СТЕНД ПРОВЕРКИ БЛОКОВ СИГНАЛИЗАЦИИ

Полезная модель относится к электротехнике, а именно к стендовому оборудованию, осуществляющему проверку работоспособности блоков сигнализации (далее по тексту - БС) электроподвижного состава, и может применяться для разного типа испытаний в условиях испытательного центра, завода-изготовителя и ремонтных локомотивных депо.
Известно устройство для организации световых эффектов, содержащее источник питания, сетку, составленную из ламповых гирлянд, контроллер, ключи, диодную матрицу и последовательно с диодами включенные лампы, подсоединенную к источнику питания через ключи, управляющие входы которых соединены с контроллером. При этом сетка свернута в объемную замкнутую поверхность, а диодная матрица содержит ключевые элементы, соединенные так, чтобы образовать виртуальные ряды на четыре направления (Патент РФ №2336667).
Для цели проверки работоспособности цепей светоиндикации БС недостатками устройства являются: отсутствие возможности управления, отображения хода проверки в режиме реального времени, а также отсутствие возможности изменения полярности напряжения питания.
Прототипом является устройство для проверки работоспособности БС при номинальном напряжении питания постоянного тока (коэффициент пульсации - менее 1%), состоящее из блока питания (источника постоянного тока), соединительных проводов и проверяемого БС, описанное в Программе и методике приемо-сдаточных испытаний ДТЖИ.656121.179 ПМ (6ТС.360.060 ПМ) блоков сигнализации.
Недостатками прототипа являются: отсутствие возможности проверки работоспособности БС
- при питании от источника с минимальным и максимальным напряжением (коэффициент пульсации - менее 1%), имитирующем режим полностью разряженной и полностью заряженной аккумуляторной батареи,
- при питании от источника пульсирующего напряжения (коэффициент пульсации - 100%);
- отсутствие возможности изменения полярности напряжения питания, проверки отдельных диодов, входящих в состав БС, что не обеспечивает качества проверки;
- необходимость выполнять вручную поочередное подключение цепей светоиндикации к напряжению питания, что приводит к низкой производительности труда.
Задачей полезной модели является улучшение качества проверки БС; увеличение производительности труда.
Поставленная задача решается тем, что предлагаемый стенд проверки блоков сигнализации содержит: выполняющий функцию питания и индикации блок питания, соединенный с блоком коммутации, состоящим из элементов коммутации (малогабаритных блоков коммутации, далее по тексту - БКМ), блока управления, содержащего адаптер ввода-вывода данных (далее по тексту - адаптер) и орган управления - персональный компьютер (далее по тексту - ПК) с программным обеспечением, соединенные посредством USB-интерфейса. Блок коммутации подает напряжение питания на проверяемый БС. Блок управления питается от блока питания.
Новые признаки по сравнению с прототипом: стенд проверки блоков сигнализации дополнительно содержит блок коммутации, состоящий из малогабаритных блоков и блок управления, состоящий из адаптера ввода-вывода данных и органа управления - персонального компьютера с программным обеспечением, соединенные посредством USB-интерфейса, а также блок питания содержит дополнительные источники напряжения.
Благодаря этим новым признакам появляется способность стенда формировать напряжение, имитирующее режим полностью заряженной или полностью разряженной аккумуляторной батареи (коэффициент пульсации - менее 1%), пульсирующее напряжение (коэффициент пульсации - 100%), изменять полярность напряжения, проверять работоспособность включенных в состав БС отдельных диодов и автоматизировать поочередное или одновременное подключение цепей светоиндикации к напряжению питания.
Технический результат - повышение качества проверки БС, уменьшение трудоемкости, ускорение процесса проверки и повышение производительности труда.
Стенд способен проводить проверку БС в автоматическом или пошаговом режиме выполнения операций с помощью блока управления.
На Фиг.1 представлена схема структурная стенда.
На Фиг.2 представлен блок питания.
На Фиг.3 представлен блок коммутации и проверяемый БС.
На Фиг.4 представлен блок управления.
Стенд проверки БС, изображенный в виде схемы структурной (Фигура 1), содержит: выполняющий функцию питания и индикации блок питания 1, соединенный с блоком коммутации 2, управляемым блоком управления 3. Блок коммутации 2 подает необходимое напряжение питания на проверяемый блок сигнализации 4 (далее по тексту - БС 4). Блок управления 3 содержит адаптер ввода-вывода данных 3.1 (далее по тексту - адаптер 3.1) и орган управления - персональный компьютер 3.2 (далее по тексту - ПК 3.2) с разработанным к нему программным обеспечением, соединенные посредством USB-интерфейса. Блок управления 3 питается от блока питания 1.
