Приемник импульсных сигналов рельсовой цепи

Полезная модель относится к приемникам импульсных сигналов в рельсовых цепях и может быть применена в области железнодорожной автоматики.
В качестве прототипа выбран приемник импульсных сигналов рельсовой цепи марки ИВГ-Ц, включающий блок приема импульсных сигналов из рельсовой цепи, выход которого подключен к блоку формирования информационных сигналов для обработки в блоке управления, вход которого подключен к блоку формирования информационных сигналов, а выход подключен к блоку управления выходного реле, содержащего один канал для переключения между фронтовым и тыловым сигналами выходного реле, интерфейс вывода и подключенный к ним блок питания, при этом приемник содержит блок управления контрольным реле [Общее описание ИВГ-Ц: https://web.archive.org/web/20220531093423/http://stalenergo.ru/?page_id=1522%2A; Функциональная схема ИВГ-Ц: http://stalenergo.ru/wp-content/uploads//2016/02/rukovodstvo_po_ekspluatacii3.pdf, дата обращения: 31.05.2022 г.].
Недостатком прототипа является высокий риск выхода из строя приемника импульсных сигналов рельсовой цепи из-за возникновения неисправности в одном или нескольких элементах канала для переключения между фронтовым и тыловым сигналами выходного реле. Вследствие этого фронтовой сигнал перестанет поступать на дешифраторную ячейку через интерфейс вывода приемника, в результате чего дешифратор перестанет выдавать сигналы о занятости пути, нарушая нормальную работу шкафа автоблокировки, что существенным образом снижает надежность приемника.
Техническая проблема, на решение которой направлена полезная модель, заключается в необходимости повышения надежности приемника импульсных сигналов рельсовой цепи.
Технический результат, на достижение которого направлена полезная модель, заключается в снижении риска выхода из строя приемника импульсных сигналов рельсовой цепи.
Сущность полезной модели заключается в следующем.
Приемник импульсных сигналов рельсовой цепи содержит корпус, включающий блок приема импульсных сигналов из рельсовой цепи, выход которого подключен к блоку формирования информационных сигналов для обработки в блоке управления, вход которого подключен к блоку формирования информационных сигналов, а выход подключен к блоку управления выходного реле, содержащего один канал для переключения между фронтовым и тыловым сигналами выходного реле, интерфейс вывода и подключенный к ним блок питания. В отличие от прототипа блок управления выходного реле содержит дополнительный канал для переключения между фронтовым и тыловым сигналами выходного реле, выполненный с возможностью резервирования основного канала при получении соответствующего сигнала от блока управления.
Корпус обеспечивает несущую функцию приемника импульсных сигналов рельсовой цепи. Корпус может быть выполнен из известных диэлектрических материалов, обеспечивающих защиту внутренних компонентов приемника от воздействия неблагоприятных факторов внешней среды, например, диэлектрического композита или полимера.
Блок приема импульсных сигналов обеспечивает получение импульсных сигналов из рельсовой цепи и их передачу в блок формирования информационных сигналов. Блок приема импульсных сигналов может быть выполнен в виде релейной розетки, клемм, кабельного интерфейса или других разъемных электрических соединений.
Блок формирования информационных сигналов обеспечивает преобразование импульсных сигналов в информационные для их последующей обработки в блоке управления. Блок формирования может быть выполнен в виде подключенных между собой выпрямительных мостов, сглаживающих фильтров, стабилитронов и других известных микроэлектронных компонентов и конструкций на их основе для преобразования электрических сигналов.
Блок управления обеспечивает контроль нормальной работы приемника. Блок управления обеспечивает обработку информационных сигналов, поступающих с блока формирования, а также осуществляет прием и передачу информационных сигналов с блока управления выходного реле и интерфейса вывода. Блок управления может быть выполнен в виде одного или нескольких микроконтроллеров или микропроцессоров с подключенными к нему периферийными устройствами.
Блок управления выходного реле обеспечивает управление каналом для переключения между фронтовым и тыловым сигналами выходного реле на основании информационного сигнала, полученного от блока управления. Канал может быть выполнен в виде коммутатора, подключенного к элементам управления тыловым и фронтовым сигналами.
Блок управления выходного реле содержит дополнительный канал для переключения между фронтовым и тыловым сигналами выходного реле, выполненный с возможностью резервирования основного канала при получении соответствующего сигнала от блока управления. Это позволяет снизить риск выхода из строя блока управления выходного реле за счет резервирования в случае неисправности основного канала, что приводит к снижению риска выхода из строя приемника импульсных сигналов рельсовой цепи в целом.
