Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

ВВЕДЕНИЕ

1. ОРГАНИЗАЦИЯ КАНАЛОВ СВЯЗИ НА ДИСПЕТЧЕРСКОМ УЧАСТКЕ

2. ОДНОНИТОЧНЫЙ ПЛАН СТАНЦИИ

3. СТРУКТУРНАЯ СХЕМА АППАРАТУРЫ ЦП ДЦ «НЕМАН»

4. СТРУКТУРНАЯ СХЕМА АППАРАТУРЫ ЛК ДЦ «НЕМАН»

5. ТАБЛИЦЫ ТЕЛЕУПРАВЛЕНИЯ И ТЕЛЕСИГНАЛИЗАЦИИ ДЛЯ ЗАДАННОЙ СТАНЦИИ ДИСПЕТЧЕРСКОГО УЧАСТКА

6. СХЕМА ПОДКЛЮЧЕНИЯ БЛОКОВ ТУ И ТС К КОЛОДКЕ КТП

7. ПЕРЕДАЧА СТАНЦИИ С АВТОНОМНОГО УПРАВЛЕНИЯ НА ДИСПЕТЧЕРСКОЕ

8. СХЕМЫ УВЯЗКИ ПО КОНТРОЛЮ УСТРОЙСТВ ЛК ДЦ «НЕМАН» С АППАРАТУРОЙ ЭЦ НА СТАНЦИИ

9. СХЕМЫ УВЯЗКИ ПО УПРАВЛЕНИЮ УСТРОЙСТВ ЛК ДЦ «НЕМАН» С АППАРАТУРОЙ ЭЦ НА СТАНЦИИ

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЕ А

ПРИЛОЖЕНИЕ Б

ПРИЛОЖЕНИЕ В

диспетчерский связь телесигнализация автономный

ВВЕДЕНИЕ

Диспетчерская централизация (ДЦ) -- это комплекс устройств железнодорожной автоматики и телемеханики, состоящий из автоблокировки на перегонах, электрической централизации стрелок и сигналов на станциях, системы-телеуправления и телесигнализации (ТУ-ТС) и дающий возможность поездному диспетчеру задавать поездные и маневровые маршруты на раздельных пунктах диспетчерского участка (круга) из одного центрального пункта -- поста ДЦ.

Устройства ДЦ должны обеспечивать: управление из одного пункта стрелками и сигналами ряда раздельных пунктов; контроль на аппарате управления положения и занятости стрелок, занятости перегонов, путей на станциях и прилегающих к ним блок-участков, а также повторение показаний входных, маршрутных и выходных светофоров; возможность передачи станций на резервное управление стрелками и сигналами по приему и отправлению поездов, маневровой работе или передаче стрелок на местное управление для маневров; автоматическую запись графика исполненного движения поездов; выполнение требований, предъявляемых к электрической централизации и автоблокировке. Диспетчер управляет устройствами электрической централизации и принимает решения по организации движения поездов, в том числе в случаях возникновения конфликтных поездных ситуаций. Это способствует наилучшему использованию пропускной способности участка при полном обеспечении безопасности движения поездов.

Диспетчерскую централизацию применяют на одно- и многопутных линиях дорог, включая пригородные участки с интенсивным движением поездов. Наиболее эффективна диспетчерская централизация на однопутных линиях, особенно если перегоны имеют двухпутные вставки, а раздельные пункты построены по продольной схеме, позволяющей осуществлять безостановочные скрещения поездов. В этом случае при ДЦ участковая скорость движения.

Внедрение современных систем ДЦ (“Нева”, “Минск”, “Неман”), обеспечивающих необходимую пропускную способность магистральных железных дорог при высоком уровне безопасности движения, позволяет получить значительный технико-экономический эффект, имеющий народнохозяйственное значение. При их внедрении не только сокращается эксплуатационный штат, но снимается или намного отодвигается необходимость осуществления дорогостоящих мероприятий по повышению провозной способности железных дорог.

Железнодорожный транспорт, представляющий сложную территориально рассредоточенную систему огромного числа технологических подразделений и технических средств, должен обеспечивать выполнение государственного плана перевозок пассажиров и грузов с максимально возможной производительностью, с минимальной себестоимостью и гарантированной безопасностью движения.

В данном курсовой работе необходимо оборудовать устройствами ДЦ «Неман» заданный диспетчерский участок, составить схемы ЦП и ЛК, разработать схемы подключения блоков ТУ и ТС к колодке КТП, составить таблицы ТУ и ТС и разработать схемы увязки по контролю и управлению устройств ЛП ДЦ «Неман» с аппаратурой ЭЦ на станции.

1. ОРГАНИЗАЦИЯ КАНАЛОВ СВЯЗИ НА ДИСПЕТЧЕРСКОМ УЧАСТКЕ

Диспетчерская централизация должна разрабатываться с учетом использования линий, систем передачи и других типовых средств железнодорожной связи.

Для передачи сигналов ТС от линейных комплектов, а также для передачи сигналов ТУ на линейные комплекты станций диспетчерского управления организуется двух- и четырехпроводная кодовая линия:

- с использованием существующей кодовой цепи на воздушной линии связи;

- с использованием проектируемой кодовой цепи в существующем магистра-льном кабеле связи;

Рисунок 1 Структурная схема организации каналов связи

- кодовая цепь организуется в прокладываемом магистральном кабеле связи по проекту прокладки кабеля на участке.

Управление линейными комплектами из центрального поста ДЦ «Неман» предусматривается по существующей кодовой цепи, это направление выбрано в качестве основного. Резервной является проектируемая волоконно-оптическая линия связи. При этом прекращение поступления информации по одному направлению не окажет влияния на работу системы. Передача информации от ПЭВМ, используемых в линейных комплектах ДЦ «Неман», в кодовую физическую цепь, а также в канал связи тональной частоты осуществляется с помощью модемов, обеспечивающих передачу информации в дуплексном режиме по зашумленным физическим линиям или аналоговым каналам связи тональной частоты.

