 |
Индикация результатов испытания
|
|
|
|
Реферат
На тему: Стенд проверки устройства контроля свободности железнодорожного перегона
ВВЕДЕНИЕ
Средства железнодорожной автоматики и телемеханики создают техническую базу для управления перевозочным процессом и обеспечения безопасности движения поездов.
На современном этапе развития общей инфраструктуры железнодорожного транспорта предъявляются дополнительные требования по функциональному развитию и созданию на этой основе условий для комплексного улучшения эксплуатационных показателей всей сети дорог.
Динамика старения технических средств при существующих до настоящего времени темпах их модернизации приводит к усилению факторов, негативно влияющих на безопасность движения поездов, грузооборот, вагонооборот и некоторые другие интегральные показатели функционирования железнодорожного транспорта.
Замена устаревших технических средств однотипными имеет крайне низкую эффективность и большой срок окупаемости. Наиболее эффективна модернизация технических средств, которая обеспечивает экономический эффект комплексно по службам перевозок, пути, локомотивного хозяйства, энергоснабжения и сигнализации.
Централизация управления железными дорогами сокращает эксплуатационные расходы по хозяйству перевозок за счет сокращения дежурных и их помощников на станции и минимизации потерь в поездной работе, особенно на малодеятельных участках, повысит безопасность движения на маршруте движения поезда и обеспечит необходимые условия для оптимального его ведения.
В настоящее время на сети железных дорог внедряются технические средства интервального регулирования движения подвижного состава, в том числе на участках дорог, оборудованных диспетчерской централизацией. Одним из таких технических средств является устройство контроля свободности железнодорожного перегона методом счета осей.
|
|
|
Применение данного устройства позволяет:
- повысить уровень безопасности движения поездов за счет уменьшения количества функций, выполняемых оперативным персоналом в управлении процессами интервального регулирования;
- благодаря получению более оперативной информации о свободности путевых участков и ее высокой достоверности, оптимизировать процесс интервального регулирования;
- совместить контроль счета количества вагонов подвижного состава с контролем состояния свободности перегона;
- автоматизировать регулирование движением поездов после получения информации о свободности или занятости перегона (включение красного или зеленого сигнала светофора, включение стрелки и т.п.).
При ремонте или производстве такого оборудования необходимы приборы, позволяющие проверить качество оборудования. Поэтому ставится задача в разработке стенда для проверки устройства контроля свободности железнодорожного перегона.
АНАЛИЗ НАПРАВЛЕНИЯ РАЗРАБОТКИ
Устройство свободности железнодорожного перегона содержит функционально обязательные элементы: два счетных пункта – СП1, СП2 и счетно-решающий прибор СРП. Счетные пункты СП1 и СП2 располагаются на границах контролируемого перегона, обычно у входных светофоров или стрелок. Счетно-решающий прибор СРП устанавливается в помещении дежурного по станции.
Принцип работы системы основан на счете осей колесных пар подвижного состава в пунктах СП1 и СП2, а также в последующем сравнении результатов счета прибором СРП. Фиксация прохождения каждой оси колесной пары выполняется путевыми датчиками ПД1, ПД2, ПД3. Информация, преобразованная приемопередатчиком дискретной информации, передается в СРП из СП1 и СП2. В СРП информация сравнивается. При совпадении результатов измерения, срабатывает контрольно-путевое реле и подает сигнал КП на светофор или стрелку.
|
|
|
В реальных условиях применяется три путевых датчика, что обусловлено жесткими требованиями к качеству системы. Система работает при наличии одинаковой информации хотя бы на двух датчиках из трех. Каждый датчик состоит из четырех зон, последовательность включения которых определяет направление движения подвижного состава.
Стенд проверки устройства контроля свободности железнодорожного перегона должен:
- формировать сигнал занятия рельсовой цепи РЦ для счетных пунктов СП1 и СП2;
- формировать сигнал ИВ для сброса показаний счетно-решающего прибора СРП при сбое;
- имитацию заданного количества осей подвижного состава;
- формировать последовательности импульсов: для зоны1 - 1Т1, для зоны2 – 2Т1, для зоны3 – 1Т2, для зоны4 – 2Т2 в двух направлениях;
- обеспечивать временные сдвиги (в зависимости от скорости движения поезда) между импульсами для различных зон, различных датчиков;
- запоминание результатов испытания;
- вывод информации на индикатор;
ОПИСАНИЕ И РАБОТА СТЕНДА
ОПИСАНИЕ СТЕНДА
ВОЗМОЖНОСТИ СТЕНДА
В этом разделе предоставлено описание основных возможностей стенда и описание действий оператора при эксплуатации стенда. Возможности стенда и действия оператора были продуманы исходя из простоты и удобства эксплуатации, обеспечения реальных условий испытаний.
