Диспетчерская централизация на базе комплекса технических средств "Неман"

Рассмотрим работу платы ТУ-16 при передаче первого стартового импульса сигнала ТУ. При его передаче плата Ц-32 подает соответственно на SYN+ положительный , а на SYN- - отрицательный потенциал. В результате ток от SYN+ протекает через VD2, диод оптрона DA1 на SYN-.

Открывается транзистор оптрона DA1 и на выводе RA1 процессора через вывод 07 общей шины появляется уровень логического нуля. По этому значению процессор определяет, что пришел синхроимпульс через вывод RA2 и вывод 08 общей шины подает положительный потенциал на базу транзистора VT4. Сигнал с транзистора VT4 проходит через диод оптрона DA2, резистор R7 на землю. Этим обеспечивается включение шлейфа обмена данными. Передается информационный бит, после чего плата Ц-32 меняет потенциал: на SYN+ подается отрицательный, а на SYN - положительный потенциал. Положительный потенциал проходит через диод VD3, диод оптрона DA1, транзистор оптрона DA2 на землю и при этом убирается запирающий потенциал с вывода процессора (общая шина). Таким образом процессор считывает с вывода RA0 значение логического нуля, то есть стартовый бит всегда передается значением ноль. Таким же образом передаются остальные импульсы, отличие будет только при передаче информационных битов.

Для того, чтобы процессор с вывода RA0 определил значение логической единицы нужно после синхроимпульса подать на SYN+ - положительный, а на SYN- - отрицательный потенциалы. Для передачи логического нуля нужно на SYN+ - отрицательный, а на SYN- положительный потенциалы. Когда передача будет завершена, процессор платы последовательно заменяет потенциалы на соответствующих 16 выводах: RB0 - RB7, RC0 - RC7.

Назначение выводов процессора PIC16C57 представлено в таблице 4.

Таблица 4

Назначение выводов процессора PIC16C57

8.2 Блок ТС-32

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 1В, логической единицы - от 10 до 50В. 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 5В. Она состоит из ограничителя напряжения и стабилизатора напряжения. Напряжение питания 24В поступает через резисторы резисторной платы на ограничитель напряжения процессорной платы, состоящей из VS1, VD1, R1 и VT1. Этот каскад ограничивает подаваемое напряжение на уровне 40В. Линейный стабилизатор на элементах VS2, R3, VT2 обеспечивает получение стабилизированного напряжения 5В.

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 Шмидта (DD1).

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 3В.

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.

Работа блока ТС-32 при передаче первого стартового импульса происходит следующим образом: для приема данных от ТС-32 плата Ц-32 подает на SIN+ положительный, а на SIN- - отрицательные потенциалы. Ток протекает от SIN+, через диод VD2, диод оптрона DA1 и на выводе RB5 (7) появляется уровень логического нуля. По этому значению процессор определяет что пришел синхроимпульс и плата ТС-32 начинает передавать данные, а плата Ц-32 меняет потенциалы на SIN+ - на отрицательный, SIN- - на положительный.

Для передачи информационного бита процессор платы ТС-32 выставляет на RB6 уровень логического нуля. При этом транзистор VT5 закрыт и, соответственно, диод оптрона DA1 также закрыт. Ток не протекает по цепи: SIN-, транзистор оптрона DA1, VD4, SIN+. Плата Ц-32 принимает значения логического нуля, что соответствует стартовым импульсам.

Для передачи логической единицы процессор платы ТС-32 выставляет на выходе RB6 значение логической единицы. Тогда открывается VT5, ток протекает через диод DA1, R2 и на 0V, открывается DA1 и ток протекает от SIN+ к SIN-.

8.3 Плата Ц-32

Плата Ц-32 предназначена для сопряжения ПЭВМ с блоками ТУ и ТС комплекта линейной аппаратуры.

Основные данные платы Ц-32:

1) устройство сопряжения обеспечивает возможность коммутации да 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) входное устройство (содержит разъем на 25 контактов, через которые подается напряжение 12 В и 5 В, адрес, информационные и управляющие сигналы, дешифрация адреса);

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

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

4) буфер считывания;

5) средства диагностики.

Дешифратор адреса состоит из дешифратора DD3, восьми элементов И-НЕ и двух элементов ИЛИ-НЕ. Дешифратор адреса в зависимости от выставленного адреса на адресную шину разрешает работу регистрам записи и регистру считывания. Регистры записи (DD5 и DD6) предназначены для усиления управляющего сигнала и выборки выходных конденсаторов. Если по шине данных передается управляющий сигнал, то в зависимости от адреса, выставленного на адресную шину управляющий сигнал передается на регистр DD5 и далее на двунаправленные приемо-передающие усилительные каскады - для шин Х1-Х8, или на регистр DD6 и далее на однонаправленные усилительные каскады - для Y1-Y4.

