УСТРОЙСТВО ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЦЕНТРАЛИЗАЦИИ СТРЕЛОК И СВЕТОФОРОВ

Полезная модель относится к устройствам железнодорожной автоматики и телемеханики.
Известно устройство электрической централизации стрелок и светофоров, содержащее блоки памяти, соединенные с блоком выработки команд, к которому подключен блок контроля выработки команд и дешифратор, с которым соединены блоки совпадения сигналов, причем каждый из блоков имеет два входа: основной и контрольной программ, блоки совпадения сигналов через блоки накопления энергии сигналов соединены с блоком исполнительных узлов, который своими выходами - основной и контрольной программ соединен с дешифратором, блок прямого доступа в память, соединенный с блоками памяти и дешифратором (SU №818937, B61L 19/14, бюл. №13, 1981).
Недостатком данного устройства является ограниченный объем обрабатываемой в нем информации, а также недостаточно высокая надежность, так как в нем не исключена возможность ложного включения исполнительных узлов при неисправности источников питания
Наиболее близким техническим решением к заявляемой полезной модели является устройство электрической централизации стрелок и светофоров, содержащее блоки памяти, соединенные с блоком выработки команд, к которому подключены блок контроля выработки команд и дешифратор, выходы которого соединены с входами соответствующих блоков накопления энергии сигналов, блок исполнительных узлов, выходы которого соединены с входами дешифратора, блок прямого доступа в память, вход и выход которого подключены к соответствующим входам и выходам блоков памяти и дешифратору, блоки генерации импульсов и блоки преобразования импульсов, причем входы блоков генерации импульсов соединены с соответствующими выходами блоков накопления энергии
сигналов, а выходы - через блоки преобразования импульсов соединены с соответствующими входами блока исполнительных узлов (RU 68448, B61L 19/14, опубликовано: 2007.11.27).
Недостатком данного устройства является недостаточно высокая надежность, так в нем не исключена возможность ложного включения исполнительных узлов при неисправности блоков питания.
Задача полезной модели - повысить надежность устройства электрической централизации стрелок и светофоров за счет введения в него контролируемого блока питания блоков генерации импульсов.
Технический результат достигается тем, что в устройство электрической централизации стрелок и светофоров, содержащее блоки памяти, соединенные с блоком выработки команд, к которому подключены блок контроля выработки команд и дешифратор, выходы которого соединены с входами соответствующих блоков совпадения сигналов, выходы которых через блоки накопления энергии сигналов соединены с входами соответствующих блоков генерации импульсов, блок исполнительных узлов, выходы которого соединены с входами дешифратора, блок прямого доступа в память, соединенный с блоками памяти и соответствующими выходами дешифратора, введены блок питания блоков генерации импульсов, к которому подключены блоки генерации импульсов, соединенные оптической связью фотодиоды и светодиоды оптронов, причем светодиоды оптронов через соответствующие резисторы подключены к блоку питания блоков генерации импульсов, и импульсные трансформаторы, первичные обмотки которых соединены с выходами соответствующих блоков генерации импульсов, а вторичные обмотки через соответствующие фотодиоды оптронов соединены с обмотками соответствующих реле, контакты которых соединены с соответствующими входами блока исполнительных узлов.
Функциональная схема устройства электрической централизации стрелок и светофоров показана на фиг.1. Электрическая схема одного из
вариантов конкретной реализации блока генерации импульсов показана на фиг.2.
Устройство электрической централизации стрелок и светофоров (см. фиг.1) содержит блоки памяти 1 и 2, соединенные с блоком выработки команд 3 (например, микроЭВМ), к которому подключены блок 4 контроля выработки команд и дешифратор 5. С выходами дешифратора 5 соединены соответствующие входы блоков совпадения сигналов 6.1,...,6.n, выполняющих логические операции конъюнкции, причем каждый из блоков совпадения сигналов 6.1,...,6.n имеет два входа: «а» - соответствующий основной и «b» - контрольной программам работы блока выработки команд 3. Блоки 6.1, 6.2,...,6.n совпадения сигналов через блоки накопления энергии сигналов 7.1,...,7.n (например, двоичные счетчики) соединены с соответствующими блокам генерации импульсов 8.1,...,8.n, которые подключены к блоку 9 питания блоков генерации импульсов. Выходы блоков генерации импульсов 8.1,...,8.n соединены с первичными обмотками соответствующих импульсных трансформаторов 10.1,...,10.n, вторичные обмотки которых через фотодиоды 11.1,...11.n оптронов 12.1,...,12.n соединены с обмотками реле 13.1,...,13.n, контакты которых 13.1.1,...,13.n.1 соединены с соответствующими входами блока исполнительных узлов 14. Светодиоды 15.1,...,15n через соответствующие резисторы 16.1,...,16.n подключены к блоку 9 питания блоков генерации импульсов. Выходы блока исполнительных узлов 14 «с», который соответствует основной, и «d», который соответствует контрольной программам работы блока выработки команд 3, соединены с дешифратором 5. Блок 17 прямого доступа в память соединен с блоками памяти 1 и 2 и с дешифратором 5.
