МОДУЛЬ ПЛАВНОГО УПРАВЛЕНИЯ ТОРМОЗНЫМИ СРЕДСТВАМИ (МПУТС)

Полезная модель относится к железнодорожному транспорту, а именно к устройствам автоматики и телемеханики, осуществляющим управление вагонозамедлителями на сортировочных горках.
Известно устройство для управления вагонозамедлителем, содержащее тормозной и оттормаживающий электропневматические электропневмоклапаны, подключенные к выходу исполнительного блока, блоки гальванической развязки сигналов, блок формирования команд управления и подключенный к воздушной магистрали вагонозамедлителя контактный регулятор давления воздуха (Авторское свидетельство СССР №1041373, B 61 L 17/00).
Недостатком данного устройства является то, что для реализации промежуточных ступеней торможения в нем применен контактный регулятор давления, требующий ручной настройки зазоров между контактами и обладающий низкой надежностью.
Известно устройство для управления вагонозамедлителем, содержащее блок формирования команд управления, дешифратор, два блока коммутации, блок переключения, пневмоэлектрический преобразователь давления воздуха и четыре электропневматических электропневмоклапана. Оно принято в качестве прототипа. (Патент Российской федерации №2021935, B 61 L 17/00).
Недостатком этого устройства является то, что оно способно реализовать дискретное управление вагонозамедлителем, что не позволяет поддерживать уровень давления, находящийся между отдельными ступенями, а наращивание количества ступеней ведет к усложнению и громоздкости устройства.
Задачей предлагаемого устройства является плавное (не дискретное) управление давлением воздуха в тормозной воздушной магистрали вагонозамедлителя, что позволяет повысить безопасность и эффективность управления скоростью отцепов на сортировочной горке за счет плавного регулирования усилия нажатия тормозных шин замедлителя на колесные пары отцепа. Предлагаемое устройство обеспечивает безопасность работы вагонозамедлителя за счет исключения случаев выдавливания колесных пар при резком возрастании усилия нажатия тормозных шин на колесные пары при переходе на более высокую ступень, повышает качество торможения вагонов и уменьшает трудоемкость обслуживания управляющей аппаратуры вагонозамедлителей.
Сущность полезной модели заключается в том, что модуль плавного управления тормозными средствами (МПУТС), содержащий подключенные к тормозной воздушной магистрали вагонозамедлителя тормозные и оттормаживающие электропневмоклапаны и пневмоэлектрический преобразователь давления воздуха, дополнительно снабжен микроконтроллером плавного изменения давления, подключенным к информационному интерфейсу задания требуемого уровня давления и связанным через гальванически изолированный преобразователь сигнала обратной связи с пневмоэлектрическим преобразователем давления воздуха, а также связанным с силовыми ключами управления электропневмоклапанами через дискретные каналы вывода сигналов управления электропневмоклапанами.
Техническим результатом является плавное торможение вагонов с исключением резких воздействий на колесные пары подвижного состава, повышение качества управления вагонозамедлителями, сокращение расхода сжатого воздуха на торможение вагонов, увеличение срока службы вагонозамедлителей, а также возможность автоматизированного управления вагонозамедлителем через специализированные системы, унифицированные по интерфейсу.
Плавное управление достигается путем реализации заданного давления во всем диапазоне значений, ограниченных давлением в воздушной магистрали, с плавным изменением до требуемого уровня и реализацией обратной связи по уровню давления воздуха в тормозной магистрали замедлителя.
На фиг.1 представлена структурная схема предлагаемого изобретения.
Модуль плавного управления тормозными средствами (МПУТС) содержит микроконтроллер плавного изменения давления 1, связанный с информационным интерфейсом задания требуемого уровня давления 2 и дискретными каналами вывода сигналов управления электропневмоклапанами 3, связанные через силовые ключи управления электропневмоклапанами 4 с тормозными 5-6 и оттормаживающими 7-8 электропневмоклапанами, соединенными с тормозной воздушной магистралью вагонозамедлителя 9, к которой подключен пневмоэлектрический преобразователь давления воздуха 10, связанный через гальванически изолированный преобразователь сигнала обратной связи 11 с микропроцессорным модулем плавного изменения давления 1, тормозные электропневмоклапаны 5-6 подключены к питающей воздушной магистрали 12.