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.

Двухтактный транзисторный усилитель состоит из двух биполярных транзисторов различной полярности, диода, конденсатора и двух резисторов. При подаче на вход каскада логического нуля открывается транзистор VT10, закрывается VT9. На выходе каскада устанавливается уровень нуля. При подаче на вход каскада уровня логической единицы закрывается VT10, открывается VT9 и на выходе каскада устанавливается уровень единицы (12 В).

Конденсатор С12 служит для сглаживания фронтов импульсов с целью уменьшения создаваемых радиопомех.

Оптрон DA1 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.

Средства диагностики включают в себя два светодиода VD1 и VD2, которые выполняют диагностические функции при работающем устройстве Ц-32. Данная плата является цифровым устройством.

Все блоки ТУ и ТС располагаются на плате в виде матрицы 4х8. Доступ возможен одновременно к восьми блокам. Они составляют строку. Чтобы выбрать необходимую строку необходимо падать на один из четырех однонаправленных усилительных каскадов синхропакет. Этот синхропакет состоит из десяти импульсов, работа происходит на синхронизирующей частоте. Синхропакет состоит из последовательности импульсов на выходе Y. Формирование импульсов происходит подачей логической единицы на Y, логического нуля на Х. Затем происходит переполюсовка и в это время происходит считывание состояния блока ТС. Если необходимо передать информацию, то в момент, когда на Y подается 0,на Х подается 0 ил 1 в зависимости от того, что необходимо передать на какой блок.

9. Схема увязки по контролю устройств линейного пункта ДЦ «Неман» с аппаратурой электрической централизации на станции

Информация для блока ТС может сниматься как с лампочек табло (рисунок 5), так и с контактов реле (рисунки 6 и 7).

10. Схема увязки по управлению устройств линейного пункта ДЦ «Неман» с аппаратурой электрической централизации на станции

Схема увязки по управлению устройств линейного пункта ДЦ «Неман» с аппаратурой электрической централизации на станции для заданного сигнала (Н3) приведена в приложении В.

К кнопочным реле станций управляющие ключи подключаются через переключающее реле Р с двухполюсным отключением кнопок и ключей в режимах диспетчерского или автономного управления соответственно.

Время замкнутого положения ключа ограничено для станций без маршрутного набора получением ТС открытия сигнала, для станций МРЦ - срабатывание кнопочного реле и в любом случае программно не превышает 1,6 сек.

Как уже отмечалось ранее для того, чтобы процессор с вывода RS1 определил значение логической единицы нужно после синхроимпульса подать на SYN+ - положительный, а на SYN- - отрицательный потенциалы. Для передачи логического нуля нужно на SYN+ - отрицательный, а на SYN- положительный потенциалы. Когда передача будет завершена, процессор платы последовательно заменяет потенциалы на соответствующих 16 выводах: RB0 - RB7, RC0 - RC7.

Повысился потенциал RS1 (вывод общей шины 13) - открывается VT21, положительный потенциал с вывода 05 через диод оптрона DA7 транзистора VT21 и R30 подается на землю. Открывается диод оптрона и вывод 58 коммутируется на вывод 38.

Заключение

В данной курсовой работе были выполнены следующие пункты индивидуального задания: составлена схема заданного диспетчерского участка, схема связи заданного ДУ, схема разрабатываемой станции, приведена схема аппаратуры центрального поста, приведена схема аппаратуры ЛК ДЦ “Неман”, разработана схема ТУ и ТС к колодке КТП, составлены таблицы телеуправления и телесигнализации для разрабатываемой станции, разработана схема увязки по контролю устройств линейного пункта ДЦ «Неман» с аппаратурой ЭЦ на станции в соответствии с заданием

После выполнения данной курсовой работы по изучению ДЦ “Неман” и основываясь на знаниях о уже изученных системах ДЦ “Нева” и “Минск”, можно сделать вывод о том, что новая система обладает рядом преимуществ. Это даёт основания полагать, что будущее развитие систем железнодорожной автоматики и телемеханики (не только ДЦ) стоит за микропроцессорными системами.

Список использованных источников

1. Системы диспетчерской централизации: Учебник для вузов ж.д. трансп. Под общей ред. Проф. Вл. Сапожникова. - М.:Издательство «Маршрут». 2002.

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

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. Максименюк А.А., Мирошниченко ТВ., Сатырев Ф.Е. Проектирование устройств диспетчерской централизации системы «Нева» на участке железной дороги: (Методические указания к курсовому проектированию). - Гомель БелИИЖТ. 1990. -32 с.

9. Конспект лекций.

Размещено на Allbest.ru