БЛОК УПРАВЛЕНИЯ СТРЕЛОЧНЫМ ЭЛЕКТРОПРИВОДОМ
CONTROL UNIT FOR ELECTRIC SWITCH MECHANISM

Изобретение относится к области автоматики и телемеханики на железнодорожном транспорте и может быть использовано для управления горочным стрелочным электроприводом.
Известно «Устройство управления горочным электроприводом переменного тока» (патент РФ №2318692, приоритет от 2006.06.23, бюллетень «Изобретения. Полезные модели» №7, 2008 г.) содержащее фазоконтрольное устройство, пусковое реле, реле контроля положения стрелки, элементы реверсирования и бесконтактные ключи, датчики тока, реле автовозврата, устройство контроля работы электропривода, реле технической диагностики.
Недостатками устройства являются наличие большого количества реле, отсутствие диагностирования параметров работы и самодиагностики функционирования внутренних узлов.
Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является создание надежных технических средств с расширенными функциональными возможностями, исключение реле из цепей управления стрелочным приводом, диагностирование электрических и временных параметров работы и самодиагностика функционирования внутренних узлов с выдачей сообщений в систему горочной автоматической централизации.
Решение этих задач обеспечивает повышение чувствительности, безопасности и надежности работы устройства за счет того, что обработка данных и передача исполнительной команды на электропривод осуществляется двумя одновременно работающими комплектами модулей, каждый из которых состоит из двух каналов обработки данных, управляющих основным и вспомогательными бесконтактными ключами, отвечающих за перевод в одно из положений, при этом все каналы обработки данных производят контроль передаваемой информации путем съема данных о положении стрелочного перевода с датчиков бесконтактного автопереключателя электропривода, а после приема команды от устройства горочной автоматической централизации на перевод стрелки, в случае если по истечении времени после начала ее реализации и снятия сигнала «контроль начального положения» не зафиксирован сигнал «контроль переведенного положения», блок автоматически реализует перевод стрелки в исходное положение.
На чертежах представлена структурная схема блока управления стрелочным электроприводом (фиг.1), содержащая: модуль входных устройств (МВУ) 1 и реле контроля плюсового положения стрелки (РКП) 2 и минусового (РКМ) 3, комплект модулей плюсовой (КМП) 4 и минусовой (КММ) 5 полярности, две схемы контроля реле (КР) 6 по плюсовой и 7 минусовой полярности, двигатель (М) 8 (не входит в состав блока), реле управления (РУ) 9, датчик тока (ДТ) 10 и модуль сбора и обработки информации (МСОИ) 11.
Комплекты модулей плюсовой 4 и минусовой 5 полярности имеют одинаковый состав и принцип работы, который рассмотрим на примере комплекта модулей плюсовой 4 полярности (фиг.2), представляющего собой два канала обработки данных, управляющих бесконтактными ключами, отвечающих за перевод в одно из положений. КМП 4 содержит два модуля формирования сигналов управления (МФСУ) 12 и 13 для логической обработки входных сигналов и формирования сигналов управления, модуль контроля МК 14 и два бесконтактных ключа (БК1+) 15 и (БК2+) 16 со встроенными схемами управления и диагностики, сигналы с которых поступают на схемы контроля реле соответствующей полярности 6 или 7, а далее на электропривод двигателя 8 и через реле управления 9 на датчик тока 10.
Блок управления стрелочным электроприводом работает следующим образом.
МВУ 1 предназначен для согласования логических уровней сигналов от внешних устройств - стрелочного коммутатора, устройств горочной автоматической централизации на перевод стрелки, блока комплексированной защиты стрелочного участка (БКЗС), а также обеспечивает защиту от перенапряжения.
Реле РКП 2 и РКМ 3 предназначены для увязки блока управления стрелочным электроприводом с существующими релейными устройствами горочной автоматической централизации. РКП 2 находится в возбужденном состоянии при нахождении стрелки в плюсовом положении, РКМ 3 находится в возбужденном состоянии при нахождении стрелки в минусовом положении.
