ПУЛЬТ МАШИНИСТА ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОГО СОСТАВА

Полезная модель относится к оборудованию железнодорожных транспортных средств с управлением из кабины машиниста, и предназначена, в частности, для улучшения работы локомотивных бригад в кабине локомотивов (электровозов, тепловозов).
Известен пульт управления электровозом, содержащий столешницу с панелями, на которых находятся органы управления вспомогательным оборудованием, приборы контроля и индикации, при этом пульт снабжен блоком центрального вычислителя, предназначенным для обработки информации, вводимой через универсальную клавиатуру, причем центральный вычислитель, связанный с переключателями и клавиатурами посредством интерфейсных и коммутационных устройств, выполнен в виде единого блока (Патент на полезную модель РФ №36319).
Недостатком пульта является то, что переключатели и клавиатура нарушают общий дизайн пульта и не имеют собственной подсветки, что требует дополнительной установки внешней подсветки клавиатуры и использование смысловых надписей для идентификации переключателей.
Наиболее близким по технической сущности является пульт машиниста электровоза (см. журнал Локомотив №9, 2006 г., стр.4, второй рисунок сверху-вниз, первый рисунок слева направо), состоящий из двух блоков: правого и левого, столешницы, расположенные на ней контроллер машиниста, переключатели, дисплеи, связанные с микропроцессорной системой управления электровозом, контрольно-измерительные приборы, блоки выключателей, выполненные в виде «тумблеров».
Недостатком пульта является функциональная ограниченность блоков выключателей. Используя в качестве выключателей - тумблеры, количество выполняемых команд на включение-отключение соответствует количеству выключателей в блоке выключателей. При необходимости реализации большого количества команд - габариты блока выключателей могут составить неприемлемые размеры по компоновке пульта и нерациональному размещению необходимых блоков в кабине.
Задачей полезной модели является повышение функциональности органов управления пульта с сокращением габаритов под блоки выключателей.
Поставленная задача решается тем, что пульт машиниста электроподвижного состава, состоящий из двух блоков: правого и левого, столешницы, расположенные на ней контроллер машиниста, переключатели, дисплеи, связанные с микропроцессорной системой управления электровозом, контрольно-измерительные приборы, блоками выключателей, содержит новые признаки: блоки выключателей выполнены в виде блоков выключателей с сенсорными клавишами, имеющими элементы подсветки, управляемых вновь введенным микропроцессорным узлом, связанным по интерфейсному каналу с микропроцессорной системой управления электровозом.
Положительный эффект полезной модели проявляется в том, что предлагаемое техническое решение обеспечивает возможность повысить функциональность блоков выключателей пульта машиниста электроподвижного состава, поскольку сенсорное управление позволяет эффективно использовать многослойное отображение информации на клавишах выключателей с мгновенным получением сведений о состоянии различных систем электроподвижного состава. Это существенно расширяет возможности машиниста по управлению оборудованием подвижного состава и сокращает перечень приборов управления и средств индикации, устанавливаемых на панелях пульта. Это позволяет экономить габариты рабочей области пульта машиниста, обеспечивать гибкость выполняемых команд за счет возможности перепрограммирования сенсорных клавиш блока выключателей.
На фиг.1 показан общий вид предлагаемого пульта.
На фиг.2 представлен типовой внешний вид панелей блоков сенсорных клавиш.
Пульт машиниста электроподвижного состава (фиг.1) содержит: блоки - левый 1 и правый 2, столешницу 3, расположенные на ней дисплеи (блоки индикации) 4, блоки выключателей 5 с сенсорными клавишами (кнопками) 6, контроллер машиниста 7, переключатели 8, контрольно-измерительные приборы 9.
Левый 1 и правый 2 блоки пульта имеют условную границу, проходящую по середине столешницы 3 (тумбы пульта не показаны), разделяющую ее на место машиниста и помощника машиниста. Контроллер машиниста 7 обеспечивает задание режимов работы электроподвижного состава, скорости и силы тяги (торможения). Переключатели 8 обеспечивают непосредственное управление отдельным оборудованием. Контрольно-измерительными приборами 9 пульта являются амперметр, вольтметр или манометр и т.п.
Изображенные на фиг.2 (позиции а и б) варианты блока выключателей 5 с сенсорным воздействием содержат общепринятые на электроподвижном составе смысловые надписи команд управления оборудованием и режимами.
В качестве блока выключателей 5 может быть использована встраиваемая программируемая сенсорная панель типа EP16-R фирмы Keyprox (http://gp@kslemb.com).
Данная сенсорная панель содержит до шестнадцати клавиш 6 размером 15×15 мм каждая. Панель содержит трехуровневую клавиатуру. Для каждой клавиши 6 имеется возможность программировать свой звук, подтверждающий нажатие на клавишу 6. Панель имеет подсветку клавиш. Осуществляется поддержка различных интерфейсов.
В состав блока выключателей 5 с сенсорными клавишами 6 (фиг.2) входят:
- микропроцессорный узел 10, предназначенный для обработки сигналов, поступающих от сенсорных клавиш, а также обеспечение связи блока выключателей 5 с микропроцессорной системой управления (МПСУ) 11 электровоза по интерфейсному каналу связи 12 типа CAN. МПСУ 11 электровозом связана с дисплеем 4;
- элементы 13 подсветки области каждой клавиши 6 (желтый, зеленый, красный), управление которыми осуществляет микропроцессорный узел 10;
- внутренний источник электропитания 14, предназначен для преобразования напряжения электропитания, подводимого к блоку выключателей 5 с сенсорными клавишами 6, в напряжение необходимое для функционирования микропроцессорного узла 10 блока выключателей 5 с сенсорными клавишами 6.
