требований к аппаратуре ПОНАБ-3 явля-
ется обеспечение небольшого диаметра поля обзора корпуса
буксового узла с целью исключения приема энергии излучения
от посторонних нагретых предметов во время движения поезда.
В достаточной степени этому тре-
бованию удовлетворяют характери-
стики приемной оптики болометра
БП1-2. Диаграмма направленности
оптики болометра зависит от раз-
меров приемной площади чувстви-
тельности элемента, радиуса линзы
и коэффициента преломления ма-
териала линзы. При выбранных
конструктивных параметрах боло-
метра ширина диаграммы направ-
ленности оптики па уровне 0,5 вы-
ходного сигнала Uc составляет 3°
(рис. 50).
При такой ширине диаграммы
направленности оптики болометра
и выбранных размерах установки
напольных камер относительно
рельсов диаметр поля обзора кор-
82
Рис. 49. Болометр БП1-2
пуса буксового узла в
расчетной точке встречи
составляет приблизитель-
но 80 мм.
Активный и компенса-
ционный терморезистор-
ные элементы болометра
БП1-2 имеют сопротивле-
ние 2,5±0,5 мОм при тем-
пературе окружающего
воздуха 25°С. Темпера-
турный коэффициент со-
противления полупровод-
никового материала ра- рис 5Q Диаграмма направленности боло-
вен 4%/ С, при умень- метра БП1-2
шении температуры ок-
ружающего воздуха сопротивление болометра резко возрастает
и при температуре —20°С достигает 50 мОм. Интегральная
чувствительность болометра определяется по формуле
где Uc — сигнал на выходе болометра, В; ГГэф — полная плот-
ность теплового потока, Вт/см2; F& — площадь приемной по-
верхности чувствительного элемента, см2.
Для болометра БП1-2 значение интегральной чувствитель-
ности задано на уровне 100 В/Вт при температуре окружающего
воздуха 25°С.
Наличие температурной зависимости сопротивления боло-
метра и его интегральной чувствительности привело к необхо-
димости стабилизации температуры внутри напольных камер.
За счет применения системы термостатирования напольных ка-
мер ПОНАБ-3 удалось в значительной степени уменьшить вли-
яние температуры наружного воздуха на характеристики боло-
метра.
При работе аппаратуры обнаружения перегретых букс в
широком диапазоне скоростей движения контролируемых по-
ездов важным параметром приемника инфракрасного излуче-
ния является его постоянная, времени т. Постоянная времени бо-
лометра БП1-2 зависит от теплоемкости и коэффициента тепло-
отдачи чувствительного слоя, определяется его частотной ха-
рактеристикой (рис. 51) и рассчитывается по формуле
1
x~~2nf *
Здесь / — частота, на которой чувствительность болометра со-
ставляет 0,7 его чувствительности на частоте 10 Гц. Постоян-
ная времени болометра БП1-2 находится в пределах 3—5 мс.
Это обеспечивает контроль поездов без искажения амплитуды
83
Рис. 51. Частотная характеристика боло-
метра БП1-2
выходного сигнала боло-
метра до скоростей дви-
жения около 100 км/ч.
С целью расширения ди-
апазона скоростей дви-
жения контролируемых
поездов до 150 км/ч в со-
став оконечных усилите-
лей ПОНАБ-3 включены
специальные корректиру-
ющие цепи.
Усилительный
тракт ПОНАБ-3 пред-
назначен для усиления до
требуемой величины сигналов от букс, поступающих с выхода
болометра БП1-2. Максимальный коэффициент усиления со-
ставляет 1-104. Принцип построения усилительного тракта
определяется характеристиками используемого болометра
БП1-2 и выбранным методом контроля температуры корпусов
букс. Согласно этому методу амплитуда сигнала на выходе
болометра пропорциональна разности температур корпуса
буксы и окружающего воздуха (рамы вагона), а его длитель-
ность зависит от скорости поезда.
Ограничения на выбор принципа построения усилительного
тракта ПОНАБ-3 заключаются в том, что активный и компен-
сационный элементы болометра имеют большой разброс сопро-
тивлений. Сопротивление каждого элемента изменяется от ок-
ружающей температуры. При этом на выходе дифференциаль-
ной измерительной схемы, в которую включается болометр, име-
ется постоянная составляющая напряжения, величина которой
изменяется при колебаниях температуры окружающего воздуха.
Наличие постоянной составляющей и требование большого
коэффициента усиления сигналов с болометра при широком ди-
апазоне изменения их длительности привели к необходимости
разработки для ПОНАБ-3 специального измерительного усили-
теля переменного тока с шириной полосы пропускания от деся-
тых долей герца до сотен герц. Учитывая недостатки усилителей
переменного тока низких частот (наличие конденсаторов боль-
шой емкости в разделительных RC-цепях, возможность пере-
грузки усилителя по входному сигналу и др.), отдельные каска-
ды усилительного тракта ПОНАБ-3 выполнены по схеме с меж-
каскадной связью.
Усилительный тракт ПОНАБ-3 подразделяется на предва-
рительный и оконечный усилители. Необходимость предвари-
тельного усиления вызвана трудностью передачи малых
амплитуд сигналов с высокоомной измерительной схемы боло-
метра по кабелю из-за большого уровня наводок в жилах кабе-
ля на электрифицированных участках железных дорог.
84
На принципиальной схеме предварительного усилителя
(рис. 52) активный Ra и компенсационный RK элементы боло-
метра БП1-2 включены в мостовую измерительную схему сов-
местно с конденсаторами С1 и С2. Питание измерительной схе-
мы осуществляется от источника постоянного напряжения
±130 В через резисторы R1 и R2. С помощью резисторов
Rl, R2 автоматически корректируется чувствительность изме-
рительной схемы при изменении температуры окружающего
воздуха. При увеличении температуры в положительной обла-
сти повышается уровень энергии излучения корпусов букс, а
следовательно, возрастает и сигнал на выходе измерительной
схемы. При уменьшении температуры наружного воздуха в этой
же области наблюдается обратная картина.
В зависимости от величины сопротивления резисторов R1,
R2 измерительной схемы часть питающего напряжения источни-
ка ±130 В падает на них. Когда температура воздуха в наполь-
ной камере выше значения, обеспечиваемого системой термо-
статирования (25—30°С), то сопротивление активного и ком-
пенсационного элементов болометра понижается. При этом
напряжение на резисторах R1 и R2 увеличивается, а на изме-
рительной схеме уменьшается. Это приводит к уменьшению чув-
ствительности измерительной схемы и сигналы от букс на ее
выходе уменьшаются. При уменьшении температуры в наполь-
ной камере напряжение на измерительной схеме повышается.
Это приводит к увеличению ее чувствительности и сигналов от
букс. Таким образом, за счет автоматической коррекции чувст-
вительности измерительной схемы обеспечивается постоянство
Рис. 52. Принципиальная схема предварительного усилителя
85
амплитуд сигналов от букс на выходе болометра при измене-
нии положительной температуры наружного воздуха.
При проходе в зоне обзора оптики болометра корпуса бук-
сового узла энергия инфракрасного излучения воспринимается
активным элементом 7?а и кратковременно нагревает его. Со-
противление Ra уменьшается, нарушается симметрия плеч изме-
рительной схемы, и на выходе последней появляется импульс
напряжения положительной полярности. Этот импульс через
разделительную цепь, состоящую из конденсатора СЗ и резис-
тора R1, подается на вход первого каскада усиления.
Первый каскад усиления предварительного усилителя вы-
полнен на электронной сверхминиатюрной лампе Л типа 6С51Н
с целью обеспечения большого входного сопротивления каска-
да (порядка 10 мОм). Напряжение смещения на катод лампы
подается с делителя, образованного диодом Д1 и резисторами
R4, R5. В цепи анода лампы включен транзистор Т1, служащий
активной нагрузкой. Напряжение смещения базы транзистора
Т1 подается с диода Д1, который совместно с резистором мест-
ной отрицательной обратной связи (ООС) по току R6 определя-
ет режим его работы, а следовательно, и эквивалентное сопро-
тивление анодной нагрузки лампы. Оптимальная нагрузка вы-
бирается из условия обеспечения на аноде лампы напряжения
25,5±0,5 В.
Усиленные отрицательные сигналы снимаются с анода лам-
пы и подаются через конденсатор С4 на вход транзисторного
усилителя с гальваническими связями между каскадами. Транзи-
сторный усилитель выполнен на кремниевых транзисторах и со-
держит четыре каскада усиления. Напряжение питания на пер-
вые два каскада подается с параметрического стабилизатора
напряжения, выпрямленного на диоде Д5 и резисторе R15. На-
пряжение смещения на базу транзистора Т2 подается с делите-
ля R7—R9, подключенного к параметрическому термокомпен-
сированному стабилизатору на диодах Д2—Д4 и резисторах
R10 и R14.
Переменным резистором R8 устанавливается исходный режим
работы транзисторного усилителя. Напряжение смещения на
базы транзисторов Т5, Тб выходного каскада подается с делите-
ля на диодах Д7, Д8 и резисторе R20, включенных в коллектор-
ную цепь транзистора Т4.
Для стабилизации исходного режима усилителя по постоян-
ному току сигнал общей отрицательной обратной связи снима-
ется с коллекторной нагрузки Т4 и подается через резистор R17
в цепь эмиттера транзистора Т2. За счет общей ООС удается
также повысить входное сопротивление транзисторного усили-
теля. Каскад усиления на транзисторе Т4 охвачен местной ООС
по переменному току (конденсатор С5). Это позволяет ограни-
чить сверху полосу пропускания усилителя и избежать прохож-
дения высокочастотных помех на оконечный усилитель.
86
Выходной каскад усилителя собран по схеме составного
эмиттерного повторителя на транзисторах Т5, Тб и обладает
достаточно низким выходным сопротивлением. Отрицательный
выходной сигнал с этого каскада подается на вход оконечного
усилителя. При установке исходного режима транзисторного
усилителя постоянное напряжение на выходе каскада равно
15±0,5 В. Величина его контролируется в процессе эксплуата-
ции аппаратуры.
Коэффициент усиления предварительного усилителя около
500. При средней величине амплитуды сигналов с болометра
около 1 мВ сигналы на выходе его имеют амплитуду около
0,5 В. Динамический диапазон предварительного усилителя
достаточен для линейной передачи сигналов от букс, темпера-
тура корпусов которых превышает температуру окружающего
воздуха на 50—60°С.
Принципиальная схема оконечного усилителя (рис. 53) со-
держит четыре каскада усиления на транзисторах Т5—Т8. На
транзисторах Т1—Т4 собран синхронный фиксатор уровня,
который предназначен для установки входного потенциала уси-
лителя на нулевой уровень. Фиксатор уровня содержит двухпо-
лярный ключ на транзисторах ТЗ и Т4 и схему управления клю-
чом на транзисторах Т1—Т2 и стабилитронах ДЗ—Д4. В исход-
ном состоянии транзисторы ключа открыты, вход усилителя за-
корочен и конденсатор С1 разряжен. При поступлении на вход
конденсатора С1 сигнала с предварительного усилителя однов-
ременно на вход диода Д1 или Д2 подается отрицательный
Рис. 53. Принципиальная схема оконечного усилителя
87
стробирующий импульс от устройства управления памятью
УУ/7. Транзисторы ключа закрываются и сигнал от буксы вы-
деляется на входном резисторе R7. После прохождения колес-
ной пары между датчиками Д1—Д2 вход усилителя снова за-
корачивается. Выключателем В2 отключается фиксатор уровня
при настройке аппаратуры.
Сигналы от букс с переменного резистора R7 подаются на
делитель R6, R21—R27 и далее на вход первого каскада усили-
теля. Переменным резистором R7 плавно регулируется сигнал
от нуля до максимального значения. Ступенчатым делителем
R21—R27 и галетным переключателем В1 «Усиление» дискрет-
но регулируется входной сигнал при цене одной ступени
около 5%.
Напряжение смещения на транзистор Т5 подается с делите-
лей R8, Rll, R12 и стабилитрона Д8. Исходный режим усили-
теля по постоянному току (нулевое напряжение на базе Т8) ус-
танавливается с помощью переменного резистора R12. Транзи-
стор Тб включен по схеме с общим коллектором и является
согласующим между первым и третьим каскадами уси-
лителя.
Транзистор третьего каскада Т7 включен по схеме с общим
эмиттером и сигнал с его коллекторной нагрузки подается на
базу выходного транзистора и в цепи местной и общей ООС.
Сигнал местной ООС по переменному току подается через кон-
денсатор С6 на базу транзистора Т7. За счет этой обратной свя-
зи ограничивается сверху полоса пропускания усилителя.
Сигнал общей ООС по постоянному току подается через
R10 и R15 в цепь эмиттера ТЗ. Между резисторами RIO, R15
и общим проводом включено частотнозависимое звено (резис-
тор R14 и конденсатор С5). Параметры частотнозависимого
звена выбраны такими, что в области высоких частот общая
ООС уменьшается и коэффициент передачи усилителя возрас-
тает. За счет этого компенсируется уменьшение сигнала на вы-
ходе болометра при увеличении скорости движения поезда свы-
ше 100 км/ч.
Выходной каскад усилителя на транзисторе Т8 усиливает
сигналы по току. С выхода его сигналы отрицательной поляр-
ности подаются на устройство логической обработки сигналов
УЛОС. Питание оконечного усилителя осуществляется от
двух источников напряжения 4-30 В и —24 В. Его максималь-
ный коэффициент усиления по напряжению около 20. Сигналы
от нормально нагретых букс поезда составляют на выходе уси-
лителя 3—4 В.
Схема питания болометра (рис. 54) преобразует постоянное
напряжение источника питания —6,3 В в постоянное напряже-
ние ±130 В. В качестве преобразователя используется двух-
тактный автогенератор с трансформаторной обратной связью,
выполненный на транзисторах Т1—Т2 типа П609А и транс-
88
форматоре Тр торои-
дального типа с ленточ-
ным сердечником из
сплава НП50. Напря-
жение смещения на базы
транзисторов задается с
делителя R1 и R2, чем
обеспечивается автомати-
ческий запуск автогенера-
тора.
Частота колебаний
автогенератора 4 кГц.
Переменное напряже-
ние с двух вторичных об-
моток трансформатора Тр
подается на два двухпо-
лупериодных выпрями-
тельных моста на диодах
Д1—Д4 и Д5—Д9. Вы-
прямленное напряжение
65 В с каждого моста подается относительно общего провода
на измерительную схему болометра. Полное выходное напря-
жение схемы 130 В. Пульсации выходного напряжения сглажи-
ваются конденсаторами С1 и С2 измерительной схемы.
15. УСТРОЙСТВА ЛОГИЧЕСКОЙ
ОБРАБОТКИ СИГНАЛОВ
В аппаратуре ПОНАБ-3 сигналы от перегретых (аварий-
ных) букс автоматически распознаются устройствами логичес-
кой обработки по двум признакам: амплитуде сигнала и отно-
шению амплитуд сигналов от двух соседних букс одной стороны
поезда. В области больших значений амплитуд сигналов от
букс, когда температура шейки оси велика, устройство выраба-
тывает сигнал «тревоги» при превышении амплитуды любого
сигнала от буксы установленного порогового значения. Когда
по амплитуде сигнала нельзя судить о температуре шейки оси,
устройство распознает сигналы от перегретых букс по величине
отношения амплитуд двух сигналов от соседних букс одной
стороны поезда, т. е. по величине отклонения сигнала от уста-
новленной нормы.
Сигнал тревоги устройство вырабатывает тогда, когда отно-
шение амплитуд двух сравниваемых сигналов превышает задан-
ное пороговое значение. Причем по мере увеличения амплитуды
одного из сравниваемых сигналов, т. е. по мере приближения к
области больших сигналов, сигнал тревоги вырабатывается уст-
ройством логической обработки при все меньших значениях от-
89
Рис. 55. Схема устройства логической обработки сигналов
ношения их амплитуд. За счет этого снижается вероятность
пропуска перегретой буксы при близких значениях амплитуд
двух сравниваемых сигналов.
В состав устройства логической обработки сигналов (рис.
55) входят: устройство управления памятью, выполненное на
логических элементах НЕ1—НЕ5, И1, И2, триггерах Т1—Т5,
временной задержке D1, усилителях У1—УЗ и эмиттерном пов-
90
торителе ЭП; две ячейки памяти, выполненные на транзисторах
Tl, Т2 и конденсаторах Cl, С2; устройство логического сравне-
ния сигналов на транзисторах ТЗ—Т7; пороговое устройство,
выполненное на элементе НЕ6, схеме-задержки D2 и релейном
элементе ST; формирователь опорного сигнала на транзисто-
ре Т8.
Устройство управления памятью предназначено для выра-
ботки командных импульсов по сигналам с датчиков Д1, Д2 в
момент проследования поезда по участку контроля и по сигна-
лам с ПЗУ в момент проверки исправности работы аппаратуры.
Командные импульсы подаются с устройства на ячейки запоми-
нания сигналов от букс правой и левой сторон поезда. Ячейки
памяти, устройства логического сравнения, формирователи
опорного сигнала и пороговые устройства выполнены отдельно
для правой и левой сторон поезда (на рисунке показаны эти
устройства только для одной стороны). Устройство управления
памятью и пороговое размещены в блоке управления стойки ап-
паратуры, а ячейки памяти, формирователи опорного сигнала
и устройства логического сравнения — в блоках усиления этой
же стойки.
Работа устройства поясняется временной диаграммой (рис.
56). До захода поезда в зону контроля триггеры Т1—Т5 уста-
новлены в нулевое состояние сигналом начальной установки
СНУ. С заходом поезда на участок контроля сигнал СНУ сни-
мается с триггеров и импульсы от датчиков Д1 и Д2 поступают
при проходе колес над ними на входы схем НЕ1 и НЕ2. С выхо-
дов НЕ1 и НЕ2 сигналы положительной полярности подаются
на нулевой и единичный входы триггера Т1. Когда первая колес-
ная пара подвижной единицы проходит над датчиком Д1, триг-
гер Т1 опрокидывается в состояние «1». Когда эта же колесная
пара проходит над датчиком Д2, триггер Т1 возвращается в со-
стояние «О» и сигналом с его выхода триггер Т2 опрокидывает-
ся в состояние «1». При проходе второго колеса над датчиками
Д1, Д2 триггер Т1 опять опрокинется в единичное состояние и
возвратится в нулевое, а триггер Т2 — в состояние «О». Таким
образом, после прохода каждых двух колес над датчиками Д1,
Д2 схема на триггерах Tl, Т2 приходит в исходное состояние.
Импульсы с единичного выхода триггера Т1 подаются на
одни входы трехвходовых схем И1 и И2 ина вход трехразрядно-
го двоичного счетчика, выполненного на триггерах ТЗ—Т5. Им-
пульсы с единичного выхода триггера Т2 подаются на вход И1,
а с нулевого выхода — на входы И2 и НЕЗ.
С помощью схемы на триггерах ТЗ—Т5 формируется сигнал
запрета на выработку импульсов управления при проходе в зо-
не датчиков Д1, Д2 первых четырех осей локомотива (1 вагон).
Это связано с тем, что при открытии заслонок напольных камер
в момент захода в зону контроля локомотива на выходе уси-
лителя возникает сигнал рабочей полярности за счет переход-
91
1 Вагон
I Вагон
Рис. 56. Временная диаграмма работы устройства логической обработки
сигналов
ного процесса в приемоусилительном тракте, который может
привести к выработке сигнала «ложной тревоги». Поэтому сиг-
нал разрешения на входы И1—И2 (отрицательное напряжение)
подается с единичного выхода триггера Т5 только после прохода
первых четырех колес над датчиками Д1, Д2, т. е. после поступ-
ления на счетный вход триггера ТЗ четырех импульсов от Т1.
Когда схемы И1, И2 закрыты, то с их выходов на схемы НЕ4
и НЕ5 подается нулевой потенциал, а с выходов последних на
входы усилителей У2 и УЗ поступает отрицательный потенциал.