Блок питания 1 (Фигура 2) содержит выключатель автоматический 5, необходимый для подачи сетевого напряжения в схему стенда и для защиты от токов короткого замыкания; понижающий трансформатор 6 с первичной обмоткой 7 и вторичными обмотками 8, 9; плату с элементами 10, снабженную разъемом 11, и вольтметр 12, контролирующий выходное напряжение стенда - напряжение питания БС 4. Плата 10 содержит выпрямительный мост 13, входные выводы которого через разъем 11 соединены со вторичной обмоткой 8 трансформатора 6 посредством проводов; сглаживающий конденсатор 14, соединенный с выходными выводами моста 13; цепочку, состоящую из резистора 15, стабилитронов 16, 17, обеспечивающих стабилизацию напряжения и подсоединенную к конденсатору 14; составной транзистор 18, предназначенный для усиления полученного со стабилитронов напряжения, коллектор которого соединен с плюсовым выводом конденсатора 14; цепочку, состоящую из резистора 19, стабилитрона 20, предназначенную для проверки работоспособности отдельных диодов в цепях БС 4; выпрямительный мост 21, входные выводы которого через разъем 11 соединены со вторичной обмоткой 9 трансформатора 6 посредством проводов.
Блок коммутации 2 (Фигура 3) состоит из блоков коммутации малогабаритных 22-28 (далее по тексту - БКМ 22 - БКМ 28). Посредством жгута проводов 29 соединяют выводы БКМ 22 - БКМ 28 с выводами разъема 11, проверяемого БС 4 (Фигура 3), адаптера (Фигура 4), а именно: вывод 30 размыкающего контакта 31 (далее по тексту оговаривается использование размыкающего контакта, в остальных случаях имеется ввиду замыкающий контакт) БКМ 22 - через разъем 11 с катодом стабилитрона 17; вывод 32 контакта 33 БКМ 22 - через разъем 11 с катодом стабилитрона 16; объединенные выводы 34 размыкающего контакта 31 и 35 контакта 33 БКМ 22 - через разъем 11 с базой составного транзистора 18; вывод 36 размыкающего контакта 37 БКМ 22 - через разъем 11 с эмиттером составного транзистора 18; вывод 38 контакта 39 БКМ 22 - через разъем 11 с плюсовым выводом моста 21; объединенные выводы 40 размыкающего контакта 37 и вывод 41 контакта 39 БКМ 22 - с выводом 42 размыкающего контакта 43, выводом 44 контакта 45 БКМ 23, выводом 46 БС 4 и плюсовым выводом вольтметра 12; объединенные выводы 47 контакта 43 и 48 контакта 49 БКМ 23 - с объединенными выводами 50-57 контактов 58-65 БКМ 24; выводы 66-73 контактов 58-65 БКМ 24 соответственно - с выводами 74-81 контактов 82-89 БКМ 25, выводами 90-97 контактов 98-105 БКМ 26, выводами 106-113 контактов 114-121 БКМ 27, выводами 122-129 контактов 130-137 БКМ 28, выводами 138-141 контактов 142-145 БКМ 22; выводы 146-153 контактов 82-89 БКМ 25, выводы 154-161 контактов 98-105 БКМ 26, выводы 162-169 контактов 114-121 БКМ 27, выводы 170-177 контактов 130-137 БКМ 28, выводы 178-181 контактов 142-145 БКМ 22 соответственно - с выводами 182-217 БС 4; выводы питания 218 и 219 БКМ 22, 220 и 221 БКМ 23, 222 и 223 БКМ 24, 224 и 225 БКМ 25, 226 и 227 БКМ 26, 228 и 229 БКМ 27, 230 и 231 БКМ 28 - с выводами первичной обмотки 7 трансформатора 6; объединенные выводы 232 контакта 49 и 233 размыкающего контакта 234 БКМ 23 - через разъем 11 с минусовыми выводами мостов 13, 21 и далее, в качестве общего провода - с объединенными выводами 235 и 236 БКМ 22, объединенными выводами 237 и 238 БКМ 23, объединенными выводами 239 и 240 БКМ 24, объединенными выводами 241 и 242 БКМ 25, объединенными выводами 243 и 244 БКМ 26, объединенными выводами 245 и 246 БКМ 27, объединенными выводами 247 и 248 БКМ 28 и выводом 249 адаптера 3.1; объединенные выводы 250 размыкающего контакта 234 и 251 контакта 45 БКМ 23 - с