Микропроцессорный узел 10, интерфейсный канал связи 12, элементы подсветки 13, внутренний источник питания 14 расположены с внутренней стороны блока выключателей 5.
При этом клавиша 6 имеет квадратную или круглую форму с нанесенным на ее поверхность мнемознаком. Мнемознаки дополнены надписями, поясняющими функциональное назначение клавиш 6, что позволяет быстрее адаптироваться локомотивным бригадам к новому внешнему облику пульта и его органам управления.
Блок выключателей 5 с сенсорными клавишами 6 предназначен для выполнения следующих функций:
- преобразовывать прикосновение человеческого пальца к сенсорной клавише 6 в цифровой код;
- двусторонний обмен сообщениями (прием и передача) с МПСУ 11 электровозом по интерфейсу 12 типа CAN;
- изменять свечение сенсорных клавиш 6 в зависимости от функционального состояния включаемого оборудования электровоза.
Пульт работает следующим образом. При вводе электровоза в работу, или нахождении электровоза в работе, при подаче электропитания на блок выключателей 5 с сенсорными клавишами 6, микропроцессорный узел 10 этого блока 5 включает желтую подсветку на всех сенсорных клавишах 6.
Для включения оборудования электровоза достаточно пальцем прикоснуться сенсорной клавиши 6. После касания определенной сенсорной клавиши 6 пальцем микропроцессорный узел 10 блока выключателей 5 принимает сигнал о касании клавиши 6 и передает в цифровом виде информацию МПСУ 11 электровозом об этом действии. Для визуализации подтверждения касания клавиши 6 микропроцессорный узел 10 блока выключателей 5 выключает желтую подсветку и включает зеленую подсветку с режимом мигания.
После поступления информации от блока выключателей 5 о касании конкретной клавиши 6 МПСУ 11 электровозом включает оборудование электровоза, функции управления которым возложены на данную клавишу 6.
Во время работы машинист выполняет необходимые переключения позиций контроллера машиниста 7 и переключателей 8. Для контроля над текущими рабочими параметрами машинист использует визуальную информацию дисплеев 4, а также контрольно-измерительных приборов 9.
Если оборудование успешно включилось, то МПСУ 11 электровозом передает в цифровом виде информацию о включении оборудования в блок выключателей 5. При получении этой информации микропроцессорный узел 10 блока выключателей 5 переводит зеленую подсветку из режима мигания в режим постоянного свечения той клавиши 6, касание которой было осуществлено. Клавиша 6 должна подсвечиваться зеленым цветом до тех пор, пока оборудование, функции управления которым возложены на данную клавишу 6, работает исправно.
Если оборудование не включилось, то МПСУ 11 электровозом передает в цифровом виде информацию о неработоспособности оборудования в блок выключателей 5. При получении этой информации микропроцессорный узел 10 блока выключателей 5 выключает зеленую подсветку с режимом мигания и включает красную подсветку той клавиши 6, касание которой было осуществлено.
До устранения неисправности оборудования машинисту необходимо сначала отменить команду, выданную МПСУ 11 системе. Для этого машинист повторно прикасается к клавише 6, подсвечиваемой красным цветом. При этом микропроцессорный узел 10 блока выключателей 5 выключает красную подсветку и включает желтую, одновременно с этим выдавая МПСУ 11 электровозом информацию в цифровом коде об отмене задания на включение оборудования.
Также возможна ситуация, когда отказ в работе оборудования происходит в процессе движения электровоза. В этом случае МПСУ 11 электровозом передает в цифровом виде информацию о неработоспособности оборудования в блок выключателей 5, а микропроцессорный узел 10 блока выключателей 5 выключает зеленую подсветку и включает красную подсветку той клавиши 6, на которую возложена функция управления вышедшего из строя оборудования.
После устранения неисправности оборудования МПСУ 11 электровозом в цифровом виде выдает в блок выключателей 5 информацию о готовности оборудования к работе. При получении этой информации микропроцессорный узел 10 блока выключателей 5 выключает красную подсветку и включает желтую подсветку.
Для штатного выключения ранее включенного оборудования необходимо повторно коснуться клавиши 6, подсвечиваемой зеленым цветом. При этом микропроцессорный узел 10 принимает сигнал о касании клавиши 6 и передает в цифровом виде информацию системе управления электровозом об этом действии. Система управления электровозом выключает оборудование электровоза, функции управления которым возложены на данную клавишу 6.
Если оборудование успешно выключилось, то МПСУ 11 электровозом передает в цифровом виде информацию об успешном выключении оборудования в блок выключателей 5. При получении этой информации микропроцессорный узел 10 выключает зеленую подсветку и включает желтую подсветку клавиши 6.
Если оборудование не выключилось, то МПСУ 11 электровозом передает в цифровом виде информацию о неработоспособности оборудования в блок выключателей 5. При получении этой информации микропроцессорный узел 10 выключает зеленую подсветку клавиши и включает красную подсветку с режимом мигания.
После выполнения машинистом определенных действий по аварийному отключению оборудования и устранения неисправности оборудования МПСУ 11 электровозом в цифровом виде выдает в блок выключателей 5 информацию о готовности оборудования к работе. При получении этой информации микропроцессорный узел 10 выключает красную мигающую подсветку и включает желтую подсветку клавиши 6.
При определении блоком выключателей 5 потери связи с МПСУ 11 электровозом (неисправность интерфейсного канала 12 CAN) микропроцессорный узел 10 выключает подсветку всех клавиш 6 и включает красную подсветку всех клавиш 6 с режимом мигания.
Таким образом, предлагаемый пульт позволяет: экономить габариты рабочей области пульта машиниста, обеспечивать гибкость выполняемых команд за счет возможности перепрограммирования клавиш 6 блока выключателей 5.
Все это расширяет функциональные возможности пульта.