Стенд позволяет:
- производить испытания устройств контроля свободности железнодорожного перегона методом счета осей, контролируя исправность или неисправность испытываемых устройств;
- запоминать в памяти число имитируемых осей подвижного состава и число сбоев при испытании;
- индицировать результаты испытаний приборов и выводить информацию на принтер;
ОСНОВНЫЕ КОМАНДЫ ПРИБОРА
Управление работой происходит путем ввода команд с клавиатуры, расположенной на лицевой панели стенда. При этом должно загореться приглашение к вводу в виде мигающих цифр. Расположение клавиш команд на лицевой панели стенда показано на рис.2.1.
|
|
|
Для ввода данных перед испытанием, необходимо установить переключатель в положение «настройка», а затем клавишами
или установить скорость движения подвижного состава (60,120 или 290 км/ч), выбрать число имитируемых осей в цикле испытания (666 и 999 или 666666 и 999999), направление движения имитируемого поезда (вперед или назад). Запоминание выбранного параметра осуществляется нажатием клавиши «вк»
 | |||
 | |||
ВК
 | |
Рис.2.1 Расположение клавиш команд на лицевой панели
Далее нужно перевести переключатель в положение «прогон». После этого начинается испытание.
ИНДИКАЦИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ ИСПЫТАНИЯ
После завершения цикла испытания на индикаторе будет высвечено количество осей, сымитированных стендом.
При испытании это число постоянно увеличивалось на индикаторе с каждой новой имитацией оси поезда.
Через 30 секунд после испытания число осей на индикаторе начнет мигать, что означает готовность результата испытания. Для индикации результата необходимо снова нажать клавишу «вк».
ПРИНЦИП РАБОТЫ СТЕНДА
Стенд формирует последовательности импульсов 1Т1, 2Т1,1Т2, 2Т2 в направлении движения поезда «вперед», последовательности 2Т2, 1Т2, 2Т1, 1Т1 – в направлении «назад». Количество импульсов в каждой последовательности равно числу имитируемых осей.
Временной сдвиг между импульсами в каждой последовательности и временной сдвиг между последовательностями имитируются в зависимости от скорости поезда, расстоянием между осями и расстоянием между зонами датчика.
В задачу стенда входит также имитация сигналов путевых датчиков для ввода их на счетные пункты СП1, СП2.
Счетные пункты включаются сигналами РЦ1, РЦ2, которые формируются стендом.
В конце испытания полученные результаты испытания обрабатываются стендом и выводятся на индикатор и принтер.
СТРУКТУРНАЯ СХЕМА
Структурная схема стенда состоит из блока контроллера, блока индикации и шести аналогичных имитаторов путевого датчика. Три одних имитатора предназначены для воспроизведения сигналов на входе перегона (для проверки счетного пункта СП1), три других – для воспроизведения сигналов на выходе перегона (для проверки счетного пункта СП2). Кроме того необходим источник питания, для элементов стенда и испытываемых приборов: счетных пунктов СП1, СП2 и счетно-решающего прибора СРП. Структурная схема стенда приведена на рис.3.1.
|
|
|
БЛОК КОНТРОЛЛЕРА
Блок контроллера включает в себя микроконтроллер с внутренней памятью и внешнюю память, связанную с микроконтроллером через внешний регистр. В функции блока контроллера входит осуществление имитации осей подвижного состава (поезда), а также управление отдельных блоков стенда. В частности он должен обеспечивать:
- генерацию сигналов низкого логического уровня, имитирующих оси движущегося поезда;
- подачу этих сигналов на зоны имитаторов в последовательности, зависящей от направления движения поезда;
- формирование задержки времени между последовательностями импульсов, имитирующей время прохождения осей между зонами;
- формирование задержки времени 4с.перед началом испытания, для подготовки к работе приборов СП1, СП2, и СРП;
- формирование задержки времени 24с. после последнего импульса для получения результатов испытания;
- формирование сигнала занятия рельсовой цепи РЦ перед испытанием;
- формирование сигнала ИВ для сброса показаний прибора СРП при сбое;
- индикацию количества имитируемых осей и результатов испытания;
- хранение в памяти результатов испытания и вывод их на печать;
ИМИТАТОР ПУТЕВОГО ДАТЧИКА
Имитатор сигналов путевого датчика предназначен для преобразования электрического цифрового сигнала в электрический аналоговый сигнал. Имитатор состоит из четырех зон. С контроллера поступают последовательности импульсов: на одну зону – 1Т1, на другую – 2Т1, на третью – 1Т2, на четвертую – 2Т2.
Каждая последовательность состоит из N импульсов высокого логического уровня, где N – число имитируемых осей поезда. Порядок появления последовательностей зависит от направления движения имитируемого поезда. Длительность импульса t1 (время нахождения оси поезда в зоне датчика), задержка времени t2 (время прохождения оси между зонами датчика) и период Т (время между осями поезда) - зависят от скорости движения поезда.
При поступлении на вход имитатора последовательностей импульсов 1Т1, 2Т1, 1Т2, 2Т2 на выходе формируется синусоидальный сигнал амплитудой 200mВ с частотой 70кГц той или иной фазы. Вид этих сигналов показан на рис.3.2.
|
|
|
БЛОК ИНДИКАЦИИ И ПЕЧАТИ
Блок индикации предназначен для визуальной оценки оператором результатов испытания. Во время испытания, с увеличением числа имитируемых импульсов, увеличиваются показания индикатора. Таким образом можно следить за формированием импульсов осей поезда.