выводами 252-254 БС 4; объединенные управляющие входы 255 и 256 БКМ 22 - с выходом 257 адаптера 3.1; объединенные управляющие входы 258 и 259 БКМ 22 - с выходом 260 адаптера 3.1; объединенные управляющие входы 261-264 БКМ 23 - с выходом 265 адаптера 3.1; управляющие входы 266-273 БКМ 24 соответственно - с выходами 274-281 адаптера 3.1; объединенные управляющие входы 282-289 БКМ 25 - с выходом 290 адаптера 3.1; объединенные управляющие входы 291-298 БКМ 26 - с выходом 299 адаптера 3.1; объединенные управляющие входы 300-307 БКМ 27 - с выходом 308 адаптера 3.1; объединенные управляющие входы 309-316 БКМ 28 - с выходом 317 адаптера 3.1; объединенные управляющие входы 318-321 БКМ 22 - с выходом 322 адаптера 3.1; общая точка резистора 19 и катода стабилитрона 20 - через разъем 11 с входом 323 адаптера 3.1; второй вывод резистора 19 - через разъем 11 с выводом 324 БС 4.
Устройство работает следующим образом: проверяемый БС 4 подключают к разъему блока коммутации 2. Стенд подключают к сети промышленного переменного напряжения.
На первичную обмотку 7 трансформатора 6 подают переменное напряжение автоматическим выключателем 5.
Переменное напряжение со вторичной обмотки 8 трансформатора 6 выпрямляют мостом 13 и сглаживают конденсатором 14, получая постоянное напряжение, коэффициент пульсации - менее 1%. Резистор 15, стабилитроны 16 и 17 стабилизируют напряжение. С катода стабилитрона 16 снимают постоянное напряжение 62 В, соответствующее напряжению полностью заряженной аккумуляторной батареи, установленной на электроподвижном составе, а с катода стабилитрона 17 - постоянное напряжение 35 В, соответствующее напряжению полностью разряженной аккумуляторной батареи.
Переменное напряжение со вторичной обмотки 9 трансформатора 6 выпрямляют мостом 21 и получают напряжение 50 В, коэффициент пульсации - 100%, имитирующее напряжение бортового источника питания электровоза.
Напряжение со стабилитрона 17 (35 В) подают на вывод 30 размыкающего контакта 31 БКМ 22. Напряжение со стабилитрона 16 (62 В) подают на вывод 32 контакта 33 БКМ 22. Выбор напряжения питания БС 4, равного 62 В, осуществляют по команде ПК 3.2 подачей управляющего сигнала с вывода 260 адаптера 3.1 на соединенные управляющие входы 258 и 259 БКМ 22. Выбранным напряжением (62 В или 35 В) управляют составным транзистором 18.
Напряжение с эмиттера составного транзистора 18 подают на вывод 36 размыкающего контакта 37 БКМ 22. Пульсирующее напряжение 50 В с моста 21 подают на вывод 38 контакта 39 БКМ 22. Выбор напряжения питания БС 4, равного 50 В, осуществляют по команде ПК 3.2 подачей управляющего сигнала с вывода 257 адаптера 3.1 на соединенные управляющие входы 255 и 256 БКМ 22.
Выбранное по команде ПК 3.2 напряжение питания БС 4 (35, 62 или 50 В) с объединенных выводов 40 размыкающего контакта 37 и 41 контакта 39 БКМ 22 подают на плюсовой вывод вольтметра, на вывод 46 БС 4 и для выбора полярности напряжения питания БС 4 подают на выводы 42 размыкающего контакта 43, 44 контакта 45 БКМ 23. Объединенные минусовые выводы мостов 13, 21 подключают к минусовому выводу вольтметра 12 и для выбора полярности напряжения питания - к объединенным выводам 232 контакта 49 и 233 размыкающего контакта 234 БКМ 23. При отсутствии сигнала с выхода 265 адаптера 3.1 на управляющих входах 261-264 БКМ 23 минус напряжения через выводы 233 и 250 размыкающего контакта 234 БКМ 23 подают на выводы 252-254 БС 4. При подаче управляющего сигнала с выхода 265 адаптера 3.1 на управляющие входы 261-264 БКМ 23 плюс напряжения питания через выводы 44 и 251 контакта 45 БКМ 23 подают на выводы 252-254 БС 4.