Транзисторы усилителей У2 и УЗ открыты и входы транзисто-
ров Т1 и Т2 (ячейки памяти) шунтируются для сигналов отри-
цательной полярности через диоды Д1 и Д4, подключенные к
коллекторам транзисторов усилителей. Поэтому сигналы от
букс первых четырех осей локомотива, подаваемые с выхода
оконечного усилителя У через диод Д2 и резисторы R2 и R27 на
входы транзисторов Т1 и Т2, ячейками памяти не воспринима-
ются.
При проходе над датчиком Д1 первого колеса второй под-
вижной единицы (или пятого колеса первой подвижной единицы,
если число осей ее более четырех) с единичного выхода триггера
Т1 на входы схем И1, И2 подается отрицательный потенциал.
92
Так как триггер Т2 в этот момент находится в состоянии «О»,
то отрицательный потенциал с его нулевого выхода подается на
вход схемы И2, а нулевой потенциал с единичного выхода — на
вход И1. Схема совпадения И2 открывается по всем трем вхо-
дам и на ее выходе появляется отрицательный потенциал, за-
крывающий транзистор усилителя УЗ. При этом запирается ди-
од Д1, а Д4 остается открытым, так как закрыта по одному вхо-
ду схема И1.
При проходе колесной пары от датчика Д1 до Д2 сигнал от
буксы (отрицательной полярности) с выхода оконечного усили-
теля У через диод Д2 и резистор R27 подается на вход эмиттер-
ного повторителя на транзисторе Т2. Вместе с сигналом от бук-
сы на вход Т2 подается опорный сигнал с формирователя на
транзисторе Т8. На базу Т8 поступает отрицательное напряже-
ние с делителя R28, R30 и с его эмиттерной нагрузки R31 сни-
мается постоянное напряжение, величина которого регулирует-
ся переменным резистором R30. Уровень опорного сигнала вы-
бирается близким к среднему значению сигналов от нормально
работающих букс поезда (2,7—2,8 В). Когда сигнал от буксы
с выхода усилителя У меньше опорного сигнала, то на вход
транзистора Т2 подается только опорный сигнал.
Коэффициент передачи эмиттерного повторителя на транзи-
сторе Т2 близок к единице, и поэтому опорный сигнал и сигнал
от буксы выделяются на резисторе R35 с амплитудой, близкой
к поступившей на вход. При этом конденсатор памяти С2 заря-
жается по цепи: общий провод, диод Д9, конденсатор С2, диод
Д8, транзистор Т2, резистор R36, источник —24 В до напряже-
ния, выделяемого на резисторе R35. Постоянная времени цепи
заряда конденсатора составляет не более 0,5 мс. Это значитель-
но меньше длительности сигнала от буксы при максимальных
скоростях движения поезда, и поэтому С2 заряжается до амп-
литудного значения поступающего импульса. После заряда кон-
денсатора потенциал на его обкладках сохраняется длительное
время, так как обратное сопротивление диода Д8 значительно
(более 200 мОм), а диоды Д5 и Д6 заперты отрицательным на-
пряжением, подаваемым с выхода усилителя У1.
При проходе первого колеса над датчиком Д2 триггер Т1 оп-
рокидывается в «0», а триггер Т2 — в «1». Схема совпадения
И2 закрывается по двум входам, а схема И1 открывается по
входу с триггера Т2. При этом транзистор усилителя УЗ откры-
вается и вход транзистора Т2 шунтируется. Такое состояние
схемы сохраняется до захода второго колеса на датчик Д1. Ес-
ли до этого момента с выхода оконечного усилителя У поступа-
ют сигналы от нагретых посторонних предметов подвижного
состава, то они не воспринимаются ячейками памяти, так как
входы последних закрыты. Этим достигается стробирование сиг-
налов от букс в узкой зоне контроля (около 500 мм) и повыше-
ние помехозащищенности аппаратуры.
93
Когда второе колесо проходит над датчиком Д1, триггер Т1
опрокидывается в «1» и открывается по всем трем входам схе-
ма И1. Транзистор усилителя УЗ закрывается, запирается отри-
цательным напряжением с выхода усилителя УЗ диод Д4 и сиг-
нал от буксы второй колесной пары совместно с опорным
сигналом Uon подается на вход второй ячейки памяти на тран-
зисторе Т1. Как и в предыдущем случае, сигнал от буксы или
только опорный сигнал выделяется на резисторе R4 и конденса-
тор С1 заряжается до амплитудного значения сигнала по цепи:
хранится значение амплитуд сигналов от двух букс.
При проходе второго колеса над датчиком Д2 триггер Т1
опрокидывается в «О», схема И1 и вход ячейки памяти на тран-
зисторе Т1 закрываются. Таким образом, после прохода двух
колес в зоне между датчиками Д1—Д2 в двух ячейках памяти
хранится значение амплитуд сигналов от двух букс.
В момент опрокидывания триггера Т1 в «О» триггер Т2 так-
же переводится в «О» и отрицательное напряжение с его выхода
подается на схему НЕЗ. При этом запускается задержка време-
ни D1 и сигнал с ее выхода длительностью 20 мс подается через
согласующий эмиттерный повторитель на усилитель У1. Тран-
зистор усилителя открывается, диоды Д5 и Д6 подключаются
через переход эмиттер—коллектор транзистора к общему прово-
ду. В этот момент начинается разряд конденсаторов памяти
Cl, С2 через резисторы R5, R34: общий провод, переход коллек-
тор—эмиттер усилителя У1, диоды Д5, Д6. Постоянная времени
цепи разряда составляет около 3 мс. На резисторах R5 и R34
при разряде конденсаторов выделяются импульсы положитель-
ной полярности с амплитудами, равными амплитудам сигналов
от букс, которые запоминались в ячейках памяти (Гн2 и Гн4).
Импульсы с резисторов R5 и R34 подаются на схему логичес-
кого сравнения.
Схема логического сравнения решает задачу определения от-
ношения амплитуд двух сравниваемых сигналов методом неяв-
ного деления. Решающая часть схемы состоит из диодов ДЮ,
Д11, Д13 и Д14, резисторов R6, Rl 1, R19—26, R32 и R33 и усили-
теля на транзисторах ТЗ—Т4. Сравниваемые сигналы от букс
с резисторов R5 и R34 подаются на диоды ДЮ и Д11 и Д13, Д14.
На диодах Д13, Д14 и резисторе R6 собрана схема выделения
большего из сравниваемых сигналов, который через раздели-
тельный конденсатор СЗ подается на вход усилителя. На кол-
лекторной нагрузке первого каскада усилителя (резистор R9}
выделяется сигнал отрицательной полярности, который подает-
ся на вход второго каскада, собранного по схеме эмиттерного
повторителя на транзисторе Т4. С выхода эмиттерного повтори-
теля отрицательный сигнал через резистор R11 и делитель на
резисторах R19—R26 подается на вход первого каскада усили-
теля на транзисторах Т5—Т7. Одновременно на этот же вход
94
усилителя через ДЮ, Д11 и резисторы R32 и R33 подаются оба
сравниваемых сигнала от букс положительной полярности.
На входе транзистора 7’5 происходит алгебраическое сложе-
ние трех одновременно поступивших сигналов: +С^шп»
-~СЛпах(1 + —)• Здесь Птах— напряжение сигнала от буксы
большей амплитуды; Umm — напряжение сигнала от буксы мень-
шей амплитуды; (1-f-—)—коэффициент передачи усилителя
на транзисторах ТЗ, Т4 делителя Rll, R19—R26.
Параметр п устанавливается большим единицы и может ре-
гулироваться переменным резистором R11 и переключением
делителя R19—R26 (делитель «отношение»). Результирующее
напряжение на входе транзистора Т5 определяется выражением
= — и щах 1 4~ — j ~h U max + U min •
При значении = п напряжение с/ 2;
при <Сп напряжение и 2 положительной полярности;
при >/2 напряжение U% отрицательной полярности.
Положительные сигналы на входе транзистора Т5 шунтиру-
ются диодом Д18, а отрицательные усиливаются усилителем на
транзисторах Т5—Т7 и с выхода усилителя через переменный
резистор R18 подаются на пороговое устройство (элемент PS).
При настройке устройства логического сравнения параметр
п устанавливают с помощью переменного резистора R11 рав-
ным 1,5 при таком же отношении амплитуд входных сигналов
(Птах = 9 В; Пт in = 6 В). Контроль настройки требуемого значе-
ния параметра п производится по величине сигнала Па на вхо-
де транзистора Т5. При п= 1,5 величина сигнала П2=0.
Когда устройством сравниваются амплитуды двух сигналов
от букс с отношением более 1,5, то отрицательный сигнал усили-
вается усилителем на транзисторах Т5—Т7. С выхода уси-
лителя сигнал поступает через резистор R18 на релейный эле-
мент с порогом срабатывания 4 В. Амплитуда сигнала на выхо-
де усилителя тем больше, чем больше отношение амплитуд
двух сравниваемых сигналов. С помощью переменного рези-
стора R18 выбирают такое значение коэффициента передачи
усилителя на транзисторах Т5—Т7, при котором сигнал на вы-
ходе усилителя превышает пороговое значение релейного эле-
мента (4 В) при заданном значении отношения.
Для аппаратуры ПОНАБ-3 рабочее значение отношения ам-
плитуд двух сравниваемых сигналов может выбираться (в точке
настройки) в пределах 2,4—3,4 с шагом 0,1 (рис. 57). Характе-
ристика 7 соответствует настройке отношения 3,2, а характери-
95
Рис. 57. Выходные характеристики устрой-
ства логического сравнения сигналов при
опорном напряжении 2,7 В
стики 2 и 3 — соответст-
венно настройке «отноше-
ния» 3,0 и 2,8. Следова-
тельно, когда сравнива-
ются два сигнала от букс
Umax И t/min И ИХ отноше-
ние находится в зоне пе-
регретых букс П, то по
сигналу с выхода усили-
теля на транзисторах
Т5—Т7 релейный элемент
вырабатывает импульс,
по которому осуществля-
ется запуск одновибра-
тора, собранного на схе-
мах НЕ6 и D2. Одновиб-
ратор формирует импульс
(сигнал тревоги) дли-
тельностью около 10 мс, который подается на выход устройства.
Если при сравнении сигналов от двух букс отношение их ам-
плитуд находится в зоне нормально нагретых букс Н, то сиг-
нал тревоги не вырабатывается.
Когда амплитуда одного из сравниваемых сигналов дости-
гает значения 11 В, то напряжение на резисторе R8 превышает
уровень пробоя стабилитрона Д16. Резко увеличивается коэф-
фициент усиления каскада на транзисторе ТЗ, что в свою оче-
редь приводит к увеличению сигнала на выходе транзистора
Т7 и к выработке сигнала тревоги. Таким образом, при установ-
ке переключателем В конкретного значения «отношения» (нап-
ример, 2,9) в области амплитуд сигналов /7тах от 8,7 В до 11 В
сигнал тревоги вырабатывается в зависимости от значения
СЛп1п, а при Umax, равном 11 В, сигнал тревоги вырабатывается
вне зависимости от значения CTmin.
Сравнение сигналов от букс при проходе каждых последу-
ющих двух колесных пар в зоне между датчиками Д1, Д2 про-
исходит аналогично. При проверке работы устройства логичес-
кой обработки сигналов в режиме автоконтроля сигналы с ПЗУ
подаются на схемы НЕ1 и НЕ2 по программе прохода колесных
пар четырехосного вагона над датчиками Д1 и Д2. Схема рабо-
тает, как и в случае обработки сигналов от букс, а сигнал, по-
ступающий с выхода оконечного усилителя У на вход ячеек па-
мяти, имеет амплитуду более 11 В (сигнал болометром воспри-
нимается от лампы контроля на заслонке напольной камеры).
Устройство логического сравнения вырабатывает в этом случае
сигнал тревоги, который снимается с выхода схемы D2.
При формировании контрольных проверочных сигналов в
момент удаления поезда с участка контроля по сигналу с уст-
ройства УДПП, поступающему через схему НЕ1, запускается
96
ПЗУ (рис. 58). Сигналы с выхода ПЗУ подаются к блоку от-
метки вагонов БОВ, к устройству логической обработки сигна-
лов УЛОС (сигналы, имитирующие проход колес над датчи-
ками Д1-Д4) и к усилителям У1 и У2. В моменты имитации
прохода колес от датчика Д1 до датчика Д2 на усилители У1
и У2 поочередно подаются отрицательные сигналы длитель-
ностью около 30 мс, транзисторы усилителей открываются и
лампы Л1, Л2 кратковременно загораются. Энергия излучения
ламп контроля воспринимается болометрами, преобразуется в
электрические сигналы и последние после усиления поступают
с выходов оконечных усилителей на входы устройств логиче-
ской обработки сигналов.
В режиме настройки «отношения» устройств логической об-
работки сигналов переключатели В1 и В2 устанавливаются в
положение, при котором сигналы, имитирующие перегретые
буксы, подаются на входы схем на транзисторах Т1 и Т2. По
входным импульсам с ПЗУ, запускаемого в режиме настройки
от кнопки Кн, схемы на транзисторах Т1 и Т2 вырабатывают
импульсные сигналы. Амплитуда их регулируется переменными
резисторами R3 и R7. Через диоды Д1, Д2 и переключатель ВЗ
импульсные сигналы подаются к ячейкам памяти устройств
логической обработки сигналов правой и левой сторон поезда.
При поступлении с ПЗУ на входы схем НЕ1 и НЕ2 (см.
рис. 55) сигналов, имитирующих проход двух колес над датчи-
ками Д1 и Д2, на входы ячеек памяти от ПЗУ подаются два
импульсных сигнала с выходов схемы формирования (транзи-
Рис. 58. Схема формирования проверочных сигналов
4—5355
97
сторы Т1 и Т2). Первый сигнал запоминается в ячейке памяти
на транзисторе Т2, а второй — в ячейке памяти на транзисторе
Т1. Затем производится их логическое сравнение, как и в слу-
чае, когда на входы ячеек памяти поступали сигналы от букс,
а на входы схем НЕ1, НЕ2 — сигналы с датчиков Д1, Д2.
16. УСТРОЙСТВО
ФОРМИРОВАНИЯ СИГНАЛОВ
НА АПД
Устройство предназначено для накопления информации о
перегретых буксах в пределах одной физической подвижной
единицы и формирования управляющих сигналов для аппара-
туры передачи данных. Устройство размещается в блоке уп-
равления стойки аппаратуры и состоит (рис. 59) из триггеров
памяти TI, Т2, логических схем совпадения на три входа
И1, ИЗ и на четыре входа И4, схем временных задержек
D1 и D2, усилителей У1, У4, триггера ТЗ и контрольных ламп
Л1-ЛЗ.
В исходном состоянии с устройства У КПП подается отри-
цательное напряжение на усилитель У4 и схему И4. Схема И4
открыта по одному входу, а схемы И1—ИЗ закрыты по одним
входам нулевым потенциалом, подаваемым с выхода усили-
теля У4. Триггеры Т1—ТЗ установлены в исходное (нулевое)
состояние сигналом СНУ (на схеме цепи установки триггеров
TI, Т2 не показаны). На входы усилителей У1—УЗ подается
Рис. 59. Устройство формирования сигналов на АПД и временная диаграм-
ма его работы
УКН11 - № - иппп —
Улик TI — L L
—
УЛОС L L
1 L гпп — —
DUD —
DI 22MC
DZ 16MC zr
ИЗ и? П _r
vic Ml —
VI1 LIU
пт T2
1 0 PHU — —
V*7 J ti *2 *3 tlf. tr
98
нулевой потенциал, транзисторы усилителен закрыты и лампы
Л1—ЛЗ не горят.
С заходом поезда в зону контроля аппаратуры (момент
от устройства УКПП подается нулевой потенциал на входы
И4 и У4. Схема И4 закрывается по одному входу до момента
удаления поезда с участка контроля (момент t3), а схемы сов-
падения И1—ИЗ открываются по одним входам отрицатель-
ным напряжением с усилителя У4 до того же момента времени
/3. Таким образом устройство подготовлено для приема сигна-
лов от УЛОС и БОВ.
Когда аппаратура ПОНАБ-3 контролирует буксы первой
или очередной физической подвижной единицы и при сравне-
нии сигналов от двух букс вырабатывается сигнал тревоги, то
с выхода порогового устройства УЛОС правой (левой) сторо-
ны поезда на единичный вход триггера Т1(Т2) подается отри-
цательный импульс. По заднему фронту этого импульса триг-
гер Т1(Т2) опрокидывается в состояние «1» и отрицательный
потенциал с единичного выхода триггера подается на один из
входов схемы И1(И2). Если при сравнении УЛОС сигналов
от остальных букс этой подвижной единицы вырабатывается
сигнал тревоги, то он поступает на единичный вход триггера
Т1(Т2), подтверждая его состояние «1».
Когда физическая подвижная единица прошла по участку
контроля и ее последняя колесная пара проходит датчик ДЗ,
то с выхода БОВ на входы схем временных задержек D1 и
D2 подается сигнал отметки (нулевой потенциал). По этому
сигналу (момент схема D1 вырабатывает отрицательный
импульс длительностью 22 мс, который подается на входы
схем совпадения И1—ИЗ и нулевые входы триггеров памяти
Tl, Т2. Схема D2 вырабатывает отрицательный импульс дли-
тельностью 16 мс, который поступает только на один
вход ИЗ.
При подаче на вход схемы совпадения И1(И2) отрицатель-
ного импульса с D1 имеет место совпадение трех отрицатель-
ных сигналов. С выхода ее снимается отрицательный импульс,
длительность которого определяется длительностью самого ко-
роткого входного импульса, т. е. импульса схемы DI. С выхо-
дов схем И1, И2 импульсы тревоги правой или левой сторон
поезда (7’77 или ТЛ) подаются на вход аппаратуры передачи
данных.
На трех входах схемы ИЗ также имеется совпадение трех
отрицательных сигналов и схема вырабатывает выходной им-
пульс отрицательной полярности (счет вагонов СВ), длитель-
ность которого определяется длительностью импульса схемы
D2 и равна 16 мс.
По заднему фронту импульса с D1 триггеры Т1 и Т2 опро-
кидываются в нулевое состояние и схема готова для приема
сигналов от УЛОС и БОВ следующей подвижной единицы. На
4* 99
период включения триггеров Tl, Т2 в состояние «1» и на время
подачи сигнала с БОВ открываются транзисторы усилителей
У/—УЗ и кратковременно загораются лампы контроля Л1—ЛЗ.
Лампы расположены на лицевой панели блока управления и
обеспечивают индикацию наличия сигналов ТП, ТЛ и СВ в
режиме настройки аппаратуры и в рабочем режиме.
В момент удаления хвостовой части поезда с участка конт-
роля (момент t3) с устройства У КПП подается отрицательный
потенциал на входы схемы совпадения И4 и усилителя У4.
Схема совпадения И4 открывается по этому входу, а схемы
совпадения И1—ИЗ закрываются по одним входам нулевым
потенциалом с выхода усилителя У4. При автоматической про-
верке исправности устройств аппаратуры по сигналам с ПЗУ
устройства УЛОС правой и левой сторон поезда вырабатыва-
ют сигналы тревоги, а с выхода БОВ (момент Ц) поступает
сигнал отметки прохода контрольного четырехосного вагона.
Триггеры Т1, Т2 опрокидываются в состояние «I» и на всех
четырех входах схемы И4 имеет место совпадение отрицатель-
ных потенциалов. На выходе И4 появляется отрицательный
импульс длительностью 22 мс. Последний подается на единич-
ный вход триггера ТЗ, который по заднему фронту этого им-
пульса опрокидывается в «1». При этом с единичного выхода
на АПД выдается сигнал исправности устройств аппаратуры
СИ (отрицательный потенциал). Если одно из проверяемых
устройств не работает, то отсутствует один из сигналов с
УЛОС или сигнал с БОВ и совпадения четырех потенциалов
на входе И4 не будет. Триггер ТЗ остается в нулевом состоя-
нии, что воспринимается АПД как сигнал неисправности уст-
ройств аппаратуры СН (отрицательный потенциал на нулевом
выходе триггера ТЗ).
