ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫЙ БЛОК УПРАВЛЕНИЯ ГОРОЧНЫМ СТРЕЛОЧНЫМ ЭЛЕКТРОПРИВОДОМ
INTELLECTUAL UNIT FOR CONTROL OF HUMP SWITCH MACHINE

Изобретение относится к железнодорожной автоматике и может быть использовано для управления стрелочным электроприводом постоянного тока.
Известно устройство для управления стрелочным электроприводом, содержащее передатчик сигналов телеуправления, исполнительные реле цепи управления соответствующими стрелками, приемник сигналов телеуправления, первую разветвленную рельсовую цепь, расположенную в области первой, базовой, стрелки, включающую в себя реле контроля занятия ответвления, подключенное к стационарному источнику питания через первые фронтовые контакты первого и второго стрелочных путевых реле, третье и общее стрелочные путевые реле и ограниченную установленными на рельсах первой и второй переводных кривых первой стрелки изолирующими стыками, реле занятия ответвления и источниками питания, стрелочные электроприводы, мигающие реле, трехзначные маневровые светофоры, реле включения цепи управления соответствующими стрелками, на каждой рельсовой цепи прямой повторитель третьего путевого реле, обратный повторитель соответствующего реле контроля занятия ответвления, реле подготовки цепи управления соответствующей стрелкой (RU 2099227, B61L 7/08, 20.12.97). Недостаточно высокая надежность известного устройства для управления стрелочным электроприводом обусловлена тем, что ее средства формирования сигналов управления, цепи управления стрелочным электроприводом реализованы на основе релейно-контактной схемы, а также отсутствием средств самоконтроля исправности устройства и возможности передачи этой информации на средства диспетчерского контроля.
Технический результат изобретения заключается в повышении надежности устройства за счет его построения по бесконтактной схеме с обеспечением самоконтроля исправности и возможностью передачи диагностической информации на средства диспетчерского контроля.
Технический результат достигается тем, что интеллектуальный блок для управления горочным стрелочным электроприводом содержит входной согласующий модуль, входы которого являются входами устройства, два формирователя сигналов, две силовые коммутируемые цепи, предназначенные для подключения источника питания к обмоткам двигателя электропривода, модуль сбора и обработки контрольно-диагностической информации, к которому подключен выход аналого-цифрового преобразователя, вход которого предназначен для подключения датчика тока электропривода, выходы входного согласующего модуля соединены с входами формирователей сигналов, формирователь сигналов содержит два канала, каждый из которых состоит из последовательно соединенных модуля формирования сигналов управления и модуля управления ключом, и модуль контроля, выходы которого соединены с входом модуля сбора и обработки контрольно-диагностической информации, управляющими входами модулей управления ключами и управляющими входами модулей формирования сигналов управления, дополнительные выходы которых соединены с входами модуля контроля, выходы каналов формирователей сигналов соединены с управляющими входами соответственно первой и второй силовых цепей, при этом силовая цепь состоит из последовательно соединенных ключевых элементов, каждый из которых соединен с соответствующим модулем диагностики, выход которого подключен к дополнительным входам модулей формирования сигналов управления первого и второго формирователей сигналов и входами модулей сбора и обработки контрольно-диагностической информации, два дополнительных входа которого соединены с входами входного согласующего модуля, предназначенными для подключения к реле контроля положения стрелок, а выход служит для подключения к средствам диспетчерского контроля.
На чертеже представлена схема предлагаемого интеллектуального блока для управления горочным стрелочным электроприводом.
