Комплекс устройств НЭРПА

ДонГТУ	Лабораторная работа № 3	АКГ - 04

		АУТПТЭК	Комплекс устройств НЭРПА	Командиров А. В.




Цель работы: изучение назначения, функциональных возможностей и конструкции комплекса устройств НЭРПА.




1 ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ



1.1 Общие указания



Комплекс устройств НЭРПА предназначен для автоматического считывания информация о номере рудничного электровоза, направлении его движения, а также для выдачи сигналов управления стрелочными переводами, схемами сигнализации, централизации и блокировки (СЦБ), вентиляционными дверьми и аппаратурой безопасности с движущегося электровоза.

Комплекс может применяться как локальная система автоматизации на рельсовом транспорте, так и в автоматизированных системах управления подземным электровозным транспортом, а также при оперативно-диспетчерском управлении на шахтах угольной промышленности.

Считанная информация по телемеханическим каналам поступает на диспетчерский пункт для последующей обработки.

Комплекс устройств НЭРПА обеспечивает:

	Частотное управление переводом стрелки с движущегося электровоза (при движении электровоза против направления пера стрелки с помощью бесконтактного датчика, по направлению пера - врезом стрелочного перевода скатами электровоза).

	Перевод стрелки кнопкой местного управления или с помощью рукоятки вручную.

	Контроль положения и прижатия остряков стрелки с помощью сигнального указателя.

	Управление вентиляционными дверьми с движущегося электровоза.

	Управление аппаратурой безопасности и другими устройствами сигнализации; централизации и блокировок (СЦБ).

	Прием, обработку и выдачу информационных кодовых сигналов о номере и направлении движения электровоза по каналам телемеханики на диспетчерский пункт.

	Определение место нахождения электровоза на горизонте (крыле) шахты.

		

1.2 Состав комплекса устройств НЭРПА



В состав комплекса НЭРПА входят следующие устройства:

	Передатчик сигналов локомотивный ЛПС - 1.

	Приемник сигналов информации НПИ - 1.

	Приемник сигналов управления НПУ

	Переносной передатчик сигналов ГПЧ - 1.

	Передающая и приемная антенны.

	Комплекс НЕРПА-1

Передатчик сигналов локомотивный ЛПС - 1

Передатчик сигналов локомотивный содержит:

		Генератор сигналов локомотивный ЛГС - 1.	1шт.

		Антенна А - 1.	1 шт.

		Генератор частотный переносной ГПЧ - 1	1шт.

		Кнопочный взрывобезопасный пост управления КУ-92 - РВ	1шт.

	Приемник сигналов информации НПИ - 1

Приемник сигналов информации содержит: аппарат приема сигналов информации АПСИ - 1; две антенны А - 1.

	Приемник сигналов управления НПУ

Приемники выпускаются трех модификаций (НПУ-1, НПУ-2, НПУ- 3) Состоят НПУ из аппарата приема сигналов управления АПСУ (АПСУ-1 или АПСУ-2, АПСУ-3 в зависимости от модификации приемника ПТУ-1. НПУ-2, НПУ-3) и антенны А-1.

	4.4 Комплекс НЭРПА-1

В состав комплекса НЭРПА входит имеющий самостоятельное применение комплекс НЭРПА-1 и приемник сигналов информации НПИ-1.

Комплекс НЭРПА-1 состоит из следующих блоков и устройств:

		Привод моторный стрелочный ПМС-4

			Пускатель приводов взрывобезопасный ППВ-2

			Указатель сигнальный световой ССУ-2

			 Передатчик сигналов локомотивный ЛПС-1

			Приемник сигналов управления НПУ-1

Комплекс НЭРПА, основным назначением которого является определение местонахождения электровоза, практически используется в малом объеме и только на шахтах, где внедрена или внедряется подсистема АСУТП "Локомотивный транспорт", однако широкое распространение получил комплекс НЭРПА-1 (составная часть комплекса НЭРПА).

Комплекс НЭРПА-1 является базовой и массовой аппаратурой автоматизации систем управления движением электровозного транспорта шахт, ее применение регламентируется правилами безопасности, а все составные части выпускаются по самостоятельным техническим условиям, так как, в свою очередь, могут входить составными частями в другие типы аппаратур.



