Пульт управления машиниста

Полезная модель относится к области управляющих систем и может быть использована для управления электропоездами как в ручном, так и в автоматическом режиме.
Известна «Система управления движением электропоезда» [RU 2213669, опубл. 10.10.2003, МПК B60L 15/40], содержащая датчик пути и скорости, выход которого подключен к блоку определения скорости, генератор временных меток, выход которого подключен к блоку определения текущего времени и второму входу блока определения скорости, датчик давления, установленный на тормозной магистрали, пульт управления, подключенный к цепям управления электропоезда, блок управления режимом тяги и блок управления режимом торможения, вычислительный блок, блок памяти, тактовый генератор, контроллер, два дешифратора, блок управления, три блока сопряжения, блок индикации и блок речевого информатора. Блок определения скорости, генератор временных меток, блок определения текущего времени, датчик давления и пульт управления подключены соответственно к первому, второму, третьему, четвертому и пятому входам первого блока сопряжения, выход которого соединен с первым входом вычислительного блока, ко второму, третьему и четвертому входам которого подключены соответственно блок управления, блок памяти и тактовый генератор. Тактовый генератор соединен с седьмым входом первого блока сопряжения, блок управления через контроллер подключен к блоку памяти, первый выход вычислительного блока через второй блок сопряжения соединен с блоком индикации. Второй выход вычислительного блока через третий блок сопряжения соединен с блоком речевого информатора, третий выход вычислительного блока через первый дешифратор подключен к блоку управления режимом тяги. Четвертый выход вычислительного блока через второй дешифратор подключен к блоку управления режимом торможения, выходы блока управления режимом тяги, блока управления режимом торможения подключены к цепям управления электропоездом, выход блока управления режимом тяги подключен также к шестому входу первого блока сопряжения.
Наиболее близким по технической сущности является «Унифицированная микропроцессорная система управления, регулирования и диагностики тепловоза» [RU 146647, опубликовано 20.10.2014, МПК B60L 15/20 (2006.01)], состоящая из блока регулирования и контроля, в состав которого входят блок питания с блоком вентиляторов, микропроцессорный блок и интерфейсный блок, содержащий устройства ввода/вывода дискретных сигналов, устройство ввода аналоговых сигналов и устройства ввода/вывода частотных сигналов; комплекта периферийных блоков: блока навигационного приемника, дисплейного модуля и первого блока контроллера машиниста, которые установлены в основной пульт машиниста; блока вспомогательной индикации и второго блока контроллера машиниста, установленных во вспомогательный пульт машиниста; блока датчиков напряжения и тока, блока управления выпрямителем, установленных в высоковольтной камере тепловоза, и регулятора электрического торможения, установленного в отсеке тормозных резисторов тепловоза.
Недостатком указанных решений являются недостаточная надежность управления электропоездом, вызванная отсутствием резервного и дублирующего режимов управления.
Технический результат предлагаемой полезной модели заключается в повышении надежности управления электропоездом, за счет построения пульта управления машиниста, реализующего штатный режим управления поездом, режим автоведения поезда в качестве дублирующего и режим резервного управления поездом.
Технической проблемой, на решение которой направлена полезная модель, заключается в повышении безопасности движения электропоезда, за счет повышения надежности управления электропоездом.
Сущность предлагаемой полезной модели состоит в том, что пульт управления машиниста содержит дисплейный модуль, контроллер машиниста, центральный процессор.
Новым в предлагаемом техническом решении является то, что введены адаптер контроллера машиниста, формирователь сигнала, блок резервного управления, преобразователь сигнала. Выход контроллера машиниста соединен со входом адаптера контроллера машиниста, вход-выход которого соединен с первым входом-выходом центрального процессора, второй вход-выход соединен с входом-выходом дисплейного модуля. Вход центрального процессора является внешним входом пульта управления машиниста, выход адаптера контроллера машиниста соединен с формирователем сигнала, вход преобразователя сигнала соединен с выходом формирователя сигнала и выходом блока резервного управления, выход преобразователя сигнала является внешним выходом пульта управления машиниста.
На фигуре 1 представлена функциональная схема пульта управления машиниста.
На фигуре 2 представлена функциональная схема варианта исполнения центрального процессора.
Пульт управления машиниста содержит центральный процессор (1), дисплейный модуль (2), адаптер контроллера машиниста (3), контроллер машиниста (4), формирователь сигнала (5), блок резервного управления (6), преобразователь сигнала (7).
Выход контроллера машиниста (4) соединен со входом адаптера контроллера машиниста (3), вход-выход которого соединен с первым входом-выходом центрального процессора (1), второй вход-выход соединен с входом-выходом дисплейного модуля (2). Вход центрального процессора (1) является внешним входом пульта управления машиниста. Выход адаптера контроллера машиниста (3) соединен с формирователем сигнала (5). Вход преобразователя сигнала (7) соединен с выходом формирователя сигнала (5) и выходом блока резервного управления (6). Выход преобразователя сигнала (7) является внешним выходом пульта управления машиниста.
