Пульт управления электрооборудованием пассажирского вагона

Область техники.
Полезная модель относится к электрооборудованию пассажирских вагонов локомотивной тяги, конкретно к пультам управления электрооборудованием пассажирских вагонов локомотивной тяги.
Уровень техники.
Известны пульты управленияэлектрооборудованием пассажирских вагонов локомотивной тяги /RU 152189U1, B60L 1/00 /  ,  /RU 138203 U1, G12B 9/00, H05K 5/00 /,  /RU 137148 U1, G12B 9/00, H05K 5/00 /, /RU 120394 U1, B60L 1/00/.
Наиболее близким аналогом данной полезной модели является пульт управления электрооборудованием пассажирских вагонов локомотивной тяги (RU 120394 U1, B60L 1/00).
Известный пульт 1 /RU 120394 U1/ для управления электрооборудованием пассажирских вагонов локомотивной тяги содержит контроллер управления и диагностики, средство визуализации и управления, систему сбора и передачи информации, первую и вторую двунаправленные линии связи с информационной сетью поезда и вагона соответственно, а также - блок низковольтного электропитания и защиты. Блок низковольтного электропитания и защиты соединен по сигналам управления с выходом системы сбора и передачи информации, а по электропитанию оборудования пассажирского вагона - с клеммником подключения его силовых кабелей.
При этом система сбора и передачи информации выполнена в виде цифрового преобразователя сигналов и команд управления оборудованием вагона и поезда с конкретной архитектурой построения и принципом обработки данных. Система сбора и передачи информации непосредственно соединена с первой и второй  двунаправленными линиями связи пульта и снабжена конкретно ориентированным под заданный вид вагона программным оборудованием.
Недостатком
известного /RU 120394 U1/ пульта управленияэлектрооборудованием пассажирских вагонов локомотивной тяги является невозможность применения в пассажирских вагонах с системами различной архитектуры построения и принципами обработки данных.
Задачей
полезной моделиявляется устранение вышеуказанного недостатка известного пульта, а именно - возможность применения предлагаемого пульта в пассажирских вагонах с системами различной архитектуры построения и принципами обработки данных.
Техническим результатом
, обеспечивающим решение этой задачи, является повышение универсальности пульта управления электроснабжением пассажирских вагонов локомотивной тяги.
Сущность изобретения.
Достижениезаявленного технического результата и решение поставленной задачи достигается тем, что пульт управления электрооборудованием пассажирских вагонов локомотивной тяги содержит корпус, в котором установлены контроллер управления и диагностики, средство визуализации и управления, систему сбора и передачи информации, первую и вторую двунаправленные линии связи с информационной сетью поезда и вагона соответственно, а также - блок низковольтного электропитания и защиты. Блок низковольтного электропитания и защиты соединен по сигналам управления с выходом системы сбора и передачи информации, а по электропитанию оборудования пассажирского вагона - с клеммником подключения его силовых кабелей.
Новым в полезной модели является:
- дополнительное введение конвертора протоколов;
- выполнение системы сбора и передачи информации в виде взаимосвязанных материнской платы и модулей расширения;
- соединение модулей расширения по управлению электропитанием оборудования вагона с блоком низковольтного электропитания и защиты;
- соединение модулей расширения со второй двунаправленной линией связи через материнскую плату и конвертер протоколов, а также дополнительное соединение через контроллер управления и диагностики и средство визуализации и управления с первой двунаправленной линией связи.
Обоснование достижение заявленного технического результата и решение поставленной задачи.