Основной и дополнительный каналы могут иметь идентичную компоновку и могут быть выполнены в виде коммутатора, подключенного к элементам управления тыловым и фронтовым сигналами, а блок управления выходного реле содержит элемент резервирования, подключенный к выходам элементов управления тыловым и фронтовым сигналами и блоку управления и выполненный с возможностью переключения основного канала на дополнительный при получении соответствующего сигнала от блока управления.
При этом коммутаторы могут быть выполнены в виде электромагнитных реле на герконовой основе или в виде твердотельных оптореле. Наиболее предпочтительным является выполнение коммутаторов в виде твердотельных оптореле, поскольку они не содержат механически подвижных элементов, в результате чего снижается риск их износа и преждевременного выхода из строя, что позволяет снизить риск выхода из строя приемника путевых импульсных сигналов.
Интерфейс вывода обеспечивает передачу информационных сигналов с блока выходного реле к дешифраторной ячейке шкафа автоблокировки, а также передачу информационных сигналов о состоянии приемника с блока управления к устройству диспетчерского контроля. Интерфейс вывода может быть выполнен в виде релейной розетки, клемм, кабельного интерфейса или других разъемных электрических соединений.
Блок питанияобеспечивает генерацию и подачу питающих напряжений к каждому элементу приемника импульсных сигналов рельсовой цепи. Блок питания может быть выполнен в виде единого блока, либо может быть разделен на несколько элементов, обеспечивающих подачу питающих напряжений к разным элементам приемника.
Для дополнительного повышения надежности блок формирования информационных сигналов может быть выполнен в виде трех идентичных элементов формирования сигналов, выходы каждого из которых подключены к блоку управления, а блок управления может быть выполнен с возможностью сопоставления значений сигналов, получаемых от каждого элемента формирования сигналов, и отключения одного или нескольких элементов при выявлении неисправности. Это позволяет снизить риск выхода из строя блока формирования сигналов за счет дублирования информационных сигналов на выходе и сохранения работоспособности приемника при отключении одного или нескольких элементов формирования, что приводит к снижению риска выхода из строя приемника импульсных сигналов рельсовой цепи.
Для дополнительного повышения надежности блок управления может быть выполнен в виде двух микропроцессоров, подключенных друг к другу, при этом входы каждого микропроцессора могут быть подключены к выходу блока формирования информационных сигналов, а выходы каждого микропроцессора могут быть подключены ко входу блока управления выходного реле. Это обеспечивает возможность сопоставления значений получаемых сигналов от блока формирования информационных сигналов между микропроцессорами и позволяет выявить неисправность работы приемника в случае, если сигналы между микропроцессорами не совпадают, в результате чего снижается риск выхода из строя блока управления и приемника в целом.
Полезная модель может быть выполнена из известных материалов с помощью известных средств, что свидетельствует о ее соответствии критерию патентоспособности «промышленная применимость».
Элементы приемника импульсных сигналов рельсовой цепи могут быть подключены друг к другу при помощи известных средств электрического соединения, например, проводов, кабелей, контактных пластин или контактных дорожек.
Полезная модель характеризуется ранее неизвестной из уровня техники совокупностью существенных признаков, отличающаяся тем, что блок управления выходного реле содержит дополнительный канал для переключения между фронтовым и тыловым сигналами выходного реле, выполненный с возможностью резервирования основного канала при получении соответствующего сигнала от блока управления. Это позволяет снизить риск выхода из строя блока управления выходного реле за счет переключения на дополнительный канал в случае неисправности основного канала, в результате чего фронтовой сигнал продолжит поступать на дешифраторную ячейку через интерфейс вывода приемника, сохраняя его работоспособность.
Благодаря этому обеспечивается достижение технического результата, заключающегося в снижении риска выхода из строя приемника импульсных сигналов рельсовой цепи, тем самым повышается его надежность.
Полезная модель характеризуется ранее неизвестной из уровня техники совокупностью существенных признаков, что свидетельствует о ее соответствии критерию патентоспособности «новизна».
Полезная модель поясняется следующими фигурами.
Фиг.1 –– Функциональная схема приемника импульсных сигналов рельсовой цепи.
Для иллюстрации возможности реализации и более полного понимания сути полезной модели ниже представлен вариант ее осуществления, который может быть любым образом изменен или дополнен, при этом настоящая полезная модель ни в коем случае не ограничивается представленным вариантом.