Триггеры Т1 и Т2 возвращаются в состояние «О» по задне-
му фронту импульса схемы D1, а триггер ТЗ — сигналом на-
чальной установки СНУ (момент t3). При формировании сиг-
налов СИ или СН сигналы ТП, ТЛ и СВ на АПД не выдаются,
так как схемы И1—ИЗ закрыты по одним входам с усили-
теля У4.
4
Устройства накопления,
передачи, приема
и регистрации данных
17. ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ
УСТРОЙСТВ НАКОПЛЕНИЯ
И ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ
Принципы построения передающей части аппаратуры пояс-
няются на основе структурной схемы (рис. 60).
Импульс счета поступает со стойки аппаратуры на схему
управления. При отсутствии сигналов тревоги схема управле-
ния вырабатывает импульс отметки вагона ОВ, который по-
ступает на вход счетчика вагонов. Счетчик вагонов образовав
двумя двоично-десятичными декадами СТ1 и СТ2 и осущест-
вляет подсчет вагонов до 99. На каждый импульс счета выра-
батывается сигнал ОВ, который фиксируется счетчиком. Дека-
да СТ2 ведет подсчет десятков вагонов (старшая декада), а
СТ1 — единиц вагонов (младшая декада).
При одновременном поступлении импульса счета и левого
(правого) сигнала тревоги схема управления вырабатывает
сигнал ОВ и сигнал записи информации в регистр сдвига
RG1 (RG3). Регистры сдвига являются составной частью бу-
ферного накопителя, согласовывающего скорость поступления
информации и выдачи ее оператору. Скорость выдачи инфор-
мации оператору определяется типом выбранного печатающего
устройства и составляет 160 мс на знак. Информация о
«больном» вагоне (четыре знака) отпечатывается за время
640 мс, а импульсы счета могут следовать в зависимости от
скорости движения с интервалом около 300 мс. На время пе-
чати буферным накопителем запоминается информация о
проходящих вагонах. Считывание информации с него осущест-
вляется по мере окончания печати сведений о «больном» вагоне.
Каждый регистр сдвига содержит пять ячеек памяти. Уп-
равляет занесением информации в ячейку реверсивный регистр
сдвига RG2 по сигналам со схемы управления (сдвиг вправо,
сдвиг влево). Так как буферный накопитель был свободен, то
сигнал записи информации о стороне вагона с перегретой бук-
сой запоминается первой ячейкой памяти RG1 (RG3). Схема
управления при этом вырабатывает сигнал сдвига влево. Еди-
ница в RG2 перемещается на один шаг влево, подготавливая к
запоминанию вторые ячейки памяти регистра RG1 (RG3).
101
Рис. 60. Структурная схема передающей части аппаратуры
Сигналы с первых ячеек памяти поступают на дешифратор
стороны нагрева DC и формирователь Fl. С выхода последне-
го импульс в виде сигнала отметки «больного» вагона ОБВ
поступает на вход распределителя импульсов и в счетчик
«больных» вагонов СТЗ. Распределитель включается в работу,
и сигнал с его выхода 1 поступает на схему опроса счетчиков
СОС старшей декады. Считываемые сигналы передаются на
кодирующее устройство CD, а с его выходов в пятиэлементном
параллельном коде — на электронный передатчик кода ЭПК.,
который преобразует поступающий на его входы параллельный
код в последовательный стартстопный. Стартстопная комби-
нация знака десятков вагонов в виде прямоугольных импульсов
подается на вход передатчика статистической информации,
осуществляя манипуляцию его частоты в зависимости от по-
лярности поступающих импульсов-посылок. Частотные посылки
в виде комбинации частот, отстоящих от средней частоты пере-
датчика 1350 Гц на ±45 Гц, уходят в линию связи, а затем
воспринимаются приемной частью аппаратуры. Машина
ЭУМ-23ДП отпечатывает цифры десятков вагонов.
Когда цифра передана, ЭПК вырабатывает сигнал конца
передачи комбинации КПК, который поступает на распредели-
тель. На выходе 2 распределителя появляется сигнал. Проис-
ходит опрос младшей декады счетчиков, и через CD, ЭПК знак
поступает на передачу в виде стартстопной комбинации. Вновь
вырабатывается сигнал КПК, появляется импульс на выходе 3
распределителя, который осуществляет опрос дешифратора
стороны нагрева DC. В соответствии с метками на полях DC
102
видно, что при перегретой правой буксе появится сигнал на вы-
ходе 1, при перегретой левой — на выходе 2, а при обеих пере-
гретых — на выходе 3. Сигнал стороны нагрева через CD и
ЭПК. поступает на передачу. Вновь вырабатывается сигнал
КПК, и распределитель в соответствии с его схемой выраба-
тывает импульс на выходе 8, который через схему ИЛИ, CD и
ЭПК в виде стартстопной комбинации «пробел» поступает на
передачу. Выработанный сигнал КПК передается на распреде-
литель импульсов, а затем в виде сигнала конца передачи дан-
ных о вагоне КПДВ — на схему управления. Последняя выра-
батывает сигнал сдвига вправо, по которому происходит сдвиг
информации во всех трех регистрах. Если за время передачи
сведений о «больном» вагоне импульс счета не приходил, то
RG2 возвращается в исходное состояние, а информация о сто-
роне нагрева в RG1 (RG3) стирается.
Таким образом, в пункт приема «ушла» информация в виде
четырех стартстопных комбинаций, которая будет воспринята
и отпечатана на ленте в виде записи 56-}-, где 56 — порядко-
вый номер вагона с перегретой буксой, «-{-» — знак стороны
нагрева («+» — правая, «—» — левая, «х» — обе). Пробел
необходим для удобства считывания информации о нескольких
вагонах.
При больших скоростях движения состава вся информация
о вагонах запоминается буферным накопителем. Каждый про-
следовавший вагон отмечается сдвигом единицы влево в ре-
версивном регистре, а сторона с перегретой буксой — ячейками
памяти RG1 и RG3. С приходом сигнала КПДВ осуществляется
сдвиг информации на один шаг вправо. Если следующий ва-
гон имел перегретую буксу, то в счетчик вагонов по сигналу
ОВ заносится единица, а формирователь F1 вырабатывает сиг-
нал ОБВ. Начинается передача сведений об этом вагоне. С
окончанием передачи вырабатывается сигнал КПДВ, осуществ-
ляется сдвиг информации об очередном вагоне. По сигналам
со схемы управления происходит последовательная выборка
всей информации из буферного накопителя с возможностью за-
поминания поступающей в уже освободившиеся ячейки памяти
регистров.
При поступлении сигнала «Конец поезда» необходимо пере-
дать сведения о количестве вагонов в нем, количестве вагонов
с неисправными буксовыми узлами, знак функциональной
исправности или неисправности аппаратуры, а также ряд слу-
жебных команд. Передача начинается по сигналу начала пе-
редачи общих данных НПОД, вырабатываемому схемой управ-
ления при свободном буферном накопителе. Сигнал НПОД по-
ступает на распределитель, включая его в работу на выдачу
импульсов последовательно по всем выходам.
Сигнал с выхода 1 осуществляет опрос старшей декады.
Передается информация аналогично передаче сведений о вагоне
103
с перегретой буксой. С передачей знака десятков вагонов
по сигналу КПК вырабатывается импульс на выходе 2 распре-
делителя. Осуществляется опрос младшей декады и передача
знака единиц вагонов.
По следующему сигналу КПК появляется импульс на выхо-
де 3 распределителя, поступающий на опрос дешифратора
стороны нагрева. Так как буферный накопитель свободен, то на
выходе DC появится сигнал, поступающий через схему ИЛИ
на передачу в виде комбинации знака «Пробел». С проходом
очередных сигналов КПК в линию связи передается знак коли-
чества в поезде вагонов с перегретыми буксами, знак «Пробел»,
знак исправности или неисправности, знак «Возврат каретки» и
вновь знак «Пробел». Сигнал с выхода 6 распределителя по-
ступает на схемы совпадения И1 и И2. В зависимости от нали-
чия сигналов исправности или неисправности появляется
импульс на выходе одной из этих схем и на передачу посту-
пает знак «И» или «Р». Знак «Р» свидетельствует о функцио-
нальной исправности аппаратуры, а знак «И» — о неисправно-
сти. С передачей последнего пробела распределитель выраба-
тывает сигнал КПДВ, и на этом передача информации закан-
чивается.
По сигналу начальной установки, поступающему на схему
управления, принудительно устанавливаются все триггеры схе-
мы в исходное состояние при отсутствии поезда на участке
контроля. Установка осуществляется с помощью усилителей
типа Ус1 схемы управления, нулевой потенциал с которых че-
рез развязывающие диоды поступает на единичные выходы
всех триггеров. При наличии поезда на участке контроля уста-
новочный потенциал с триггеров снимается.
Вырабатываемый распределителем сигнал установки ЭПК
используется для возврата триггеров в исходное состояние до
начала передачи каждой комбинации, чтобы исключить воз-
можность набора ошибочного кода.
18. УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ
Устройство управления (рис. 61) вырабатывает сигналы
для нормальной работы всех составных частей устройств на-
копления и передачи данных. Функционально оно может быть
разбито на ряд связанных между собой цепей, каждая из ко-
торых выполняет определенную задачу.
Схема разделения сигналов во времени
(И1, НЕ1, НЕ2, D1) позволяет в случае совпадения во времени
импульса счета и сигнала КПДВ получить на выходе импульс
в определенное время после окончания счетного. Применение
этой схемы позволило избежать одновременного появления в
регистрах буферного накопителя сигнала записи и сигнала
104
сдвига вправо информации. Этим устраняется неустойчивая
работа буферного накопителя.
Если сигнал КПДВ и импульс счета приходят не одновре-
менно (в пределах более длинного импульса), то в момент
действия КПДВ появится импульс положительной полярности
с выхода НЕ1, который поступит на выход схемы и далее на
установку в исходное состояние первых ячеек памяти регистров
RG1 и RG3 буферного накопителя, очищая их от уже передан-
ной информации. Импульс с выхода НЕ1 через инвертор НЕ2
осуществит также запуск транзисторной задержки, с выхода
которой импульс поступит на вход цепи выработки сигналов
сдвига вправо.
В начальный момент на выходе схемы совпадения поддер-
живается нулевой потенциал за счет нулевых потенциалов на
ее входах, а на выходе инвертора НЕ1 — отрицательный по-
тенциал. Транзистор инвертора НЕ2 открыт и с выхода этого
Рис. 61. Функциональная схема устройства управления
105
6)
Импульс
счета
КПДВ
HI
HEI
НЕ 2
DI
инвертора снимаем нуле-
вой потенциал. При лю-
бом варианте совпадения
во времени импульса
КПДВ и импульса счета
(рис. 62) на выходе D1
имеем сигнал лишь пос-
ле окончания счетного
импульса.
Цепь выработки
сигналов сдвига
вправо (НЕЗ, НЕ4,
D2, НЕ5, У1, У 2, D3, НЕ6,
НЕ7, И2) позволяет в
требуемый момент време-
ни по сигналу с выхода
схемы разделения выра-
ботать управляющие им-
пульсы, используемые
для выборки информации
из буферного накопителя
(см. рис. 60). Кольцевое
соединение схемы (выход
И2 соединен со входом
НЕЗ) позволяет получать
Рис. 62. Временные диаграммы работы схе-
мы разделения сигналов
сигналы сдвига и в том
случае, если из буферного накопителя выбирается информация
о вагонах без перегретых букс. Схема работает так.
Импульс с выхода D1, сигнализирующий о конце передачи
сведений о «больном» вагоне, через инверторы НЕЗ, НЕ4 осу-
ществляет запуск транзисторной задержки D2. Импульс отри-
цательной полярности, сдвинутый во времени относительно сиг-
нала с D1, через инвертор НЕ5, усилитель У1 поступает на
входы У2, D3 и на выход схемы (в виде сигнала сдвига впра-
во отрицательной полярности). Инвертированный однокаскад-
ным усилителем У2 сигнал также поступает на выход схемы в
виде импульса положительной полярности.
При поступлении импульса на вход транзисторной задерж-
ки D3, на выходе ее получается импульс определенной длитель-
ности. Через НЕ6 в виде импульса положительной полярности
он подается на один из входов схемы совпадения И—НЕ, реа-
лизованной на инверторе НЕ7. При наличии сигнала свобод-
ное™ (нулевой потенциал) схема совпадения закрыта отрица-
тельным потенциалом с выхода усилителя УЗ, и дальнейшее
прохождение сигнала невозможно.
Если сигнал свободности отсутствует (в буферном накопи-
теле хранится информация еще о каких-либо вагонах), то че-
рез открытую схему совпадения НЕ7 сигнал поступает на схе-
106
му совпадения И2 и схему ИЛИ-HE (инвертор НЕЮ). С вы-
хода НЕЮ при этом снимается сигнал отметки вагона, так как
по сигналу сдвига вправо выбирается из буферного накопи-
теля информация об очередном вагоне. В момент действия сиг-
нала на выходе НЕ7 схема совпадения И2 может находиться в
открытом или закрытом состоянии. При открытой схеме (от-
сутствие сигнала отметки «больного» вагона) происходит пов-
торный запуск цепи выработки сигналов сдвига вправо и из
буферного накопителя выбирается информация об очередном
вагоне. Если же схема И2 закрыта сигналом ОБВ при очеред-
ном сдвиге вправо, то необходимо начинать передачу информа-
ции об этом «больном» вагоне. В этом случае дальнейшая вы-
работка сигналов сдвига вправо прекращается.
Таким образом, можно отметить следующие основные мо-
менты в работе этой цепи:
1. С приходом КПДВ вырабатываются сдвинутые во вре-
мени относительно D1 сигналы сдвига вправо, по которым в бу-
ферном накопителе осуществляется надвиг информации об
очередном вагоне.
2. При наличии в накопителе информации о нескольких ваго-
нах схема совпадения НЕ7 открыта, вырабатывается сигнал ОВ.
Если «надвинутый» вагон не имеет перегретых букс, то выраба-
тывается повторный сигнал сдвига вправо.
3. Повторно вырабатываются сигналы сдвига вправо до
«надвига» в буферном устройстве информации о вагоне с пере-
гретой буксой (появление сигнала ОБВ) или до полного осво-
бождения буфера (появление сигнала свободности).
Цепь выработки сигнала отметки вагона
(D4, НЕ8, НЕ9, ИЗ, НЕЮ) работает следующим образом. В
случае сигнала свободности схема совпадения ИЗ открыта от-
рицательным потенциалом с выхода УЗ и сформированный на
D4 по длительности импульс (в момент окончания импульса
счета) через НЕ8, НЕ9, НЕЮ в виде сигнала ОВ поступает на
выход схемы. Если буферный накопитель занят, то схема сов-
падения ИЗ закрыта и сигнал ОВ вырабатывается только при
сдвиге информации в буфере вправо.
Цепь выработки сигнала сдвига влево (D5,
И4, НЕ11, НЕ12, И5, НЕ13) работает следующим образом. Ес-
ли в вагонах проходящего поезда отсутствуют перегретые бук-
сы, то с регистров буферного накопителя RG1 и RG3 (см.
рис. 60) на входы НЕЮ поступают нулевые потенциалы. Схема
ИЗ открыта отрицательным потенциалом с УЗ и с ее выхода
снимается отрицательный потенциал, который открывает
транзистор инвертора НЕЗ. Нулевой потенциал с выхода пос-
леднего закрывает схему совпадения И4. Сигнал с выхода D5
через закрытую схему И4 не проходит.
Если в вагоне проходящего поезда появилась перегретая
букса, то одновременно с импульсом счета на устройство уп-
107
равления поступит левый (правый) сигнал тревоги. Так как им-
пульс счета короче сигнала тревоги (см. рис. 59), то сформи-
рованный транзисторной задержкой D4 импульс через НЕ8,
НЕ9 поступит на схему совпадения И8, а также осуществит за-
пуск D5. Так как схема совпадения И7 (И8) открыта сигналом
тревоги, то по цепи НЕ15, У4 (НЕ16, У5) вырабатывается сиг-
нал записи информации о «больном» вагоне в буферный нако-
питель. Появляется отрицательный потенциал на одном из
входов НЕ12 и с выхода его снимается сигнал ОБВ. Схема
совпадения И5 закрывается положительным сигналом ОБВ,
нулевой потенциал с ее выхода инвертируется и открывается
схема совпадения И4. Задержанный и сформированный по дли-
тельности импульс с D5 через И4 и НЕ11 в виде сигнала сдви-
га влево поступает на выход схемы, перемещая единицу в ре-
версивном регистре сдвига RG2 на один шаг влево. Сигнал
свободности при этом исчезает и схема совпадения И5 закры-
вается до полного освобождения буфера. Схема И4, следова-
тельно, до освобождения буфера будет открыта и на любой
счетный импульс вырабатывается сигнал сдвига влево.
Сигнал начала передачи общих данных
(НПОД) формируется при наличии сигнала «Конец поезда» и
сигнала свободности буферного накопителя, отсутствии сигна-
ла ОБВ. При этом с выхода схемы совпадения И6 снимается
отрицательный потенциал, который через инвертор НЕ14 в ви-
де положительного перепада напряжения поступает на выход
схемы.
При отсутствии поезда на участке контро-
ля на устройство управления поступает отрицательный по-
тенциал — сигнал начальной установки. Нулевым потенциа-
лом с выхода усилителя Уб удерживаются все триггеры уст-
ройства в исходном состоянии через развязывающие диоды,
подключенные к единичным выходам триггеров.
С заходом поезда на участок контроля сигнал начальной
установки исчезает, происходит разблокирование триггеров для
работы. На выходе НЕ 17 получается при этом положительный
перепад напряжения, по которому запускается транзисторная
задержка D6. Последняя формирует импульс отрицательной
полярности длительностью около 200 мс, который в дальней-
шем используется в качестве сигнала захода поезда ЗП, пере-
даваемого по линии связи на приемную часть аппаратуры.
19. БУФЕРНЫЙ НАКОПИТЕЛЬ
Буферный накопитель (рис. 63) служит для согласования
скоростей проследования подвижного состава по участку конт-
роля и выдачи информации на печатающее устройство. Осно-
вой буферного накопителя являются регистры сдвига, храня-
108
щие информацию о перегретой буксе с левой стороны вагона
RG1 и с правой RG3, а также информацию о счете вагонов
RG2, запоминаемую на время, необходимое для согласования
скоростей.
Регистр RG3 состоит из пяти ячеек памяти (триггеры Т1—
15), триггера Тб, вырабатывающего импульсы сдвига, схем
совпадения И1—И5 для занесения информации в нужные ячей-
ки памяти, а также выходных инверторов НЕ1 и НЕ2.
Регистр RG1 построен аналогично RG3 и управляется теми
же сигналами, за исключением сигнала «Запись», поступающе-
го на него при появлении перегретой буксы с левой стороны.
Поэтому для упрощения рассматривается буферный накопи-
тель с одним раскрытым регистром стороны нагрева.
В исходном состоянии с выходов реверсивного регистра
сдвига (см. рис. 34) снимается нулевой потенциал—сигнал сво-
бодности.
При наличии сигнала свободности с выхода УЗ устройства
управления УУ поступает отрицательный потенциал, открыва-
ющий схему совпадения И1 буферного накопителя. Схемы сов-
падения И2—И5 закрыты нулевыми потенциалами сигналов
1 шаг—4 шаг RG1.
Поступивший с УУ сигнал «Запись» через открытую схему
совпадения И1 устанавливает триггер Т1 в единичное состо-
яние. При этом с выходных инверторов поступают сигналы на
дешифратор стороны нагрева DC, а также на УУ, которое вы-
рабатывает сигнал ОБВ и сигнал сдвига влево, по которому
единица в RG2 сдвигается на один шаг влево. Сигнал свобод-
ности исчезает, схема И1 закрывается. Сигналом 1 шаг откры-
вается схема совпадения И2, подготавливая к записи ячейку
памяти Т2.