Интеллектуальный блок для управления горочным стрелочным электроприводом содержит входной согласующий модуль 1, входы которого являются входами устройства, а его выходы соединены с входами формирователей 2 и 3 сигналов, формирователь 2 (3) сигналов содержит два канала, каждый из которых состоит из последовательно соединенных модуля 4 формирования сигналов управления и модуля 5 управления ключом, и модуль 6 контроля, выходы которого соединены с входом модуля 7 сбора и обработки контрольно-диагностической информации, управляющими входами модулей 5 управления ключами и управляющими входами модулей 4 формирования сигналов управления, дополнительные выходы которых соединены с входами модуля 6 контроля, выходы каналов формирователей сигналов соединены с управляющими входами соответственно первой и второй силовых цепей (8 и 9), при этом первая силовая цепь 8 состоит из последовательно соединенных ключевых элементов 10 и 11, вторая силовая цепь 9 состоит из последовательно соединенных ключевых элементов 12 и 13, каждый ключевой элемент соединен с соответствующим модулем 14 (15, 16, 17) диагностики, выход которого подключен к дополнительным входам модулей 4 формирования сигналов управления первого и второго формирователей 2 и 3 сигналов и входами модуля 7 сбора и обработки контрольно-диагностической информации, два дополнительных входа которого соединены с входами входного согласующего модуля 1, предназначенными для подключения к реле 18 контроля положения стрелок, а выход служит для подключения к средствам диспетчерского контроля, к модулю 7 сбора и обработки контрольно-диагностической информации подключен выход аналого-цифрового преобразователя 19, вход которого предназначен для подключения датчика 20 тока электропривода.
Интеллектуальный блок для управления горочным стрелочным электроприводом работает следующим образом.
Входной согласующий модуль 1 обеспечивает согласование логических уровней сигналов от стрелочного коммутатора HAND+ и HAND- (команды на перевод стрелки в ручном режиме), от устройств горочной автоматической централизации на перевод стрелки AUTO+ и AUTO- (команды на перевод стрелки в автоматическом режиме), а также согласование логических уровней сигналов от устройства комплексирования датчиков защиты стрелочного участка (УКЗС).
Реле 18 контроля положения стрелки РК находится в возбужденном состоянии при нахождении стрелки в плюсовом положении, реле 18 контроля положения стрелки МК находится в возбужденном состоянии при нахождении стрелки в минусовом положении.
Логическая обработка входных сигналов и формирование сигналов управления двигателем электропривода осуществляется идентичными (в части реализации) модулями 4 формирования сигналов управления первого и второго формирователей 2 и 3 сигналов. Модули 4 формирования сигналов управления (UK1+, UK2+) первого формирователя 2 управляют парой ключевых элементов 10 и 11 первой силовой цепи 8, а модули 4 формирования сигналов управления (UK1-, UK2-) второго формирователя 3 управляют парой ключевых элементов 12 и 13 второй силовой цепи 9. Включение двигателя для перевода стрелки обеспечивается только при одновременном замыкании однополярных ключей первой и второй пары при условии разомкнутого состояния ключа противоположной полярности, хотя бы одной из пар.
В случае поступления сигналов на вход устройства (на вход согласующего модуля 1) на перевод стрелки в плюсовое положение модули 4 формирования сигналов управления первого формирователя 2 формируют команды управления модулями 5 управления ключами, которые замыкают ключевые элементы 10 и 11 первой силовой цепи 8, а модули 4 формирования сигналов управления второго формирователя 3 формируют команды управления модулями 5 управления ключами, которые размыкают ключевые элементы 12 и 13 второй силовой цепи 9. В случае поступления сигналов на перевод стрелки в минусовое положение модули 4 формирования сигналов управления первого формирователя 2 формируют команды управления модулями 5 управления ключами, которые размыкают ключевые элементы 10 и 11 первой силовой цепи 8, а модули 4 формирования сигналов управления второго формирователя 3 формируют команды управления модулями 5 управления ключами, которые замыкают ключевые элементы 12 и 13 второй силовой цепи 9.