Центральный процессор (1) содержит первое ПЗУ (8), второе ПЗУ (9), вычислительный модуль (10). Выход первого ПЗУ (8) соединен с первым входом вычислительного модуля (10), выход второго ПЗУ (9) соединен со вторым входом вычислительного модуля (10). Третий вход вычислительного модуля (10) является внешним входом центрального процессора (1). Первый и второй входы-выходы вычислительного модуля (10) являются внешними входами-выходами центрального процессора (1).
Пульт управления машиниста позволяет осуществлять работу в режиме ручного управления электропоездом и режиме автоматического ведения электропоезда (автоведение).
Контроллер машиниста (4) предназначен для штатного ручного управления тяговым/тормозным оборудованием в дискретном или непрерывном режиме. Контроллер машиниста (КМ) (4) может быть выполнен с двумя управляющими рукоятками - рукоятка задания направления движения и рукоятка задающая режим хода (главная рукоятка). Изменением положения рукояток КМ (4) осуществляется задание направления движения (вперед-нейтраль-назад) и тягового / тормозного усилия в соответствии с положением главной рукоятки КМ (4).
Штатный ручной режим управления движением назначается машинистом и реализуется путем передачи сигналов положения рукояток контроллера машиниста (4) с его выхода на вход адаптера контроллера машиниста (АКМ) (3). Адаптер контроллера машиниста (3) осуществляет преобразование выходного тока КМ (4) в цифровой код, содержащий информацию о сигналах управления оборудованием. Цифровой код с выхода АКМ (3) поступает на вход формирователя сигналов (5) осуществляющего формирование сигналов управления тяговым/тормозным оборудованием электропоезда. С выхода формирователя сигналов (5) сигналы управления поступают на вход преобразователя сигналов (7), осуществляющего преобразование сигналов в управляющие напряжения, подаваемые на тяговое / тормозное оборудование, например тяговый привод.
С входа-выхода АКМ (3) цифровой код поступает в центральный процессор (ЦП) (1), осуществляющий в преобразование цифрового кода в сигнал положения рукояток КМ (4), который подается с его второго входа-выхода на вход-выход дисплейного модуля (2) для отображения машинисту.
Резервный ручной режим управления движением назначается машинистом в случае невозможности управления движением с помощью КМ (4) и реализуется путем передачи сигналов положения ручек БРУ (6) на вход преобразователя сигналов (7) в управляющие напряжения для тягового / тормозного оборудования электропоезда. БРУ (6) может быть выполнен в виде тумблера с набором положений, соответствующих режимам тяги/торможения.
Режим автоведение является режимом ведения электропоезда с возможностью ручного переключения управления из штатного ручного режима в автоматический режим (и обратно) и предназначено для соблюдения в автоматическом режиме управления:
- скоростного режима в зависимости от наличия постоянных или временных ограничений скорости;
- времени хода, задаваемого графиком движения, при условии потребления минимально необходимого количества электроэнергии.
Постоянные и временные ограничения скорости, фактическая скорость и железнодорожная координата головного вагона электропоезда, поступают на первый вход ЦП (1) из внешних устройств, например из системы безопасности электропоезда.
Режим автоведение назначается/отменяется машинистом с помощью органов управления дисплейного модуля (2), выполненных, например в виде клавиш. Автоматическое управление реализуется путем расчета в ЦП (1) цифровых кодов команд управления, соответствующих сигналам КМ (4) в штатном ручном режиме, передачи цифровых кодов с первого входа-выхода ЦП (1) на вход-выход АКМ (3). АКМ (3) ретранслирует цифровой код со своего выхода на вход формирователя сигналов (5) осуществляющего формирование сигналов управления тяговым/тормозным оборудованием электропоезда, аналогично ручному режиму управления. С выхода формирователя сигналов (5) сигналы управления поступают на вход преобразователя сигналов (7), осуществляющего преобразование сигналов в управляющие напряжения, подаваемые на тяговое / тормозное оборудование. Со второго входа-выхода ЦП (1) выдает на вход-выход дисплейного модуля (2) для отображения сигналы соответствующие рассчитанному режиму хода КМ (4). Отображение производится аналогично штатному ручному режиму управления в виде соответствующего положения рукоятки КМ (4).
Расчет в ЦП (1) команд управления, аналогичных сигналам КМ (4), производится вычислительным модулем (10) по алгоритмам на основе расписания движения поездов, загруженного в первое постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) (8), базы данных географических параметров (уклонов пути, тоннелей и т.д.), загруженной во второе постоянное запоминающее устройство ПЗУ (9), установленных в ЦП (1) и заполняемых в депо приписки электропоезда, и текущих путевой скорости, железнодорожной координаты электропоезда и ограничений скорости, оперативно поступающих на первый вход ЦП (1) и вычислительного модуля (10) соответственно из внешних источников, например из системы безопасности электропоезда. Упомянутые железнодорожная координата ипутевая скорость могут определяться в системе безопасности электропоезда посредством спутниковой навигации.
Реализация в пульте управления машиниста структуры, позволяющей реализовать режим ручного штатного управления, режим резервного ручного управления и дублирующего режима автоведения электропоезда позволяет повысить надежность управления электропоездом.