Если очередной вагон также имел перегретую буксу, то
триггер Т2 (или аналогичный ему в регистре RG1) зафиксиру-
ет это. Затем УУ выработает сигнал сдвига влево, подготав-
ливая для запоминания ячейку памяти ТЗ. Если же вагон
не имел перегретой буксы, то переключения триггера Т2 не
призойдет, а будет подготовлена для запоминания ячей-
ка ТЗ.
Предположим, при появлении первого вагона с перегретой
буксой произошла запись информации в триггер Т1 (рис. 64).
На каждый последующий вагон УУ вырабатывает сигнал сдви-
га влево. Через время т после занесения информации сигнал
свободности исчезает, схема И1 закрывается. Поступает разре-
шающий потенциал «1 шаг», но записи в Т2 не происходит (от-
сутствует сигнал записи). Появляется сигнал «2 шаг», откры-
вающий схему совпадения ИЗ.
Импульс записи через ИЗ устанавливает триггер ТЗ в еди-
ничное состояние, а затем происходит очередной сдвиг единицы
в RG2 влево.
109
Рис. 63. Функциональная схема буферного накопителя и временная
По сигналу ОБВ началась выдача информации о «боль-
ном» вагоне на печатающее устройство. Через время /=640 мс
в буферный накопитель поступит сигнал КПДВ, который ус-
тановит триггер Т1 в нулевое состояние. Информация о первом
«больном» вагоне передана, и производится дальнейший выбор
ее из буферного накопителя. В момент действия положитель-
ного сигнала сдвига вправо импульс с нулевого выхода Тб
сдвинет информацию в регистре на один шаг вправо. Ячейка
памяти ТЗ вновь освобождается. В RG2 также произошел сдвиг
единицы на один шаг вправо.
Так как из Т2 в Т1 передался нулевой потенциал (второй
вагон не имел перегретых букс), то сигнал ОБВ не вырабаты-
вается и, следовательно, сведения об этом вагоне не переда-
ются. В этом случае УУ вырабатывает повторный сигнал сдви-
га вправо. В Т1 надвигается информация о стороне нагрева
третьего вагона. В RG2 также происходит сдвиг единицы на
один шаг. По сигналу ОБВ выдается на печатающее устройст-
во информация об этом вагоне. Во время передачи по сиг-
налам сдвиг влево реверсивный регистр фиксирует факт
проследования очередных вагонов сдвигом единицы
влево.
Если в буфер больше не заносилось информации о вагонах
с перегретой буксой, то по прошедшему сигналу КПДВ начи-
нается полное освобождение буферного накопителя до появле-
ния сигнала свободности. Количество требуемых сигналов сдви-
га вправо определяется устройством управления. В данном
случае их число равно трем.
110
Сдвиг -
Сигнал _
свододности
1-й шаг —
2-й
3-й
‘н-й —
Запись —
т -
из -
Т1 -
Т2 -
ТЗ -
Сдвиг ~
ппг
МОмс
6Щ)мс
КПДВ
диаграмма его работы
В зависимости от скорости движения подвижного состава,
наличия и порядка следования в нем перегретых букс меняет-
ся последовательность работы элементов буфера. Не изменяет-
ся лишь общий принцип его работы: буферный накопитель
включается в работу с появлением первой перегретой буксы;
вся информация о последующих вагонах фиксируется буфер-
ным накопителем; по мере передачи сведений о вагонах с пере-
гретыми буксами происходит выбор информации из буфера;
информация записывается только в определенную ячейку не-
зависимо от свободности остальных; номер этой ячейки зависит
от количества вагонов, информация о которых хранится в бу-
фере.
Таким образом, работа буферного накопителя определяется
сигналами записи и сдвига, вырабатываемыми устройством уп-
равления.
20. РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬ
ИМПУЛЬСОВ БЛОКА СЧЕТЧИКОВ
Сигналы с выхода распределителя импульсов в соот-
ветствии с заложенной программой используются для по-
следовательного опроса ряда узлов устройства накопления
данных.
Возможна работа распределителя в двух режимах: выдачи
информации о «больном» вагоне и передачи общих данных о по-
езде. Основой распределителя (см. рис. 64) является двоичной
счетчик на сложение (триггеры TI, Т2, ТЗ) и декодирующее
111
кпдв _
лм Г&
иве
Пробел
И2
НЕ1
1
£
Установка
змД—, I
М Счетчик БВ
Деширра-
3J тор сторо-
7| Возврат
каретки
6| Контроль
исправности
5J Пробел
Запуск ЭПК
ны нагрева
Младшая^
декада
Старшая
' декада
Рис. 64. Функциональная схема распреде-
лителя импульсов блока счетчиков и вре-
менная диаграмма его работы в режиме
выдачи информации о «больном» вагоне
устройство DC, представ-
ляющее диодную матри-
цу МА1 (см. п. 9).
В режиме выдачи
информации о «боль-
ном» вагоне, поступив-
шим на вход схемы сиг-
налом ОБВ, запускается
транзисторная задерж-
ка D1. Импульс с выхода
D1 через инвертор НЕ1
поступает на вход НЕ2,
затем на установку ЭПК,
устанавливает триггер Т4
в единичное состояние и
поступает на счетный
вход первого триггера
двоичного счетчика. Счет-
чик при этом фиксирует
число 1. Потенциалами с
выходов триггера Т4 от-
крывается схема совпаде-
ния И2 и закрывается
схема совпадения И1.
В момент окончания
импульса установки ЭПК
с выхода НЕ2 снимается
сигнал запуска ЭПК. В
это же время запускает-
ся транзисторная задерж-
ка D3, которая формиру-
ет импульс определенной
длительности. Этот им-
пульс через инверторы
НЕЗ, НЕ4 поступает на
опрос DC (импульсный
вход считывания инфор-
мации С). Импульс оп-
роса сдвинут на время
т относительно момента
переключения триггеров
счетчика, причем это’
время определяется длительностью импульса на входе D1. Вы-
ходные шины DC открываются лишь на время действия им-
пульса опроса, а переходные процессы, связанные с переклю-
чением триггеров, уже закончены. Этот способ освобождает от
импульсов помехи, возникающих при работе счетчика на выхо-
дах матрицы.
112
В момент действия импульса опроса появляется сигнал на
выходе 1 DC, который поступает на опрос старшей декады счет-
чика вагонов. Считанное с декады число через кодирующее уст-
ройство CD (см. рис. 60) в пятиразрядном коде поступает на
ЭПК и передается в линию связи. При этом вырабатывается
сигнал КПК, который поступает на схемы совпадения И1 и
И2. Он проходит через открытую схему совпадения И2, а за-
тем через НЕ1 поступает на вход НЕ2, на установку ЭПК, под-
тверждает единичное состояние Т4 и фиксируется двоичным
счетчиком. Аналогично вышеописанному происходит опрос де-
шифратора и появляется импульс на выходе 2, который посту-
пает на опрос младшей декады счетчика вагонов. В линию пе-
редается число единиц вагонов и вырабатывается сигнал
КПК.
Этот сигнал через открытую схему совпадения И2 поступа-
ет на вход двоичного счетчика, который зафиксирует число 3.
Появившийся импульс на выходе 3DC поступит на опрос де-
шифратора стороны нагрева. В соответствии с сигналами сто-
роны вагона с перегретой буксой вырабатывается один из им-
пульсов (« + », «—», «X»), кодируется и поступает на переда-
чу. В линию выдается отметка стороны вагона с перегретой
буксой, а на вход схемы поступает очередной сигнал КПК, ко-
торый через И2, НЕ1 поступает на вход счетчика. Триггеры Т1
и Т2 возвращаются в исходное состояние, но счетчик не
фиксирует число четыре, так как сигнал с Т2 на ТЗ не переда-
ется (схема совпадения ИЗ закрыта нулевым потенциалом с
единичного выхода 7’5). В связи с этим в момент опроса появ-
ляется импульс на выходе 8 дешифратора, который поступает
на передачу в виде комбинации «Пробел», а также подтвержда-
ет исходное состояние Т5 и возвращает в исходное состояние
Т4. При этом открывается схема совпадения И1 и закрывается
И2. Сигнал КПК, поступивший на схему после передачи про-
бела, на вход распределителя не проходит, а с выхода И1 в
виде сигнала КПДВ поступает во внешние цепи.
На этом передача сведений о «больном» вагоне заканчива-
ется. Схема распределителя приходит в исходное состояние, а
на печатающее устройство выдается информация ви-
да 58Х-
В режиме передачи общих данных о поезде
поступивший сигнал НПОД (рис. 65) запускает транзисторную
задержку D2, а также устанавливает триггер Т5 в единичное
состояние. При этом схема совпадения ИЗ открывается
и триггеры Tl, Т2, ТЗ соединяются в обычный двоичный
счетчик на сложение, осуществляющий подсчет восьми им-
пульсов.
Сформированный по длительности импульс с выхода D2
через инвертор НЕ1 поступает на вход НЕ, установку ЭПК,
счетный вход Т1 и единичный вход Т4. При этом открывается
113
Рис. 65. Временная диаграмма работы распределителя в режиме передачи
общих данных
схема совпадения И2 и закрывается И1. В момент опроса по-
является импульс на выходе 1 дешифратора и в линию связи
аналогично вышеизложенному будет передана цифра десятков
вагонов в поезде. С приходом первого сигнала КПК передает-
ся цифра единиц вагонов в поезде. С приходом второго сигна-
ла КПК появится импульс на выходе 3 1DC, который посту-
пит на опрос дешифратора стороны нагрева (см. рис. 60). Так
как информация о сторонах вагона с перегретыми буксами уже
отсутствует, то появится импульс на выходе 0, который посту-
пит на передачу в виде комбинаций «Пробел».
С приходом третьего сигнала КПК появится импульс на
выходе 4, который поступит на опрос счетчика «больных» ва-
гонов БВ. В линию будет передана цифра, соответствующая
количеству имеющихся в поезде вагонов с перегретыми бук-
сами.
С приходом очередных сигналов КПК появляются импуль-
сы на выходах 5, 6, 7, 8 дешифратора, используемые для фор-
мирования знаков разделения (5, 8), контроля исправности ап-
паратуры (6) и формирования служебной команды «возврат
каретки»».
Последний импульс с выхода 8 распределителя ус-
тановит в исходное состояние триггеры Т4 и Т5 и последний
сигнал КПК через открытую схему совпадения И1 в виде сиг-
нала КПДВ поступит во внешние цепи.
Все элементы схемы возвращаются в исходное состояние.
Передача общих сведений о поезде заканчивается и в линию
связи передается информация вида 723 Р,
114
21. СОСТАВ И РАБОТА УЗЛОВ
БЛОКА СЧЕТЧИКОВ
К шинам занесения разрядов кода ЭПК
Блок счетчиков включает (см. рис. 60) распределитель им-
пульсов, двухдекадный двоично-десятичный счетчик числа ва-
гонов в поезде, однодекадный двоично-десятичный счетчик
«больных» вагонов, схемы опроса счетчиков, кодирующее уст-
ройство, дешифратор стороны нагрева, выходные инверторы
разрядов параллельного кода и схему формирования кода «0».
Приведенные ранее узлы не требуют дополнительных разъяс-
нений, и далее будут кратко рассмотрены только вопросы их
взаимодействия.
Счетчик вагонов фиксирует каждый поступающий на его
вход сигнал ОВ. В любой момент со счетчика можно снять ин-
формацию о числе вагонов импульсами с выходов распреде-
лителя, поступающими на схемы опроса. Схемы опроса реали-
зованы на ячейке ОС и представляют собой схемы совпадения,
на входы которых поступают импульсы опроса с распредели-
теля и потенциалы с триггеров счетчиков (рис. 66). Поэтому
числа декады снимаются без разрушения информации в счет-
чике. Информация в виде импульсов четырехразрядного кода
на выходах соответствующих схем совпадения через диоды
Д1—Д4 поступает на выходные инверторы НЕ1—НЕ4. Так как
любой из передаваемых
знаков кодируется по че-
тырем разрядам (по чис-
лу триггеров в декаде
счетчика), то на выход-
ной инвертор НЕ5 сигна-
лы со схем опроса не по-
ступают. Наличие или от-
сутствие импульса на вы-
ходах схем совпадения
зависит от наличия «еди-
ницы» в данном разряде
счетчика.
Так, при опросе счет-
чика с числом «7» им-
пульс отрицательной по-
лярности через диод Д1
поступит на вход инверто-
ра первого разряда кода
(НЕ1), а при опросе счет-
чика с числом «6» — че-
рез диоды ДЗ и Д4 на
входы инверторов треть-
его и четвертого разрядов
115
гп]г-гп] ml
нвГ гН |ни|
Рис. 66. Схема кодирования информации
C0G2
Ж
2Л0
\-.G0G1
>—I СП
'J^Pacnpedenii-
тель(НЕЗ)
кода. Наличие импульсов положительной полярности на вы-
ходных инверторах соответствует «единице» в данном разря-
де кода, а отсутствие — наличию «нуля» в данном разряде.
Схемы опроса СОС2 и СОСЗ соединены с выходными ин-
верторами через диоды, аналогичные Д1—Д4. Так как с выхо-
дов схем опроса поступает двоичный код числа, соответству-
ющий коду печатающего устройства, то перекодировки чисел
не требуется. Исключение составляет знак «О», который в счет-
чике кодируется как 0000, а в ЗУМ-23Д — 1010. Перекодиро-
вание осуществляется схемой формирования кода «нуля», сос-
тоящей из схемы ИЛИ и инвертора НЕ6. Если при опросе счет-
чика ни на одном из выходов не появился импульс отрицатель-
ной полярности, то на выходе ИЛИ сигнала не получают. Од-
новременно с импульсом опроса на один из входов НЕ6 посту-
пает импульс положительной полярности. При отсутствии от-
рицательных сигналов на обоих входах НЕ6 на время действия
этого импульса с выхода НЕ6 снимается импульс, который по-
ступит на выходные инверторы второго и четвертого разрядов
кода. Таким образом, отсутствие сигналов на схеме СОС, сви-
детельствующее о нулевом состоянии счетчика, кодируется как
1010. Последнее соответствует цифре «0» в коде печатающего
устройства.
Кодирование знаков «Р», «И» «+», «—», «X», а также
команд «Возврат каретки» и «Пробел» осуществляется с по-
мощью диодов, которые составляют кодирующее устройство
CD и распаиваются на разрядные шины в соответствии с кодом.
Так, знак «Р» кодируется в пятиразрядном коде как 10000, а
знак « + » — как 11011.
В соответствии с этим приходит распределение входного
импульса через диоды на соответствующие разрядные шины.
22. ЭЛЕКТРОННЫЙ
ПЕРЕДАТЧИК КОДА
Электронный передатчик предназначен для преобразования
информации, поступающей на его вход в виде параллельного
кода, в последовательный стартстопный код. Последователь-
ный код имеет структуру телеграфного кода и включает стар-
товую, пять кодовых, и стоповую посылки.
Параллельный код числа поступает по шинам занесения
разрядов кода (рис. 67) на триггеры регистра сдвига RG и
фиксируется ими. Поступивший сигнал запуска передатчика
устанавливает управляющий триггер ТУ в единичное состоя-
ние. При этом схема совпадения открывается нулевым потен-
циалом и импульсы с выхода генератора поступают на вход
делителя частоты СТ2, выполненного по схеме двоичного счет-
чика импульсов. Коэффициент деления счетчика равен 7зг-
116
Импульсы с выхода
делителя подаются на ре-
гистр сдвига. Каждым из
этих импульсов сдвига-
ется информация в реги-
стре на один шаг. Проис-
ходит преобразование
параллельного кода в по-
следовательный. В мо-
мент действия восьмого
Занесение разряиов кш)а
Запуск
КПК
передат-
чика П
СТ2 1/8
СТ2 1/32
Рис. 67. Структурная схема электронного
передатчика кода
импульса сдвига на выхо-
де двоичного счетчика СТ2 получаем сигнал, устанавливающий
ТУ в исходное (нулевое) состояние. Схема совпадения при этом
закрывается, дальнейшее поступление импульсов на делитель
прекращается. На этом заканчивается цикл передачи одной ком-
бинации. Во внешние цепи при этом поступает сигнал КПК,
осуществляющий запрос очередного знака на передачу.
Функциональная схема ЭПК (рис. 68) дает бо-
лее подробное представление о работе передатчика. Регистром
сдвига (триггеры Т1—Т8) преобразуется код. Поступившие на
шины занесения разрядные импульсы устанавливают в соот-
ветствующее положение триггеры Т2—Тб, причем триггер Тб
фиксирует первый разряд кода, Т5—Т2 — второй и пятый со-
ответственно. До начала сдвига передаваемый знак в опреде-
ленном коде зафиксирован триггерами регистра. Триггер Т8
является выходным триггером регистра и в исходном состоя-
нии через инвертор НЕ1 на выход схемы поступает отрицатель-
ный потенциал, соответствующий стоповой посылке кодовой
комбинации. Триггер Т7 также начинает работать из исходного
состояния. Его назначение — получать стартовую посылку ко-
да при преобразовании. Триггер Т1 позволяет вслед за пятой
кодовой посылкой, фиксируемой триггером Т2, получать при
сдвиге посылку, по полярности соответствующую стоповой.
Поступивший сигнал запуска передатчика устанавливает
ТУ (рис. 69) в единичное состояние. Импульсы, поступившие
в этот момент на шины занесения разрядов кода, устанавли-
вают триггеры Т4 и Тб регистра в единичное состояние (при
передаче знака 00101-5). Нулевым потенциалом с выхода УТ
открывается схема совпадения, реализованная на инверторе.
На схему совпадения постоянно поступают импульсы с ге-
нератора, реализованного на транзисторных задержках D2 и
D3. Частота генератора 1600 Гц, т. е. период следования им-
пульсов составляет 0,625 мс. Импульсы с генератора через
открытую схему совпадения поступают на вход делителя час-
тоты (триггеры T9—Т13). С выхода триггера Т13 снимаются
импульсы с периодом следования 20 мс (так как коэффициент
деления двоичного счетчика из пяти триггеров равен 7з2).
Эти импульсы поступают на вход трехразрядного двоичного
117
счетчика (триггеры Т14—Т16), а через усилители У1 и У2 —
на шину сдвига регистра.
Первый импульс сдвига переключает триггер Т8 в единич-
ное состояние, так как в момент его действия на сопротивление
единичного входа поступал нулевой потенциал с единичного
выхода Т7. Согласно рассмотренным принципам работы регист-
ров сдвига осуществляется сдвиг всей информации в регистре
на один шаг вправо. Триггер Т1 не изменит своего состояния,
так как в момент действия импульса сдвига на сопротивления
единичного и нулевого входов поступали отрицательные по-
тенциалы. Таким образом, после действия первого импульса
сдвига через инвертор НЕ1 на выход схемы поступает нулевой
потенциал, соответствующий началу стартовой посылки
кода.
Второй импульс осуществляет сдвиг записанной информа-
ции еще на один шаг вправо и на выходной триггер регистра
надвигается первая кодовая посылка. Триггер Т1 при этом ус-
тановится в единичное состояние, так как в момент действия
импульса сдвига на сопротивление его единичного входа пос-
тупал нулевой потенциал. Этот триггер и в дальнейшем не из-
менит своего состояния, потому что его нулевой вход закрыт
отрицательным потенциалом источника питания, поступающим
на сопротивление.
Рис. 68. Функциональная схема ЭПК
118
Запуск
т
Т15
Т16
1)1(КПК)
TI
Т2
ТЗ
ТЧ-
Т5
Тб
Т1
Т8
НЕ]
Рис. 69. Временная диаграмма работы ЭПК
Третий — восьмой импульсы сдвига последовательно на-
двигают на выходной триггер вторую, третью, четвертую, пя-
тую кодовые и стоповые посылки. Начало стоповой посылки
определяется моментом действия седьмого импульса сдвига, а
конец — началом следующей комбинации.