Каждый блок генерации импульсов 8.1,...,8.n (см. фиг.2) может содержать, например, однопереходный транзистор 18, резисторы 19, 20, 21 и конденсатор 22. Клемма 23 является входом этого блока, клемма 24 - выходом этого блока, а клемма 25 этого блока подключается к клемме 26 блока питания 9 блоков генерации импульсов.
Количество блоков совпадения сигналов 6.1,...,6.n и, соответственно, количество блоков накопления энергии сигналов 7.1,...,7.n, блоков генерации импульсов 8.1,...,8.n, импульсных трансформаторов 10.1,...,10.n, оптронов 15.1,...15.n, резисторов 16.1,...,16.n и реле 13.1,...,13.n определяется числом исполнительных узлов блока исполнительных узлов 14.
Устройство электрической централизации стрелок и светофоров работает циклически по двум независимым программам - основной («а») и контрольной (b). В блоке памяти 1 хранится информация, необходимая для установки, разделки, отмены поездных и маневровых маршрутов: таблицы элементарных и враждебных маршрутов, динамическая модель эксплуатационного состояния станции и другая ответственная информация, используемая при работе устройства по основной программе («а»). В блоке памяти 2 находится аналогичная информация, используемая при работе устройства по контрольной программе («b»). В тех же блоках памяти 1 и 2 размещается информация, которая предназначена для различных пользователей, как на станции, так и вне ее: работников технической конторы грузового двора, поездного диспетчера и других агентов службы движения.
Устройство электрической централизации стрелок и светофоров работает следующим образом. При исправном состоянии блока 9 питания блоков генерации импульсов, когда переменное напряжение на его выходах отсутствует, светодиоды 15.1,...,15.n оптронов 12.1,...,12.n вырабатывают световой поток постоянной интенсивности, который достаточен для открытия фотодиодов 11.1,...,11.n.
При работе по основной программе блок выработки команд 3 на основании сравнения информации, поступающей из блока исполнительных узлов 14 через вход «с» дешифратора 5 о действительном состоянии исполнительных узлов (стрелок, светофоров, рельсовых цепей), с информацией, хранящейся в блоке памяти 1, вырабатывает соответствующие команды (например, команду на включение разрешающего
показания светофора, перевод стрелок по маршруту). Эти команды через дешифратор 5 поступают на входы «а» определенных блоков совпадения сигналов 6.1,...,6.n. По контрольной программе устройство работает аналогично, однако при этом используется другая информация, получаемая от исполнительных узлов блока исполнительных узлов 14 через вход «d» дешифратора 5 и хранимая в блоке памяти 2. Результатом реализации контрольной программы является формирование блоком выработки команд 3 команды, поступающей на входы «b» определенных блоков совпадения сигналов 6.1,...,6.n.
Наличие сигналов на входах «а» и «b» соответствующих блоков совпадения сигналов 6.1,...,6.n свидетельствует об одинаковом результате реализации основной и контрольной программ. При этом на выходе соответствующего блока совпадения сигналов 6.1,...,6.n после каждого совпадения результатов реализации обеих программ будет формироваться импульс, который будет поступать на вход соответствующего блока накопления энергии сигналов 7.1,...,7.n.
1
Для появления сигнала на выходе блока накопления энергии сигналов 7.1,...,7.n недостаточно одиночного импульса, поступающего с выхода соответствующего блока совпадения сигналов 6.1,...,6.n. Для этого необходимо, по крайней мере, «m» таких импульсов, поступающих на его вход в течение времени T. Таким образом, сигнал на выходе соответствующего блока накопления энергии сигналов 7.1,...,7.n будет сформирован после нескольких циклов работы блока выработки команд 3. После накопления в соответствующем блоке накопления энергии сигналов 7.1,...,7.n достаточного числа сигналов, на выходе этого блока сформируется импульсный сигнал.
Начиная с этого момента, блок выработки команд 3 может прекратить выработку команд включения соответствующего исполнительного узла.
