Дипломная работа: Железнодорожные системы

Отличительными чертами приемни­ков сигналов КРЛ на базе микропроцессорной техники являются, высокий уровень унификации элементов, возможность перепрограм­мирования на реализацию тех или иных функций без изменения со­става технических средств, возможность комплексирования и рас­ширения функций добавлением новых алгоритмов и программ в сис­тему математического обеспечения, сокращение расходов и упроще­ние этапов разработки и проектирования, автоматизация процессов диагностики и настройки аппаратуры при производстве, возмож­ность реализации алгоритмов выявления отказов, снижающих уро­вень безопасности движения поездов.

2.2. Требования ПТЭ к автоблокировке.

Устройства автоматической блокировки не должны допускать открытия выходного или проходного светофора до освобождения подвижным составом ограждаемого ими блок-участка (межстанционного или межпостового перегона), а также самопроизвольного закрытия светофора в результате перехода с основного на резервное электроснабжение или наоборот.

На однопутных перегонах, оборудованных автоматической блокировкой, после открытия на станции выходного светофора должна быть исключена возможность открытия соседней станцией выходных и проходных светофоров для отправления поездов на этот же перегон в противоположном направлении.

При автоматической блокировке все светофоры должны автоматически принимать запрещающее показание при входе поезда на ограждаемые ими блок-участки, а также в случае нарушения целости рельсовых цепей этих участков.

На станциях, расположенных на участках, оборудованных путевой блокировкой, эти устройства должны иметь ключи-жезлы для хозяйственных поездов, а на станциях участков с полуавтоматической блокировкой, где применяется подталкивание поездов с возвращением подталкивающего локомотива, - ключи-жезлы и для них.

На однопутных линиях, оборудованных автоматической блокировкой, а также на двухпутных перегонах с двусторонней автоблокировкой по каждому пути, на станциях, где производится маневровая работа с выходом маневрирующего состава за границу станции, устройства автоматической блокировки при необходимости дополняются связанными с ними маневровыми светофорами.

На станциях, расположенных на линиях, оборудованных автоматической и полуавтоматической блокировкой, должны быть устройства:

·           не допускающие открытия входного светофора при маршруте, установленном на занятый путь;

·           обеспечивающие на аппарате управления контроль занятости путей и стрелок.

При полуавтоматической блокировке на станциях могут быть устройства, позволяющие:

·           выключение контроля свободности стрелочных изолированных участков в маршруте отправления из-за их неисправности;

·           повторное открытие закрывшегося выходного светофора, если поезд фактически его не проследовал.

Автоматическая блокировка должна дополняться автоматической локомотивной сигнализацией и устройствами диспетчерского контроля, а полуавтоматическая блокировка - автоматической локомотивной сигнализацией на определенных участках путей.

Устройства диспетчерского контроля за движением поездов на участках, оборудованных автоблокировкой, должны обеспечивать контроль установленного направления движения (на однопутных перегонах), занятости блок-участков, главных и приемоотправочных путей на промежуточных станциях, показаний входных и выходных светофоров.

2.3. Характеристика проектируемой системы.

Микропроцессорная система автоблокировки АБ-ЧКЕ предназначена для контроля целостности и свободности рельсового пути, передачи информации между сигнальными точками о состоянии рельсовых линий, управления огнями проходных светофоров по условиям безопасности движения, а также для передачи дежурному электромеханику или диспетчеру дистанции информации о техническом состоянии аппаратуры сигнальных точек.

Система АБ-ЧКЕ обеспечивает формирование и передачу на локомотив информации о показаниях проходных светофоров. Автоблокировка АБ-ЧКЕ функционально и электромагнитно совместима с эксплуатируемыми релейной системой числовой кодовой автоблокировки и АЛСН.

Аппаратура АБ-ЧКЕ размещается в релейных шкафах, либо на стативах станционных систем централизации.

Состав аппаратуры для одиночной сигнальной точки – микропроцессорный путевой приемник ППМ.

Аппаратура АБ-ЧКЕ размещается в релейных шкафах, либо на стативах станционных систем централизации.