В момент действия восьмого импульса сдвига получают
положительный перепад напряжения на единичном входе
триггера Т16 и триггер ТУ возвратится в исходное состо-
яние. Схема совпадения закрывается и дальнейшее поступле-
ние импульсов генератора на делитель прекращается. Импуль-
сом с единичного выхода Т16 осуществляется также запуск
транзисторной задержки D1, которая вырабатывает сигнал
КПК. Этот сигнал свидетельствует об окончании передачи ком-
бинации одного знака и служит для запроса кода очередной
комбинации.
Поступающий на один из входов НЕ1 сигнал «Заход поез-
да» инвертируется и подается на выход схемы в виде импуль-
са положительной полярности длительностью 200 мс. Инвер-
тор НЕ2 предназначен для получения обратного кода переда-
ваемой стартстопной комбинации. Тумблер «Выход» служит
для отключения ЭПК от внешних устройств на время его на-
стройки и регулировки.
С помощью ЭПК может быть передана любая из 32 воз-
можных комбинаций пятиэлементного кода. Разворачивание
параллельного кода в последовательный осуществляется с цик-
личностью 20 мс (период следования импульсов на выходе
Т13). Следовательно, длительность стартовой и кодовой посы-
119
лок также равна 20 мс. Минимальная длительность стоповой
посылки равна 40 мс, так как между седьмым импульсом сдви-
га и сигналом запроса конца передачи комбинации КПК име-
ем 20 мс, а стартовая посылка очередной комбинации сдвинута
относительно сигнала запуска также на 20 мс. Длительность
всей стартстопной комбинации составляет 160 мс.
23. КАНАЛООБРАЗУЮЩИЕ
УСТРОЙСТВА
В аппаратуре ПОНАБ-3 в качестве каналообразующего
применяется один из 19 индивидуальных комплектов оконеч-
ных устройств электронной системы телемеханики ЭСТ-62. В
этой системе использован принцип частотного разделения ка-
налов связи. Для передачи информации от перегонного к стан-
ционному оборудованию ПОНАБ-3 выбран комплект оконечных
устройств (передатчик и приемник) на частоту 1350 Гц. Канал
связи ПОНАБ-3 (рис. 70) включает в себя передатчик, ввод-
но-изолирующие щитки ЩВИ, линию связи и приемник.
При отсутствии сигналов на входе передатчика синусоидаль-
ные колебания с выхода генератора Г через усилитель У и по-
лосовой фильтр поступают на усилитель мощности УМ. С вы-
хода последнего сигналы определенного уровня через вводно-
изолирующий щиток передаются в линию связи. Приемная ап-
паратура также, подключена к линии связи через ЩВИ.
Сигнал с выхода ЩВИ поступает на удлинитель, которым уста-
навливается необходимый уровень сигнала на входе фильтра
приемника. Сигнал с выхода полосового фильтра через предва-
рительный усилитель ПУ и усилитель-ограничитель У О поступа-
ет на частотный дискриминатор ЧД, а также на выход схемы.
Выход используется для подключения контроля уровня сигнала
в линии связи. Сигнал с верхнего выхода ЧД через формиру-
ющий каскад поступает на единичный вход триггера Т, удер-
живая его в исходном (нулевом) состоянии.
Поступивший на вход передатчика импульс положительной
полярности изменяет частоту генератора. При этом в линию
частоты паузы (отсутствие
сигнала) на 90 Гц. Сиг-
нал этой частоты воспри-
нимается приемником и
со второго выхода диск-
риминатора через форми-
рующий каскад ФК триг-
гер устанавливается в
единичное состояние. При
поступлении на вход пе-
редатчика последователь-
связи уходит частота, отстоящая от
Рис. 70. Структурная схема каналообра-
зующей аппаратуры
120
ности сигналов двоичного кода с выхода ЭПК получают ту же
последовательность на выходном триггере приемника. Приме-
ненный принцип частотной передачи информации повысил по-
мехоустойчивость канала, а также позволил упростить защиту
от опасных напряжений, наводимых в линии связи.
Оконечные устройства каналообразующей аппаратуры мо-
гут включаться в существующую и во вновь проектируемую
кабельную линию связи. При этом используются четыре жилы
кабеля. Одна пара используется для передачи информации о
перегретых буксах, а другая — для организации телефонной
связи. При включении в существующую линию связи могут
быть использованы свободные жилы в кабелях или метод на-
ложения. Эти вопросы решаются в зависимости от конкретных
местных условий.
При организации линии связи необходимо учитывать следу-
ющие требования:
1. Затухание двухпроводной кабельной линии на частоте
1350 Гц не должно превышать 35 дБ.
2. Кабель может укладываться по имеющейся трассе и быть
однотипным с уложенным или отличным от него.
3. При укладке на существующей трассе кабеля, однотип-
ного с уже уложенным, места установки разделительных транс-
форматоров должны совпадать с уже установленными на этой
трассе.
4. Если на существующей трассе укладывается кабель, от-
личающийся от уже имевшегося, или укладывается по новой
трассе, места установки разделительных трансформаторов дол-
жны определяться расчетным путем с учетом защитного дей-
ствия применяемого кабеля.
5. Продольная наводимая ЭДС в линии во время короткого
замыкания провода электротяговой сети на землю не должна
превышать 60% испытательного напряжения строительных
длин кабеля применяемого типа.
6. Необходимое качество передачи информации может быть
обеспечено, если уровень помех на приемном конце цепи будет
не более 50 дБ, что соответствует минимально допустимому
превышению сигнала над помехой в этой точке цепи 15 дБ.
При проектировании линий связи должны использоваться
общепринятые методики расчета опасных и мешающих влия-
ний линий электропередач на каналы связи.
Вводи о-изолирующий щиток ЩВИ-66Э пред-
назначен для защиты аппаратуры и обслуживающего персона-
ла от опасных напряжений и токов, возникающих в линии свя-
зи. Установленные на щитке (рис. 71) тумблеры-выключатели
Bl, В2, ВЗ предназначены для временных отключений прово-
дов и оборудования пунктов приема и передачи. Изолиру-
ющий трансформатор Тр, рассчитанный на испытательное на-
пряжение 1000 В частотой 50 Гц, исключает гальваническую
121
Рис. 71. Принципиальная схема ввод-
ноизолирующего щитка
связь аппаратуры пунктов
с жилами кабеля. Это необ-
ходимо для защиты аппара-
туры и лиц, пользующихся
ею, от опасного напряже-
ния, возникающего в ка-
бельных линиях связи вслед-
ствие влияния на них кон-
тактной сети переменного
тока.
Для защиты от атмо-
сферных перенапряжений, а
также от перенапряжений,
индуктируемых в кабельных
жилах при коротких замы-
каниях контактной сети, в
щитке устанавливают вен-
тильные разрядники Р1 и
Р2 типа РВН-250, искровой промежуток и рабочее сопротив-
ление которых обладают нелинейной (вентильной) характерис-
тикой.
Благодаря нелинейной характеристике разрядник беспре-
пятственно пропускает импульсные токи в землю и ограничива-
ет амплитуду сопровождающих токов, которые под действием
рабочего или наведенного напряжения цепи проходят через ис-
кровой промежуток. Это способствует успешному гашению
вольтовой дуги, возникающей между электродами искрового
промежутка, и обеспечивает многократное действие разряд-
ника.
Частотный передатчик (рис. 72) включает манипу-
лятор, генератор, предварительный усилитель, усилитель мощ-
ности и полосовой фильтр. Генератор выполнен на триодах
Т2 и ТЗ с трансформаторной связью. Триод Т2 работает в ре-
жиме с заземленной базой и является задающим генератором.
При соответствующем значении и фазе передаваемого на вход
усилителя Т2, из цепи обратной связи сигнала (положительная
обратная связь) в системе возникают незатухающие колеба-
ния, частота которых определяется собственной частотой кон-
тура.
Триод ТЗ работает в режиме с заземленным коллектором
и является усилителем в цепи обратной связи. Такая схема
включения обладает высоким входным сопротивлением, в ре-
зультате чего уменьшается шунтирующее действие каскада на
контур.
Манипулятор передатчика осуществляет изменение часто-
ты генератора в соответствии с изменением управляющего
сигнала. Манипуляция производится импульсами постоянного
тока с помощью транзистора Т1, включенного по схеме с за-
122
земленным эмиттером. В исходном состоянии триод открыт
отрицательным смещением на базу. При этом сопротивление
цепи коллектор—эмиттер очень мало и емкость С2 оказывается
подключенной параллельно к обмотке трансформатора Тр1. В
результате индуктивной связи с колебательным контуром LC
изменяется основная емкость С1 и в линию посылается часто-
та /1, соответствующая паузе. При поступлении на вход Т1
положительного импульса триод закрывается. Сопротивление
цепи коллектор—эмиттер в этом случае велико, поэтому ем-
кость С2 оказывается отключенной от контура, и в линию по-
сылается частота /2, соответствующая передаче импульсов.
Таким образом, в линию связи импульсная кодированная се-
рия передается в виде комбинации верхней ft и нижней f2 час-
тот, отстоящих от средней частоты канала на 45 Гц.
Предварительный усилитель выполнен на триоде Т4 по
схеме с заземленным эмиттером, обеспечивающей максималь-
ный коэффициент усиления. При манипуляции, кроме тока ос-
новной частоты, возникают токи ряда посторонних частот. Во
избежание влияния этих помех на другие каналы связи в сос-
тав передатчика введен полосовой дифференциально-мостико-
вый шестиэлементный фильтр, пропускающий токи только час-
тот данного канала.
Триод Т5 работает в режиме усиления мощности и вклю-
чен по схеме с заземленной базой. Так как это выходной кас-
кад передатчика, то он должен обладать достаточной мощно-
стью при небольших нелинейных искажениях. Мощность, раз-
виваемая выходным каскадом на нагрузке, 50 мВт.
Приемник (рис. 73) представляет собой устройство, при
помощи которого поступающая с линии частота, несущая ин-
формацию, преобразуется в сигналы, воздействующие на те-
лемеханические устройства.
На входе приемника установлен восьмиэлементный полосо-
вой дифференциально-мостиковый фильтр. Транзистор Т1
Рис. 72. Принципиальная схема передатчика ЧМ.С
123
Рис 73. Принципиальная схема приемника ЧМС
первого каскада приемника включен по схеме с заземленной
базой и работает в режиме усилителя напряжения. Применение
этой схемы обеспечивает постоянство нагрузочного сопротивле-
ния фильтра.
На триоде Т2 собран усилитель-ограничитель амплитуд
сигналов по максимуму, исключающий амплитудные искаже-
ния при больших уровнях сигнала.
Частотный дискриминатор служит для преобразования час-
тотно-манипулированных сигналов в импульсы постоянного
тока. Он состоит из двух тороидальных трансформаторов Тр4
и Тр5, включенных последовательно в коллекторную цепь три-
ода ТЗ выходного каскада приемника. Во вторичные обмотки
трансформаторов включены колебательные контуры, настроен-
ные на резонансные частоты ft и f2.
Напряжение контуров, снимаемое с обмоток трансформато-
ров Тр4 и Трб, через мостиковые выпрямители подается на фор-
мирующие каскады, выполненные на транзисторах Т4
и Т5.
Импульсы постоянного тока с выходов формирующих кас-
кадов управляют работой выходного триггера приемника, соб-
ранного на транзисторах Тб и Т7. Появление различного ро-
да коротких помех в это время не приведет к срабатыванию
триггера.
Длительность импульсов на выходе всегда больше корот-
кого рабочего импульса или паузы, что повышает помехоустой-
чивость системы.
Входное сопротивление приемника 150—200 Ом (с учетом
сопротивления, включенного последовательно с фильтром).
Чувствительность 45 дБ (около 5 мВ).
124
24. ПРИЕМНЫЕ УСТРОЙСТВА
В состав приемного устройства аппаратуры ПОНАБ-3 (рис.
74) входят: удлинитель, регулирующий затухание, приемник
частотно-манипулированных сигналов ЧМС, электронный при-
емник когда ЭПрК, печатающее устройство ЭУМ-23ДП, а
также схемы контроля уровня сигналов в линии связи, нали-
чия поезда на участке КНП и наличия в поезде перегретых
букс КПБ. Рассмотрим функциональное построение узлов конт-
роля приемного устройства (рис. 75).
Схема контроля уровня сигналов в линии
связи настраивается на определенную величину входного сиг-
нала и обеспечивает постоянный контроль исправности канала
связи. Сигнал с выхода усилителя-ограничителя УО поступает
на вход схемы контроля уровня, состоящей из регулируемого
резистора R1, усилителя сигналов У1, конденсатора С1, усили-
теля У2 и реле Р4. При наличии сигнала транзистор усилителя
У1 открыт и конденсатор С1 разряжен. С выхода усилителя
У2 при этом снимается отрицательный потенциал и реле Р4
обесточено. Уровень входного сигнала уменьшается, транзис-
тор усилителя У1 закрывается и конденсатор начинает заря-
жаться до определенного напряжения. В момент, когда оно
достигнет величины, достаточной для открывания транзистора
У2, реле Р4 становится под ток и
своими контактами замыкает цепи
лампы «Отказ линии», звонка в
пульте оператора, а также лампы
Л1 в блоке контроля.
Схема возвращается в исходное
состояние при восстановлении вход-
ного сигнала в рабочем пределе.
Время замедления реакции схемы
зависит от емкости конденсатора
С1, а настройка ее на определенный
уровень входного сигнала — от по-
ложения движка резистора R1, ко-
торым регулируется порог сраба-
тывания. Схема настраивается на
величину сигнала, замеренного в
линии связи (40 дБ), и контроли-
рует снижение уровня сигнала, а
также обрывы и короткие замыка-
ния в линии связи.
Схема контроля наличия
поезда на участке содержит ин-
вертор НЕ1, являющийся вход-
ным каскадом цепи контроля, кон-
денсатор С2, переменный резистор
Рис. 74. Структурная схема
приемной аппаратуры
125
R2, релейный элемент ST, выходной усилитель УЗ и
реле Р1.
В исходном состоянии, когда нет передачи информации, на
вход инвертора НЕ1 поступает отрицательный потенциал. Кон-
денсатор С2 разряжен, и с выхода ST на вход УЗ подается
нулевой потенциал, а с выхода УЗ снимается отрицательный,
который далее через диоды не поступает.
При заходе поезда на участок контроля на вход НЕ1 по-
ступает импульс положительной полярности (200 мс), который
закрывает транзистор НЕ1. Конденсатор заряжается через
коллекторное сопротивление этого транзистора. В момент, ког-
да напряжение достигает порога срабатывания, нулевой сиг-
нал с выхода УЗ поступает через один из диодов на установку
ЭПрК, а через второй диод — на обмотку реле РЕ Реле сра-
батывает и блокируется собственным контактом. При этом на
пульте оператора загорается лампа «Проход поезда». Оконча-
ние сигнала на выходе УЗ определяется моментом окончания
импульса на входе НЕ1. Порог срабатывания ST и, следова-
тельно, длительность импульса на выходе УЗ регулируются ре-
зистором R2. Положение движка резистора выбирается таким,
чтобы при входном сигнале 200 мс длительность импульса на
выходе цепи составляла около 20 мс.
Импульсы кодовых комбинаций при передаче информации
также поступают на вход НЕ1. Но значения С1 и R2 выбира-
Рис. 75. Функциональная схема построения узлов контроля приемной аппа-
ратуры
126
ются такими, чтобы при максимальной длительности положи-
тельных посылок (100 мс при передаче знака «Р») срабатывания
схемы не произошло. Схема, выбирая сигналы по их длитель-
ности, позволяет выделить сигнал захода поезда, подготавли-
вающий ЭПрК к приему информации и сигнализирующий опе-
ратору о проходе поезда по участку контроля.
При удалении поезда с участка контроля, когда будет вы-
дана последняя комбинация общих данных о поезде, с ЭПрК
поступает сигнал «Снятие блокировки». При этом реле Р1
обесточивается, разрывая цепь самоблокировки.
Контроль наличия перегретых букс в поезде
осуществляется следующим образом. В момент прохода поез-
да по участку контроля и при наличии в нем перегретых букс
информация о них будет передана в линию связи и зафикси-
рована электронным приемником кода ЭПрК. В этом случае по
сигналу «Перегретая букса» с ЭПрК срабатывает реле Р2 и
блокируется через контакты Р1 и Р2. Загорается сигнальная
лампа «Перегретая букса» и выдается звуковой сигнал опера-
тору. Также горит лампа Л2 блока контроля. В цепь звонка
постоянного тока введен ограничительный резистор R5. Пре-
дусмотрена возможность отключения звонка кнопкой Кн2
пульта оператора.
Для улучшения восприятия оператором сигнальные лампы
«Проход поезда» и «Отказ линии» сделаны мигающими. Час-
тота переключения ламп определяется генератором Г, импуль-
сы с которого поступают на лампы через усилитель У4.
Сигнал «Проход поезда» и «Сигнал наличия перегретых
букс» могут быть выданы дежурному по станции. При этом в
качестве сигнализатора используется пульт, аналогичный пуль-
ту оператора. На время настройки и регулировки аппаратуры
сигналы наличия перегретых букс дежурному не подаются,
для чего в схеме предусмотрена возможность разрыва цепей
кнопкой Кн1.
Электронный приемник кода преобразует посту-
пающую информацию из последовательного кода в параллель-
ный и хранит ее до прихода очередной комбинации. Он также
вырабатывает сигнал наличия перегретых букс в поезде
и сигналы управления работой регистрирующего устрой-
ства.
Рассмотрим работу электронного приемника кода по функ-
циональной схеме (рис. 76). Стартстопная комбинация посту-
пает на резисторы входных схем совпадения первого триггера
приемного регистра сдвига (триггеры Т14, Т13, Т12, Til, Т10,
T9). Начало стартовой посылки устанавливает управляющий
триггер ТУ в единичное состояние и открывает схему совпаде-
ния И1, на второй вход которой поступают импульсы с
генератора, реализованного на транзисторных задержках D1
и D2. Период следования импульсов генератора 0,625 мс.
127
Рис. 76. Функциональная схема ЭПрК.
Импульсы генератора через схему совпадения поступают на
делитель частоты (триггеры Т2—Т5) с коэффициентом деле-
ния 1/32. Триггеры соединены по схеме двоичного счетчика,
причем в качестве информационного используется нулевой вы-
ход Тб. Это позволяет получить первый рабочий сигнал (пере-
ход потенциала с отрицательного на нулевой) через 16 пери-
одов после начала работы счетчика, т. е. через 10 мс после на-
чала стартовой посылки. Так как длительность стартовой по-
сылки составляет 20 мс, то рабочий сигнал по цепи НЕ1, У8
попадает точно в середину ее (рис. 77).
Поступившая стартовая посылка фиксируется триггером
Т14 в момент действия первого импульса сдвига, причем поляр-
ность посылки определяется по ее середине. Такой способ стро-
бирования посылок позволяет повысить границы приема при
128
краевых искажениях принимаемых посылок или ухода их во
времени. С выхода У8 поступают очередные сдвигающие им-
пульсы с периодом 20 мс. Каждый из них осуществляет сдвиг
принятых посылок и фиксацию очередной посылки на триггере
В момент действия седьмого импульса сдвига выходной
триггер счетчика импульсов с коэффициентом счета 1/7 (триг-
геры Тб—Т8) возвращается в исходное состояние. Сигнал с
его единичного выхода, поступая на нулевой вход управля-
ющего триггера, возвращает последний в исходное состояние.
Схема совпадения И1 закрывается нулевым потенциалом, и
дальнейшее прохождение импульсов генератора на делитель
прекращается.
Таким образом, за один цикл схема вырабатывает семь им-
пульсов сдвига. Первый импульс осуществляет прием старто-
вой посылки, импульсы со второго по шестой — соответствен-
но прием с первой по пятую кодовые посылки и сдвиг ранее
принятых, а седьмой осуществляет прием стоповой посылки и
сдвиг всех ранее принятых. Таким образом, после седьмого им-
пульса сдвига триггер T9 зафиксирует первую кодовую посыл-
ку, а триггеры Т10—Т13 — вторую, третью, четвертую и пятую
соответственно.
