УСТРОЙСТВО ФОРМИРОВАНИЯ УПРАВЛЯЮЩИХ НАПРЯЖЕНИЙ ВАГОННЫХ ПОТРЕБИТЕЛЕЙ

Заявляемая полезная модель относится к системам централизованного числового управления, в частности, к электрическим регуляторам с входными сигналами от нескольких датчиков и выходными сигналами, поступающими на несколько корректирующих элементов и может быть использована в системах управления электропитания различных вагонных потребителей электроэнергии (силовое оборудование, аккумуляторы, сантехника и т.д.)
Известны различные многоканальные системы управления, обеспечивающие формирование управляющих воздействий по каждому из каналов, основанные на цифровой обработке данных о параметрах воздействий (см. например патент РФ №2159949 МПК G05B 11/32). Указанная система управления содержит вычислитель, шинный интерфейс, мультиплексоры и предназначена для управления многоканальным вибростендом, так как ее схема содержит средства формирования комплексных воздействий на один объект (функциональный генератор, таймер и т.д.)
Ближайшим по технической сущности и принятым за прототип является преобразователь сигналов цепи управления процессом, содержащий микропроцессор, к входам которого подключен блок измерения токов, включающий аналого-цифровые преобразователи (АЦП), и блок измерения напряжений, включающий входной мультиплексор и АЦП (см патент РФ №2328763 МПК G05B 19/418)
Известный преобразователь не обеспечивает достаточную точность формирования уровней управляющих сигналов при воздействии широкого спектра помех, что характерно для условий эксплуатации вагонного электрооборудования. Кроме того, известное устройство реализует управление по двухпроводной цепи тока, что также ограничивает его применение для набора вагонных потребителей.
Техническая задача, решаемая заявляемой полезной моделью - повышение точности формирования уровня сигналов управления, в условиях воздействия широкого спектра помех, что обеспечивает возможность надежной работы устройства при использовании его для управления вагонными потребителями электроэнергии, то есть позволяет расширить область его применения.
Указанная задача решается тем, что устройство, содержащее микропроцессор, к входам которого подключены блок измерения токов, включающий аналого-цифровые преобразователи, и блок измерения напряжений, включающий входной мультиплексор и аналого-цифровой преобразователь (АЦП), содержит также цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП), подключенный к выходам микропроцессора, и источник опорного напряжения, подключенный к АЦП блоков измерения токов и напряжений, и к ЦАП, выходы которого, являющиеся выходами устройства, подключены также к входам обратной связи мультиплексора блока измерения напряжений.
Такая схема обеспечивает формирование на выходе устройства управляющих сигналов напряжения, уровень которых отслеживается и корректируется цепью обратной связи источника опорного напряжения и микропроцессором, что позволяет обеспечить надежную работу устройства в условиях больших уровней помех.
Сущность заявляемого технического решения поясняется чертежом.
1
m
1
m
1
m
Устройство содержит блок измерения токов 1, блок измерения напряжений 2, ЦАП 3, источник опорного напряжения 4, микропроцессор 5, связанный двухпроводным шинным интерфейсом 6 с внешней системой управления. Блок измерения напряжений 2 содержит мультиплексор 7, подключенный через низкочастотный фильтр 8 к АЦП 9. Блок измерения токов 1 содержит АЦП 10-10 и входные низкочастотные фильтры 11-11. Выходы АЦП 9 и 10-10 подключены к микропроцессору 5; соединенному с шинным интерфейсом 6 через схему гальванической развязки 12. Выходы ЦАП 3 подключены к входам обратной связи мультиплексора 7.
1
m
1
m
Устройство работает следующим образом. На входы микропроцессора 7 блока измерения напряжений 2 поступают аналоговые сигналы, соответствующие уровням напряжений в контролируемых цепях управления. Мультиплексор 7 реализует программно-переключаемую коммутацию и формирует на выходе информационный аналоговый сигнал, соответствующий в каждый момент значению уровня напряжения одной из контролируемых цепей. Для выделения высокочастотной составляющей спектра сигнал поступает на фильтр 8, после чего преобразуется в цифровую форму АЦП 9. Аналогично, в блоке измерения токов 1 каждый АЦП 10-10 формирует цифровой сигнал тока, соответствующей вагонной магистрали. Уровень напряжения от источника опорного напряжения 4 задает коэффициент передачи АЦП 9, 10-10 и АЦП 3.
Микропроцессор 5 вычисляет корректирующие коэффициенты для поправок выходных сигналов и формирует коды выходных сигналов, которые ЦАП 3 преобразует в аналоговые сигналы управляющих напряжений, поступающие к вагонным потребителям и на входы обратной связи мультиплексора 7 для обеспечения автоматической коррекции коэффициентов передачи.