БЛОК ЭЛЕКТРОНИКИ ЛОКОМОТИВНЫЙ ДЛЯ СПЕЦИАЛЬНОГО САМОХОДНОГО ПОДВИЖНОГО СОСТАВА

Полезная модель относится к области железнодорожной автоматики, телемеханики и связи и может быть использована для специального самоходного подвижного состава (ССПС) с целью повышения безопасности и регулирования движения самоходных путевых машин I категории на участках железных дорог с автономной и электрической тягой постоянного и переменного тока, оборудованных путевыми устройствами автоматической локомотивной сигнализации (АЛСН).
В качестве аналога заявляемой полезной модели по совокупности существенных признаков и функциональным возможностям выбран блок электроники локомотивный БЭЛ-УП (производства АО «Ижевский радиозавод», руководство по эксплуатации на блок БЭЛ-УП, представлено на официальном сайте www.irz.ru). БЭЛ-УП входит в состав системы обеспечения безопасности движения специального самоходного подвижного состава ССПС I категории комплексного локомотивного устройства безопасности КЛУБ-УП и предназначен для установки и работы на ССПС в условиях вибрации, наличия пыли, электромагнитных полей и теплоизлучающих источников. БЭЛ-УП осуществляет прием сигналов по каналу АЛСН от приемных катушек, с антенны спутниковой навигационной системы, от датчиков пути и скорости, цепей ССПС; обработку принимаемой информации и выдачи ее на блок индикации БИЛ-УП для индикации и регистрации в съемной кассете регистрации; а также осуществляет управление электропневмоклапаном.
Основными узлами блока БЭЛ-УП являются: блок внешних соединений БВС, модуль коммутации и подключения КП, усилитель клапана УК, модуль центрального обработчика МЦО и схема безопасности СБ, спутниковая навигационная система СНС, электронная карта ЭК, измеритель параметров движения ИПД, модуль приемников сигналов АЛСН МП-АЛС. Все узлы блока выполнены в виде ячеек на печатных платах с радиоэлементами, которые подключены к объединительной плате и установлены в корпусе. Несущей конструкцией блока является корпус. Все узлы корпуса выполнены из сплавов алюминия и стали методом литья и штампования. Внутри корпуса расположен каркас, который крепится к корпусу винтами через изоляционные стойки. Спереди в каркасе имеется кассета, на заднем шасси которой расположена объединительная плата. Ячейки устанавливают по направляющим кассеты вдоль корпуса и фиксируются в каркасе невыпадающими винтами. Снизу корпуса имеется окно, через которое осуществляется электрическое соединение блока БВС-УП с объединительной платой. Спереди и сзади корпуса имеются окна, которые обеспечивают доступ к объединительной плате и ячейкам. Электрические соединения БЭЛ-УП с другими устройствами системы КЛУБ-УП осуществляются через соединители блока БВС-УП.
Основными недостатками данного устройства являются то, что большинство электрических связей от подвижного состава транзитом или частично обрабатываясь, проходят через периферийные устройства (например, блок коммутации и регистрации), при этом усложняя монтаж блока БЭЛ и аппаратуры системы КЛУБ-УП, что ведет к снижению надежности, блок имеет сложную конструкцию корпуса с большим количеством деталей и с большим объемом проводного монтажа, вследствие чего недостаточно технологично в изготовлении.
Технический результат, получаемый при осуществлении заявляемой полезной модели, выражается в расширении функциональных возможностей заключающихся в приеме и обработке сигналов от исполнительных устройств подвижного состава напрямую без прохождения через периферийные устройства, при этом исключение объемного проводного монтажа ведет к упрощению конструкции и повышению надежности работы БЭЛа при приеме и передаче информации.