В момент переключения в исходное состояние триггера Т8
через инвертор НЕ2 запускаются транзисторные задержки D3
и D4. Сформированный по длительности импульс с выхода D3
через НЕЗ, У9 поступает на шину опроса триггеров Т15—Т19,
Рис 77. Временная диаграмма работы ЭПрК
5—5355
129
которые представляют собою регистр памяти. Резисторы вход-
ных схем совпадения триггеров регистра памяти соединены с
выходами триггеров приемного регистра сдвига так, что в мо-
мент действия импульса опроса код числа переносится в ре-
гистр памяти. Импульс с выхода У9 устанавливает в исходное
состояние триггеры Т5 и Тб, которые после приема комбинации
остались в единичном состоянии. С этого момента регистр
сдвига готов к приему очередной комбинации.
Потенциалы, соответствующие коду принятого знака, с еди-
ничных выходов триггеров регистра памяти через усилители
У1—У5 поступают на реле дешифратора печатающего устрой-
ства. Осуществляется дешифрация принятого знака и выбор
соответствующего ему соленоида, в который для отпечатыва-
ния необходимо подать импульс тока. Максимальное время на
срабатывание установленных в ЭУМ-23ДП реле 30 мс. Следо-
вательно, на период коммутации цепи соленоида контактами
реле импульс тока должен быть задержан во избежание под-
горания контактов. Задержка импульса печати осуществляется
элементом D4 с расчетной длительностью выходного импуль-
са 30 мс. В момент окончания импульса по цепи НЕ4, У10
запускается транзисторная задержка D5, которая формирует
сигнал длительностью 50 мс. Через усилитель мощности УМ
этот сигнал в виде импульса печати поступает на выбранный
соленоид.
Потенциалы, соответствующие коду принятого знака, посту-
пают также на входы дешифратора DC. При приеме знаков
«+», «—», «X» появляются сигналы чисел 18, 22 и 27, объе-
диненные по схеме ИЛИ (см. разметку на полях DC). Через
усилитель Уб на блок контроля в этом случае поступает сигнал
«Перегретая букса». Декодируется также команда «Возврат
каретки», в случае приема которой появляется импульс на вы-
ходе, соответствующем числу 15, и с У7 подается сигнал «Сня-
тие блокировки».
На временной диаграмме показана работа ЭПрК. при при-
еме информации о вагоне с порядковым номером 15, имеющим
перегретые буксы с обеих сторон. Перенос принятой комбина-
ции кода в регистр памяти происходит по сигналам с выхода
D3, затем начинается прием очередной комбинации. Отпечаты-
вается знак уже во время приема очередной комбинации при
действии импульса печати.
Код знака в триггерах регистра памяти сменяется в момент
окончания приема комбинации. Так, сигнал «Перегретая бук-
са» (Уб) действует до окончания приема комбинации «Про-
бел», т. е. в течение 160 мс.
Часть элементов схемы (делитель частоты, счетчик импуль-
сов, управляющий триггер) с приемом комбинации возвраща-
ется в исходное состояние, т. е. схема готова к приему очеред-
ной комбинации. Триггеры приемного регистра в исходное сос-
130
тояние не возвращаются, так как в момент приема комбинации
происходит последовательное стирание (сдвиг за пределы ре-
гистра) ранее принятой информации.
Триггеры регистра памяти в исходное состояние тоже могут
не устанавливаться, так как импульс опроса переключает их в
соответствии с кодом комбинации независимо от начального
состояния.
Электроуправляющая пишущая машина
Э У М-23ДП предназначена для ввода информации циф-
ре- и буквопечатающим способом из различных автоматиче-
ских систем контроля. ЭУМ-23ДП — машина с релейно-диод-
ным дешифратором пятизначного кода и приставкой для руло-
на бумаги П, с количеством печатаемых знаков 23 (цифры от
О до 9 и 13 символьных знаков).
Машина выполнена в виде прибора настольного типа с га-
баритами 405X350x230 мм и массой 17 кг.
Печать последовательная, автоматическая, от электричес-
ких импульсов, подаваемых на соответствующие электромагни-
ты. Техническая скорость печати 7 знаков в секунду. Макси-
мальное количество печатаемых знаков в строке 95. Перевод
строки с автоматическим возвратом каретки машины в исход-
ное состояние производится электродвигателем, который на
время печати отключается. Возврат каретки с переводом стро-
ки осуществляется по команде «Возврат каретки» в виде им-
пульса, поступившего на соответствующий электромагнит, и
механически за счет установки на требуемую ширину строки
полеуловителей каретки. Время возврата каретки 1 с.
Машина имеет автоматическую блокировку печатающего
механизма на время возврата каретки для защиты машины от
подачи сигналов на печать. Блокировка осуществляется кон-
тактами микропереключателя, которые на время возврата ка-
ретки разрывают цепь питания электромагнитов. Длительность
импульсов, поступающих на электромагниты машины, сос-
тавляет 50—60 мс. Амплитуда тока на вводах релейно-диод-
ного дешифратора составляет 70 мА при сопротивлении вхо-
да 430 Ом1.
Электрическая часть машины (рис. 78) содержит электро-
двигатель ЭД на напряжение 220 В, 27 электромагнитов, пять
кодовых реле (Р1—Р5), диоды дешифратора по количеству
электромагнитов, контакт включения двигателя на время воз-
врата каретки (KJ), контакт блокировки печати и разъем, с
помощью которого машина подключается к устройству.
При подаче нулевых потенциалов кода с усилителей ЭПрД
на контакты 11—15 разъема срабатывают кодовые реле, кото-
рым соответствует «единица» кода в регистре памяти. Напри-
1 Подробное описание механической части машины и взаимодействие ее
узлов и механизмов даны в «Руководстве по эксплуатации», поставляемом
заводом-изготовителем в комплекте машины.
5* 131
Рис. 78. Электрическая схема ЭУМ-23ДП
мер, при цифре 5 (код 00101) срабатывают первое и третье
реле, а при знаке «Р» (код 10000) — пятое. Контактами ре-
ле Р1 и Р2 выбирается одна из горизонтальных шин диодного
дешифратора, а контактами РЗ—Р5 — одна из вертикальных
шин. Так, при цифре 5 выбирается горизонтальная шина с чис-
лом 1, и на нее подается отрицательный потенциал источника
питания. К вертикальной шине 4 при сработавшем реле РЗ
подключается контакт 7 разъема. При поступлении импульса
печати на этот контакт ток протекает только через электро-
магнит цифры 5 и происходит отпечатывание знака. В со-
ответствии с положением контактов реле легко находятся вы-
132
бранные горизонтальная и вертикальная шины, если вести цепь
от контактов 5 и 7 разъема, т. е. определяется электромагнит,
соответствующий коду принятой комбинации.
Электромагнит «Возврат каретки» (код 01111) при сраба-
тывании размыкает контакт блокировки печати К2 и замыка-
ет Л7. Последний включает двигатель машины. Выключение
двигателя осуществляется автоматически, так как при полном
возврате каретки машины контакты /<7 разрывают цепь пита-
ния электродвигателя.
Для нормальной работы машины необходимо, чтобы поме-
шение, где устанавливается машина, отапливалось. Машина
не должна подвергаться действию прямых солнечных лучей.
Следует предохранять ее от резких толчков и ударов, в нера-
бочее время закрывать чехлом. Необходимо производить тща-
тельную очистку машины и смазку всех металлических деталей
в местах трения.
5
Электропитание
аппаратуры
ПОНАБ-3
25. ЭЛЕКТРОПИТАНИЕ
ПЕРЕГОННЫХ И СТАНЦИОННЫХ
УСТРОЙСТВ ПОНАБ-3
Электропитание перегонных устройств. Питание перегонных
устройств ПОНАБ-3 осуществляется от основного и резервно-
го источников переменным напряжением 220 В с частотой
50 Гц. В качестве основного источника используется линия пита-
ния автоблокировки, а в качестве резервного — провод ДПР
на электрифицированных участках или отдельный фидер пита-
ния. Напряжение питания от линий основного или резервного
источника подается через понижающие трансформаторы, уста-
навливаемые рядом с помещением постового оборудования
ПОНАБ-3.
Напряжение питания основной и резервной сетей (рис. 79)
подается через выключатели В1 и В2, предохранители Пр1—
Пр4 и контакты реле Р1. Реле Р1 типа АР-200 используется в
схеме переключения питания с основной сети на резервную и
наоборот. При наличии напряжения основной сети реле Р1
находится под током и каждая фаза источника питания под-
ключается к нагрузке через его контакты. При отключении на-
пряжения основной сети реле Р1 обесточивается, переключают-
ся контакты реле и на нагрузку подается напряжение резерв-
ной сети.
Напряжение основной или резервной сети через кон-
такты реле Р1 подается на первичную обмотку силового транс-
форматора Тр, на феррорезонансный стабилизатор напряжения
ФРС типа С-0,28 и систему регулирования температуры внут-
ри постового помещения.
Система регулирования температуры состоит из термодат-
чика ДТ типа ДТКБ-50, реле Р2 типа АР-220 и электропе-
чи мощностью 500—1000 Вт (на схеме не показана). Когда
температура внутри помещения понижается ниже значения, ус-
тановленного на термодатчике, контакты его замыкаются,
включается реле Р2 и напряжение сети 220 В подается на
электропечь. При повышении температуры внутри помещения
выше значения, установленного на термодатчике, контакты его
134
размыкаются, отключается реле Р2 и прекращается подача на-
пряжения на электропечь.
Трансформатор Тр мощностью около 1200 Вт предназначен
для понижения напряжения, подаваемого на нагревательные
элементы напольных камер. С вторичных обмоток IV—VII
трансформатора напряжение 24 В подается через предохраните-
ли и силовые кабели к левой и правой напольным камерам, а с
обмоток II и III — к наружным обогревателям напольных
камер. Напряжение с вторичной обмотки IX трансформатора
подается на мостовую выпрямительную схему источника пита-
ния — 24 В, выполненную на диодах Д1—Д4. Конденсатор С
емкостью 4000 мкФ предназначен для сглаживания пульсаций
выходного напряжения выпрямителя. Напряжение — 24 В по-
дается к напольным камерам через предохранители Пр15 и
Пр16 для питания обмоток электромагнитов заслонок и кон-
трольных ламп, а через предохранитель Пр17 — к блокам
стойки аппаратуры и на розетку ШЗ. К розетке ШЗ подключа-
ется кабель питания ориентирного устройства или модулятора
для калибровки приемоусилительных трактов в процессе регу-
лировки аппаратуры.
Стабилизированное переменное напряжение 220 В с ФРС
подается на блоки питания стойки аппаратуры БП-2 и стойки
передающей БП-1. Блок питания стойки аппаратуры имеет
пять стабилизированных источников с выходными напряжени-
ями —|—6В, ±6,ЗВ, —12В, —24В и +30В. От источников —|-6В
Рис. 79. Схема электропитания перегонных устройств ПОНАБ-3
135
к —12 В осуществляется питание ячеек с логическими элемен-
тами, отдельных блоков усиления и электронной педали ЭП-1.
Источники ±6,ЗВ, —24В и +30В предназначены для питания
схем приемоусилительного тракта и преобразователя питания
болометра. Блок питания стойки передающей имеет два ста-
билизированных источника с выходными напряжениями +6В
и —12В, от которых питаются ячейки с логическими элемен-
тами этой стойки и передатчик частотно-модулированных сиг-
налов.
Вольтметром V контролируются напряжения во всех основ-
ных точках схемы электропитания. Наличие напряжения в схе-
ме контролируется лампой Л. Розетки Ш1 и Ш2 предназначе-
ны для подключения контрольно-измерительных приборов при
настройке аппаратуры. Все узлы схемы электропитания пере-
гонных устройств (за исключением блоков питания) размеще-
ны в силовом щите и на пульте управления.
Общая мощность перегонного оборудования ПОНАБ-3 учи-
тывает мощности, потребляемые собственно аппаратурой (око-
ло 1350 Вт), электропечью обогрева помещения (500—
1000 Вт), контрольно-измерительной аппаратурой, освещением
помещения и др.
Электропитание станционных устройств. Схема питания
станционных устройств ПОНАБ-3 (рис. 80) имеет выключате-
ли основной и резервной сети В1 и В2, предохранители Пр1—
Пр4, реле Р типа АР-220, феррорезонансный стабилизатор на-
пряжения типа С-0,28, блок питания приемной стойки и ро-
зетки Ш1, Ш2.
Реле Р переключает питание аппаратуры с основной сети
на резервную. С розеток Ш1 и Ш2 напряжение питания сни-
мается на контрольно-измерительную аппаратуру. Стабилизи-
рованное переменное напряжение с ФРС подается на блок пи-
тания БП, который имеет два стабилизированных источника с
выходными напряжениями +6В и —12В и один нестабилизи-
рованный с напряжением —ЗОВ. От стабилизированных источ-
ников питаются все логические элементы ячеек, приемник час-
тотно-модулированных сигналов и ряд схем блока контроля.
От источника —ЗОВ питаются электроуправляемая печата-
Рис. 80. Схема электропитания станционных устройств ПОНАБ-3
136
ющая машинка типа ЭУМ-23Д, релейные схемы блока контро-
ля и индикаторные лампы пульта оператора.
Элементы схемы питания станционных устройств размеща-
ются в блок-подставке. Контролируется напряжение сети на
клеммах КТ переносным вольтметром. Потребляемая станци-
онными устройствами мощность без учета мощности использу-
емых измерительных приборов не превышает 250 Вт.
26. СТАБИЛИЗИРОВАННЫЕ
ИСТОЧНИКИ НАПРЯЖЕНИЯ
В блоках питания передающей и приемной стоек аппарату-
ры применяются типовые стабилизаторы постоянного напря-
жения + 6В, —12В, ±6,ЗВ, —24В, -|-30В. Все стабилизирован-
ные источники напряжения питаются от мостовых выпрями-
телей с емкостными фильтрами и построены на схеме с по-
следовательным включением регулирующего транзистора.
Рассмотрим работу перечисленных стабилизированных источ-
ников по принципиальным схемам.
В схеме стабилизированного источника пи-
тания —12 В (рис. 81) выпрямитель собран на диодах Д1—Д4
типа ДЗОЗ. Пульсации выпрямленного напряжения сглажива-
ются конденсатором С1 емкостью 4000 мкФ. Регулирующий
транзистор ТЗ типа П210Б включен последовательно с нагруз-
кой по схеме составного с транзистором Т2 типа П213Б.
Напряжение обратной связи с коллекторной нагрузки R1
усилителя постоянного тока, собранного на транзисторах Т1
и Т4, подается на базу транзистора Т2.
Эталонное напряжение, вырабатываемое параметрическим
стабилизатором, собранным на стабилитроне Д5 типа Д814А
и резисторе R2, поступает на эмиттер Т1 усилителя. Напря-
жение обратной связи подается на вход усилителя с делите-
ля R3, R4, R5, подключенного к выходу стабилизированного ис-
точника.
Исходный режим схемы выбран так, что часть выпрямлен-
ного напряжения падает на переходе эмиттер-коллектор тран-
зистора ТЗ, а остальная выделяется на нагрузке, подключенной
к выходу схемы.
Регулируется выходное напряжение ±12 В переменным ре-
зистором R4. Процесс автоматического регулирования заключа-
ется в следующем. При понижении выходного напряжения ста-
билизатора снижается и напряжение, подаваемое с R4 на вход
транзистора Т4. Поскольку эталонное напряжение на эмитте-
ре Т1 остается постоянным, то коллекторный ток транзисторов
Т1 и Т4 уменьшается и повышается отрицательное напряжение
на базе Т2. Транзисторы Т2 и ТЗ приоткрываются и напряже-
ние на переходе коллектор-эмиттер ТЗ уменьшается, а на вы-
137
Рис. 81. Схема стабилизированного источ-
ника питания —12 В
Рис. 82. Схема стабилизированного источ-
ника питания +6 В
Рис. 83. Схема стабилизированного источ-
ника питания —24 В
ходе стабилизатора уве-
личивается. При повы-
шении выходного на-
пряжения стабилизатора
напряжение на входе
транзистора Т4 увели-
чивается, а на коллекто-
рах Т1 и Т4 уменьшается.
Падение напряжения на
переходе коллектор-эмит-
тер транзистора ТЗ уве-
личивается и выходное
напряжение снижается.
Пределы регулирова-
ния выходного напряже-
ния стабилизированного
источника переменным
резистором R4 от —11 до
—13 В. Номинальный ток
нагрузки составляет
1,5 А. Двойная ампли-
туда пульсаций не пре-
вышает 100 мВ при но-
минальном токе нагрузки.
В схеме стабили-
зированного источ-
ника питания +6 В
(рис. 82) усилитель со-
бран на транзисторе Т1,
а роль регулирующего
элемента выполняют Т2 и
ТЗ, включенные по схеме
составного транзистора.
Для получения эталонно-
го напряжения использу-
ется параметрический
стабилизатор на стабили-
троне ДЮ и резисторе
R7, питающийся от от-
дельного выпрямителя на
диодах Д5—Д8 типа
Д226Г. Стабилитрон Д9
включен с целью темпе-
ратурной компенсации
схемы. Конденсатор СЗ
отрицательной обратной
связи предназначен для
повышения устойчивости
138
работы схемы. За счет цепи обратной связи на резисторах R1
и R2 снижается уровень пульсаций на выходе стабилизирован-
ного источника. Процесс регулирования напряжения на выходе
схемы не отличается от описанного для источника —12 В. На-
пряжение на выходе регулируется переменным резистором R5
и может изменяться в пределах от +4 до +7 В. Номинальный
ток нагрузки источника 0,3 А. Двойная амплитуда пульсаций
не превышает 60 мВ при номинальном токе нагрузки.
В схеме стабилизированного источника пи-
тания — 24В (рис. 83) регулирующий элемент выполнен
на транзисторе Т1 типа П216Б. Эталонное напряжение выра-
батывается параметрическим стабилизатором на стабилитро-
нах Д5 и Д6 типа Д814А и резисторе R4. С помощью цепей
обратной связи на конденсаторе С2 и резисторах R1 и R2 обес-
печивается повышение устойчивости работы схемы и снижение
уровня пульсаций выходного напряжения. Принцип работы это-
го источника не отличается от принципа работы источника
— 12 В.
Выходное напряжение регулируется переменным резисто-
ром в пределах от —23 до —25 В. Двойная амплитуда пуль-
саций источника при номинальной нагрузке 0,1 А не превыша-
ет 10 мВ.
В схеме стабилизированного источника
питания ±6,3 В (рис. 84) усилитель постоянного тока на
транзисторе Т5 и эмиттерный повторитель на транзисторе Т4
питаются от отдельного параметрического стабилизатора на
стабилитронах Д2 и ДЗ и резисторе R1. Напряжение на пара-
метрический стабилизатор подается с однополупериодного вы-
Рис 84. Схема стабилизированного источника питания ±6,3 В
139
Рис. 85. Схема стабилизированного источника питания -|-30 В
прямителя на диоде Д1 с конденсатором С1. Эталонное напря-
жение вырабатывается параметрическим стабилизатором на
стабилитроне Д8, резисторе R5 и через делитель R6, R7 по-
дается на вход эмиттерного повторителя Т4, а затем с выхода
его поступает на эмиттер Т5 усилителя.
Выходное напряжение источника питания подается на вход
транзистора Т5 с делителя RIO, Rll, R12 и стабилитрона Д9.
Последний повышает стабильность работы схемы при измене-
ниях температуры окружающего воздуха. С коллекторной на-
грузки усилителя Т5 напряжение подается на базу согласу-
ющего транзистора Т1. Транзисторы Т1 и Т2 включены по схе-
ме составного транзистора с регулирующим ТЗ. Конденсаторы
С4 и Сб применяются для снижения пульсаций эталонного на-
пряжения и напряжения на базе транзистора Т5. Регулирова-
ние выходного напряжения осуществляется как и в схемах ис-
точников питания —12 В или —24 В.