Так как информация передается через модемы, то каждый линейный комплект представляет собой регенеративный пункт, кроме станций, подключенных к линии одним модемом. Уровень приема-передачи сигналов по физическим цепям и каналам связи не должен превышать установленных норм и определяется параметрами применяемых модемов. Линии и каналы связи, используемые для цепей ДЦ «Неман», должны удовлетворять нормам на содержание устройств связи согласно рекомендации МСЭ (Международного союза электросвязи).

2. ОДНОНИТОЧНЫЙ ПЛАН СТАНЦИИ

На однониточном плане станции показывают: пути, стрелки, светофоры, пост централизации, релейные шкафы, батарейные колодцы, изолирующие стыки, переезды, платформы и другие объекты железнодорожной станции.

На станциях имеются пути: главные (как правило, являются продолжением путей перегона); приемо- отправочные для приема и отправления поездов; погрузочно-выгрузочные для погрузки и выгрузки грузов; выставочные для отстоя обработанных вагонов; ходовые для подачи и уборки локомотивов; вытяжные для маневровой работы. На станциях могут быть также предохранительные и улавливающие тупики. Главные пути нумеруются римскими цифрами, остальные арабскими, при этом пути, специализированные в нечетном направлении, - нечетными цифрами, а в четном - четными. К наименованию пути, оборудованного рельсовой цепью, добавляется буква П.

В ЭЦ включаются все стрелки, по которым организуются поездные передвижения. Они оборудуются стрелочными электроприводами и показываются на плане станции в нормальном плюсовом положении. В четной горловине станции стрелки нумеруются четными цифрами, а в нечетной - нечетными. Нумерация стрелок возрастает от входного светофора в сторону поста ЭЦ. Стрелкам съездов присваиваются номера соседних в порядке возрастания цифр, так же, как и стрелкам вдоль стрелочных улиц.

Светофоры на станции рекомендуется расставлять в следующем порядке.

Расстановка поездных светофоров определяется принятой специализацией путей, указываемой на плане стрелками.

Входные светофоры устанавливаются на каждый подход. С нечетной стороны обозначаются буквой Н, с четной - буквой Ч. При наличии нескольких подходов нумерация дополняется еще одной буквой: НА ( НБ ). Входные светофоры всегда мачтовые, а светофоры для приема поездов по неправильному пути, при недостаточной ширине междупутья, могут быть карликовыми и размещаться с левой стороны пути. Обозначаются такие светофоры буквами НД, ЧД.

Выходные светофоры устанавливаются, как правило, для каждого приемо-отправочного пути согласно их специализации, при этом для главных путей и путей с ограниченной видимостью сигналов проектируют мачтовые светофоры, для боковых - карликовые.

Маршрутные светофоры используют на станциях с продольным и полупродольным расположением путей и парков. Они размещаются на местах установки выходных светофоров соответствующего направления.

Маневровые светофоры устанавливают на основе анализа маневровой работы станции.

Маневровые светофоры с приемо-отправочных путей совмещают с выходными и маршрутными светофорами. Если путь специализирован, то во встречном направлении располагают карликовый маневровый светофор. Маневровые светофоры с бесстрелочных путевых участков, расположенных между входными светофорами и первой стрелкой, и позволяющих осуществлять маневровые передвижения без выезда на перегон, проектируют карликовыми.

Со всех других путей и тупиков устанавливают маневровые светофоры. При этом с путей грузовых дворов, весовых и так далее, имеющих два входа в зону централизации, проектируют по два маневровых светофора. Такие светофоры могут быть как мачтовыми, так и карликовыми. Выбор определяется условиями видимости сигнальных показаний. Для улучшения видимости в качестве запрещающего показания на светофоре может проектироваться красный огонь вместо синего.

Кроме указанных выше светофоров устанавливают маневровые светофоры в горловинах станции. Их необходимость определяется стремлением сокращения перепробегов при угловых заездах, а также делением сложных маневровых маршрутов на элементарные. Последнее позволяет увеличивать число одновременных передвижений на станции. Однако частая установка таких светофоров затрудняет работу машинистов маневровых локомотивов и увеличивает стоимость ЭЦ. Таким образом, места установки светофоров этой группы выбирают на основе детального анализа работы станции.

Релейные шкафы и батарейные колодцы в ЭЦ с центральным питанием располагают, как правило, у входных светофоров и переездов, оборудованных устройствами автоматики и телемеханики. В них размещают необходимую аппаратуру и источники питания.

При проектировании ЭЦ на станции устраивают рельсовые цепи. На однониточном плане границы рельсовых цепей обозначают изолирующими стыками. Рекомендуется выполнять этот этап проектирования следующим образом. Устанавливаются изолирующие стыки, отделяющие станцию от перегона, зону централизации от грузовых дворов, весовых, тупиков и так далее. Обычно они совмещаются по ординате установки светофоров. Затем показы-вают изолирующие стыки, выделяющие приемо-отправочные пути, тоже, как правило, на ординате светофоров. Устанавливают изолирующие стыки, де-лящие стрелочные съезды пополам, для обеспечения параллельных передви-жений при плюсовом положении стрелок. Также для возможности организа-ции параллельных передвижений в горловинах станции при условии соблю-дения габарита устанавливают и другие изолирующие стыки, например, раз-деляющие две стрелки, обращенные крестовинами друг к другу и ведущие в разные стороны. Далее показывают изолирующие стыки в створе с маневро-выми сигналами в горловине станции. На подходах к зоне централизации перед светофорами, ограждающими въезд в зону, устраивают рельсовые цепи длиной не менее 25 м для информации о наличии подвижного состава.

Промежуточная станция оборудована системой ЭЦ-9 и имеет 6 приемо-отправочных путей.