1.3 Устройство комплекса НЭРПА-1. Взаимодействие составных частей и работа изделия в целом



Комплекс НЭРПА-1 предназначен для управления стрелочным переводам из кабины машиниста движущегося электровоза на подземном рельсовом транспорте угольных и сланцевых шахт, опасных по газу метану или угольной пыли.

Комплекс НЭРПА-1 обеспечивает:

 перевод стрелки с движущегося электровоза (при движении электровоза против направления пера стрелки - с помощью бесконтактного датчики, по поправлению пера стрелки - "врезом" стрелочного перевода скатами электровоза);

перевод стрелки кнопкой местного управления;

 перевод стрелки с помощью рукоятки вручную;

 контроль положения и прижатия остряков стрелки с помощью сигнального указателя.

	Привод моторный стрелочный ПМС-4

	Привод моторный стрелочный ПМС-4 предназначен для управления стрелочным переводом рельсовых путей, с ходом остряков в пределах 70-110 мм.

	Конструкция привода обеспечивает:

	постоянное прижатие остряка стрелочного перевода к рамному рельсу с усилием не менее 50 кгс (при отключенном приводе);

	осуществление, "вреза" стрелки с сохранением переведенного скатами подвижного состава положения и прижатием остряка к рамному рельсу;

	перемещение остряков стрелки с помощью ручного перевода;

	контроль положения стрелки в зоне, ограниченной расстоянием не более 4 мм от рамного рельса;

	возможность возврата стрелки из любого положения в исходное при и попадании постороннего предмета между остряком и рамным рельсом посредством ручного перевода или повторным включением;

- защиту электродвигателя от перегрузок (разрыв цепи управления при нагрузке на шток, превышающий 140 кгс).

		Передатчик сигналов локомотивный ЛПС-1

	Передатчик сигналов локомотивный предназначен для формирования и передачи амплнтудно-модулированных сигналов высокой частоты с движущегося локомотива, содержащих код номера локомотива и команды управления для схем автоматики рудничного рельсового транспорта в условиях шахт, опасных по газу или угольной пыли.

		Передатчик ЛПС-1 может применяться для работы совместно с приемниками сигналов управления НПУ и приемниками сигналов информации НПИ-1. 

Устройство передатчика ЛПС-1, взаимодействие составных частей и работа изделия в цепом

Конструктивно генератор ЛГС 1 представляет собой сварной корпус, закрываемый сварной крышкой. Па нижней стенке корпуса расположены четыре кабельных ввода (иод кабель диаметром 11-17 мм).

Внутри корпуса расположены клеммники для подключения внешних, цепей, блок питания и выемной блок генераторов.

Антенна А-1 выполнена из пресс-материала. Витки катушки уложены в паз корпуса антенны, закрыты крышкой к залиты эпоксидным компаундом.

Антенны имеют вводную камеру, внутри которой расположены две клеммы для подсоединения кабеля.

Генератор частотный переносной ГЧП-1 представляет собой корпус и крышку, выполненные из пресс-материала. Внутри корпуса расположены печатные платы с элементами схемы и аккумулятор.

На крынке генератора расположены: переключатель частот, кнопка включения генератора в работу и розетка, закрытая крышкой, для включения в сеть 36 В при, заряде аккумулятора. На боковой стенке крышки имеется розетка (надпись "АНТЕННА") для подключения к генератору антенны А-1.

Схема электрическая структурная передатчика ЛПС-1 приведена на рис. 2,а.

Генератор ЛГС-1, работавший совместно с антенной WA , представляет собой передатчик амплитудно-модулированных колебаний, включающий в себя генераторный я модуляторный тракты и стабилизированный источник питания.

Генераторный тракт состоит из задающего генератора G, генерирующего колебания с частотой 110 кГц, предоконечного усилителя высокой частоты М, являющегося одновременно и модулируемым каскадом оконечного усилителя высокой частоты УВЧ, работавшего в режиме усиления модулированных колебаний.