Изменяется выходное напряжение в пределах от 5,8 до 6,5 В
с помощью переменного резистора R12. Двойная амплитуда
пульсаций напряжения источника при токе нагрузки ОДА не
превышает 1 мВ.
В схеме стабилизированного источника пи-
тания 4-30 В (рис. 85) регулирующий элемент выполнен на
транзисторе ТЗ, включенным совместно с согласующим тран-
зистором Т2 по схеме составного. Управление регулирующим
транзистором осуществляется от трехкаскадного усилителя по-
стоянного тока на транзисторах Т4, Т5 и Тб. Эталонное напря-
жение на базу транзистора Тб подается с параметрического
стабилизатора напряжения на стабилитроне Д9 и резисторе
R7. На эмиттер транзистора Т4 усилителя подается постоянное
напряжение смещения с параметрического стабилизатора на
стабилитронах Д7 и Д8 и резисторе R4. В коллекторе выход-
ного транзистора Т4 усилителя включена динамическая на-
грузка (транзистор Т1 и резистор R3). Исходный режим тран-
140
зистора Т1 устанавливается напряжением, подаваемым на его
базу с параметрического стабилизатора (стабилитрон Д5 и
резистор R2).
Использование трехкаскадного усилителя на транзисторах
Т4, Тб, Тб с динамической нагрузкой выходного каскада по-
зволяет получить более высокий коэффициент стабилизации
выходного напряжения.
Выходное напряжение источника подается с делителя R9—
R11 на базу транзистора Т7 и с его эмиттера — на эмиттер
транзистора Тб первого каскада усилителя. Поскольку число
каскадов усилителя нечетное, то в процессе регулирования вы-
ходного напряжения осуществляется отрицательная обратная
связь и напряжение на регулирующем транзисторе изменяет-
ся в противофазе с выходным напряжением.
Выходное напряжение источника может изменяться в пре-
делах от +29 до +31 В с помощью переменного резистора
R11.
Двойная амплитуда пульсаций напряжения источника не
превышает 1 мВ при номинальном токе нагрузки 0,2 А.
6
Регулировка
аппаратуры
27. ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ
УСТРОЙСТВА ПОНАБ-3
Ориентирное устройство. Одним из дополнительных уст-
ройств, поставляемых в комплекте аппаратуры ПОНАБ, явля-
ется ориентирное устройство. Оно предназначено для точной
настройки оптики приемника на контролируемую зону корпу-
са буксы. Ориентирное устройство (рис. 86) состоит из гори-
зонтальной 4 и вертикальной 2 реек. Горизонтальная рейка
служит для установки на рельсы и имеет соответствующие фик-
саторы положения 5. Во избежание короткого замыкания меж-
ду рельсами рейка сделана разрезной с изоляционной про-
кладкой между частями. Рейка, выступающая за головку рель-
са на расстояние 650 мм, является рабочей с оцифрованной
шкалой от 300 до 650 мм через 5 мм. Рабочая часть горизон-
тальной рейки имеет прорезь 1 для установки и перемещения
вертикальной рейки. Вертикальная рейка с оцифрованной шка-
лой, перемещающаяся по вертикали и горизонтали, снабжена
специальным электронным устройством 3, имитирующим на-
гретое тело. Перемещение рейки в двух направлениях позво-
ляет найти в пространстве точку, на которую необходимо ори-
ентировать оптику.
Размещенный в головке имитатор нагретого тела (рис. 87)
состоит из генератора G, эмиттерного повторителя ЭП, усили-
теля У, реле Р и двух сигнальных ламп Л1 и Л2. При подаче
питающего напряжения (кабелем из силового щита) импуль-
сы генератора с определенной частотой поступают через эмит-
терный повторитель и усилитель на реле, которое с той же пе-
риодичностью замыкает цепь сигнальных ламп. «Мигающие»
лампы имитируют нагретое тело.
В головке размещен также индикатор уровня сигналов,
предназначенный для контроля амплитуды сигналов на выхо-
де усилительного тракта. Индикатор состоит из эмиттерного
повторителя на транзисторе Т1, порогового устройства на
транзисторах Т2 и ТЗ, формирователя импульсов на Т4, уси-
лителя на Т5 и индикаторной лампы ЛЗ.
142
Сигнал от оконечного
усилителя через согласу-
ющий эмиттерный повто-
ритель и переменный ре-
зистор R4 поступает на
вход порогового устройст-
ва, срабатывающего при
определенном уровне сиг-
нала с выхода эмиттерно-
го повторителя. Порого-
вое устройство преобра-
зует плавно изменяющий-
ся сигнал в импульс с
крутыми фронтами. Этим
Рис. 86. Ориентирное устройство
импульсом запускается
транзисторная задержка, которая формирует сигнал определен-
ной длительности независимо от длительности его на входе.
Сформированный по длительности сигнал через усилитель по-
ступает на лампу ЛЗ, которая загорается в моменты поступле-
ния сигнала на вход индикатора уровня.
Индикатор питается от источника стабилизированного на-
пряжения. Стабилизатор выполнен на стабилитронах Д1, Д2,
резисторе R18 и транзисторе Тб с емкостным фильтром С2.
Методика настройки оптики с помощью ориентирного устрой-
ства будет описана в п. 29.
Модулятор. Уровни сигналов на выходе приемоусилитель-
ного тракта при настройке ПОНАБ-3 регулируются с помощью
модулятора. Модулятор (рис. 88) состоит из каркаса 1, сосуда
2, диска 3 с отверстием, электродвигателя для поворота дис-
ка (на рис. 88 не показан), тумблера включения электродви-
гателя и разъема 4 подключения питания.
При регулировке приемоусилительного тракта модулятор
устанавливается на переднюю стенку напольной камеры. Со-
Рис. 87. Электрическая схема ориентирного устройства
143
Рис. 88. Модулятор
танавливается в зависимости
воздуха в момент проведения
суд заполняется водой, нагре-
ваемой до определенной тем-
пературы, и помещается в кар-
кас модулятора. Контролиру-
ется температура воды термо-
метром. При включении тумб-
лера электродвигатель приво-
дит диск во вращение. С от-
крытием заслонки приемник
воспринимает тепловое излу-
чение от сосуда с водой, моду-
лируемое диском, имеющим
температуру наружного воз-
духа.
Имитируется проход букс
поезда в зоне обзора оптичес-
кой системы прибора, причем
уровень нагрева буксы опреде-
ляется температурой воды в
сосуде. Температура воды ус-
ат температуры наружного
егулировок.
Устройство настройки АПД. Для облегчения работы обслу-
живающего персонала при регулировке и ускорения поиска не-
исправностей в аппаратуре служит устройство настройки АПД.
Устройство является имитатором стартстопного кода и обес-
печивает 32 возможных комбинации кода, а также имитацию
сигнала «Заход поезда». Подключается устройство к настраи-
ваемой схеме соединительным жгутом.
Устройство (рис. 89) состоит из двоичного счетчика (триг-
геры Т1—ТЗ), диодной матрицы МА-3 на семь выходов, гене-
ратора импульсов на транзисторных задержках D1 и D3 с ре-
гулятором длительности посылок, триггера управления ТУ,
схем совпадения И1, выработки сигнала установки (D3, НЕ,
D1—D4), формирования сигнала «Заход поезда» (задержка
D4, инверторы НЕ2, НЕЗ), совпадения И2 и выходных инвер-
торов НЕ4, НЕ5.
Тумблеры В1—В5 служат для набора кодовых комбина-
ций, причем включенному тумблеру соответствует токовая (1)
кодовая посылка, а отключенному — бестоковая (0). Тумб-
лером Выход устройство подключается к настраиваемой схе-
ме. Тумблер Настройка БК при включении позволяет имити-
ровать сигнал «Заход поезда», используемый при настройке
блока контроля, а Руч.-Авт. служит для ручного или автомати-
ческого режима работы устройства. В положении Авт. переклю-
чением тумблера Tq-Tm задается большой (Тб = 320 мс) или
малый (Тм= 160 мс) периоды следования комбинаций. Кноп-
ка Запуск позволяет в ручном режиме на каждое нажатие по-
144
лучать на выходе устройства набранную тумблерами В1—В5
кодовую комбинацию.
Рассмотрим работу схемы при передаче комбинации 10100
(цифра 5) в автоматическом режиме. Период следования ком-
бинаций 320 мс. Тумблеры В1, ВЗ, В6 и Выход включены,
тумблер Настройка БК отключен, тумблер Тб-Тм в положе-
нии Тб, а Руч.-Авт. в положении Авт.
При нажатии кнопки Запуск управляющий триггер пере-
брасывается в единичное состояние. Отрицательный
потенциал с его выхода открывает схему совпадения И1,
и импульсы генератора (Т = 20 мс) поступают на счетный
вход первого триггера счетчика Tl. С приходом первого им-
пульса Т1 становится в единичное состояние и отрицательный
импульс с выхода 1 матрицы МА-3 через диод схемы ИЛИ,
объединяющий выходы 1-5, поступает на выходные инверторы,
а затем в виде стартовой (бестоковой) посылки — на вход на-
страиваемой схемы. С приходом второго импульса на вход Т1
сигнал на выходе 2 матрицы не появляется, так как выход за-
крыт нулевым потенциалом через замкнутый контакт тумбле-
ра В1 (тумблер первой кодовой посылки). С поступлением
третьего импульса на вход счетчика появляется сигнал на вы-
ходе 3 матрицы, который через диод схемы ИЛИ поступает
на выходные инверторы и в виде бестоковой посылки на вы-
ход схемы. На выходе 4 матрицы импульс не появляется и на
вход НЕ4 при этом сигнал не поступает. С выхода схемы сни-
мается потенциал, соответствующий токовой посылке. Так
как тумблеры В4, В5 не включены, то при действии пятого и
шестого сигналов на входе счетчика, на выходах 5 и 6 матри-
цы имеются импульсы отрицательной полярности, которые по-
ступают на выходные инверторы, а затем в настраиваемую
схему (в виде бестоковых посылок). По окончании действия
импульса с выхода 6 матрицы сигналы на выходные инвер-
торы не поступают и на выходе схемы имитируется стоповая
(токовая) посылка кода.
По заднему фронту импульса с выхода 7 матрицы запускает-
ся задержка D3, и сформированный по длительности импульс
через НЕ1 и Д1—Д4 устанавливает триггеры схемы в исход-
ив состояние. Передача комбинации на этом заканчивается.
По заднему фронту импульса с выхода 6 матрицы запуска-
ется транзисторная задержка D4, формирующая импульс дли-
тельностью 200 мс. Через инверторы НЕ2, НЕЗ и тумблеры
Тб-Тм, Руч.-Авт. импульс поступает на единичный вход триг-
гера управления. На выход схемы аналогично вышеописанному
поступает та же комбинация, которая будет выдаваться до
перевода тумблера Руч.-Авт. в положение Руч. В ручном ре-
жиме каждая комбинация выдается нажатием кнопки За-
пуск. Схема работает аналогично выдаче первой комбинации
при автоматическом режиме.
145
При задании автоматического режима выдачи комбинаций
с периодом следования 160 мс тумблер Tq-Tm переводится
в положение Тм. В этом случае импульс с выхода НЕ1 не
проходит на управляющий триггер Т1. После выдачи первой
комбинации Т1 не закрывает схему совпадения И1 и делитель
работает циклично через каждые восемь входных импульсов.
В остальном работа схемы не изменяется.
Сигнал «Заход поезда» имитируется при включенном тумб-
лере Настройка БК., ручном режиме работы и выключенных
тумблерах В1—В5. При этом импульс длительностью 200 мс
поступает через выходные инверторы на выход схемы. Начало
этого импульса определяется концом пятой кодовой посылки.
Следовательно, при включении тумблера В5 сигнал на выход-
ных инверторах может быть увеличен до 220 мс за счет добав-
ления пятой токовой посылки, а при включении тумблеров В4,
ВЗ, В2, В1 увеличивается ступенчато на 20 мс. Максимальная
длительность сигнала на выходе будет равна 320 мс с учетом
добавления стартовой посылки.
Устройство проверки ячеек. Для контроля ячеек и поиска
неисправных элементов в них применяется устройство провер-
ки ячеек.
Устройство (рис. 90) выполнено в виде переносного прибо-
ра настольного типа, не имеющего собственного источника пи-
тания. При работе оно подключается к одному из блоков пи-
тания аппаратуры с помощью четырехпроводного шнура 1 с
маркированными наконечниками 2. Кожух устройства разделен
146
диаграмма его работы
перегородкой на два отсека. В открытом отсеке размещены
коммутационные колодки и шнур для подключения питания,
а в закрытом — схема, контролирующая исправность ячеек.
На лицевой панели устройства размещены органы управления
и контроля, колодка для подключения проверяемой ячейки 3
и две коммутационные колодки 4. Так как входы и выходы
элементов различных ячеек располагаются на разъеме совер-
шенно произвольно, то при наличии одного разъема для под-
ключения проверяемой ячейки необходима коммутация входов
и выходов. Для каждого типа ячейки предусматривается ком-
мутационная колодка, распайка контактов которой выполня-
ется по определенной схеме.
Устройство обеспечивает проверку ячеек в режимах пода-
чи переменного положительного и отрицательного воздействия
на вход проверяемого элемента. Режим работы задается с по-
мощью переключателя В2 (рис. 91). Переменное воздействие
обеспечивается генератором импульсов прямоугольной фор-
мы, выполненном на транзисторных задержках DI, D2. Ча-
стота генерации изменяется от 6 до 1 Гц при подклю-
чении к схеме тумблером В1 времязадающего конденсато-
ра СЗ.
Импульсы с генератора могут подаваться на счетный вход
триггера Т1 (переменное воздействие), на его нулевой (отри-
цательное воздействие) или единичный (положительное воз-
действие) входы. Сигнал воздействия на проверяемую схему
снимается с выхода усилителя У1, подключенного к единично-
му
Рис. 90. Устройство проверки ячеек
откл.
Рис. 91. Функциональная схема устройства проверки ячеек
148
му выходу триггера Т1. О характере воздействия можно су-
дить по индикаторной лампе Вход, переключаемой усилителем
У2 в соответствии с сигналами У1.
При максимальном числе входов элемента ячейки (четыре)
сигнал на один из входов подается переключателем ВЗ. При
проверке ячейки ОС необходимо подать нулевой потенциал на
те входы, отрицательный сигнал на которые в данный момент
не подается. Нулевой потенциал подается через переключа-
тель и диодную матрицу на три свободных входа, определя-
емых расположением диодов в матрице и положением ВЗ. Так,
при коммутации входного сигнала на ламель 2 переключателя
нулевой потенциал с ламели 8 через диоды матрицы закры-
вает выходы с ламелей 3, 4, 5.
Проверка диодных матриц MAI, МА2, МАЗ возможна
только при подаче четырехразрядного кода на их входы. Сиг-
налы кода подаются с выходов двоичного счетчика (триггеры
Т2—Т5), на вход которого поступает переменное воздействие
с нулевого выхода триггера Т1. Диоды, подключенные к шине
опроса матриц, проверяются подачей нулевого (запрещающе-
го) потенциала на вход опроса тумблером В4 в положении
Запрет МА, ОС. Этот же тумблер используется при проверке
ячейки ОС.
Максимальное число выходов проверяемой ячейки восемь
(для матрицы МАГ). Контроль исправности матрицы проверя-
ется на каждом из выходов, для чего они поочередно под-
ключаются с помощью В5 к индикатору Выход. При Вб в
положении Откл. и В7 в положении — П_ сигнал с одного из
выходов ячейки подается на усилитель У4, к выходу которого
подключена индикаторная лампа Выход.
По загоранию лампы можно судить о полярности сигнала
на выходе проверяемой ячейки и о прохождении сигнала че-
рез нее.
Для удобства наблюдения за работой элемента ячейки в
схему введен усилитель УЗ, подключаемый в цепь выхода
тумблером В7. Усилитель осуществляет инвертирование вы-
ходного сигнала, позволяя синхронизировать работу входной
и выходной индикаторных ламп. Триггер Тб подключается в
цепь выхода при проверке ячейки ТЗ. Длительность импуль-
сов на выходе проверяемой транзисторной задержки не пре-
вышает 15 мс, в связи с чем их просмотр на индикаторе Вы-
ход невозможен. При подключении в цепь выхода триггера
Тб каждый из выходных сигналов с ячейки ТЗ переключает
триггер, сигнал с которого поступает через усилители на инди-
катор Выход.
Устройство проверки ячеек позволяет выявлять неисправ-
ности входных цепей элементов, разрывы дорожек печатной
платы, неисправные транзисторы, неисправные диоды или их
переполюсовку в схеме.
149
28. ПРОВЕРКА И РЕГУЛИРОВКА
НАПОЛЬНОГО ОБОРУДОВАНИЯ
Рельсовая цепь наложения проверяется наличием напря-
жения на выходе электронной педали ЭП-1, которое должно
составлять не менее 10 В. Путевое реле при этом находится
под током (участок контроля свободен). Зона действия элект-
ронной педали проверяется по срабатыванию путевого реле,
которое должно обесточиваться при нахождении локомотива
поезда не ближе 10 м от места включения педали и становить-
ся под ток при удалении поезда на 40—50 м.
Работа электромагнитов заслонок напольных камер прове-
ряется при имитации захода поезда на участок контроля. Про-
веряется плавность хода заслонок, перекрытие входных окон,
плотность прилегания заслонки к обойме. В случае неполного
открытия (закрытия) входного окна регулируется заслонка в
узле ее крепления к валику, связанному со штоком электро-
магнита.
Режимы работы и настройка приемных капсул проверяются
вне напольных камер при подключении их кабелями-удлини-
телями к разъемам стойки аппаратуры. При этом контролиру-
ется напряжение на выходе преобразователя питания боломет-
ра, которое должно быть 130±5 В. В случае необходимости
оно регулируется изменением напряжения на входе преобра-
зователя.
Исходные режимы работы предварительных усилителей
проверяются по значению постоянного напряжения на их вы-
ходах при номинальных напряжениях +30 и ±6,3 В. Измере-
ние проводится только при установившемся режиме (через
15 мин после включения питания). Если напряжение на выхо-
дах предварительных усилителей отклоняется от заданного
(15 В) более чем на ±0,5 В, то его подстраивают регулировоч-
ным резистором, установленным на плате предварительного
усилителя.
Правильность подключения болометра к схеме предвари-
тельного усилителя проверяется по полярности сигналов на
выходе усилителя при имитации прохождения нагретого тела
перед болометром. Если полярность импульсов положительна,
то необходимо поменять местами провода от болометра на пла-
те предусилителя.
После проведенной проверки приемные капсулы устанавли-
ваются в напольные камеры и измеряются помехи от преобра-
зователя на выходах предварительных усилителей. Двойная
амплитуда помехи не должна превышать 50 мВ.
Исправности датчиков прохода колес и правильность их
подключения проверяются при имитации появления ферромас-
сы в зоне их действия по амплитуде и полярности сигналов,
измеряемых осциллографом на выходе датчиков. Если при по-
150
явлении ферромассы в зоне действия датчика полярность сиг-
нала отрицательна, а при исчезновении — положительна, не-
обходимо изменить подключение датчиков перебросом выво-
дов на клеммах соединительной муфты.
29. ПРОВЕРКА И РЕГУЛИРОВКА
СТОЙКИ АППАРАТУРЫ
Оконечные усилители настраиваются вне стойки аппара-
туры при подключении их к разъемам специальными кабеля-
ми-удлинителями (см. рис. 53). Переключатель Усиление при
этом устанавливается в положение 0, а ось потенциометра Ка-
либровка — в крайнее правое положение. Контролируется на-
чальный (не более ±0,1 В) и последующий (не более ±0,2 В)
уровень напряжений на выходе оконечного усилителя. Подстра-
иваются измеряемые уровни в случае необходимости перемен-
ным резистором R12. После проверки потенциометр Калибров-
ка устанавливается в среднее положение.