Конструктивно устройство представляет собой микроконтроллер плавного изменения давления, дискретные каналы вывода сигналов управления электропневмоклапанами,
силовые ключи управления электропневмоклапанами и гальванически изолированный преобразователь сигнала обратной связи, объединенные в едином типовом элементе замены, установленном в компоновочном каркасе, смонтированном на стативе поста электрической централизации сортировочной станции. Информационный интерфейс задания требуемого уровня давления представляет собой канал связи, например, CAN-канал, с устройством или системой задания требуемого уровня давления, подключенный к микропроцессорному модулю. Тормозные и оттормаживающие электропневмоклапаны, пневмоэлектрический преобразователь давления воздуха, тормозная воздушная магистраль вагонозамедлителя, питающая воздушная магистраль пневмосети сортировочной станции размещены на поле сортировочной горки. Тормозные и оттормаживающие электропневмоклапаны, пневмоэлектрический преобразователь давления воздуха соединены кабельной линией с силовыми ключами управления электропневмоклапанами и гальванически изолированным преобразователем сигнала обратной связи.
Устройство работает следующим образом.
Устройство начинает работать сразу после включения питающего напряжения. Встроенное программное обеспечение модуля плавного управления тормозными средствами (МПУТС) осуществляет функционирование устройства следующим образом.
Микроконтроллер 1 непрерывно сравнивает заданный уровень давления, получаемый из информационного интерфейса 2, с уровнем давления в тормозной воздушной магистрали вагонозамедлителя 9, получаемым через пневмоэлектрический преобразователь давления воздуха 10 и гальванически изолированный преобразователь сигнала обратной связи 11.
Если заданный уровень ниже полученного значения, то микроконтроллер 1 через внутреннюю шину компьютера выдает в дискретные каналы вывода сигналов управления электропневмоклапанами 3 сигналы, которые через силовые ключи управления электропневмоклапанами 4 обеспечивают закрытие оттормаживающих электропневмоклапанов 7-8, открытие тормозных электропневмоклапанов 5-6 и поступление сжатого воздуха из питающей воздушной магистрали 12 в тормозную воздушную магистраль вагонозамедлителя 9.
Если заданный уровень выше полученного значения, то микроконтроллер 1 через внутреннюю шину компьютера выдает в дискретные каналы вывода сигналов управления электропневмоклапанами 3 сигналы, которые через силовые ключи управления электропневмоклапанами 4 обеспечивают закрытие тормозных электропневмоклапанов 5-6, открытие оттормаживающих электропневмоклапанов 7-8 и выпуск сжатого воздуха из
тормозной воздушной магистрали 9 в атмосферу.
При равенстве заданного уровня давления с полученным микроконтроллер 1 через внутреннюю шину компьютера выдает в дискретные каналы вывода сигналов управления электропневмоклапанами 3 сигналы, которые через силовые ключи управления электропневмоклапанами 4 обеспечивают закрытие тормозных 5-6 и оттормаживающих 7-8 электропневмоклапанов.
При поддержании заданного уровня давления в случае утечек воздуха из тормозной воздушной магистрали вагонозамедлителя, микроконтроллер 1 сравнивает заданный уровень с уровнем давления в тормозной воздушной магистрали вагонозамедлителя 9, получаемым через пневмоэлектрический преобразователь давления воздуха 10 и гальванически изолированный преобразователь сигнала обратной связи 11 и через внутреннюю шину компьютера выдает в дискретные каналы вывода сигналов управления электропневмоклапанами 3 сигналы, которые через силовые ключи управления электропневмоклапанами 4 обеспечивают закрытие оттормаживающих электропневмоклапанов 7-8, открытие тормозных электропневмоклапанов 5-6 и поступление сжатого воздуха из питающей воздушной магистрали 12 в тормозную воздушную магистраль вагонозамедлителя 9.
При значительной разнице заданного и полученного уровней давления, микроконтроллер 1 через внутреннюю шину компьютера выдает в дискретные каналы вывода сигналов управления электропневмоклапанами 3 сигналы, которые через силовые ключи управления электропневмоклапанами 4 обеспечивают управление тормозными электропневмоклапанами 5-6 таким образом, что скорость нарастания давления ограничивается периодическим прекращением подачи воздуха для исключения случаев выдавливания колесных пар отцепа при резком возрастании усилия нажатия тормозных шин.
Таким образом за счет возможности выбора усилия нажатия тормозных шин вагонозамедлителя в широком диапазоне значений обеспечивается плавность вытормаживания отцепа за минимальное количество циклов включения вагонозамедлителя, что ведет к сокращению расхода сжатого воздуха на торможение отцепов и увеличению срока службы вагонозамедлителей.
1 - микроконтроллер плавного изменения давления
2 - информационный интерфейс задания требуемого уровня давления
3 - дискретные каналы вывода сигналов управления электропневмоклапанами
4 - силовые ключи управления электропневмоклапанами
5 - тормозной электропневмоклапан
6 - тормозной электропневмоклапан
7 - оттормаживающий электропневмоклапан
8 - оттормаживающий электропневмоклапан
9 - тормозная воздушная магистраль вагонозамедлителя
10 - пневмоэлектрический преобразователь давления воздуха
11 - гальванически изолированный преобразователь сигнала обратной связи
12 - питающая воздушная магистраль