На станции имеются входные (Н, Ч) и выходные (Ч4, ЧII, Ч5, Ч7, НI, Н3, Н5, Н7) светофоры (из них все кроме НI и ЧII карликовые; совмещённые с маневровыми).

На станции имеется 28 маневровый светофор. Из них 12 (М2, М4, М6, М8, М10, М12, М14, М16, М18, М20, М22) находятся в чётной и 15 (М1, М3, М5, М7, М9, М11, М13, М15, М17, М19, М21, М23, М25, М27, М29, М31, М33) в нечетной горловине соответственно.

Станция оборудована 34 стрелками. Из них 16 стрелок (1-3, 5-7, 9-11, 13-15, 17-19, 21-23, 29-31 - спаренные и 33, 35 - одиночные) находятся в нечетной горловине станции и 18 стрелок (2-4, 6-8, 12-14, 16-18, 22-24 - спаренные и 10, 20, 26- одиночные) в чётной горловине.

Однониточный план промежуточной станции представлен в приложении А.

3. СТРУКТУРНАЯ СХЕМА АППАРАТУРЫ ЦП ДЦ «НЕМАН»

Центральный пост ДЦ «Неман» представляет собой разветвленную структуру, состоящую из нескольких автоматизированных рабочих мест: поездного диспетчера, энергодиспетчера, локомотивного диспетчера, дежурного инженера поста ДЦ, дежурного инженера дистанции сигнализации и связи. Каждое рабочее место оборудуется ПЭВМ, содержащей дисплей, клавиатуру и «мышь». АРМ ДНЦ должно оборудоваться широкоэкранным жидкокристаллическим дисплеем с целью передачи наиболее полной информации о контролируемом перегоне, а также с целью понижения излучения, получаемого диспетчером во время работы. Каждая ЭВМ включена в локальную сеть, и прием-передача информации осуществляется при помощи серверов (основного и резервного).

Рабочее место поездного диспетчера включает в себя АРМ ДНЦ - это специализированная программа, отображающая круг управления, состояния устройств СЦБ, положение поездных единиц на участках. При поступлении информации телесигнализации происходит перерисовка графически объектов в соответствии с поступившей информацией и диспетчер воспринимает положения контролируемых объектов. При передаче сигналов ТУ диспетчер при помощи клавиш на клавиатуре или с помощью «мыши» задает команду управления и в соответствии с таблицей ТУ, создается дискретная посылка, которая через основной сервер подается на модем связи участка, где преобразовывается для передачи в линию связи.

При выходе из строя модема связи данные ТУ, ТС передаются и принимаются из резервного комплекта. Переключение на резервный комплект осуществляются или вручную, или с помощью реле НМШ, которое нормально находится под током, а при выходе из строя основного комплекта замыкает тыловые контакты и тем самым включает дополнительный комплект.

В дополнительный комплект аппаратуры входит модем связи, который полностью дублирует основной и резервный сервер. Также переключается и подача питания от ИБП.

В дополнительный комплект аппаратуры входит модем связи, который полностью дублирует основной и резервный сервер. Также переключается и подача питания от ИБП.

Одним из основных достоинств центрального поста ДЦ «Неман» является возможность полного контроля механиком ДЦ всей информации участка. Рабочее место механика ДЦ ничем не отличается от рабочего места диспетчера, но послать команду ТУ он не может. Кроме анализа информации, поступающей с промежуточных станций, механик может просмотреть структуру таблицы ТУ, что может быть полезно при наладке оборудования и поиске неисправностей. В помещении связевой находится аппаратура уплотнения и измерительные гнезда для проверки линии связи.

Таким образом, можно выделить следующие основные преимущества центрального поста ДЦ «Неман» по сравнению с релейными системами ДЦ:

- малые габариты оборудования и простота его обслуживания;

- повышение культуры труда диспетчеров;

- небольшая стоимость оборудования помещений ЦП;

- быстрый поиск неполадок и контроль за электроснабжением поста;

- повышение производительности труда.

4. СТРУКТУРНАЯ СХЕМА АППАРАТУРЫ ЛК ДЦ «НЕМАН»

Комплект линейной аппаратуры устанавливается на линейных пунктах на посту ЭЦ и предназначен для сбора, обработки и передачи информации о состоянии устройств СЦБ, связи, энергоснабжения и т.п. на ЦП, а также для передачи управляющих команд, поступающих с ЦП на объекты управления.

Комплект линейный реализует следующие функции:

- передача данных о состоянии контролируемых объектов;

- управление заданными объектами;

- ведение логической обработки математической модели станции в реальном масштабе времени, обеспечивая тем самым разгрузку каналов связи;

- ведение протокола записи требуемых данных по станции и выдача их по запросам определенным пользователям;

- любой линейный комплект может выступать как центральный модуль и управлять соседними станциями в том случае, если в конфигурации системы такие функции возложены на данный пост.

В состав ЛК входит:

- ЭВМ в промышленном исполнении;

- устройство сопряжения Ц-32;

- блоки ТУ-16;

- блоки ТС-32;

- модем;

- сетевой концентратор;

- кабель соединительный;

- колодка переходная КТП;

- блок бесперебойного питания.

Логически линейный комплект можно рассматривать как узел коммутации сообщений (маршрутизатор) и приложение ТУ-ТС.

Рисунок 3 Структурная схема аппаратуры ЛК ДЦ “Неман”

Назначение узла коммутации сообщений состоит в том, чтобы транслировать потоки данных между направлениями в соответствии с объявленной таблицей маршрутизации. Минимальный вариант ЛК - это одна ЭВМ с интегрированным сетевым адаптером и установленным в нее устройством Ц-32 плюс необходимое количество блоков ТУ-16 и ТС-32. На каждое устройство Ц-32 может быть суммарно заведено до 32 блоков ТУ-16 и ТС-32 в произвольном соотношении.

Коммутация ЭВМ с блоками ТУ-16 и ТС-32 осуществляется кабелем соединительным через КТП. Блоки ТУ-16 и ТС-32 соединяются с КТП по матричной структуре.