Ориентация напольных камер на контролируемую зону
букс вагонов осуществляется ориентирным устройством. Рей-
ка последнего устанавливается на оба рельса на расстоянии
1020 мм от отверстия в отражателе напольной камеры. Пита-
ние к ориентирному устройству подается кабелем от силового
щита, а сигнал обратной связи снимается с выхода оконечного
усилителя (контрольное гнездо 2 блока усиления).
При открытых заслонках напольных камер лампы ориентир-
ного устройства устанавливаются на расстоянии 400 мм от
внутренней грани головки рельса и на расстоянии 520 мм по
высоте от головки рельса. Установка производится при пере-
мещении вертикальной рейки и движка, а измерение — по
оцифровке шкал. Контролируются прохождения сигналов ос-
циллографом, подключенным к гнезду 2. На экране должны
наблюдаться импульсы отрицательной полярности, период сле-
дования которых определяется частотой «мигающих» ламп в
головке ориентирного устройства. При отсутстви импульсов на
экране головку ориентирного устройства сдвигают по гори-
зонтали до их появления.
Перемещением вертикальной рейки устанавливаются грани-
цы зоны, за которыми не загорается контрольная лампа. Если
при выполнении этой операции лампа не гаснет, то необходи-
мо изменить порог срабатывания схемы индикатора уровня
сигнала. Зона, в которой горит контрольная лампа, выбирает-
ся от 8 до 10 см. Полусумма граничных значений шкалы ха-
рактеризует положение центра зоны и, следовательно, опти-
ческой оси болометра. Положение центра зоны определяет на-
правление смещения напольной камеры по вертикали, камера
смещается на винтах опор. Вновь проверяется ориентация,
151
которую можно считать законченной при положении центра
зоны 520+5 мм.
Ориентирование в горизонтальном направлении осуществ-
ляется при зафиксированной винтом вертикальной рейке на
отметке 520 мм. Смещением движка устройства по горизон-
тальной рейке определяются границы зоны, размер от внут-
ренней грани головки рельса до центра зоны и направление
смещения камеры. За счет пазов в платформе камера смеща-
ется. Вновь определяется размер до центра зоны, который не-
обходимо довести до 400+5 мм.
Заключительным этапом в ориентировании является креп-
ление платформы на винтах опор и последующая контрольная
проверка положения напольной камеры.
Калибровка приемоусилительных трактов проводится при
установке модулятора на переднюю стенку напольной камеры.
Питание на модулятор подается кабелем-удлинителем. Перед
началом калибровки переключатель Усиление должен нахо-
диться в положении «0», а осциллограф подключен к конт-
рольному гнезду 2 блока усиления.
Для настройки ПОНАБ на выявление перегретых букс с
температурой шеек осей свыше 100 или 140°С вода в сосуде
модулятора нагревается в зависимости от температуры наруж-
ного воздуха до определенных значений (см. рис. 7). Когда в
сосуде устанавливается требуемая температура, включается
двигатель модулятора и открываются заслонки напольных ка-
мер. Потенциометром Калибровка блока усиления на выходе
усилителя устанавливается сигнал, равный 9+0,5 В. Калибров-
ка второго приемоусилительного тракта производится анало-
гично.
Работа ПЗУ проверяется при задании контрольной програм-
мы с блока управления. На каждое нажатие кнопки Контроль
должна выдаваться программа прохода одного четырехосного
вагона. Прохождение сигналов контролируется осциллографом
в контрольных гнездах эмиттерных повторителей, подключен-
ных к выходам дешифратора (см. рис. 37). Аналогично кон-
тролируется работа ПЗУ во время имитации программы про-
хода вагона при повышенной частоте следования импульсов
(тумблер в положении Частота 2). Длительность импульсов
при этом составляет 3—4 мс. Работа ПЗУ в других режимах
(выдача программы проследования четырех вагонов, цикли-
ческий режим работы) проверяется при имитации этих режи-
мов переключателями на лицевой панели блока управления.
При циклическом режиме работы ПЗУ и отключенных за-
слонках напольных камер на выходах усилителей проверяют-
ся сигналы от ламп контроля, размещенных на заслонках.
Амплитуда сигналов должна составлять 13—15 В. При необ-
ходимости регулируются положения ламп путем их переме-
щения.
152
Работа устройства прохода поезда проверяется при имита-
ции режима тумблером Рельсовая цепь-Проверка или при про-
следовании поезда.
Проверяется работа заслонок, отработка программы про-
следования одного вагона, выдача сигнала «Конец поезда» и
прохождение сигнала начальной установки.
Работа отметчика вагонов проверяется при запуске ПЗУ в
различных режимах. При этом необходимо проконтролировать
выдачу на каждый вагон импульса счета. Выдача импульса от-
метки прохода контрольного вагона сигнализируется лампой
Счет блока управления.
Работа схемы формирования управляющих импульсов для
блоков усиления схем автоконтроля, формирования сигналов
на аппаратуру накопления и передачи информации проверяет-
ся при имитации проследования вагонов последовательным
контролем сигналов в различных точках этих схем.
Устройства логической обработки сигналов настраиваются
при запуске ПЗУ в циклическом режиме работы. При этом
контрольные сигналы через выключатель ВЗ (см. рис. 58) по-
даются на входы ячеек памяти УЛОС одного блока усиления
(правой или левой стороны поезда). Амплитуды двух сравни-
ваемых контрольных сигналов регулируются переменными ре-
зисторами, расположенными на передних панелях блоков уси-
ления.
Устанавливая амплитуду одного контрольного сигнала на
входах ячеек памяти 9 В, а другого — 6 В, резистором R11 до-
биваются уменьшения до нуля импульса на входе транзистора
Т5 при положении переключателя Отношения в позиции 3,0
(см. рис. 55). Затем амплитуды контрольных сигналов уста-
навливают 9 и 3 В и резистором R18 добиваются граничного
значения, при котором начинает вырабатываться сигнал тре-
воги пороговым устройством.
Настройка устройства логической обработки заканчивается.
30. РЕГУЛИРОВКА УСТРОЙСТВ
НАКОПЛЕНИЯ, ПЕРЕДАЧИ,
ПРИЕМА И РЕГИСТРАЦИИ
ДАННЫХ
Измерение параметров и настройка каналообразующих и
приемных устройств. При включении блока питания проверя-
ются под нагрузкой напряжения источников питания, а также
уровни пульсаций их. Напряжения замеряются на контрольных
клеммах блока ламповым вольтметром. Уровень сигнала на
входе линии связи устанавливается переменным резистором,
расположенным на лицевой панели передатчика, и измеряется
указателем уровня при отключенной линии связи. Отключение
153
осуществляется одним из тумблеров вводио-изолирующсго
щитка. В качестве эквивалентной нагрузки для передатчика
используется сопротивление 600 Ом. Уровень сигнала устанав-
ливается равным 4-9,6 дБ. После измерений вновь подключа-
ется линия связи и устанавливается уровень сигнала на входе
приемника ЧМС от —40 до —45 дБ. Уровень сигнала регули-
руется удлинителем или магазином затухания, включенным в
разрыв линии между приемным вводно-изолирующим щитком
и удлинителем, а контролируется на входе приемника ЧМС.
При выведенном полностью резисторе R1 (см. рис. 74) ими-
тируется обрыв линии связи отключением тумблера на ввод-
но-изолирующем щитке. В результате реле Р4 становится под
ток, а на блоке контроля и пульте оператора загорается лампа
Отказ линии и звенит звонок (при включенной кнопке звон-
ка). Короткое замыкание линии связи имитируется установ-
кой перемычки на клеммы ПРУ щитка. Результаты проверки те
же, что и в случае обрыва линии.
Схема контроля уровня сигнала в линии связи от —40 до
—45 дБ настраивается следующим образом: резистор R1 вво-
дится до момента срабатывания лампы Отказ линии. Затуха-
ние линии связи уменьшается на 4—5 дБ и лампа Отказ ли-
нии гаснет. На этом настройка схемы контроля уровня закан-
чивается. Магазин затухания отсоединяется, а уровень сиг-
нала на входе приемника устанавливается от —20 до —35 дБ.
Настройка частоты генератора электронного приемника ко-
да контролируется осциллографом или частотомером, подклю-
ченным к выходу генератора. При необходимости частота под-
страивается переменным резистором, введенным во время за-
дающую цепь генератора.
Для проверки цепи захода поезда устройство настройки
АПД переводится в режим Настройки БК. Импульс длитель-
ностью 200 мс, имитирующий сигнал «Заход поезда», поступа-
ет на вход инвертора НЕ1 (см. рис. 74) при каждом нажатии
кнопки Запуск. Резистором R2 устанавливается длительность
сигнала на выходе релейного элемента 20 мс. Реле Р1 сраба-
тывает и становится на самоблокировку, а на пульте загора-
ется лампа Проход поезда. Блокировку реле перед очередном
нажатии кнопки Запуск необходимо обрывать.
Правильность регулировки цепи захода поезда контролиру-
ется при отключенном тумблере Настройка БК и включенных
В1—В5 устройства настройки АПД. При этом имитируется
прохождение положительного импульса длительностью 120 мо.
В момент нажатия кнопки Запуск убеждаются в отсутствии им-
пульса на выходе релейного элемента или усилителя УЗ цепи
захода поезда.
Правильность приема комбинаций кода контролируется
при подключенной к ЭПрК электроуправляемой пишущей ма-
шины. Тумблерами кодовых посылок набирается комбинация
154
цифры «1» (тумблер Bl включен, В2—В5 отключены). Режим
работы устройства для настройки АПД ручной. При нажатии
кнопки Запуск имитируется выдача комбинации «00001». Пос-
ле приема ее на печатающее устройство выдается цифра «1».
При этом контролируется длительность импульса печати ЭПрК.
и при необходимости регулируется переменным резистором.
Аналогично проверяется правильность приема знаков от 2 до
9, 0, Р, Н и комбинация «Пробел».
С устройства настройки АПД имитируется выдача комбина-
ции знака «+» (перегрев с правой стороны). При этом отпе-
чатывается знак, ЭпрК вырабатывается сигнал «Перегретая
букса», а на пульте оператора и блоке контроля загораются
лампы Перегретая букса и выдается звуковой сигнал. Необ-
ходимо проверить возможность отключения звонка тумблером
В или кнопкой Кн2 пульта оператора. На печать выдается не
менее пяти знаков «+»• После набора комбинации «Возврат
каретки» запускается устройство настройки аппаратуры переда-
чи данных. При этом каретка ЭУМ-23Д возвращается в исходное
состояние (начало строки) и отключается сигнализация перегре-
тых букс.
Аналогично изложенному проверяется работа приемного
устройства при имитации комбинаций знаков «—» и «X» (пе-
регрев с левой и обеих сторон). Приемное устройство аппа-
ратуры проверяется также при автоматическом режиме рабо-
ты устройства настройки АПД на скоростях Tq и Тм. На вре-
мя набора комбинации тумблер Руч.-Авт. переводится в поло-
жение Руч. На этом проверка заканчивается, устройство
настройки АПД отключается и в схему включается приемник
ЧМС. При необходимости совместно проверяются каналообра-
зующее и приемное устройства аппаратуры. В этом случае уст-
ройство настройки АПД включается в разрыв разъема пере-
датчика ЧМС. Имитация комбинаций кода осуществляется ана-
логично, но в этом случае они подаются на вход передатчика
ЧМС.
Если приемное устройство проверено и функционирует
нормально, а при совместной проверке наблюдаются отказы
или сбои, то можно сделать вывод о неисправности каналооб-
разующей аппаратуры.
Исправность каналообразующего устройства контролирует-
ся сравнением сигналов на выходе устройства настройки АПД
с сигналами на выходе приемника ЧМС. Кодовые комбинации
легко просматриваются на экране осциллографа. Пропадание
отдельных посылок и отличия в длительности их свидетельст-
вуют о неисправности каналообразующего устройства.
Измерение параметров и настройка устройства накопления
передачи данных. Напряжения и пульсации блока питания
проверяются аналогично описанному. Настройка генератора
импульсов на частоту 1600 Гц (электронный передатчик кода)
155
проверяется осциллографом или частотомером, подключенным
к выходу генератора. Частота подстраивается переменным ре-
зистором, введенным во времязадающую цепь генератора.
Устройство настраивается при различных контрольных ре-
жимах работы со стойки аппаратуры. Так при задании про-
граммы разовой имитации проследования вагона проверяется
правильность подсчета вагонов счетчиком, причем контролиру-
ются как младшая, так и старшая его декады. При задании
контрольной программы разовой имитации проследования ва-
гона с перегретыми буксами проверяется работа счетчика и
больных вагонов».
В случае задания программы разовой имитации проследова-
ния вагона с перегретыми буксами правой, левой или обеих
сторон контролируется работа устройства кодирования инфор-
мации о стороне нагрева, а также выдача информации о вагоне
с перегретой буксой (работа распределителя и ЭПК).
Работа буферного накопителя проверяется при задании
контрольной программы разовой имитации проследования четы-
рех вагонов с перегретыми буксами. При этом последовательно
проверяются левый и правый регистры, а также реверсивный
регистр сдвига.
В режиме выдачи общих данных о поезде устройство рабо-
тает при задании соответствующей программы. При этом кон-
тролируется работа цепей в схеме управления, работа распреде-
лителя импульсов и ЭПК, а также длительности импульса на
выходе передатчика ЧМС при имитации захода поезда на уча-
сток контроля. При необходимости длительность импульса при-
водится в норму (200 мс) изменением емкости конденсатора во
времязадающей цепи.
Контроль этих узлов осуществляется осциллографом и по ре-
зультатам принятой информации на ленте печатающего уст-
ройства.
Список
литературы
1. Криворучко Н. 3., Цикунов А. Е., Гридюшко В. И. Вагон-
ное хозяйство. М, «Транспорт», 1969. 312 с.
2. Морд в инкин Н. А., А л е к с е е в В, Д. Осмотр и ремонт вагонов
в поездах. М., «Транспорт», 1971. 240 с.
3. Вагоны. Под ред. Л. А. Шадура. М., «Транспорт», 1973. 440 с.
4. Автоматизация контроля ходовых частей вагонов при движении поез-
да. М., «Транспорт», 1973, 86 с. (Труды Всесоюз. науч.-исслед. ин-та ж.-д.
трансп., вып. 494).
5. Алексеев А. Г., Лозинский С. Н. Аппаратура обнаружения пе-
регретых букс ПОНАБ-3. — «Автоматика, телемеханика и связь на железно-
дорожном транспорте», 1974, № 10, с. 5—8.
6. Орлов М. В., А л е х о в В. П. Своевременно выявлять грение букс
в поездах. — «Железнодорожный транспорт», 1970, № 8, с. 47—50.
7. Ножевников А. М. Устройство для автоматического выявления
перегретых букс. — «Железнодорожный транспорт», 1972, № 8, с. 51—55.
8. Единая серия полупроводниковых логических и функциональных эле-
ментов. М., «Энергия», 1966. 112 с. Авт.: В. В. Гиршберг, С. М. Доманицкий,
Н. П. Кутлер и др.
9. Типовые узлы на полупроводниковых логических и функциональных
элементах серии ЭТ. М., «Энергия», 1966. 144 с. Авт.: В. В. Гиршберг,
С. М. Доманицкий, Н. П. Кутлер и др.
10. Г у р о в В. С., Е м е л ь я н ов Г. А., Етрухин Н. Н. Передача
дискретной информации и телеграфия. М., «Связь», 1974. 528 с.
11. Пономарев Н. Н. Автоматическая аппаратура контроля. М.,
«Советское радио», 1975, 328 с.
12. Лаплеш М. Обнаружение греющихся букс. — «Ежемесячный
бюллетень Международной ассоциации железнодорожных конгрессов». М.,
«Транспорт», 1968, № 5, с. 30—48.
13. Павлов А. В., Черников А. И. Приемники излучения автомати-
ческих оптикоэлектронных приборов. М. «Энергия». 1972. 240 с.
14. Козелки н В. В.., Усольцев И. Ф. Основы инфракрасной тех-
ники. М., «Машиностроение». 1974. 335 с.
15. Бенешевич И. И. Автоматизация и телемеханизация устройств
энергснабжения электрических железных дорог. М., «Транспорт», 1968. 279 с.
157
Оглавление
От авторов ....................................................3
1. АВТОМАТИЗАЦИЯ КОНТРОЛЯ
БУКСОВЫХ УЗЛОВ
ПРИ ДВИЖЕНИИ ПОЕЗДА
1. Методы контроля технического состояния букс .... 5
2. Работа буксовых узлов вагонов...............................7
3. Выбор элементов контроля буксовых узлов....................10
4. Аппаратура контроля буксовых узлов.........................14
2. ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ
АППАРАТУРЫ ПОНАБ-3
5. Общие сведения об аппаратуре...............................20
6. Принцип работы аппаратуры ПОНАБ-3 .........................23
7. Конструктивное оформление аппаратуры ПОНАБ-3 . . .30
8. Унифицированные логические ячейки..........................32
9. Типовые узлы аппаратуры ПОНАБ-3 на базе логических элементов 47
3. УСТРОЙСТВА СЧИТЫВАНИЯ
И ОБРАБОТКИ ПЕРВИЧНОЙ
ИНФОРМАЦИИ
10. Функциональное построение устройств.......................60
11. Устройства напольного оборудования ПОНАБ-3 . . . .65
12. Устройство контроля прохода поезда........................73
13. Устройство отметки прохода физических подвижных единиц 76
14. Устройства приемоусилительного тракта.................... 81
15. Устройства логической обработки сигналов..................89
16. Устройство формирования сигналов на АПД...................98
158
4. УСТРОЙСТВА НАКОПЛЕНИЯ,
ПЕРЕДАЧИ, ПРИЕМА
И РЕГИСТРАЦИИ ДАННЫХ
17. Принципы построения устройств накопления и передачи данных 101
18. Устройство управления....................................104
19. Буферный накопитель .....................................108
20. Распределитель импульсов блока счетчиков.................111
21. Состав и работа узлов блока счетчиков ...................115
22. Электронный передатчик кода..............................116
23. Каналообразующие устройства ......................120
24. Приемные устройства .....................................125
5. ЭЛЕКТРОПИТАНИЕ
АППАРАТУРЫ ПОНАБ-3
25. Электропитание перегонных и станционных устройств ПОНАБ-3 134
26. Стабилизированные источники напряжения . . . . .137
6. РЕГУЛИРОВКА АППАРАТУРЫ
27. Дополнительные устройства ПОНАБ-3........................142
28. Проверка и регулировка напольного оборудования . . .150
29. Проверка и регулировка стойки аппаратуры.................151
30. Регулировка устройств накопления, передачи, приема и регистра-
ции данных .................................................153
Список литературы
.157
СТЕПАН НИКОЛАЕВИЧ ЛОЗИНСКИЙ,
АЛЕКСАНДР ГРИГОРЬЕВИЧ АЛЕКСЕЕВ,
ПЕТР НИКИФОРОВИЧ КАРПЕНКО
АППАРАТУРА АВТОМАТИЧЕСКОГО
ОБНАРУЖЕНИЯ ПЕРЕГРЕТЫХ БУКС
В ПОЕЗДАХ
Рецензент Е. Е. Трестман
Редактор Л. В. Петрова
Обложка художника Е. Н. Волкова
Технический редактор Л. В. Воробьева
Корректор В. Я- Алексеева
ИБ № 1426
Сдано в набор 24/VIII 1977 г.
Подписано к печати 15/Ш 1978 г
Формат бОХЭО'Лв. Бум. тип. № 1.
Печ. л. 10 Уч.-изд. л 10,44. Тираж 14 000: Т 06608.
Изд №. l-3-’/ie, № 6802. Зак. тип. 5355 Цена 80 коп.
Изд-во «ТРАНСПОРТ»,
Москва, Басманный туп., 6а
г. Куйбышев, проспект Карла Маркса, 201.
Типография изд-ва «Волжская коммуна».