СТЕНД ДЛЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ИСПЫТАНИЙ УСТРОЙСТВ АВТОМАТИЧЕСКОЙ ЛОКОМОТИВНОЙ СИГНАЛИЗАЦИИ НЕПРЕРЫВНОГО ДЕЙСТВИЯ (АЛСН)

Полезная модель относится к железнодорожному транспорту и может быть использована для контроля функционирования локомотивных систем безопасности интервального регулирования, как находящихся в эксплуатации, так и вновь разрабатываемых или модернизируемых. В частности, полезная модель может применяться для проверки технических характеристик различных устройств автоматической локомотивной сигнализации непрерывного действия (АЛСН) в условиях, максимально приближенных к эксплуатационным условиям работы.
Необходимость использования устройства для проверки локомотивных систем обусловлена большим числом сбоев в их работе в условиях эксплуатации на сети железных дорог, что приводит к нарушению режимов ведения поезда и, в свою очередь, приводит к нарушению графика движения поездов и снижению уровня безопасности движения.
Эксплуатируемое в настоящее время устройство для проверки характеристики АЛСН содержит подключенный одной обмоткой к одному концу рельсов контрольного участка дроссель-трансформатор, к другой обмотке которого подключен источник сигнального тока (А.А.Леонов «Техническое обслуживание автоматической локомотивной сигнализации», Москва, «Транспорт», 1982 г., с.132-139). Недостатком данного устройства является то, что оно не позволяет испытывать в условиях депо автоматическую локомотивную сигнализацию с максимальным приближением к реальным условиям эксплуатации, так как отсутствует возможность имитировать процессы работы устройства в условиях реальных помех.
Наиболее близким техническим решением является изобретение «Устройство для проверки автоматической локомотивной сигнализации»
(RU 2070122 C1, МПК 6 B61L 3/20). Устройство содержит средство формирования основных сигналов и сигналов, имитирующих помехи Формирователь аддитивных импульсных помех позволяет формировать имитируемый тяговый ток в рельсовой линии в соответствии с ранее установленными условиями при исследовании аддитивных помех в каналах АЛСН.
Недостатком известного технического решения является отсутствие возможности проверки одновременно более одного устройства АЛСН, недостаточная достоверность проверки технических характеристик устройств АЛСН с использованием предлагаемых в данном устройстве технических средств и невозможность протоколирования результатов проверки.
Задачей, на решение которой направлено заявленное техническое решение, является повышение эффективности работы стенда для технологических испытаний АЛСН.
Технический результат полезной модели заключается в том, что стенд дает возможность проводить испытания (в том числе сравнительные) устройств АЛСН, используя реальный сигнал, принятый локомотивными катушками и записанный регистратором (магнитографом) на различных участках железнодорожной сети, в то числе и на участках, на которых отмечается большое количество сбоев АЛСН. Кроме того, стенд дает возможность тестировать устройства АЛСН при помощи модельных сигналов, на которые наложены искусственно синтезированные помехи с заданными характеристиками. Имеется возможность моделировать реальное движение поезда при различных, заранее заданных, скоростных режимах:
прохождение блок-участков, смена сигналов КПТ, смена несущей частоты, прохождение станций и прохождение некодированных участков железнодорожной сети.
Технический результат полезной модели достигается также применением, в отличие от прототипа, цифровой обработки сигналов,
цифровой формы хранения и синтеза последовательности тестирующих сигналов, что позволяет производить сравнение результатов тестирования в автоматическом режиме с высокой достоверностью полученных результатов.
Стенд обеспечивает проведение испытаний на заданном множестве файлов, содержащих входные сигналы в определенной последовательности, воспроизведение этих файлов с заданной кратностью для моделирования реальных условий эксплуатации АЛСН. Кроме того, стенд производит автоматическую запись числовых показателей результатов испытаний устройств АЛСН в заданном формате с возможностью печати (или сохранения) файла протокола испытаний.