Функции, выполняемые составными элементами линейного комплекта:

- ЭВМ осуществляет трансляцию данных между используемыми устройствами ввода-вывода в соответствии с проектом для данной станции;

- Ц-32 обеспечивает физическую организацию канала ввода-вывода с блоками ТУ-16 и ТС-32;

- блок ТУ-16 осуществляет непосредственное управление исполнительными устройствами;

- блок ТС-32 по запросу передает информацию о состоянии контролируемых объектов;

- модем предназначен для передачи цифровой информации по физическим линиям связи или каналам тональной частоты;

- кабель соединительный предназначен для электрического соединения платы Ц-32 с переходной колодкой КТП;

- КТП имеет монтажные клеммы для подключения кабеля, идущего от блоков ТУ-16 и ТС-32;

- сетевой концентратор может использоваться, если в состав ЛК входит более трех одновременно работающих ПЭВМ и предназначен для физической организации локальной сети между этими ПЭВМ.

5. ТАБЛИЦЫ ТЕЛЕУПРАВЛЕНИЯ И ТЕЛЕСИГНАЛИЗАЦИИ ДЛЯ ЗАДАННОЙ СТАНЦИИ ДИСПЕТЧЕРСКОГО УЧАСТКА

Название импульсов ТУ и ТС должны быть идентичны в таблицах импульсов всех станций данного диспетчерского участка. В ДЦ «Неман» группировка импульсов ТУ и ТС составляется только по станциям без распределения по каналам и группам.

В таблице ТС импульсы должны располагаться в следующем порядке:

1) контроль стрелок;

2) занятие путей, участков пути, стрелочных секций;

3) замыкание путей, участков пути, стрелочных секций;

4) открытие входных светофоров и их пригласительных сигналов, открытие выходных светофоров и их пригласительных сигналов, открытие маневровых, поездных сигналов;

5) информация о перегоне;

6) информация о переездах;

7) разъединители: включение, выключение, аварийное состояние;

8) дополнительная информация: режим «день-ночь», ДСН, макет, СУ, КСУ и т.д.

9) информация по питанию: контроль наличия фидеров, контроль пропадания фидеров, контроль перегорания предохранителей, срабатывания сигнализатора заземления и т.д.

10) Неисправности: светофора, контроль автовозврата стрелок, взрез, сброс стрелок.

Каждая из десяти позиций должна начинаться с новой строки. Принятый порядок расположения импульсов в таблице необходим для удобства пользования при наладке и эксплуатации. Каждый импульс записывается в клетку в виде дроби. В верхней половине клетки заносится название импульса ТС, а в нижней - контактный адрес точки съема информации с колодки КТП.

6. СХЕМА ПОДКЛЮЧЕНИЯ БЛОКОВ ТУ И ТС К КОЛОДКЕ КТП

Каждый блок Ц-32 позволяет подключить до 32 блоков ТУ/ТС. Подключение блоков выполняется в виде матрицы 4х8. Если количество подключаемых блоков меньше 32, их равномерно распределяют по линиям связи. Схема подключения блоков ТУ/ТС приведена на рисунке 5.

Рисунок 4 Схема подключения блоков ТУ/ТС к колодке КТП

Колодка переходная КТП предназначена для перехода от кабеля, идущего с релейных стативов на специализированный кабель с 25-контактным разъемом к блоку Ц-32.

Сначала необходимо определить количество блоков ТУ и ТС, которые будут использованы для данной станции. При неполном использовании емкости поля подключения блоков ТУ и ТС, для повышения надежности, желательно равномерно нагружать шины X и Y.

Количество блоков ТУ и ТС определяется из таблиц ТУ и ТС соответственно. В данной курсовой работе необходимо 9 блоков ТУ и 8 блоков ТС.

7. ПЕРЕДАЧА СТАНЦИИ С АВТОНОМНОГО УПРАВЛЕНИЯ НА ДИСПЕТЧЕРСКОЕ

Управление станцией осуществляется посредством воздействия на кнопки, коммутатор, ключи и т. Д. В ДЦ «Неман» все элементы управления с помощью реле переключаются на нормально разомкнутые электронные ключи.

Для исключения воздействия на схемы ЭЦ в случае короткого замыкания ключей применяется схема переключающих реле Р, которая обеспечивает однополюсное отключение электронных ключей от схем ЭЦ. Через фронтовые контакты реле Р образуется питание, которое действует только в режиме автономного управления станцией. В этом случае к названию питания добавляется буква Р. Через тыловые контакты реле образуется питание, которое действует только в режиме диспетчерского управления.

Рисунок 5 Схема передачи станции на диспетчерское управление

Для передачи станции на диспетчерское управление (рисунок 6) дежурный по станции нажимает кнопку «Отмена сезонного управления» - ОСУ. Реле восприятия сезонного управления (ВСУ) отпускает свой якорь.

С проверкой наличия ключей-жезлов (притянут якорь реле КЖ), отсутствия искусственного замыкания стрелок (контакт реле РЗ), отсутствия закрытых кнопкой станционных переездов (контакт реле ЗП), отсутствия искусственной разделки (контакт реле ГРИ), отсутствия включения макета стрелок (контакт реле КМ) переключающие реле Р отпустят свой якорь.

В результате во всех схемах произойдет отключение органов управления станцией с пульта ДСП и подключение электронных ключей ДЦ «Неман».

Реле контроля включения резервного управления КВРУ обеспечивает горение на станции белой лампочки сезонного управления в случае невыполнения условий передачи станции на диспетчерское управление. Это же реле выключает лампочку при повороте ключа РУЗ при переходе станции на резервное управление.