Один ППМ заменяет следующую аппаратуру релейной системы: БК-ДА, БС-ДА, БИ-ДА, ИМВШ-110 (ИВГ), КПТШ-715 (КПТШ-515), ТШ-65В (БКТ).

Вход приемника включен в рельсовую цепь через дроссель-трансформатор ДТ-0,2 (ДТ1 -150) и устрой­ство согласования и защиты УЗС. В качестве УЗС используется защитный блок-фильтр ЗБФ-1 (ФП-25). Дня защиты МПП-ЧКЕ от грозовых перенапряжений на его входе включается элект­ронный блок защиты БЗЭ-1 (в схеме не показан).

2.4. Конструктивные требования к аппаратуре.

Аппаратура контроля состояния рельсовых линий, приема и передачи сигналов рельсовых цепей конструктивно выполняется в виде отдельного блока (МПП).

Аппаратура управления огнями светофора и контроля це­лостности нитей его ламп выполнена без применения электромагнитных реле.

Аппаратура сопряжения системы АБ-ЧКЕ с системой дис­танционного контроля, передачи информации на станции, ограничи­вающие перегон, конструктивно выполняется без применения электромагнитных реле.

Показатели назначения

Длина рельсовой цепи, при которой устойчиво обеспечива­ются контрольный и шунтовой режимы , должна быть не менее 2,6 км при нормативном значении шунта 0,06 Ом.

Рельсовая цепь системы АБ-ЧКЕ должна функционировать без дополнительной регулировки при изменении сопротивления изо­ляции в пределах от 0,6 Ом-км до 30 Ом-км.

Номинальная мощность передатчика системы КРЛ не долж­на превышать 300 ВА.

Система должна обеспечивать контроль состояний рельсо­вой линии длиной 2600 м при сопротивлении изоляции 1,0 Ом-км; 2000 м при сопротивлении от 0,6 Ом-км до 30 Ом-км; 1000 м при 0,1 Ом-км.

Система должна быть электромагнитно совместима с при­меняемыми в настоящее время системами управления движения поез­дов к станциям и искусственным сооружениям.

В системе предусмотрена защита от взаимных влияний рельсовых цепей одного и того же пути или различных пу­тей.

Система АБ-ЧКЕ должна быть функционально и электро­магнитно совместима с системой автоблокировки ЧКАБ, выполнен­ной на базе электромагнитных реле.

Инерционность системы АБ-ЧКЕ при изменении сигналь­ных показаний не должна превышать 3 с.

Несущие частоты сигналов КРЛ должны быть 25 и 75 Гц на участках с электротягой переменного тока и 50 Гц - на участках по­стоянного тока, а на участках с автономной тягой - 25, 50 или 75 Гц.

Напряжение на выходах источника питания блока МПП "+5 В", "-ОП" при номинальном входном напряжении питания должны иметь следующие значения: (5,0±0,1)В; (-15,0+0,1) В. Амплитуда пульсации напряжения не должны превышать следующих значений: 150 мВ и 70 мВ.

Отклонения выходных напряжений источников питания от номинальных значений при изменениях температуры окружающей среды от -50 °С до +60 °С должно быть в пределах: для выхода "+5 В" - не более ±0,15 В, для выхода "ОП" - не более ±10 %.

Отклонения выходных напряжений источников питания от номинальных значений при колебаниях входного напряжения питаю­щей сети в пределах +5 % и -10 % должны быть в следующих преде­лах: для выхода "+ 5В" - не более 3 %, для выхода "ОП" - 10 %.

Для включения электромагнитных реле блок МПП аппара­туры АБ-ЧКЕ должен формировать сигнал постоянного тока напря­жением не менее 12 В на нагрузке 1230 Ом.

Суммарный ток, потребляемый микропроцессорным бло­ком АБ-ЧКЕ, при номинальном напряжении питания должен быть не более 2 А.

Степень защиты микропроцессорного блока от воздейст­вия твердых тел диаметром более 1 мм и брызг воды должны соответ­ствовать Ж 44 по ГОСТ 14255-80.