Напряжение питания БС 4 выбранной полярности подают с соединенных выводов 47 размыкающего контакта 43 и 48 контакта 49 БКМ 23 на соединенные выводы 50-57 контактов 58-65 БКМ 24.
Для обеспечения возможности проверки работоспособности 36 каналов светоиндикации и трех диодов БС 4 при напряжении питания прямой и обратной полярности с использованием адаптера, содержащего 32 выходных канала, применяют управление группами контактов БМК 22, 23, 25-28. После подачи управляющего сигнала по команде ПК 3.2 с выхода 290 адаптера 3.1 на соединенные управляющие входы 282-289 контакты 82-89 БКМ 25 замыкают и через их выводы 74-81 и 146-153 подключают группу выводов 182-189 каналов светоиндикации БС 4 к выводам 66-73 БКМ 24.
По команде ПК 3.2 управляющие сигналы с выходов 274-281 адаптера 3.1 поочередно подают на управляющие входы 266-273 БКМ 24, контакты 58-65 поочередно замыкают и напряжение питания с выводов 66-73 БКМ 24 подают через замкнутые контакты 82-89 и их выводы 74-81 и 146-153 БКМ 25 поочередно на выводы 182-189 проверяемого БС 4, обеспечивая поочередную проверку цепей светоиндикации и, соответственно, поочередное свечение светоиндикаторов БС 4. Свечения контролируют визуально. После отключения по команде ПК 3.2 управляющего сигнала с вывода 290 адаптера 3.1 и, соответственно, с объединенных управляющих выводов 282-289 БМК 25, контакты 82-89 размыкают, отсоединяют их выводы 146-153 от выводов 182-189 проверяемого БС 4.
Аналогично работают контакты БКМ 26-28 и контакты 142-145 БКМ 22: по команде ПК 3.2 с выходов 299, 308, 317, 322 адаптера 3.1 сигнал поочередно подают на объединенные управляющие входы 291-298 БКМ 26, 300-307 БКМ 27, 309-316 БКМ 28, 318-321 БКМ 22, контакты 98-105 БКМ 26, 114-121 БКМ 27, 130-137 БКМ 28, 142-145 БКМ 22 поочередно замыкают и поочередно через их выводы 90-97 и 154-161 БКМ 26, 106-113 и 162-169 БКМ 27, 122-129 и 170-177 БКМ 28, 138-141 и 178-181 БКМ 22 подключают группы выводов 190-197, 198-205, 206-213, 214-217 проверяемого БС 4 к выводам 66-73 БКМ 24.
По команде ПК 3.2 управляющие сигналы с выходов 274-281 адаптера 3.1 поочередно подают на управляющие входы 266-273 БКМ 24, контакты 58-65 поочередно замыкают и напряжение питания с выводов 66-73 БКМ 24 подают через указанные выше замкнутые контакты и их выводы поочередно на группы выводов 190-197, 198-205, 206-213, 214-217 проверяемого БС 4, обеспечивая поочередную проверку цепей светоиндикации.
После поочередного отключения по команде ПК 3.2 управляющего сигнала с выводов 299, 308, 317, 322 адаптера 3.1 и, соответственно, с объединенных управляющих выводов 291-298 БКМ 26, 300-307 БКМ 27, 309-316 БКМ 28, 318-321 БКМ 22 контакты 98-105 БКМ 26, 114-121 БКМ 27, 130-137 БКМ 28, 142-145 БКМ 22 поочередно размыкают и отсоединяют выводы 154-161 БКМ 26, 162-169 БКМ 27, 170-177 БКМ 28, 178-181 БКМ 22 от групп выводов 190-197, 198-205, 206-213, 214-217 проверяемого БС 4 от напряжения питания.
Далее по команде ПК 3.2 сигналы с выходов 274-281, 290, 299, 308, 317, 322 адаптера 3.1 на управляющие входы 266-273 БКМ 24, 282-289 БКМ 25, 291-298 БКМ 26, 300-307 БКМ 27, 309-316 БКМ 28, 318-321 БКМ 22 подают одновременно, контакты 58-65 БКМ 24, 82-89 БКМ 25, 98-105 БКМ 26, 114-121 БКМ 27, 130-137 БКМ 28, 142-145 БКМ 22 замыкают, подавая напряжение питания на выводы 182-217 проверяемого БС 4, при этом все светоиндикаторы БС 4 должны светиться одновременно.