Переход станции на резервное управление осуществляется при повреждении линии связи или при отказе устройств ДЦ. Контакты ключа РУЗ обеспечивают цепь возбуждения реле Р. В результате станция переходит на автономное управление с пульта ДСП. При необходимости станция может передаваться на сезонное управление с пульта ДСП. Для этого диспетчер посылает команду разрешения сезонного управления. Реле СУ на станции притягивает свой якорь. На пульте ДСП мигающим светом загорается лампочка сезонного управления СУ. Нажимается кнопка восприятия сезонного управления, в результате чего притягивает свой якорь и встает на самоблокировку реле ВСУ. Лампочка СУ загорается ровным светом. Контакт реле ВСУ в цепи питания реле КВРУ исключает горение лампочки СУ через контакт КВРУ.

8. СХЕМЫ УВЯЗКИ ПО КОНТРОЛЮ УСТРОЙСТВ ЛК ДЦ «НЕМАН» С АППАРАТУРОЙ ЭЦ НА СТАНЦИИ

Увязка по контролю устройств ЛК ДЦ «Неман» с аппаратурой ЭЦ осуществляется с помощью блоков ТС-32 и блоков Ц-32. Блоки ТС-32 снимают информацию с устройств ЭЦ и передают ее в блок Ц-32. Блок Ц-32 предназначен для сопряжения ПЭВМ с блоками ТУ и ТС комплекта линейной аппаратуры. В таблице 4 приведен пример сбора информации блоками ТС-32 о состоянии секций в маршруте отправления с пути 9П по светофору Ч9.

Таблица 4

Импульсы ТС при контроле маршрута отправления с пути 3П по светофору Н3

Секция	Импульс ТС	Блок/Вывод
3П	3П	31/15
24/26СП	24/26СП	12/27
22СП	22СП	12/25
14-16СП	14-16СП	12/17
4-6СП	4-6СП	12/7
ЧДП	ЧДП	12/3
26ПК	26ПК	43/17
22-24МК	22-24МК	43/16
16-18ПК	16-18ПК	43/7
12-14ПК	12-14ПК	43/5
6-8ПК	6-8ПК	43/3
2-4ПК	2-4ПК	43/1
Н3	Н3МС	24/5

Основные данные блока Ц-32:

1) устройство сопряжения обеспечивает возможность коммутации до 32 блоков ТУ и ТС;

2) скорость обмена данными - 2000 Бод;

3) ток регистрации логической единицы - не менее 5 мА;

4) ток регистрации логического нуля - не более 0,2 мА;

5) по Y - выходам входящий и выходящий ток при сопротивлении нагрузки 80 Ом составляет не менее 100 мА, по Х - выходам входящий и выходящий ток составляет не менее 10 мА;

6) скорость изменения напряжения на выходах Y и X не должна быть более 1 В/мкс;

7) срок службы - не менее 10 лет.

Устройство Ц-32 функционально состоит из:

1) входного устройства (содержит разъем на 25 контактов, через которые подается напряжение 12 В и 5 В, адрес, информационные и управляющие сигналы, дешифрация адреса);

2) устройства преобразования и усиления сигнала (регистры записи и инверторы);

3) выходного устройства (содержит разъем на 15 контактов, четыре однонаправленных усилительных передающих каскада с возможностью выдачи логического сигнала 0 В и 12 В, восемь двунаправленных приемо-передающих каскадов с возможностью выдачи логического сигнала 0 В и 12 В и возможностью считывания сигнала с внешних устройств);

4) буфера считывания;

Дешифратор адреса состоит из дешифратора DD3, элемента 8И-НЕ и элементов 2ИЛИ-НЕ. Дешифратор адреса в зависимости от выставленного адреса на адресную шину разрешает работу регистрам записи.

Регистры записи (DD5 и DD6) предназначены для управления выходными усилительными каскадами. Инверторы DD7 и DD8 служат для усиления сигнала с выходов DD5 и DD6.

Однонаправленный усилительный выходной каскад состоит из двухтактного транзисторного усилителя. Двунаправленный усилительный приемопередающий каскад предназначен для усиления приема и передачи информации и состоит из двухтактного транзисторного усилителя и оптрона. Оптрон является элементом приема (передачи) данных и служит для согласования схемы с внешней шиной.

Буфер считывания - элемент DD4, принимает данные через оптрон с устройства сбора информации и выставляет их на внутреннюю шину E1-E8.

Блок Ц-32 является цифровым устройством.

Блок ТС-32 предназначен для работы в составе комплекта линейной аппаратуры и служит для съема информации с контролируемых объектов. Он обеспечивает опрос до 32 двухпозиционных объектов, имеет скорость обмена данными не менее 2000 Бод. Напряжение питания через защитный предохранитель от питающей батареи должно быть 20-40 В. Средний ток потребления блока ТС-32 - 15 мА. Напряжение логического нуля на информационных входах должно быть от 0 до 1 В, логической единицы - от 10 до 50 В. Средняя наработка на отказ - 115000 часов; средний срок службы- не менее 10 лет.

Функционально блок ТС-32 состоит из схемы питания, схемы приемопередатчика, процессора, схемы считывания двухпозиционных объектов.

Схема питания предназначена для получения напряжения питания равного 5 В. Она состоит из ограничителя напряжения и стабилизатора напряжения.

Линейный приемопередатчик выполнен на элементе DA1 и предназначен для организации последовательного обмена данными с устройством Ц-32. Считывание и передача данных осуществляется процессором (DD2), а линейный приемопередатчик выполняет функцию интерфейса с устройством Ц-32. Приемник представляет собой элементы: DA1, VD2, VD3, R5, передатчик - DA1, R2, VS3, VD4.

Схема считывания представляет собой 16 двухканальных транзисторных оптронов, входы которых подключены через резисторы резисторной платы к входным сигналам, а выходы организованы в матрице 8х4. Управление вертикалями матрицы осуществляется с выходов процессора (RC0-RC7), а считывание состояния матрицы с выходов RA0-RA3. Считывание происходит через триггеры Шмитта.

Работой блока считывания управляет процессор, который содержит схему сброса, контрольный индикатор и задающий генератор.