Решение указанной задачи достигается тем, что в стенде для технологических испытаний устройств автоматической локомотивной сигнализации непрерывного действия (АЛСН), содержащем устройство формирования основных сигналов и сигналов, имитирующих помехи, согласно полезной модели, устройство формирования основных сигналов и сигналов, имитирующих помехи, выполнено в виде управляющей ПЭВМ, снабженной контроллерами цифровыми и встроенным аналого-цифровым/цифро-аналоговым преобразователем (АЦП/ЦАП), стенд содержит устройство электропитания; блок усиления и преобразования, включающий блок цифрового преобразования многофункциональный (БЦПМ) и блок цифрового преобразования (БЦП) для контроля напряжения на локомотивных катушках устройств АЛСН, при этом выходы БЦПМ и БЦП связаны с входами контроллеров цифровых; блок электронный, включающий узел сопряжения цифровой, вход которого выполнен с возможностью соединения с выходами тестируемых устройств АЛСН для приема поступающих сигналов, а выход соединен с входом одного из контроллеров цифровых, узел усиления и сопряжения, выход которого выполнен с возможностью соединения с входами локомотивных катушек тестируемых устройств АЛСН, а вход соединен с выходом АЦП/ЦАП, и имитатор датчика угла поворота колеса локомотива, выход которого
выполнен с возможностью соединения с входами тестируемых устройств АЛСН для передачи сигнала, аналогичного сигналу, поступающему от датчика угла поворота колеса локомотива, а вход соединен с выходом БЦПМ.
Задача решается также тем, что стенд снабжен шлейфом кабельным для наведения ЭДС в локомотивных катушках тестируемых устройств АЛСН и датчиком тока, один из выходов которого соединен с входом шлейфа кабельного, а второй выход соединен с входом одного из контроллеров цифровых, при этом блок усиления и преобразования снабжен усилителем шлейфовым для усиления сигналов АЛСН перед подачей их на шлейф-имитатор рельсовой цепи и на вход БЦПМ для контроля сигналов в шлейфе-имитаторе рельсовой цепи, при этом вход усилителя шлейфового соединен с вторым выходом узла усиления и сопряжения.
Задача решается также и тем, что устройство электропитания содержит, по меньшей мере, один управляемый блок питания, вход которого соединен с выходом одного из контроллеров цифровых, а выход выполнен с возможностью соединения с входом тестируемых устройств АЛСН.
На чертеже представлена блок-схема стенда.
Управляющая ПЭВМ 1 снабжена контроллерами цифровыми для передачи информации в цифровой форме, встроенным аналогово-цифровым/цифро-аналоговым преобразователем (АЦП/ЦАП), в котором под управлением программы происходит формирование сигнала АЛСН, а также может быть снабжена разъемами и контроллерами интерфейса «Ethernet» для связи с удаленной ПЭВМ - АРМ-ом оператора стенда.
Блок усиления и преобразования (БУП) включает блок цифрового преобразования многофункциональный 2 (БЦПМ), представляющий собой управляемый аналогово-цифровой преобразователь, связанный выходом с входом одного из контроллеров цифровых и используемый для контроля сигналов в шлейфе-имитаторе рельсовой цепи, приема огибающей сигнала АЛСН и управления сигналами, имитирующими угол поворота колеса
локомотива, блок цифрового преобразования 3 (БЦП), представляющий собой управляемый аналогово-цифровой преобразователь, связанный выходом с входом одного из контроллеров цифровых и используемый для контроля напряжений на локомотивных катушках устройств АЛСН и их гальванической развязки от сети питания ПЭВМ, усилитель шлейфовый 4 (УШ), используемый для усиления сигналов АЛСН перед подачей их на шлейф - имитатор рельсовой цепи и на вход БЦПМ 2 (для контроля напряжения). Кроме того, БУП содержит блок питания 5, выход которого соединен с входом БЦП 3 для осуществления его автономного питания.
Блок электронный (БЭ) включает узел сопряжения цифровой 6 (УСЦ), вход которого выполнен с возможностью соединения с выходами тестируемых устройств АЛСН для приема поступающих от них данных, а выход соединен с входом одного из контроллеров цифровых для передачи данных к управляющей ПЭВМ, узел усиления и сопряжения 7 (УУС), вход которого соединен с выходом АЦП/ЦАП управляющей ПЭВМ, один из выходов выполнен с возможностью соединения с входами тестируемых устройств АЛСН, а второй выход соединен с входом УШ 4, и имитатор 8 датчика угла поворота колеса локомотива (ИДУП), выход которого выполнен с возможностью соединения с входами тестируемых устройств АЛСН для передачи сигнала, аналогичного сигналу, поступающему от датчика угла поворота колеса локомотива (этот сигнал зависит от скорости локомотива). Вход ИДУП 8 соединен с выходом БЦПМ 2. Формирование самого сигнала происходит в управляющей ПЭВМ и далее он передается через БЦПМ 2 в ИДУП 8.
Устройство электропитания (УЭ) включает блок питания 9 (БП) на 50 В, выход которого выполнен с возможностью соединения с входом питания одной из проверяемых АЛСН и БП 10 на 24 В, служащий для питания БЭ, выходы питания которого соединены соответственно с входом питания УСЦ 6 и входом питания ИДУП 8. УЭ содержит также управляемые блоки питания 11,12 (УБП), служащие для питания второй и третьей проверяемой
АЛСН, выходы питания которых, выполнены с возможностью соединения с входами питания соответствующих АЛСН, а управляющие входы соединены с выходами контроллеров цифровых. Стенд может быть снабжен одним и более управляемым блоком питания в зависимости от количества проверяемых устройств АЛСН.