Модуляторный тракт сострит из генераторов фиксированных частот GI-GS, сигналы которых смешиваются на потенциометрическом смесителе С и поступают на усилитель низкой частоты УНЧ. Усиленный смешанный низкочастотный сигнал поступает на модулируемый каскад М.

Промодулированный по амплитуде сигнал радиочастоты усиливается оконечным усилителем УВЧ и поступает на антенну WA , которая создает направленное поле магнитной индукции.

Подключением на вход смесителя модулирующих генераторов G1-G5 в комбинациях нормального двоичного пятиразрядного кода электровозу присваивается определенный номер.

Для реализации 25 номеров используются сочетания кодовых генераторов. Высокочастотный сигнал, промоделированный генераторами G6, G7 и G8, предназначается для управления схемами СЦБ и аппаратурой безопасности, а Промодулированный генератором G7 -для управления стрелочными переводами или вентиляционными дверьми.

Генератор низкой частоты G6 постоянно подключен на вход смесителя, а генераторы G1 или G8 подключаются машинистом на вход смесителя посредством двухкнопочного поста управления S.

При нейтральном положении кнопочного поста на вход смесителя поступают сигналы кодовых генераторов G1-G5 в комбинациях, указанных в табл. 1, и генератора G6 .

При попеременном подключении на вход смесителя генераторов G7 или G8 в зависимости or назначения управляющих сигналов, сигналы генераторов D1-G6 снимаются

Генератор несущей частоты G представляет собой индуктивно-емкостный генератор с трансформаторной обратной связью. Частота колебаний задающего генератора определяется параметрами резонансного контура и составляет ПО кГц. Связь задающего генератора с предокоyечньм каскадом усиления высокой М осуществляется обмоткой связи трансформатора через разделительный конденсатор.

Предоконсчный усилитель высокой частоты (моделирующий каскад) М и оконечный УЗЧ представляют собой резонансные усилители с трансформаторной межкаскадиой связью. Оба усилителя работает в режиме усиления модулированных колебаний. Нагрузкой оконечного каскада УВЧ является антенна WA, подключенная через разделочный трансформатор. Цепи антенны искробезопасны.

Модуляция в передатчике осуществляется в предоконечном каскаде М способом эмиттерной модуляции смещением. Этим достигается высокая линейность амплитудной модуляционной характеристики. Сигналы модулирующих генераторов Gl - G8 смешиваются на потенциометрическом смесителе и поступает на усилитель низкой частоты.

Усилитель построен по схеме с общим эмиттером с RC -связью. Усиленный сигнал с УНЧ поступает на модулируемый каскад.

За счет изменения напряжения смещения входной цепи транзистора модулируемого гармонического сигнала происходит модуляция по амплитуде сигнала несущей, частоты.

Модулирующие генераторы низкой частоты Gl - G8 представляет собой генераторы фиксированных частот с трансформаторной обратной связью в цепи эмиттера с неполным включением контура в цепь базы.

Связь между контуром и нагрузкой индуктивная. Частота настройки генераторов составляет 705, 795,900, 1020, 1150, 1300, 1470, 1660 Гц.

Генератор ГЧП-1 состоит из задающего генератора несущей частоты, предоконечного каскада выходного усилителя с рамочной антенной и модулирующих генераторов низкой частоты.

В качестве перечисленных функциональных узлов использованы узлы аппарата ЛГС-1 с незначительными схемными изменениями в части изменения режимов работы каскадов передатчика по постоянному току.

Приемники сигналов управления НПУ

Приемники сигналов управления НПУ предназначены для приема амплитудно-модулированных колебаний высокой частоты, их обработки и выдачи команд управления в схемы автоматики рудничного рельсового транспорта в условиях шахт, опасных по газу или угольной пыли.

Приемники НПУ выпускаются трех типов: НДУ-1, НПУ-2, НПУ-3 и могут быть использованы с передатчиком ЛПС-1 для управления стрелочными переводами из кабины движущегося локомотива (НПУ-1), а также в системах СЦБ, схемах управления вентиляционными дверьми и аппаратуры безопасности (НПУ-2, НПУ-3).