Логическая обработка входных сигналов и формирование сигналов управления двигателем осуществляется модулями МФСУ 12 и 13 для плюсовой полярности, также и модулями минусовой полярности, функционирующими идентично. Однако функциональная схема устройства в целом предполагает определенное назначение каждого из этих модулей, а именно: МФСУ 12 и 13 управляет плюсовой парой бесконтактных ключей (БК1+) и (БК2+), формируя сигналы управления UK1+и UK2+, а модули минусовой полярности - управляют минусовой парой бесконтактных ключей (БК1-) и (БК2-), формируя сигналы управления UK1- и UK2-. Включение двигателя для перевода стрелки обеспечивается только при одновременном замыкании обоих однополярных бесконтактных ключей плюсовой или минусовой пары при условии разомкнутого состояния хотя бы одного бесконтактного ключа противоположной полярности.
При отсутствии команды на перевод стрелки осуществляется непрерывный динамический контроль исправности бесконтактных ключей. Каждая пара с заданным периодом попеременно (для исключения запуска двигателя) замыкает и размыкает свои бесконтактные ключи: при замкнутых ключах (БК1+) и (БК1-), разомкнуты ключи (БК2+) и (БК2-), и наоборот. Сигналы СК1+, СК1-, СК2+, СК2- от плюсовых бесконтактных ключей (БК1+) 15 и (БК2+) 16 и соответственно от минусовых бесконтактных ключей отслеживаются МФСУ, эквивалентность этих сигналов контролируется безопасными элементами сравнения МК 14 и МК минусовой полярности. Причем элемент МК 14 контролирует ключи (БК1+) и (БК2+), предназначенные для включения двигателя на перевод стрелки в плюсовое положение, модуль контроля минусовой полярности - ключи (БК1-) и (БК2-), предназначенные для включения двигателя на перевод стрелки в минусовое положение. При положительном результате сравнения эквивалентности контролируемых сигналов на выходе МК 14 формируется динамический сигнал заданной частоты F_EXIT+ для плюсовой полярности, на выходе МК минусовой полярности формируется динамический сигнал F_EXIT- для минусовой полярности, наличие которых является необходимым условием для обеспечения возможности управления бесконтактными ключами той или иной полярности. Так как элемент МК 14 контролирует ключи (БК1+) и (БК2+), то при возникновении рассогласования контролируемых сигналов заданной длительности произойдет срыв в работе МК 14 и динамический сигнал F_EXIT1 с его выхода не поступит на бесконтактные ключи 15 (БК1+) и 16 (БК2+), что, безусловно, повлечет за собой их размыкание.
При задании команды на перевод стрелки МФСУ 12 и 13 вырабатывают сигнал на включение РУ 9, после подтверждения включения РУ 9, схемами КР 6, модули МФСУ 12 и 13 вырабатывают сигналы управления для ключей одной полярности - на замыкание, для ключей другой полярности - на размыкание.
РУ 9 обеспечивает полное отключение стрелочного перевода для исключения перевода от соседних стрелочных переводов при возможном замыкании кабелей.
При приеме команды от внешнего устройства горочной автоматической централизации на перевод стрелки в плюсовое положение, в случае если по истечении времени после начала ее реализации и снятия сигнала с РК 6 плюсового положения стрелки не зафиксировано РК 7 минусового положения стрелки, при условии свободности стрелочного участка, блок автоматически реализует перевод стрелки в исходное положение, в том числе и если при переводе в плюсовое положение вышел из строя КМП 4.
При приеме команды от внешнего устройства горочной автоматической централизации на перевод стрелки в минусовое положение, в случае если по истечении времени после начала ее реализации и снятия сигнала с РК 7 минусового положения стрелки не зафиксировано РК 6 плюсового положения стрелки, при условии свободности стрелочного участка, блок автоматически реализует перевод стрелки в исходное положение, в том числе и если при переводе в плюсовое положение вышел из строя КММ 5.
ДТ 10 измеряет силу тока в цепи управления электроприводом двигателя и передает эту информацию на модули МФСУ 12 и 13. Если при реализации команды на перевод по истечении определенного времени сила тока в цепи управления двигателем будет ниже допустимой, то перевод останавливается.
МСОИ 11 предназначен для сбора и обработки контрольно-диагностической информации о полученных сигналах от стрелочного коммутатора, от устройств горочной автоматической централизации на перевод стрелки, от блока комплексированной защиты стрелочного участка (БКЗС), о состояниях ключей
(БК1+), (БК1-), (БК2+), (БК2-), МК плюсовой и минусовой полярности, состоянии РУ 9, а также данных о силе тока в цепи управления двигателем от ДТ 10. На основе полученной информации данный модуль формирует контрольно-диагностическую информацию и передает в управляющий вычислительный комплекс по двум последовательным интерфейсам.