Такая возможность обеспечивается тем, что импульсный сигнал с выхода соответствующего блока накопления энергии сигналов 7.1,...,7.n
2
2
1
обеспечивает заряд конденсатора 22 в соответствующем блоке генерации импульсов 8.1,...,8.n, на выходе 24 которого (см. фиг.2) в течение времени Т разряда конденсатора 22 будут формироваться импульсы постоянного тока. Параметры компонент блоков генерации импульсов 8.1,...,8.n подобраны таким образом, что время Т≫T. Импульсы с выхода блока генерации импульсов 8.1,...,8.n, проходя через первичную обмотку соответствующего изолирующего трансформатора 10.1,...,10.n, наводят в его вторичной обмотке ЭДС переменного тока. Соответствующий открытый фотодиод 11.1,...,11.n преобразует эту ЭДС в постоянный ток, который включает соответствующее реле 13.1,...,13.n и удерживает его во включенном состоянии до момента окончания работы соответствующего блока генерации импульсов 8.1,...,8.n, то есть до разряда конденсатора 22 этого блока. Через замкнутый контакт 13.1.1,...,13.1.n соответствующего реле 13.1,...,13.n в блок исполнительных узлов 14 поступает сигнал на включение соответствующего исполнительного узла, например, двигателя определенного стрелочного электропривода.
3
2
1
Блок выработки команд 3 должен вернуться к проверке условий безопасности, необходимой для подтверждения включенного состояния соответствующего реле, например, сигнального реле в исполнительном узле управления огнями светофора, через время Т=Т-T. При этом, в новом цикле - цикле подтверждения включенного состояния соответствующего реле 13.1,...,13.n, устройство работает аналогично тому, как это было описано ранее.
Блок 4 контроля выработки команд осуществляет проверку длительности выполнения команд по каждой из программ - основной («а») и контрольной («b»), а также контролирует исправность узлов блока выработки команд 3. В случае обнаружения неисправности узлов блока выработки команд 3, потерявший работоспособность узел блока выработки команд 3 исключается из работы и включается его резервный узел. При отсутствии резервного узла в блоке выработке команд 3 блок 4 контроля
выработки команд формирует сигнал на выключение блока выработки команд 3, что является защитным отказом устройства, допустимым в устройствах железнодорожной автоматики и телемеханики.
Ввод и вывод дополнительной информации от других пользователей, а также корректировка данных основной и контрольной программ, выполняются блоком прямого доступа в память 17. Этот блок, получив сигнал из внешних устройств о необходимости приема и передачи данных, через дешифратор 5 посылает запрос блоку выработки команд 3 на разрешение произвести требуемую операцию. Блок выработки команд 3 в момент паузы между выработками команд реализации программ «а» и «b» формирует соответствующую дополнительную команду. После этого операция ввода или вывода информации выполняется блоком прямого доступа в память 17 самостоятельно, без участия блока выработки команд 3.
3
Пауза длительностью Т, образующаяся в процессе формировании команд реле 13.1,...,13.n блоком выработки команд 3, за счет ее заполнения работой соответствующих блоков генерации импульсов 8.1,...,8.n, используется блоком выработки команд 3 либо для обслуживания других маршрутов на станции, либо для решения различных задач других пользователей по оптимизации поездных и маневровых передвижений, в соответствии с дополнительными данными, полученными через блок прямого доступа в память 17.
При неисправности блока 9 питания блоков генерации импульсов 8.1,...,8.n на его выходах одновременно с напряжением постоянного тока может появиться переменный ток промышленной частоты и (или) ее гармоник. Вследствие этого явления на вторичных обмотках импульсных трансформаторов 10.1,...,10.n будет наводиться паразитная ЭДС переменного тока. Однако ложного включения реле 13.1,...,13.n, а значит выработки ложной команды исполнительным узлам устройства, как это могло происходить в устройстве - прототипе, в данном случае не произойдет. Это объясняется тем, что под воздействием переменного тока,
появившегося на выходе 26 блока 9 питания блоков генерации импульсов, световой поток, излучаемый светодиодами 15,...,15.n будет менять свою интенсивность синфазно с протекающим через него паразитным переменным током. Фаза же паразитной ЭДС переменного тока, наводимой в этом случае во вторичных обмотках импульсных трансформаторов 10.1,...,10.n, будет противоположна фазе переменного тока на выходе 26 блока 9 питания блоков генерации импульсов, так как импульсные трансформаторы 10.1,...,10.n поворачивают фазу паразитной ЭДС на 180°. В следствие этого световой поток, излучаемый светодиодами 15.1,...,15.n во время появления на вторичной обмотке импульсных трансформаторов 10.1,...,10.n положительной полуволны паразитной ЭДС, будет минимальным и недостаточным для открытия фотодиодов 11.1,...,11.n, а значит ложного включения реле 13.1,...13.n.
Любая неисправность данного устройства электрической централизации стрелок и светофоров будет вызывать выключение соответствующего реле 13.1,...13.n, то есть защитный отказ, допустимый в устройствах железнодорожной автоматики и телемеханики. Например, обрыв или пробой любого светодиода 15.1,...,15.n будет сопровождаться прекращением излучаемого им светового потока, что приведет к закрытию соответствующего фотодиода 11.1,...,11.n и выключению соответствующего реле 13.1,...13.n. Аналогичный результат будет наблюдаться и при обрыве или пробое фотодиодов 11.1,...,11.n.