	Устройство приемников НПУ, взаимодействие составных частей и работа изделия в целом 

Приемники НПУ-1, НПУ-2 и НПУ-3 аналогичны по конструкции и отличаются значениями модулирующих частот в аппаратах приема сигналов управления (АПСУ-1-705 Гц, АПСУ-2-795 Гц, АПСУ-3-1660 Гц).

Конструктивно аппарат АПСУ представляет собой сварной корпус из листовой стали, закрываемый стальной сварной крышкой. Корпус имеет аппаратную и вводную камеры. В аппаратной камере размещены блокировочный выключатель и выемная панель с блоками питания, усилителем, выходным каскадом и избирателем частоты.

Схема электрическая структурная приемника НПУ приведена на рис. 2,

Приемник сигналов информации НПИ-1

Приемник сигналов информации НПИ-1 состоит из аппарата приема и выдачи кодированных сигналов информации о номере и направлении движения АНСИ-1 и двух приемных антенн А-1 (WA1, WA2).

Приемник сигналов информации НПИ-1 входит в комплекс аппаратуры НЭРПА.




2 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

	

	Порядок выполнения работы:

	Изучите назначение аппаратуры НЭРПА, ее функциональные, возможности;, состав и конструктивные особенности.

	Ознакомьтесь с комплексом устройств НЭРПА, расположенным на стенде, измерительными приборами и инструментом.

	Измерьте сопротивление изоляции токоведущих частей относительно корпуса и данные защитите в отчет.

	Проверьте правильность подключения устройств комплекса НЭРПА в соответствии с рис. I.

	Подайте напряжение питания на устройства комплекса НЭРПА

	Нажмите кнопку поста управления КУ-92 РВ, переметайте антенну А-1 передатчика ЛПС-1 на разных расстояниях от антенны А-1 приенннка БПУ. Зафиксируйте, на. каких расстояниях (по вертикали и горизонтали) между антеннами происходит срабатывание НПУ.

	Проверьте работу приемника НПИ с помощью генератора. ГЧП-1 в последовательности:

подключите антенну А-1 к генератору ГЧП с помощью кабеля длиной 1-1,5 м и вилки и проверьте передатчик ЛПС-1 в такой последовательности:

на зажимах блока генераторов в аппарате ЛГС-1 отсоедините перемычки, с помощью которых набирается код номера электровоза; подайте напряжение питания на генератор ЛГС-1; антенну А-1, подключенную к генератору ЛГС-1, перемешайте параллельно антеннам приемников НПУ и НПИ-1 на высоте 500 мм; приемник НПУ-3 (1660 Гц) при этом должен сработать; при нажатии одной из кнопок поста КУ-92РВ должен сработать один из приемников - НПУ-1 (705Гц) или НПУ-2(795Гц); с помощью перемычек в соответствии с таблицей I установите в генераторе ЛГС-1 необходимый номер; перемешайте антенну генератора ЛГС-1 на расстоянии 500 мм над антеннами приемника НПЙ-1;

проверьте срабатывание приемника соответственно набранному номеру и направлению перемещения антенны генератора; проверьте работу аппаратуры при движении электровоза, при прохождении электровоза в зоне связи с антеннами приемник НПИ -I должен выдать кодированный сигнал, соответствующий номеру электровоза и направлению движения.

	Измерьте напряжение на выходе генераторов и входе приемников цифровым вольтметром, а частоту - цифровым частотомером.

	

	Таблица 2.1 – Назначения генераторов G

Генератор

	Частота, Гц

	Назначение

G1

	1470

	Двоичный код, обозначающий номер электровоза

G2

	1300

	

G3

	1150

	

G4

	1020

	

G5

	900

	

G6

	1660

	Сигнал неисправности электровоза

G7

	795

	Дистанционный перевод стрелок

G8

	705

	



Все сигналы с генераторов G1 – G8 модулируются амплитудно на несущий сигнал частотой 11 кГц.

Выводы: В ходе выполнения лабораторной работы были изучены назначения, функциональне возможности и конструкция комплекса устройств НЭРПА. Так же были выяснены назначения и рабочие частоты формирующих генераторов G1 – G8 (см. таблю 2.1)