Схема сброса (R7, R8, VS5, VT6, R10) предназначена для блокировки работы процессора при переходном процессе, пока напряжение питания не достигло 3 В.

Задающий генератор является источником тактовой частоты для работы процессора. Он выполнен на элементах: кварцевый резонатор на 4МГц, С4, С5 и R13.

Контрольный индикатор (VD5, R8) обеспечивает визуальный контроль работы блока ТС-32.

Вся работа блока ТС-32 осуществляется под управлением программы, которая записана в память процессора.

Временная диаграмма цикла обмена данными блока ТС-32 для второго ключа первой тетрады представлена на рисунке 7.

Рисунок 6 Временная диаграмма цикла обмена данными блока ТС-32

Информация блоком ТС-32 может сниматься как с лампочек табло (рисунок 7,8,9,10), так и с контактов реле.

Рисунок 7 Схема подключения блока ТС-32 №43

Рисунок 8 Схема подключения блока ТС-32 №12

Рисунок 9 Схема подключения блока ТС-32 №31

Рисунок 10 Схема подключения блока ТС-32 №24

Рассмотрим работу блока Ц-32 и блока ТС-32 №43.

Для выбора блока 43 ТС на шине адреса устанавливается адрес 03AF. При этом на выходе «14» дешифратора адреса DD3 устанавливается низкий потенциал, который поступает на вход «1» (ER) второго регистра DD6. На всех остальных выходах дешифратора устанавливается высокий уровень сигнала. Данные со входов D0...D7 регистра DD6 (от шины данных) загружаются в регистр. Низкий потенциал на входе D2 регистра по команде «Запись» появится на выходе Q1 и далее поступает на инвертор DD8.5, инвертируется (появляется высокий потенциал) и, воздействуя на базы транзисторов V5 и VT6, открывает VT5, а VT6 - закрывает. На шине Y4 устанавливается уровень логической «1» по цепи: +12В - к-эVT5 - R15 - Y4.

Далее этот высокий потенциал поступает на первый канал оптрона DA3 блока 43 ТС по цепи: SYN+ - светодиод оптрона DA1.1 - SYN- и открывает его. На шине Х3(SYN-) устанавливается низкий потенциал (т.к. в двунаправленном передающем каскаде транзистор VT11 закрыт а VT12 - открыт; через R28, оптрон DA2 и транзистор VT12 к шине Х3 подключена «земля»).

При этом открывается транзистор оптрона DA1.1 и создается вторая цепь прохождения тока: +5В- R5 - транзистор оптрона DA1.1 - земля. При этом на выводе RВ5 центрального процессора DD2 устанавливается низкий потенциал, который воспринимается процессором как приход синхроимпульса.

Затем происходит переполюсовка. На адресную шину подается адрес 03AE, на вход W - сигнал «Запись», а на шину данных - необходимые данные. В этом случае дешифратор адреса выбирает регистр записи DD5. Этот регистр через инвертор передает данные на X3. Здесь открывается транзистор VT11 и закрывается транзистор VT12. Таким образом, на шине X3 устанавливается 1, а на шине Y4 устанавливается 0.

Так как это блок ТС, то при состоянии Y4 = 0 и X3 = 1 осуществляется считывание информации. На входную адресную шину подается адрес 03AE, на вход R подается сигнал «Чтение». По этим сигналам активизируется буфер считывания DD4. На оптроне DA2 происходит считывание информации с внешней шины, затем через буфер DD4 эта информация подается на шину D1-D8.

В блоке ТС-32 № 43 при положительном потенциале на шине Y открывается DA1.1 линейного приемопередатчика. На вход RB5 процессора блока приходит 0 (пришел синхроимпульс). Далее на входе RB6 выставляется 1, открывается VT5 и образуется цепь между шинами Y и X. Таким образом, далее передающее устройство блока изменяет свое входное сопротивление линейного входа в зависимости от передаваемых данных: низкое входное сопротивление - «1», высокое - «0».

Съем информации происходит следующим образом. Процессор DD2 на входе RC3 устанавливает низкий уровень сигнала, что приводит к опросу элементов первой тетрады. Активный сигнал, поданный на вход блока ТС, вызывает открытие транзистора в оптроне DA2. Это приводит к переключению триггера Шмидта, соответственно на вход порта RA0 процессора поступает информация об активности сигнала. Далее процессор обрабатывает эту информацию и передает в плату Ц-32 через линейный приемопередатчик по описанному выше алгоритму.

Схема увязки блока Ц-32 и блока ТС-32 со станционными устройствами приведена в приложении Б.

9. СХЕМЫ УВЯЗКИ ПО УПРАВЛЕНИЮ УСТРОЙСТВ ЛК ДЦ «НЕМАН» С АППАРАТУРОЙ ЭЦ НА СТАНЦИИ

Увязка по управлению устройств ЛК ДЦ «Неман» с аппаратурой ЭЦ осуществляется с помощью блоков ТУ-16 и блока Ц-32. Блоки ТУ-16 принимают информацию от блока Ц-32 и управляют исполнительными устройствами ЭЦ согласно этой информации. В таблицах 5 и 6 приведен перечень команд на перевод стрелок и открытие выходного сигнала в маршруте отправления с пути 3П по светофору Н3.

Таблица 5

Команды перевода стрелок по маршруту отправления с пути 3П по светофору Н3

Стрелка	Положение стрелки	Импульс ТУ	Блок/Вывод
26	+	26П	22/37
22-24	-	22-24М	22/35
16-18	+	16-18П	22/21
12-14	+	12-14П	22/17
6-8	+	6-8П	22/5
2-4	+	2-4П	22/1

Таблица 6

Команды на открытие сигнала в маршруте отправления с пути 4П по светофору Ч4

Сигнал	Команда	Импульс ТУ	Блок/Вывод
Н3	Открытие	Н3	27/7

Блок ТУ-16 предназначен для работы в составе комплекта линейной аппаратуры и служит для управления исполнительными устройствами.