Введение конвертера протоколов, выполнение системы сбора и передачи информации в виде материнской платы и модулей расширения, соединение модулей расширения по управлению электропитанием оборудования вагона с блоком низковольтного электропитания и защиты, соединение модулей расширения со второй двунаправленной линией связи через материнскую плату и конвертер протоколов, а также дополнительное соединение через контроллер управления и диагностики и средство визуализации и управления с первой двунаправленной линией связи позволяет:
- преобразовать информационные данные о состоянии электрооборудования пассажирского вагона в вид пригодный для их передачи в локальную вагонную сеть Ethernet;
- обеспечивать обмен данными по локальной вагонной сети с контроллером управления и диагностики разных производителей;
- обеспечивать обмен данными по локальной вагонной сети с системой сбора передачи информации разных производителей;
- осуществлять многоканальный прием и передачу сигналов от материнской платы и модулей расширений;
- проводить сбор информации о состоянии электрооборудования вагона с разнообразным программным обеспечением;
- управлять исполнительными элементами электрооборудования вагона (реле, контакторы) различных производителей;
- принимать и проводить предварительную обработку и конвертирование сигналов от электрооборудования вагона;
- коммутировать нагрузку по независимым, изолированным друг от друга каналам;
- формировать управляющие сигналы в диапазоне 0…10 В по независимым изолированным друг от друга каналам.
Указанные технические преимущества позволяют пульту использовать оборудование вагона с различными архитектурами, а также подключать блоки и устройства, такие как системы накопления информации и диагностики, системы связи и информационного взаимодействия с различными протоколами обмена данными.
Следствием этих преимуществ является повышение универсальности предлагаемого пульта и возможность применять его в пассажирских вагонах с различным объемом сигнальных данных, различной их архитектуры и принципами построения и обработки данных.
Ссылка на чертежи
Сущность полезной модели поясняется фигурой 1, на которой представлена функциональная схема пульта управления электрооборудованием пассажирских вагонов локомотивной тяги.
На фигуре 1 обозначены:
1 - корпус пульта управления;1.1 - контроллер управления и диагностики; 1.2 - средство визуализации и управления;
1.3 - система сбора и передачи информации;
1.3.1 -материнская плата;1.3.2 - модули расширения;
1.3.3 - управляющий порт;
1.4 - первая двунаправленная линия связи;
1.5 - вторая двунаправленная линия связи;
1.6 - блок низковольтного электропитания и защиты;
1.7 - клеммник (блок электрических разъемов для подключения силовых кабелей электропитания оборудования вагона);
1.8 - конвертер протоколов;
1.9 - первый Ethernet порт связи с информационной сетью поезда;
1.10 - второй Ethernet порт связи с информационной сетью вагона;
2 - информационная сеть поезда;
3 - информационная сеть вагона;
4 - электрооборудование систем движения и жизнеобеспечения вагона.
Раскрытие сущности изобретения
Согласно фиг. 1 пульт управления электрооборудованием пассажирских вагонов локомотивной тяги содержит корпус 1, в котором установлены контроллер управления и диагностики 1.1, средство визуализации и управления 1.2, система сбора и передачи информации 1.3, первая 1.4 и вторая 1.5 двунаправленные линии связи с информационной сетью 2, 3 поезда и вагона соответственно, а также - конвертер 1.8 протоколов, блок 1.6 низковольтного электропитания и защиты. Блок 1.6  низковольтного электропитания и защиты соединен  через управляющий порт 1.3.3 с системой сбора и передачи информации 1.5, а по электропитанию оборудования пассажирского вагона - с клеммником 1.7 подключения его силовых кабелей. Система сбора и передачи информации 1.3 содержит материнскую плату 1.3.1 и модули расширения 1.3.2 . Модули расширения 1.3.2  соединены через порт 1.3.3 с управляющим входом блока низковольтного электропитания и защиты 1.6, а через материнскую плату 1.3.1, конвертер 1.8 протоколов со второй двунаправленной линией связи 1.5. Вторая двунаправленная линия связи 1.5 через контроллер управления и диагностики 1.1 и средство визуализации и управления 1.2 соединена с первой двунаправленной линией связи 1.4.
Описание работы
Работа пульта управленияэлектрооборудованием пассажирских вагонов локомотивной тяги состоит в следующем.