На участках железных дорог с односторонним движением интервальное регулирование при движении по неправильному пути системой АБ-ЧКЕ должно осуществляться по сигналам АЛС.

В системе АБ-ЧКЕ должна быть предусмотрена защита, исключающая появление разрешающего показания на путевом свето­форе при кратковременной потере поездного шунта.

Аппаратура одной сигнальной точки системы АБ-ЧКЕ должна размещаться в релейном шкафу типа ШРУ-М.

Система АБ-ЧКЕ должна обеспечивать передачу на локомотив четырех сигнальных показаний.

2.5. Требования к надёжности системы АБ - ЧКЕ.

1.         Система автоблокировки АБ-ЧКЕ должна быть ремонтируе­мой и эксплуатируемой до предельного состояния.

2.         Аппаратура системы по определенности назначения должна относиться к изделиям конкретного назначения.

3.         По числу возможных состояний аппаратура АБ-ЧКЕ должна относиться к изделиям вида II.

4.         По режимам применения аппаратура АБ-ЧКЕ должна отно­ситься к изделиям, насчитанным на непрерывное длительное приме­нение.

5.         По последствиям отказов или достижению предельного со­стояния при применении система должна относиться к изделиям, от­казы или переход в предельное состояние которых не приводит к по­следствиям катастрофического характера.

6.         Аппаратура системы должна быть восстанавливаемой.

7.         Аппаратура системы АБ-ЧКЕ должна быть обслуживаемой и контролируемой перед применением.

8.         Надежность аппаратуры АБ-ЧКЕ в условиях и режимах экс­плуатации, установленных в п.п. 3.1-3.7, должна характеризоваться следующими значениями показателей:

- средняя наработка на отказ (Т0) аппаратуры сигнальной точки должна быть не менее 50000 ч;

- коэффициент готовности аппаратуры должен быть не менее 0,9999;

- полный средний срок службы системы должен быть не менее 15 лет.

9. Количественные значения показателей надежности, а также средний срок службы между средними ремонтами будут рассчитаны на последующих этапах разработки и уточнены по результатам экс­плуатационных испытаний.

10. Отклонения выходных напряжений источника питания МПП от номинального значения при эпизодических провалах напря­жения питающей сети длительностью 60 мс до уровня 0,5 Uном не должны превышать следующих значений: для выхода "5 В" - 3 %; для выхода "ОП" - 10 %.

11. Отклонение выходных напряжений источников питания от номинальных значений при воздействии несимметричных импульс­ных помех со средней длительностью 0,4 мкс и экспоненциальном за­коне распределения амплитудных значений (параметр закона распре­деления = 0,25-10-6) для выхода "5 В" не должен превышать - 3 %; для выхода "ОП"-±10%.

12. Требования по безопасности технических средств системы должны определяться в соответствии с требованиями с ОСТ 32.18-92. Безопасность технических средств микропроцессорной сис­темы АБ-ЧКЕ в условиях и режимах эксплуатации, установленных в п.п. 1-11 настоящего ТЗ должна характеризоваться следующими качественными и количественными показателями:

- аппаратурным резервированием 2^2;

-жесткой синхронизацией резервированных вычислительных ка­налов;

- периодическим тестированием и сравнением работы вычисли­тельных каналов (период диагностирования tд<300 мс);

- несимметричными отказами внешнего интерфейса;

- интенсивностью опасных отказов < 10-12 1/ч.

13. Опасными отказами технических средств системы АБ-ЧКЕ являются отказы, приводимые к смене показаний напольных светофо­ров на более разрешающие (вместо красного желтый или зеленый, вместо желтого - зеленый и т.п.).

14. Соответствие системы АБ-ЧКЕ требованиям безопасности, установленным в пункте 3.12, на этапе проектирования оценивают расчетным методом на основании данных об интенсивности отказов комплектующих изделий, о достоверности используемых мер контро­ля; на этапе предварительных испытаний - методом имитационного моделирования; на этапе серийного производства - контрольными испытаниями на стендах, физическим моделированием отказов.