Технический результат достигается тем, что блок электроники локомотивный для специального самоходного подвижного состава (БЭЛ ССПС), содержащий подключенные к общей шине: модуль внешних связей; модуль центрального обработчика со схемой безопасности; усилитель сигнала электропневматического клапана; модуль приемника сигналов АЛСН; модуль измерителя параметров движения; модуль маршрута (ММ), подключенный к спутниковой антенне, и модуль коммутации и подключения (КП), при этом модули выполнены в виде устанавливаемых в направляющие функциональных ячеек на печатных платах с радиоэлементами, подключены к объединительной плате, выполняющей функции общей шины данных, и установлены в коробчатый корпус. В БЭЛ ССПС дополнительно введено устройство формирования и регистрации сигналов (УФИР), обеспечивающее прием аналоговых сигналов от датчиков давления тормозной системы ССПС и дискретных цифровых сигналов от исполнительных устройств подвижного состава; в модуль КП дополнительно введено реле переключения сигналов с приемных катушек при смене направления движения, при этом УФИР и модуль КП выполнены в виде функциональных ячеек, подключаемых к объединительной плате, при этом корпус снабжен ребрами жесткости, которые с внутренней стороны выполняют роль направляющих для функциональных ячеек, объединительная плата подключена к первому модулю внешних связей, содержащему соединенные между собой блок фильтров и первый блок соединителей, выполненных на печатных платах, которые соединены между собой электрически и помещены в коробчатый экран, закрепленный с внутренней стороны лицевой панели, на которую выводят разъемы с печатной платы первого блока соединителей, при этом лицевая панель закрывает один торец корпуса. Модуль КП подключен ко второму модулю внешних связей, содержащему второй блок соединителей, выполненный на печатной плате с радиоэлементами, установленному в коробчатый экран и прикрепленному к внутренней стороне задней крышки, на которую выводят разъемы с печатной платы второго блока соединителей, через модуль КП осуществляется прохождение сигналов от второго блока соединителей к объединительной плате, при этом задняя крышка закрывает другой торец корпуса. На функциональную ячейку ММ установлен разъем для связи со спутниковой антенной, который выведен непосредственно на заднюю крышку.
Сущность предложенного технического решения поясняется чертежами.
Фиг. 1 - структурная схема блока БЭЛ ССПС;
Фиг. 2 - общий вид (разнесенный) БЭЛ ССПС со стороны лицевой панели;
Фиг. 3 - общий вид (разнесенный) БЭЛ ССПС со стороны задней крышки.
На фиг. 1 представлена структурная схема блока БЭЛ ССПС, содержащая подключенные к общей шине 1: модуль центрального обработчика со схемой безопасности 2 (МЦО-СБ), выполняющий всю логическую обработку информации, поступающую в БЭЛ ССПС от исполняющих устройств подвижного состава, и вырабатывающий все выходные воздействия, состоит из двух каналов обработки информации (канал А и канал В) и безопасной схемы контроля, которая управляет усилителем сигнала электропневматического клапана 3 (УК); модуль приемника сигналов АЛСН 4 (МП-АЛСН) выполняет функции приема сигналов АЛСН, их фильтрацию, декодирование кодовых комбинаций, на основании которых принимается решение о скорости движения; модуль измерителя параметров движения 5 (ИПД) предназначен для обработки данных, полученных от датчиков пути и скорости, и вычисления по предварительным данным результирующего значения скорости и пройденного пути; модуль маршрута 6 (ММ), представляющий собой спутниковую навигационную систему, содержит навигационный приемник и предназначен для приема и обработки сигналов от спутниковых навигационных систем GPS/ГЛОНАСС с привязкой к электронной карте и подключен к спутниковой антенне 7; устройство формирования и регистрации сигналов 8 (УФИР) предназначено для приема аналоговых сигналов от датчиков давления тормозной системы ССПС и дискретных цифровых сигналов от исполнительных устройств; модуль коммутации и подключения 9 (КП) предназначен для осуществления гальванической развязки между исполняющими устройствами подвижного состава и общей шиной данных 1 и для обеспечения питанием модулей ЦО-СБ и ИПД, в состав модуля КП введено реле переключения сигналов с приемных катушек при смене направления движения ССПС; и блок фильтров 10, осуществляющий фильтрацию помех по входным сигналам и защиты от электромагнитных воздействий. Блок фильтров 10 подключен к первому блоку соединителей 11, через разъемы которого осуществляется подключение к электропневматическому клапану, устройствам ССПС и межблочной шине CAN. Модуль КП 9 подключен ко второму блоку соединителей 12, через разъемы которого осуществляется подключение к радиомодему, датчикам давления и скорости, и приемным катушкам. Общая шина 1 объединяет все модули и устройства в единую информационную систему и осуществляет передачу питания к модулям блока БЭЛ и устройствам ССПС.