Стенд также может быть снабжен датчиком тока 13 (ДТ) для замера протекающих в нем токов и шлейфом кабельным 14 (ШК), выполненным в виде обмотки с числом витков, достаточным для наведения ЭДС требуемой амплитуды в локомотивных катушках, с габаритными размерами, соответствующими ширине рельсовой колеи, и служащего для имитации рельсовой цепи. Вход ДТ 13 соединен с выходом УШ 4, один из выходов (токовый) ДТ 13 соединен с входом ШК 14, второй выход (информационный) соединен с входом одного из контроллеров цифровых.
На схеме показаны элементы, относящиеся к объекту тестирования и не входящие в состав стенда: локомотивные катушки (ЛК) 15, 16 и 17 - приемные катушки АЛСН, которые своим выходом подключены к тестируемым устройствам АЛСН 18, 19 и 20 и к входу БЦП 3, а также показана связь устройств АЛСН с входящими в состав стенда элементами.
Стенд также включает коммутационные коробки (на схеме не показаны) для разводки кабелей между стендом, локомотивными катушками, и устройствами АЛСН.
Работа стенда происходит следующим образом.
Управляющая ПЭВМ 1 формирует (синтезирует) кодовую последовательность (сигнал) АЛСН на основе записанных ранее и сохраненных файлов либо на основе заданной модели. С основным сигналом в ПЭВМ микшируются сигналы автоматической локомотивной сигнализации единого ряда с непрерывным каналом связи (АЛС-ЕН), тональной рельсовой цепи (ТРЦ-3) и фазочувствительной рельсовой цепи (ФРЦ), а также различные помехи с заранее заданными характеристиками.
Полученный по заданной модели сигнал преобразуется во встроенном АЦП/ЦАП в аналоговую форму и предается в УУС 7. На выходе УУС 7 сигнал по амплитуде соответствует сигналу, возникающему на выходе локомотивных катушек АЛСН. В одном из вариантов эксплуатации стенда один из выходов УСС 7 подключают к входу тестируемых устройств АЛСН. В другом варианте эксплуатации стенда второй из выходов УСС 7 соединяют только с усилителем шлейфовым 4. С УШ 4 сигнал поступает в шлейф кабельный 14 и таким образом получают имитацию рельсовой цепи. Сигнал ШК 14 через индуктивную связь принимается локомотивными катушками, подключенными к тестируемым устройствам АЛСН.
Контроль процесса тестирования производится следующим образом. При работе с ШК 14 - значения тока, протекающего через шлейф, замеряются датчиком тока 13 и передается в цифровой форме в ПЭВМ.
Значение напряжения, возникающего на локомотивных катушках, оцифровывается в БЦП 3, обеспечивающем гальваническую развязку локомотивных катушек с цепями ПЭВМ, и передается в ПЭВМ.
Декодированные тестируемыми устройствами АЛСН сигналы передаются в УСЦ 6 и оттуда через один из контроллеров цифровых в ПЭВМ1.
Управление УБП 11, 12 осуществляют управляющей ПЭВМ, что позволяет производить проверку работы АЛСН при различных напряжениях питания.
На основе замеренных токов, напряжений, переданных в рельсовую цепь и декодированных сигналов АЛСН в ПЭВМ формируется протокол испытаний.
Управление работой стенда производится при помощи программы управления стендом, которая может быть запущена непосредственно на управляющей ПЭВМ 1. При работе на удаленной ПЭВМ осуществляют связь с управляющей ПЭВМ 1 по интерфейсу «Ethernet».
Кроме того, в предлагаемом стенде также как и в прототипе, можно осуществить имитацию обрыва одной из двух рельсовых цепей.
Реализация заявленной совокупности признаков формулы полезной модели обеспечивает достижение ряда технических результатов: возможность проверки одновременно более одного устройства АЛСН, проверка технических характеристик устройств АЛСН с проведением сравнения результатов тестирования в автоматическом режиме с высокой достоверностью полученных результатов, а также возможность протоколирования результатов проверки. Таким образом, решается задача повышения эффективности работы стенда для технологических испытаний устройств АЛСН.
Стенд для технологических испытаний устройств автоматической локомотивной сигнализации непрерывного действия может быть использован в дорожных центрах, научно-исследовательских организациях железнодорожного транспорта, на заводах-изготовителях железнодорожной аппаратуры.