При отсутствии команды на перевод стрелки осуществляется непрерывный динамический контроль исправности ключевых элементов 10 и 11 (12 и 13) первой и второй силовых цепей 8 (9). Каждая пара с заданным периодом попеременно (для исключения запуска двигателя) замыкает и размыкает свои ключевые элементы: при замкнутых ключевых элементах 10 (12) первой и второй силовых цепей 8 и 9, разомкнуты ключевые элементы 11 (13) этих силовых цепей и наоборот. Сигналы СК1+, СК1-, СК2+, СК2- от модулей 14, 15, 16, 17 диагностики поступают на дополнительные входы модулей 4 формирования сигналов управления первого и второго формирователей 2 и 3, где они совместно с сигналами UK1+, UK2+, UK1-, UK2-
-
-
трансформируются в контрольные сигналы КТ1+, КТ2+, КТ1-, КТ2-, эквивалентность этих сигналов контролируется модулями 6 контроля. Причем модуль 6 контроля формирователя 2 сигналов контролирует ключевые элементы 10 и 11 первой силовой цепи 8, предназначенные для включения двигателя на перевод стрелки в плюсовое положение, модуль 6 контроля формирователя 3 сигналов контролирует ключевые элементы 12 и 13 второй силовой цепи 9, предназначенные для включения двигателя на перевод стрелки в минусовое положение. При положительном результате сравнения эквивалентности контролируемых сигналов на выходе модуля 6 контроля формируется динамический сигнал заданной частоты FEXIT1 и FEXIT2 соответственно формирователей 2 и 3 сигналов. Наличие такого сигнала является необходимым условием для обеспечения возможности управления ключами той или иной полярности. Так как модуль 6 контроля контролирует ключевые элементы 10 и 11 первой силовой цепи 8, то при возникновении рассогласования контролируемых сигналов заданной длительности произойдет срыв в работе модуля 6 контроля и динамический сигнал F_EXIT1 с его выхода не поступит на модули 5 управления ключевыми элементами 10 и 11, что приведет к размыканию этих ключевых элементов. При получении команд на управление стрелкой в автоматическом режиме и если по истечении определенного времени (приблизительно t=1,2 с) сигнал от реле 18 контроля положения стрелки РК не был зафиксирован, обеспечивается автоматический возврат стрелки в исходное положение. Аналогично функционирует модуль 6 контроля формирователя 3 сигналов, воздействуя посредством модулей 5 управления на ключевые элементы 12 и 13. Модуль контроля может быть выполнен, например, в виде устройства по патенту RU №2295827.
При задании команды на перевод стрелки модули 4 формирования сигналов управления формирователей 3 и 4 сигналов вырабатывают сигналы управления для ключевых элементов 10 (12) одной полярности - на замыкание, для ключевых элементов 11 (13) другой полярности - на размыкание, а также сигналы, идентифицирующие факт наличия команды на перевод стрелки. Необходимость последних обусловлена тем, что на время перевода стрелки сигналы СК1+, СК1-, СК2+, СК2-, вырабатываемые модулями 14, 15, 16, 17 диагностики, становятся несогласованными для модулей 6 контроля. Сигналы, идентифицирующие команду перевода, в совокупности с контрольными сигналами первой пары ключевых элементов, организованной посредством элементов «исключающих ИЛИ», обеспечивают согласование контролируемых сигналов на входах модулей 6 контроля во время наличия команды перевода стрелки.
С модулей 4 формирования сигналов управления формирователей 2 и 3 сигналив на модули 6 контроля подаются сигналы ZAP1 и ZAP2, соответственно. Сигналы ZAP1 и ZAP2 формируются после включения питания для запуска модулей 6 контроля и в случае сбоя для их перезапуска.
Аналого-цифровой преобразователь 19 предназначен для преобразования аналогового сигнала на датчике 20 тока электропривода в цифровой вид и передачи этой информации в модуль 7 сбора и обработки контрольно-диагностической информации.
Модуль 7 сбора и обработки контрольно-диагностической информации предназначен для сбора и обработки информации о состояниях ключевых элементов 10, 11, 12 и 13 - (сигналы СК1+, СК1-, СК2+, СК2-), модулей 6 контроля формирователей 2 и 3 сигналов (сигналы DIAG1 и DIAG2), а также определения силы тока на основе информации, полученной от аналого-цифрового преобразователя 19. На основе полученной информации модуль 7 сбора и обработки контрольно-диагностической информации формирует пакет диагностической информации и передает его в управляющий вычислительный комплекс (УВК) по интерфейсу RS-485 (на чертеже не показано).
Связь интеллектуального блока для управления горочным стрелочным электроприводом с внешним УВК организуется по интерфейсам RS-485, объединенным покомплектно в две локальные сети. На лицевой панели устройства располагают адресную панель для задания индивидуального адреса.