В текущем режиме работы на вторую двунаправленную линию 1.5 связи пульт управления, а именно с локальной информационной сети 3 вагона поступают данные о скорости движения вагона, о состоянии его аппаратуры, включающей систему освещения, кондиционирования, санитарно-технического оборудования, отопления, водоснабжения и пожаротушения. Данные с первой двунаправленной линия связи 1.4 поступают на контроллер управления и диагностики 1.1, конвертер протоколов 1.8 и средство визуализации и управления 1.2.
В контроллер управления и диагностики 1.1 осуществляется контроль за системами вагона и управление ими через систему сбора и передачи информации 1.3.
Для включения определенного потребителя вагона (освещение, отопление, кондиционирование, вентиляция, розетки и т.д.) оператором при помощи средства визуализации и управления 1.2 выбирается режим работы оборудования и включается электрооборудование определенного потребителя. При этом управляющий сигнал от средства визуализации и управления 1.2 по второй двунаправленной линия связи 1.5 поступает в контроллер управления и диагностики 1.1 и конвертер протоколов 1.8. В контроллер управления и диагностики 1.1 при помощи предустановленного программного обеспечения оценивается возможность включения потребителя на отсутствие возможных блокировок (например, низкий уровень аккумуляторной батареи, пожар и т.д.) выдается управляющая команда в конвертер протоколов 1.8.
В конвертере протоколов 1.8 пакет данных преобразовывается из формата информационной вагонной сети 2 в формат, используемый в системе сбора и передачи информации 1.3. Далее преобразованный в конвертере протоколов 1.8 управляющий пакет сигналов поступает на материнскую плату 1.3.1. Материнская плата 1.3.1 формирует сигнал на включение коммутационной аппаратуры и передает его через управляющий порт 1.3.3 в блок низковольтного электропитания и защиты 1.6. Блок низковольтного электропитания и защиты 1.6 производит соответствующую коммутацию линий электропитания на клеммнике 1.7. При этом происходит подача электропитания на силовые кабели потребителей, подключенные к контактам клеммника 1.7
Одновременно, в блок низковольтного электропитания и защиты 1.6 формируется выдача обратного сигнала о включении потребителя, который через модуль расширения 1.3.2 поступает в материнскую плату 1.3.1. В материнской плате 1.3.1 формируется сигнал о включении потребителя, который передается на конвертер 1.8 протоколов. При этом в конвертер протоколов 1.4 производит обратное преобразование данных из формата системы сбора и передачи информации 1.3 в формат информационной вагонной сети 2, а также в формат поездной информационной сети 2. При этом оператор пульта имеет возможность контролировать включение соответствующего потребителя при помощи средство визуализации и управления 1.2.
Контроль за состоянием оборудования происходит следующим образом. Аварийный сигнал (например, о снижении сопротивления электрической изоляции цепей вагона) от устройства контроля изоляции, находящийся в пульте управления поступает в материнскую плату 1.3.1 через модуль расширения 1.3.2. Далее в систему сбора и передачи информации 1.3 формируется пакет данных, в том числе с аварийным сигналом и через конвертер 1.8 протоколов преобразовывается в формат информационной сети 3 вагона и по второй двунаправленной линия связи 1.5 поступает в контроллер управления и диагностики 1.1 и средство визуализации и управления 1.2. В свою очередь контроллер управления и диагностики 1.1 при помощи предустановленного программного обеспечения обеспечивает передачу сигналов в первую двунаправленная линия связи 1.4 и через порт 1.9 в информационную сеть 2 поезда, а также обеспечивает формирование команд на отключение электрооборудования до устранения неисправности. На экран средства визуализации и управления 1.3 выводится графическая информация о состоянии электрооборудования вагона.
Аналогичным образом происходит работа пульта управления и под действием других аварийных сигналов и отклонении параметров электрооборудования вагона от нормы.
Промышленная применимость
Полезная модель  разработана на уровне опытного образца. Прошло испытание пульта на промышленном стенде. Испытания показали, что пульт управления делает возможным применение комплексов электрооборудования пассажирских вагонов с системами различной архитектуры построения и принципами обработки данных, что способствует повышению функциональности пульта управления, обеспечивая повышение надежности.