Приемник импульсных сигналов рельсовой цепи содержит корпус 1, который включает блок 2 приема импульсных сигналов из рельсовой цепи, выполненный в виде кабельного интерфейса, блок 3 формирования сигналов, содержащий три идентичных элемента 7 формирования сигналов, блок 4 управления, содержащий микропроцессоры 8, блок 5 управления выходного реле, интерфейс 6 вывода, содержащий элемент 13 вывода сигнала к дешифраторной ячейке и элемент 14 вывода сигнала о состоянии приемника к устройству диспетчерского контроля, а также блок питания, который обеспечивает формирование питающих напряжений вышеперечисленных элементов. Блок 5 содержит основной и резервный канал для переключения между фронтовым и тыловым сигналами выходного реле и выполнен с возможностью резервирования основного канала при получении соответствующего сигнала от блока 4 управления. Каналы имеют идентичное строение и выполнены в виде коммутаторов 9, представленных твердотельным оптореле, элементов 10 управления тыловым сигналом, элементов 11 управления фронтовым сигналом и элемента 12 резервирования.
Выход блока 2 подключен ко входам элементов 7 формирования сигналов блока 3, при этом выходы каждого из элементов 7 подключены ко входам микропроцессоров 8, которые подключены друг к другу. Выходы каждого из микропроцессоров 8 подключены к твердотельным оптореле 9 основного и резервного каналов, которые, в свою очередь, подключены к элементам 10 и 11. Выходы элемента 10 подключены к элементу 12 резервирования и корпусной шине, а выходы элемента 11 подключены к элементу 12 резервирования и интерфейсу 6 вывода, а именно к элементу 13 вывода сигнала к дешифраторной ячейке. Кроме того, выходы микропроцессоров 8 подключены к элементу 12 резервирования и элементу 14 вывода сигнала о состоянии приемника к устройству диспетчерского контроля.
Полезная модель работает следующим образом.
Приемник путевого сигнала подключается к источнику импульсных сигналов рельсовой цепи, в результате чего импульсный сигнал подается в приемник через блок 2, после чего осуществляется его дублирование на три идентичных элемента 7 формирования сигналов и преобразование для дальнейшей обработки микропроцессорами 8.
Прием сигналов от элементов 7 микропроцессоров 8 осуществляется следующим образом: каждый микропроцессор 8 осуществляет прием сигнала от каждого элемента 7, после чего каждым микропроцессором 8 сначала осуществляется сопоставление значения сигналов от элементов 7, а затем осуществляется сопоставление полученных сигналов со вторым микропроцессором 8. Если в результате сопоставления обнаруживается, что сигнал одного из элементов 7 не совпадает с сигналами от других аналогичных элементов 7, то микропроцессоры 8 прекращают прием сигнала от неисправного элемента 7 и сигнал о неисправности направляется на устройство диспетчерского контроля через элемент 14, при этом приемник продолжает работу в резервном режиме.
В случае выхода из строя двух или трех элементов 7 микропроцессорами 8 осуществляется отключение неисправных элементов 7 и отправка сигнала на устройство диспетчерского контроля через элемент 14 о переходе приемника в состояние защитного отказа.
После проверки исправности элементов 7 сигнал через микропроцессоры 8 передается на твердотельное оптореле 9 основного канала блока 5 управления выходного реле. В зависимости от значения сигнала, полученного твердотельным оптореле 9, замыкается либо тыловой контакт элемента 10, либо фронтовой контакт элемента 11. В случае замыкания тылового контакта сигнал подается на корпусную шину и элемент 12 резервирования, а в случае замыкания фронтового контакта сигнал подается на элемент 13 вывода сигнала к дешифраторной ячейке и элемент 12 резервирования.
Сигналы от элементов 10 и 11 передаются на элемент 12 резервирования, который, в свою очередь, передает их на микропроцессоры 8, осуществляющие проверку исправности основного канала. В случае выявления микропроцессорами 8 неисправности основного канала, микропроцессорами 8 осуществляется подача управляющего сигнала на элемент 12 резервирования, в результате чего обеспечивается переход на резервный канал блока 5 управления выходного реле и отправка соответствующего сигнала на устройство диспетчерского контроля через элемент 14. Это позволяет снизить риск выхода из строя блока 5 управления выходного реле, в результате чего фронтовой сигнал продолжит поступать на дешифраторную ячейку через элемент 13, сохраняя работоспособность приемника.
Таким образом, обеспечивается достижение технического результата, заключающегося в снижении риска выхода из строя приемника импульсных сигналов рельсовой цепи, тем самым повышается его надежность.