15. Аппаратура системы АБ-ЧКЕ должна работать без сбоев при одновременном воздействии дестабилизирующих факторов пере­численных в п.п. 2.2.11, 2.2.12 и 2.10, 2.11.

2.6. Структурная схема микропроцессорного приемопередатчика.

Структурная схема микропроцессорного приёмопередатчика при­ведена на рис. 1. В схеме приняты следующие условные обозначения: АЦП1,АЦП2-аналого-цифровые преобразователи; МЦП1-1, МЦШ-2, МЦП2-1, МЦП2-2 - микропроцессорные контролеры; СК1, СК2-схемы контроля первого и второго каналов; СД - схема диагностики; СКИ-схема коммутации интерфейса; Ивв, Ивыв - интерфейсы ввода и вывода; БКТ1, БКТ2 - бесконтактные коммутаторы тока; Ком. вх.- коммутатор входной цепи; МИП-модуль источника питания.

Из рельсовой цепи на вход ППМ подаётся амплитудно-манипулированный сигнал. Через коммутатор Ком.вх. входной сигнал поступает на микросхемы аналого-цифрового преобразования АЦП1 и АЦП2 первого и второго каналов. Цифровые значения входного сигнала подаются на микропроцессорные контролеры. В контроллерах выпол­няются процедуры приёма, обработки и формирования сигналов в соот­ветствии с технологическим алгоритмом функционирования. В резуль­тате дешифрирования кодовых комбинаций включаются сигнальные ре­ле Ж, ЖЗ или 3.

Соответствие между принимаемыми кодовыми комбинациями и числом возбужденных сигнальных реле приведено в табл. 1. Соответствие между принимаемой кодовой комбинацией и состоянием сигнальных реле.

Таблица 1.

Принимаемая кодовая комбинация	Состояние сигнальных реле
КЖ	Ж, ЖЗ, 3
Ж	Ж, ЖЗ, 3
3	Ж, ЖЗ, 3
Отсутствие кодовых сигналов	Ж, ЖЗ, 3

Примечание: Черта над символами, обозначающими реле, означа­ет его возбуждённое состояние, а черта снизу - обесточенное.

В кодере, в зависимости от принятой информации, происходит формирование кодовых комбинаций, передаваемых в смежную рельсо­вую линию. Кодовая последовательность через интерфейс выходных цепей управляет работой бесконтактного коммутатора БКТЦ при пра­вильном направлении движения) или БКТ2 (при неправильном направ­лении движения). Амплитудно-манипулированные сигналы подаются в рельсовую цепь.

Контроль синхронной и синфазной работы комплектов, входящих в каналы ППМ, осуществляется схемами контроля. Для этого в каждом комплекте имеются контрольные точки, с которых через схемы сжатия информационные сигналы КТ подаются на схемы контроля СК1 и СК2. Нарушение синхронности и синфазности контрольных сигналов в пер­вом канале фиксируется СК1, а во втором - СК2. При отказе одного из комплектов гаснет индикаторный светодиод "Диагн.1", либо "Диагн.2". Схема диагностики СД обнаруживает неисправный канал и через схему коммутации интерфейса СКИ подключает внешние цепи к входам и вы­ходам исправного канала. В зависимости от этого загорается светодиод ведущего канала "Ведущ.1", либо "Ведущ.2".

На входы каналов через интерфейс ввода Ивв подаются сигналы контроля передаваемого кода. При движении по правильному направле­нию - по шине "Контр.код", а при неправильном направлении - по шине "Контр.код.н/н". С помощью контактов огневых реле КО, ЖО, ЗО про­веряется целостность нитей накала ламп светофора. От контакта реле Н через интерфейс ввода Ивв в ППМ поступает информация о смене на­правления движения. С помощью настроечных перемычек выбирается значность сигнализации, устанавливается режим работы ППМ - как сиг­нальной точки (с.т.) автоблокировки, либо как транслятора (трансл.), а также производится настройка ППМ на прием сигналов от передатчика с КПТШ-515, либо с КПТШ-715.

Страницы: 1, 2, 3