Основные параметры блока:

1) блок обеспечивает возможность как круглосуточной, так и сменной работы с учетом проведения технического обслуживания;

2) обеспечивает управление 16 исполнительными устройствами, скорость обмена данными до 2000 Бод;

3) напряжение питания блока ТУ осуществляется через замкнутый предохранитель от контрольной батареи 20-40 В. Верхний и нижний пределы не должны выходить за указанные границы. Форма питающего напряжения в данном диапазоне может быть произвольной. Средний ток потребления блока ТУ не более 15+10N (мА), где N - количество открытых в данный момент ключей;

4) рабочий ток в цепях управления объектами блока ТУ не менее 200 мА, при напряжении равном 24 В и сопротивлении равном 100 Ом;

5) Выходное коммутируемое напряжение в цепях управления не более 37 В;

6) средняя наработка на отказ не менее 93000 часов; средний срок службы не менее 10 лет.

Функционально блок состоит из:

1) схемы питания (предназначена для получения напряжения 5 В);

2) линейного приемопередатчика;

3) управляющего процессора со схемой сброса, задающим генератором и контрольным индикатором;

4) схемы управляющих ключей.

Входное напряжение через резисторы R3, R4 резисторной платы поступает на ограничитель напряжения процессорной платы, который выполнен на элементах VS1, R1, VT1. Этот каскад ограничивает напряжение подаваемое на линейный стабилизатор на уровне 40 В. Линейный стабилизатор выполнен на элементах R4, VS3, VT5. Конденсаторы С1, С2 и С3 выполняют функции фильтрации.

Линейный приемопередатчик выполнен на элементах DA1, DA2, VD3, VD2, VD4, VS2, VT4, R5, R6, R7. Он предназначен для организации последовательного обмена с устройством Ц-32. Считывание и передача данных осуществляется процессором, а линейный приемопередатчик выполняет функцию согласования интерфейса в линии обмена данных с блоком Ц-32 и физическими уровнями сигналов на процессоре, а также приемопередатчик является гальваническим изолятором. Первый канал оптрона DA1 выполняет функцию приема синхронизирующих тактов, а второй - приема данных. Первый канал оптрона DA2 включает или выключает шлейф обмена данными.

Схема управляющих ключей представляет собой 16 одинаковых ключей с гальванической изоляцией. Транзисторы VT2, VT3, VT10, VT11, VT13, VT14, VT17, VT18, VT21, VT22, VT23, VT24, VT31, VT32, VT33, VT34 выполняют функцию токовых усилителей между процессором и излучателем оптрона. Транзисторы VT6, VT7, VT15, VT16, VT25, VT26, VT19, VT20, VT27, VT28, VT29, VT30, VT35, VT36, VT37, VT38 являются повторителями выходных транзисторов оптронов и подключены непосредственно к нагрузке. Эти транзисторы имеют встроенный защитный диод (защита от обратного напряжения), подключенный между коллектором и эмиттером. Стабилизаторы VS4, VS5, VS8 - VS21 ограничивают напряжение на нагрузке на уровне 40 В в момент выключения ключа, если нагрузка имеет индуктивный характер.

Схема сброса (элементы R15, R16, R17, VS7 и VT12) предназначена для блокировки работы процессора при переходном процессе в момент включения питания, пока напряжение питания не достигнет 3 В. Задающий генератор (элементы G1, C4, C5, R23) является источником тактовой частоты на 4 МГц для работы процессора.

Контрольный индикатор (VD5, R15) предназначен для визуального контроля работы блока ТУ.

Работа блока Ц-32 была рассмотрена выше.

Рассмотрим работу блока ТУ-16 при передаче первого стартового импульса сигнала ТУ.

Для выбора блока 16 ТУ на шине адреса устанавливается адрес 03AF. При этом на выходе «14» (D1) дешифратора адреса DD3 устанавливается низкий потенциал, который поступает на вход ЕR регистра DD6. На шину данных выставляются данные, обеспечивающие выбор нужной шины Y (в данном случае Y1). С шины данных по низкому потенциалу на входе «14» данные загружаются в регистр DD6. При подаче команды «Запись» от шины управления данные из регистра DD6 появляются на его выходе. На выходе Q4 устанавливается низкий потенциал, а на всех остальных - высокий. С выхода Q4 низкий потенциал поступает на инвертор DD8.6. С выхода инвертора высокий потенциал поступает на однонаправленный передающий усилительный каскад, воздействуя на базы транзисторов VT3 и VT4. При этом транзистор VT3 открывается, а транзистор VT4 закрывается. На шине Y1 устанавливается высокий потенциал по цепи: +12В - к-эVT3 - R14 - Y1.

С выхода Q1 регистра DD5 на инвертор DD7.5 поступает высокий потенциал. Инвертируясь, он поступает на двунаправленный приемопередающий усилительный каскад, открывает в нем транзистор VT14 и закрывает VT13. Образуется первая цепь прохождения электрического тока в приемо-передатчике блока ТУ16: +12 В - к.э. VT3 - R14 - VD2 - светодиод оптрона DA1.1 - R30- светодиод оптрона DA3.1 - э.к. VT14 - 0 В. При этом открывается транзистор оптрона DA1.1 и создается вторая цепь прохождения тока.

Вторая цепь прохождения электрического тока: +5В - R5 - транзистор оптрона DA1.1 и на электрическую землю. При этом на выводе RA1 центрального процессора концентрируется низкий потенциал, который воспринимается процессором как приход синхроимпульса.

По приходу синхроимпульса процессор выставляет на выход RA2 высокий потенциал.

Третья цепь прохождения электрического тока: высокий потенциал с выхода RA2 поступает на базу транзистора VT4 и открывает его.

Четвертая цепь прохождения электрического тока: +5В - к.э.VT4, светодиод оптрона DA2.2 - R7 и на электрическую землю. При этом открывается транзистор оптрона DA2.2.

