Мобильный восстановительный комплекс электрической централизации

Полезная модель относится к области автоматики и телемеханики на железнодорожном транспорте, а именно к системам электрической централизации (ЭЦ), используемой для управления стрелками и сигналами. Она может быть использована для восстановления ЭЦ в случаях ее разрушения в результате пожаров, аварий, наводнений, землетрясений и при воздействии на нее противника в военное время. Модель может быть использована как временная замена при реконструкции существующих систем ЭЦ.
Известны различные типы систем ЭЦ для управления стрелками и сигналами на станциях. Эти системы могут быть построены как на релейной базе, так и на микропроцессорной. Все они громоздкие и занимают один, два, а иногда и три этажа здания поста ЭЦ. Для сокращения времени на их восстановление создаются различные восстановительные комплексы, в которых разработчики стремятся к уменьшению числа устанавливаемой аппаратуры, а также к сокращению времени монтажа системы на месте. Существует спроектированный и выпускаемый ООО «ПОЛИВИД» мобильный комплекс «Инвентарный пост управления» (МК ЭЦ-ИН) [Мобильный комплекс МК ЭЦ-ИН / Э.З. Загидуллин, А.Г. Карпухин // Автоматика, связь, информатика. - 2009. - N1 - с. 32-35 - 1]. Комплекс основан на базе релейной электрической централизации ЭЦ-9. При использовании ЭЦ-9 абсолютно все зависимости по установке маршрута выполняются малогабаритными реле, что не позволяет управлять большим числом стрелок и сигналов. Эта проблема вызвана ростом количества реле при увеличении числа стрелок. Растут габариты комплекса, и снижается его мобильность. Поэтому количество управляемых объектов в МК ЭЦ-ИН ограничивается двенадцатью стрелками и четырьмя станционными путями.
ЭЦ-9 это система с маршрутным размыканием стрелочных горловин. При таком виде размыкания в одной горловине не может осуществляться одновременное параллельное движение двух поездов, что нежелательно в случае работы станции в режиме перегона при ее восстановлении. В качестве средств, определяющих наличие или отсутствие подвижного состава, в МК ЭЦ-ИН используются фазочувствительные рельсовые цепи с использованием реле двухэлементных секторных штепсельных ДСШ-16. Фазочувствительные рельсовые цепи вновь не проектируются по причине ряда недостатков, связанных с большой потребляемой мощностью, громоздкостью аппаратуры, низкой устойчивостью к пониженному сопротивлению балласта.
Наиболее близким по используемой структуре является комплекс с мобильной электрической централизацией стрелок и сигналов на базе микро-ЭВМ и программируемых контроллеров ЭЦ-МПК-М [Мобильная электрическая централизация стрелок и сигналов на базе микро-ЭВМ и программируемых контроллеров ЭЦ-МПК-М: Техническое описание. Том 1. Пояснительная записка. - СПб.: ПГУПС, 2002. - 23 с. - 2]. ЭЦ-МПК-М разработана Центром компьютерных технологий Петербургского государственного университета путей сообщения Императора Александра I. В этой системе разработчики старались максимально уменьшить число используемых реле и повысить мобильность комплекса за счет создания трехуровневой структуры управления. Часть зависимостей, не отвечающих за безопасность движения поездов, реализована программным способом. Команды по управлению стрелками и сигналами вводятся с автоматизированного рабочего места. Логикой системы управляет комплекс технических средств управления и контроля КТС УК. Однако система является релейно-процессорной в увязке с блоками маршрутной релейной централизации БМРЦ-БН, которые образуют четыре каскада релейных схем установки маршрута. Блок БМРЦ-БН является законченным изделием и обладает большой избыточностью. Отмена маршрутов в системе и их искусственная разделка в случае неисправности устройств также производится с помощью релейных устройств. Эти обстоятельства ведут к большим габаритным размерам комплекса при увеличении числа стрелок. В ЭЦ-МПК-М ввиду особых обстоятельств, при которых будет применяться комплекс, не предусмотрено кодирование станционных путей, переключение режимов сигналов, включение пригласительного сигнала при отказе технических средств, схемное резервирование огней светофоров.
Предлагаемая модель мобильного восстановительного комплекса размещается в кузове-фургоне на шасси автомобиля или прицепа. Габаритные размеры комплекса при управлении тридцатью стрелками и 12 путями составляют 2500×17500×2900 мм. В комплексе предусмотрены сквозные отверстия для ввода питающих кабелей и кабелей от напольных устройств ЭЦ. Схема мобильного комплекса представлена на чертеже 1, где:
- РЩ - распределительный щит;
- ТЩ - трансформаторный щит;
- ЦПУ - центральные процессорные устройства;
- УСО - устройства сопряжения с объектами;
- УБП - устройство бесперебойного питания;
- ВРУ-3 - каркас вводных распределительных устройств;
- PC - релейные стативы.
В качестве системы ЭЦ для управления стрелками и сигналами на станции в предлагаемой модели используется микропроцессорная система ОАО «Радиоавионика» ЭЦ-ЕМ с управляющим вычислительным комплексом УВК РА. В процессе функционирования УВК РА обеспечивает реализацию алгоритмов управления и центральных зависимостей стрелок и сигналов с целью достижения высокой пропускной способности станций при соблюдении необходимых условий безопасности.
В состав УВК РА входит автоматизированное рабочее место оператора МВК ЭЦ, шкаф ЦПУ, шкаф УСО, изображенные на чертежах 2 и 3 соответственно.
Рабочее место оператора МВК ЭЦ представляет собой рабочий стол с габаритами 1000×1000 мм и ноутбук произвольной фирмы с установленным технологическим программным обеспечением для управления устройствами ЭЦ. В состав рабочего места также входит инструкция по порядку пользования устройствами ЭЦ.