При проверке некоторых каналов светоиндикации наличие на входе 323 адаптера 3.1 напряжения, поступающего со стабилитрона 20 при положительной полярности напряжения питания БС 4, а так же его отсутствие при обратной полярности, отображаемое в соответствующем информационном поле на экране монитора ПК 3.2, свидетельствует о работоспособности отдельных диодов, подключенных катодами к выводу 324, а анодами - к другим выводам БС 4.
Предусмотренные программой порядок и длительность подачи напряжения на выводы 182-217 каналов светоиндикации проверяемого БС 4 определяют порядок и длительность свечения его индикаторов.
Программное обеспечение предусматривает способ управления проверкой работоспособности БС 4 "пошаговый", при котором переход программы к каждому последующему действию осуществляется после активации оператором соответствующих элементов управления в диалоговом окне и меню на экране монитора ПК 3.2, или автоматический, при котором программа сама переходит к каждому последующему действию через определенный промежуток времени. В обоих вариантах на экране монитора отражена информация об этапах проверки. Контроль свечения индикаторов БС 4 оператор проводит визуально.
Для проверки работоспособности разных типов блоков сигнализации, применяемых на электроподвижном составе, стенд и программное обеспечение могут быть модифицированы.
Количество витков и секций в обмотке 8, резисторов в цепи стабилитронов, конденсаторов для обеспечения коэффициента пульсации - менее 1% и напряжения стабилизации могут быть иными в зависимости от требуемых значений напряжения питания БС 4. Напряжение может формироваться с использованием иных электронных компонентов, например, - модулей питания.
Количество витков и секций в обмотке 9, значения выпрямленного напряжения могут быть иными в зависимости от требуемых значений напряжения питания БС 4. Выпрямленное мостом 21 напряжение может сглаживаться конденсаторами различной емкости для обеспечения необходимых значений коэффициентов пульсации - более 1%. Подключение секций обмотки и конденсаторов может выполняться контактами БКМ.
Трансформатор может иметь дополнительную обмотку с разным числом витков и секций в зависимости от требуемых значений переменного напряжения питания цепей сигнализации. Полученное с выводов дополнительной обмотки напряжение переменного тока различных значений посредством контактов БКМ может подаваться на выводы проверяемых цепей светоиндикации.
Подключение напряжений со стабилитронов 16 и 17 может быть иным: напряжение со стабилитрона 16 может быть подано на вывод 30 размыкающего контакта 31 БКМ 22, а напряжение со стабилитрона 17 - на вывод 32 контакта 33 БКМ 22. При этом выбор напряжения питания БС 4, равного 35 В, можно осуществить по команде ПК 3.2 подачей управляющего сигнала с вывода 260 адаптера 3.1 на соединенные управляющие входы 258 и 259 БКМ 22.
Подключение напряжений с выхода составного транзистора и пульсирующего напряжения может быть иным: напряжение с эмиттера составного транзистора может быть подано на вывод 38 контакта 39 БКМ 23, а пульсирующее напряжение с моста 21 - на вывод 36 размыкающего контакта 37 БКМ 22. При этом выбор напряжения питания БС 4, равного 50 В, можно осуществить при отсутствии управляющего сигнала на соединенных управляющих входах 255 и 256 БКМ 22.
Подключение плюсовых и минусовых выводов для выбора полярности напряжения питания БС 4 может быть выполнено аналогичным образом к неиспользуемым в данном стенде выводам 325-332 контактов 333-336 БКМ 23, а управление - к объединенным управляющим входам 337-340.
Количество малогабаритных блоков коммутации может быть изменено в зависимости от количества проверяемых цепей светоиндикации разных типов блоков сигнализации.
Положительный эффект полезной модели проявляется:
- в улучшении качества проверки путем обеспечения возможности проверки работоспособности цепей светоиндикации блока БС-117-01 при питании от источника с минимальным и максимальным напряжением (коэффициент пульсации - менее 1%), при питании от источника пульсирующего напряжения (коэффициент пульсации - 100%), при обратной полярности напряжения питания, проверки работоспособности включенных в состав БС отдельных диодов;
- в увеличении производительности труда за счет автоматизации подключения цепей светоиндикации к напряжению питания.
Стенд укомплектован таким образом, что его можно переносить и расположить в любом удобном месте, даже в электровозе, исключая необходимость извлечения блоков сигнализации из кабины машиниста.