Далее на шине адреса устанавливается адрес 03AЕ. При этом на выходе «15» (D0) дешифратора адреса DD3 устанавливается низкий потенциал, который поступает на вход ЕR регистра DD5. На шину данных выставляются данные, обеспечивающие выбор нужной шины Х (в данном случае Х6). С шины данных по низкому потенциалу на входе «15» данные загружаются в регистр DD5. При подаче команды «Запись» от шины управления данные из регистра DD5 появляются на его выходе. На выходе Q1 устанавливается низкий потенциал, а на всех остальных - высокий. С выхода Q1 низкий потенциал поступает на инвертор DD7.5. С выхода инвертора высокий потенциал поступает на двунаправленный приемопередающий усилительный каскад, открывает в нем транзистор VT13 и закрывает VT14.

С выхода Q4 регистра DD6 на инвертор DD8.6 поступает высокий потенциал. Инвертируясь, он поступает на однонаправленный передающий усилительный каскад, открывает в нем транзистор VT4 и закрывает VT3. Таким образом происходит переполюсовка.

Образуется пятая цепь прохождения электрического тока: +12 В - к.э. VT13 - светодиод оптрона DA3.2 - R30 - VD3 - светодиод оптрона DA1.2 - транзистор оптрона DA2.2 - R14 - к.э. VT4 - 0 В. Открывается транзистор оптрона DA1.2 и образуется цепь: +5В - R6 - транзистор оптрона DA1.2 и на электрическую землю. На выходе процессора RA0 концентрируется низкий потенциал.

При подаче сигнала на вход порта процессора RA0, информация передается в программу для обработки, после чего формируется выходное воздействие и на выходе RC2 появляется активный импульс. Образуется цепь прохождения электрического тока: активный импульс выставляется на выходе RC2 - база VT14. Транзистор VT14 открывается создавая тем самым вторую цепь прохождения тока: +24 В - светодиод оптрона DA5.2, транзистор VT14, резистор R22 и на электрическую землю. При этом открывается транзистор оптрона DA5.2, тем самым замыкая ключ. Замыкаясь, ключ обеспечивает питание схемы перевода стрелки 2/4 в плюсовое положение.

Если стрелку не нужно переводить, то во время переполюсовки на шину данных выставляются данные, которые обеспечивают на шине Х низкий потенциал, т.е. на выходе Q1 регистра DD5 остается высокий потенциал. VT13 остается закрытым, а VT14 - открытым. На шинах X и Y преобладает низкий потенциал и не появляется цепи прохождения тока через светодиод оптрона DA1.2. Транзистор оптрона DA1.2 остается закрытым и на выходе процессора RA0 остается высокий потенциал.

В зависимости от потенциала на входе процессора RA0 программа будет замыкать ключ платы ТУ или нет. Таким образом и осуществляется управление объектами.

Временная диаграмма цикла обмена данными блока ТУ-16 для второго ключа второй тетрады приведена на рисунке 12.

Рисунок 11 Временная диаграмма цикла обмена данными блока ТУ-16

Блочно-функциональная схема управления светофорами и стрелками в маршруте отправления с пути 3П по светофору Н3 представлена на рисунке 13.

Рисунок 12 Схема управления светофором в маршруте отправления с пути 3П по светофору Н3

Рисунок 13 Схема управления стрелками в маршруте приёма на пути 3П по сфетофору Н3

Схема увязки блока Ц-32 и блока ТУ-16 со станционными устройствами приведена в приложении В.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В данной курсовой работе были выполнены следующие пункты индивидуального задания: составлена схема связи заданного ДУ, схема разрабатываемой станции, приведена схема аппаратуры центрального поста, приведена схема аппаратуры линейного комплекта ДЦ «Неман», разработана схема подключения блоков ТУ и ТС к колодке КТП, составлены таблицы телеуправления и телесигнализации для разрабатываемой станции, приведена схема перехода с автономного управления станцией на диспетчерское, разработаны схемы увязки по контролю и управлению устройств линейного комплекта ДЦ «Неман» с аппаратурой ЭЦ на станции в соответствии с заданием.

После выполнения данной курсовой работы можно сделать вывод, что система ДЦ «Неман» обладает рядом преимуществ по сравнению со старыми релейными системами (ДЦ «Нева», ДЦ «Минск» и т. д.). Это даёт основания полагать, что будущее развитие систем диспетчерской централизации и железнодорожной автоматики и телемеханики в целом стоит за микропроцессорными системами.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Системы диспетчерской централизации: Учебник для вузов ж.д. трансп./ под общей ред. проф. Вл. Сапожникова. М.: Издательство «Маршрут». 2002. 407 с.

2. Переборов А.С. и др. Диспетчерская централизация: Учебник для вузов ж.д. трансп. М.: Транспорт, 1989. 303 с.

3. Диспетчерская централизация на базе комплекса технических средств «Неман» ТО. Мн.: КТБ Бел. ж.д. 1998.

5. Комплект линейный «Техническое описание и инструкция по эксплуатации. ТО РБ БЧ 6102.808.01-98. Мн.: КТБ Бел. ж.д., 1998.

6. ОСТ32.112-98 «Системы железнодорожной автоматики и телемеханики. Эксплуатационно-технические требования к системам ДЦ».

7. Технические решения по увязке диспетчерской централизации «Неман» с устройствами ЭЦ. Увязка с типовыми решениями альбомов ЭЦ-9, ЭЦ-12. ЭЦ-К. МРЦ-13, ЭЦИ, БМРЦ. Мн.:КТБ. Бел. ж.д. 1999.

8. Ф.Е. Сатырев, В.К. Голик, А.В. Авдонин. Диспетчерская централизация «Неман»: учеб.-метод. пособие по курсовому и дипломному проектированию. БелГУТ, 2009. 98 с.

Размещено на Allbest.ru