Шкаф ЦПУ выполнен в виде несущего стального каркаса, на котором укреплены съемные стальные панели и одностворчатая дверь с запорным устройством. Габариты шкафа 600×600×2200 мм. Масса шкафа составляет не более 250 кг. В шкафу располагаются субблоки центральных процессорных устройств (СЦПУ), изготовленные на базе модулей МК с габаритами 233,35×220×40,32 мм, с установленной процессорной платой 686Е.
Шкаф УСО по габаритам и массе аналогичен шкафу ЦПУ. В нем размещаются субблоки связи с объектами (БУСО), платы модуля съема информации, модули выходных усилителей, а также модуль безопасного контроля и отключения (МБКО).
Для сопряжения УВК РА с релейными устройствами ЭЦ-ЕМ использованы интерфейсные реле, которые размещаются на стативах и соединяются с УВК РА экранированным кабелем при помощи специальных разъемов. Исполнительные схемы, непосредственно осуществляющие управление напольными устройствами (стрелками, сигналами, кодированием) и осуществляющие контроль их состояния, выполнены с применением реле первого класса надежности в неблочном исполнении. Кодирование маршрутов, пользование пригласительным сигналом, а также схемное резервирование нитей огней светофоров в модели остается. Исключаются релейно-блочные комплекты выдержки времени для отмены и искусственной разделки маршрута. Выдержка времени в системе организована программно.
2
2
2
2
С целью оптимизации размеров комплекса монтаж реле и других постовых устройств осуществляется с помощью релейных стативов типа СРКМУ-75 (статив релейный кроссовой системы монтажа пониженной высоты) с габаритами 465×935×2300 мм и массой 110 кг. Статив изображен на чертеже 4. На СРКМУ-75 может быть установлено 13 рядов реле нейтральных малогабаритных штепсельных НМШ (по 8 штук реле в каждом ряду), два ряда клемм для пайки на 20 лепестков типа ПП-20 (по 12 клемм в каждом ряду) и на боковой стойке 8 клемм ПП-20 для перехода монтажа с одного статива на другой. Монтаж стативов СРКМУ-75 выполняется в соответствии с монтажными схемами конкретной станции. Для монтажа стативов применяются следующие провода: общий монтаж - МГШВ и ПМВГ сечением 0,75 мм, монтаж цепей питания - МГВЛ сечением 2 и 5 мм, УВГ сечением 2,5 и 6 мм, ПГВ сечением 2,5 и 6 мм.
Для разделки напольного кабеля, идущего к стрелкам и сигналам, взамен кроссового статива типа СККМ-75 или другого типа предлагается применять винтовые клеммные проходные зажимы из полиамида. Зажимы крепятся на DIN-рейки, размещаемые в каркасе вводно-распределительных устройств ВРУ-3. ВРУ-3 это цельносварной каркас с габаритными размерами 450×630×2000 мм, изготовленный из стали и покрытый текстуированным полиэстеровым порошком. Конструкция каркасов предусматривает возможность перенавешивания двери на правую или левую сторону и возможность объединения шкафов в линейку при увеличении количества стрелок и сигналов, а соответственно и числа разделываемых жил. Таким образом, использование ВРУ-3, а также системы ЭЦ-ЕМ в комплексе соответствует критерию «существенные отличия».
Для питания мобильного комплекса используется совмещенная питающая установка, включающая в себя трансформаторный щит (ТЩ) массой 120 кг и габаритами 850×400×2200 мм, распределительный щит (РЩ) массой 230 кг и габаритами 850×400×2200 мм, устройство бесперебойного питания УБП 10 кВА массой 320 кг и размерами 800×600×1450 мм. Внешний вид шкафов РЩ и ТЩ представлен на чертеже 5, УБП - на чертеже 6. ТЩ предназначен для организации основных полюсов питания, необходимых для работы постовых и напольных устройств ЖАТ. В ТЩ размещены:
- силовые трансформаторы TV2-TV9;
- изолирующий трансформатор TV1 (мощностью до 16 кВА);
- источники питания напряжением 24 В и устройства защиты от перенапряжений FV, подключенные к ним;
- трансформатор тока ТА и реле КА (при применении стрелочного трансформатора);
- автоматические выключатели QF;
- устройство заряда контрольной батареи (при ее использовании).
РЩ используется для ввода кабелей внешних источников питания, защиты от перенапряжений I и II ступени всех подключенных нагрузок, учета потребляемой электроэнергии, распределения нагрузок по различным шинам бесперебойного и гарантированного питания.
Целью полезной модели является скорейшее включение (восстановление) управления большим числом стрелок и сигналов, а следовательно, и увеличение пропускной способности поездов. Поставленная цель достигается за счет использования микропроцессорной системы ЭЦ и сокращения релейной аппаратуры с заменой ее ЦПУ и УСО (см. чертеж 1), использованием каркаса ВРУ-3 с DIN-рейками для упрощения процесса подключения разделываемых жил, размещением стативов СРКУМУ-75 пониженной высоты для установки аппаратуры. В существующих аналогах применялась релейная или релейно-процессорная техника, в предлагаемой же модели применяется микропроцессорная с современной системой электропитания, что соответствует критерию «новизна».
Литература
1. Мобильный комплекс МК ЭЦ-ИН / Э.З. Загидуллин, А.Г. Карпухин // Автоматика, связь, информатика. - 2009. - N1 - c. 32-35
2. Мобильная электрическая централизация стрелок и сигналов на базе микро-ЭВМ и программируемых контроллеров ЭЦ-МПК-М: Техническое описание. Том 1. Пояснительная записка. - СПб.: ПГУПС, 2002. - 23 с.