U1T1
t1 T
t
U2T1 t2
t 
U1T2
 | |||
 | |||
t
|
U2T2
t
Рис.3.2 Последовательности импульсов 1Т1, 2Т1, 1Т2, 2Т2
По окончании испытания на дисплей индикатора выводится результат испытания, а также в блоке контроллера формируется отрицательный импульс запуска печати STROBE, длительностью 1мкс. Если сигнал BUSY c принтера при этом имеет уровень логического нуля, то импульс запуска печати подается на выходной соединитель «принтер».
ПРИНЦИПИАЛЬНАЯ СХЕМА
БЛОК КОНТРОЛЛЕРА
МИКРОКОНТРОЛЛЕР
В качестве микроконтроллера выбираем микросхему КМ1816ВЕ751, выполненную на основе высокоуровневой n-МОП технологии в корпусе БИС, имеющем 40 внешних выводов. Через четыре программируемых порта ввода/вывода Р0…Р3 микроконтроллер взаимодействует с внешними устройствами. Цоколевка корпуса КМ1816ВЕ751 показана на рис.4.1
Выходные драйверы портов Р0 и Р2, а также входной буфер порта Р0 используются при обращении к внешней оперативной памяти данных. При этом через порт Р0 в режиме временного мультиплексирования сначала вводится младший байт адреса, а затем выдается или принимается байт данных. Через порт Р2 выводится старший байт адреса, так как разрядность адреса равна 16 бит. Вывод RST предназначен для входа сигнала высокого уровня, после которого в регистры-защелки всех портов автоматически записываются единицы, настраивающие их тем самым на режим ввода.
Выходные драйверы портов Р0 и Р2, а также входной буфер порта Р0 используются при обращении к внешней оперативной памяти данных. При этом через порт Р0 в режиме временного мультиплексирования сначала вводится младший байт адреса, а затем выдается или принимается байт данных. Через порт Р2 выводится старший байт адреса, так как разрядность адреса равна 16 бит. Вывод RST предназначен для входа сигнала высокого уровня, после которого в регистры-защелки всех портов автоматически записываются единицы, настраивающие их тем самым на режим ввода.
К выводам BQ1,BQ2 подключается кварцевый резонатор, который управляет работой внутреннего генератора, который в свою очередь формирует сигналы синхронизации. Устройство управления контроллером на основе сигналов синхронизации формирует машинный цикл фиксированной длительности, равной двенадцати периодам частоты резонатора.
 |
1
2 
Р1.0 Ucc 40
Р1.1 КМ1816ВЕ751 Р0.0 39
3 Р1.2 Р0.1 38
4 Р1.3 Р0.2 37
5 Р1.4 Р0.3 36
6 Р1.5 Р0.4 35
7 Р1.6 Р0.5 34
8 Р1.7 Р0.6 33
Р0.7 32
9 RST 
10 P3.0 DEMA 31
11 P3.1 ALE 30
12 P3.2 PME 29
13 P3.3 Р2.7 28
14 P3.4 Р2.6 27
15 P3.5 Р2.5 26
16 
P3.6 Р2.4 25
17 P3.7 Р2.3 24
18 BQ2 Р2.2 23
19 BQ1 Р2.1 22
20 GND Р2.0 21
Рис.4.1 Цоколевка корпуса МК751 и наименование выводов
Весь машинный цикл состоит из двенадцати фаз. Дважды за один машинный цикл формируется сигнал ALE, который используется для управления процессом обращения к внешней памяти и индикации. Большинство команд контроллера выполняются за один машинный цикл, кроме команд, связанных с обращением к внешней памяти.
По выводам P1.0... P1.3 порта P1 подаются последователь- ности импульсов 1Т1, 2Т1, 1Т2, 2Т2 на зоны имитаторов путевых датчиков. Выводами Р1.4 … Р1.6 в определенный момент подключаются нужные имитаторы ИМ1 и ИМ4, ИМ2 и ИМ5 или ИМ3 и ИМ6. На вывод Р1.7 приходит сигнал о разряде батареи, питающей внешнюю память.
С помощью выводов Р3.0, Р3.1 контроллер управляет индикатором. С вывода Р3.2 подается стробирующий сигнал запуска печати на разъем принтера. Перед началом цикла прогона, через вывод Р3.3, подается сигнал низкого логического уровня ИВ длительностью импульса 1с. на счетно-решающий прибор СРП для сброса информации при сбое. С вывода Р3.4 подается сигнал низкого уровня РЦ на счетные пункты СП1, СП2. Выводы Р3.6 и Р3.7 предназначены для стробирующих сигналов записи во внешнюю память данных WR и чтения из внешней памяти данных RD. Формирование сигналов РЦ для счетных пунктов СП1, СП2 показано на рис.4.2, сигнала ИВ для счетно-решающего прибора СРП – на рис.4.3.
|
|
|