Модули и устройства БЭЛ ССПС выполнены в виде функциональных ячеек 13 на печатных платах с радиоэлементами (см. фиг. 2, 3), которые устанавливаются в корпус 14. Корпус 14 с ребрами жесткости 15 в рассматриваемом случае расположены на верхней и нижней поверхностях, которые с внутренней стороны выполняют роль направляющих для функциональных ячеек 13, а также осуществляют отвод тепла. На торцах функциональных ячеек 13 расположены соединители 16 прямоугольной формы, которыми они подключаются к соединителям 17, расположенным на объединительной плате 18, устанавливаемой поперек корпуса 14 и выполняющей функции общей шины данных 1. Объединительную плату 18 крепят винтами к сухарям (на чертеже не показано) внутри корпуса 14, по направляющим 15 устанавливают функциональные ячейки 13. С противоположной стороны объединительной платы 18 расположен стыковочный разъем 19, к которому подключают первый модуль внешних связей (МВС). Первый МВС состоит из печатной платы 20 блока фильтров 10 и печатной платы 21 первого блока соединителей 11, которые соединены между собой электрически стыковочным разъемом 22 и поставлены на стойки 23, которые крепят с внутренней стороны лицевой панели 24. Для надежного экранирования от электромагнитных излучений печатные платы 20 и 21 помещают в коробчатый экран 25, который крепят с внутренней стороны лицевой панели 24. На коробчатом экране 25 имеется окно 26 под стыковочный разъем 19, расположенный с противоположной стороны объединительной платы 18, который соединяется со стыковочным разъемом 27, расположенным с противоположной стороны печатной платы 20 блока фильтров 10. На лицевую панель 24 выводят разъемы 28, расположенные на печатной плате 21 первого блока соединителей 11. Первый МВС устанавливают в корпус 14, закрывая его торец, и прикрепляют к корпусу 14 со стороны лицевой панели 24.
Второй МВС содержит печатную плату 29 второго блока соединителей 12 с установленными на ней разъемами 30. Печатную плату 29 устанавливают на стойки 31, которые крепят с внутренней стороны задней крышки 32. Для надежного экранирования от электромагнитных излучений печатную плату 29 помещают в коробчатый экран 33, который крепят с внутренней стороны задней крышки 32. На коробчатом экране 33 имеется окно 34 под стыковочный разъем 35, расположенный с противоположной стороны печатной платы 29. Стыковочный разъем 35 подключают к переходной плате 36, на которой размещен модуль КП 9, и которая одним торцом подключена к объединительной плате 18, тем самым обеспечивая прохождение сигналов от печатной платы 29 второго блока соединителей 12 к объединительной плате 18. Второй МВС устанавливают с другого торца корпуса 14 и прикрепляют к нему со стороны задней крышки 32.
На функциональную ячейку 37, на которой размещен ММ 6, подключенную к объединительной плате 18, установлен разъем 38 для соединения со спутниковой антенной 7, который выводится непосредственно на заднюю крышку 32 и фиксируется на ней.
Соединение всех деталей осуществляется винтами.
БЭЛ ССПС крепиться по месту эксплуатации на болты 39, расположенные на боковых поверхностях корпуса 14.
Коробчатые экраны 25 и 33 выполнены из металла, что обеспечивает надежный электрический контакт с корпусом 14, при этом улучшаются свойства электромагнитной совместимости (ЭМС).
В рассматриваемом случае корпус 14 представляет собой прямоугольную цельную трубу, он также может быть изготовлен любым известным способом (например, сборным из отдельных деталей).
Данное решение позволяет расширить функциональные возможности блока за счет введения в него дополнительного устройства и новых функций и при этом существенно снизить трудоемкость изготовления блока. При этой компоновке обеспечивается плотное и рациональное расположение элементов блока за счет использования печатного монтажа, а также ведет к повышению надежности работы БЭЛа при приеме и передаче информации.