ДонГТУ Лабораторная работа № 3 АКГ — 04
АУТПТЭК Комплекс устройств НЭРПА Командиров А. В.
Цельработы: изучениеназначения, функциональных возможностей и конструкции комплекса устройствНЭРПА.
1 ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
1.1 Общие указания
Комплексустройств НЭРПА предназначен для автоматического считывания информация о номерерудничного электровоза, направлении его движения, а также для выдачи сигналовуправления стрелочными переводами, схемами сигнализации, централизации иблокировки (СЦБ), вентиляционными дверьми и аппаратурой безопасности сдвижущегося электровоза.
Комплексможет применяться как локальная система автоматизации на рельсовом транспорте,так и в автоматизированных системах управления подземным электровознымтранспортом, а также при оперативно-диспетчерском управлении на шахтах угольнойпромышленности.
Считаннаяинформация по телемеханическим каналам поступает на диспетчерский пункт для последующейобработки.
Комплексустройств НЭРПА обеспечивает:
1.Частотноеуправление переводом стрелки с движущегося электровоза (при движенииэлектровоза против направления пера стрелки с помощью бесконтактного датчика,по направлению пера — врезом стрелочного перевода скатами электровоза).
2.Перевод стрелкикнопкой местного управления или с помощью рукоятки вручную.
3.Контрольположения и прижатия остряков стрелки с помощью сигнального указателя.
4.Управлениевентиляционными дверьми с движущегося электровоза.
5.Управлениеаппаратурой безопасности и другими устройствами сигнализации; централизации иблокировок (СЦБ).
6.Прием, обработкуи выдачу информационных кодовых сигналов о номере и направлении движенияэлектровоза по каналам телемеханики на диспетчерский пункт.
7.Определениеместо нахождения электровоза на горизонте (крыле) шахты.
1.2 Состав комплекса устройств НЭРПА
В составкомплекса НЭРПА входят следующие устройства:
1. Передатчик сигналов локомотивный ЛПС- 1.
2. Приемник сигналов информации НПИ — 1.
3. Приемник сигналов управления НПУ
4. Переносной передатчик сигналов ГПЧ — 1.
5. Передающая и приемная антенны.
6. Комплекс НЕРПА-1
Передатчиксигналов локомотивный ЛПС — 1
Передатчиксигналов локомотивный содержит:
1. Генератор сигналов локомотивный ЛГС — 1. 1шт.
2. Антенна А — 1. 1 шт.
3. Генератор частотный переносной ГПЧ — 1 1шт.
4. Кнопочный взрывобезопасный поступравления КУ-92 — РВ 1шт.
Приемниксигналов информации НПИ — 1
Приемниксигналов информации содержит: аппарат приема сигналов информации АПСИ — 1; двеантенны А — 1.
Приемниксигналов управления НПУ
Приемникивыпускаются трех модификаций (НПУ-1, НПУ-2, НПУ- 3) Состоят НПУ из аппаратаприема сигналов управления АПСУ (АПСУ-1 или АПСУ-2, АПСУ-3 в зависимости отмодификации приемника ПТУ-1. НПУ-2, НПУ-3) и антенны А-1.
4.4 КомплексНЭРПА-1
В составкомплекса НЭРПА входит имеющий самостоятельное применение комплекс НЭРПА-1 иприемник сигналов информации НПИ-1.
КомплексНЭРПА-1 состоит из следующих блоков и устройств:
1. Привод моторныйстрелочный ПМС-4
2 Пускательприводов взрывобезопасный ППВ-2
3 Указательсигнальный световой ССУ-2
4 Передатчик сигналов локомотивныйЛПС-1
5 Приемник сигналовуправления НПУ-1
КомплексНЭРПА, основным назначением которого является определение местонахожденияэлектровоза, практически используется в малом объеме и только на шахтах, гдевнедрена или внедряется подсистема АСУТП «Локомотивный транспорт»,однако широкое распространение получил комплекс НЭРПА-1 (составная частькомплекса НЭРПА).
КомплексНЭРПА-1 является базовой и массовой аппаратурой автоматизации систем управлениядвижением электровозного транспорта шахт, ее применение регламентируетсяправилами безопасности, а все составные части выпускаются по самостоятельнымтехническим условиям, так как, в свою очередь, могут входить составными частямив другие типы аппаратур.
1.3 Устройство комплекса НЭРПА-1. Взаимодействие составных частей иработа изделия в целом
КомплексНЭРПА-1 предназначен для управления стрелочным переводам из кабины машинистадвижущегося электровоза на подземном рельсовом транспорте угольных и сланцевыхшахт, опасных по газу метану или угольной пыли.
КомплексНЭРПА-1 обеспечивает:
1. перевод стрелки с движущегосяэлектровоза (при движении электровоза против направления пера стрелки — спомощью бесконтактного датчики, по поправлению пера стрелки — «врезом» стрелочного перевода скатами электровоза);
2. перевод стрелки кнопкой местногоуправления;
3. перевод стрелки с помощью рукояткивручную;
4. контроль положения и прижатияостряков стрелки с помощью сигнального указателя.
Приводмоторный стрелочный ПМС-4
Приводмоторный стрелочный ПМС-4 предназначен для управления стрелочным переводомрельсовых путей, с ходом остряков в пределах 70-110 мм.
Конструкцияпривода обеспечивает:
- постоянноеприжатие остряка стрелочного перевода к рамному рельсу с усилием не менее 50кгс (при отключенном приводе);
- осуществление,«вреза» стрелки с сохранением переведенного скатами подвижногосостава положения и прижатием остряка к рамному рельсу;
- перемещениеостряков стрелки с помощью ручного перевода;
- контрольположения стрелки в зоне, ограниченной расстоянием не более 4 мм от рамногорельса;
- возможностьвозврата стрелки из любого положения в исходное при и попадании постороннегопредмета между остряком и рамным рельсом посредством ручного перевода илиповторным включением;
— защитуэлектродвигателя от перегрузок (разрыв цепи управления при нагрузке на шток,превышающий 140 кгс).
Передатчиксигналов локомотивный ЛПС-1
Передатчиксигналов локомотивный предназначен для формирования и передачиамплнтудно-модулированных сигналов высокой частоты с движущегося локомотива,содержащих код номера локомотива и команды управления для схем автоматикирудничного рельсового транспорта в условиях шахт, опасных по газу или угольнойпыли.
ПередатчикЛПС-1 может применяться для работы совместно с приемниками сигналов управленияНПУ и приемниками сигналов информации НПИ-1.
Устройствопередатчика ЛПС-1, взаимодействие составных частей и работа изделия в цепом
Конструктивногенератор ЛГС 1 представляет собой сварной корпус, закрываемый сварной крышкой.Па нижней стенке корпуса расположены четыре кабельных ввода (иод кабельдиаметром 11-17 мм).
Внутрикорпуса расположены клеммники для подключения внешних, цепей, блок питания ивыемной блок генераторов.
АнтеннаА-1 выполнена из пресс-материала. Витки катушки уложены в паз корпуса антенны,закрыты крышкой к залиты эпоксидным компаундом.
Антенныимеют вводную камеру, внутри которой расположены две клеммы для подсоединениякабеля.
Генераторчастотный переносной ГЧП-1 представляет собой корпус и крышку, выполненные изпресс-материала. Внутри корпуса расположены печатные платы с элементами схемыи аккумулятор.
Накрынке генератора расположены: переключатель частот, кнопка включениягенератора в работу и розетка, закрытая крышкой, для включения в сеть 36 В при,заряде аккумулятора. На боковой стенке крышки имеется розетка (надпись«АНТЕННА») для подключения к генератору антенны А-1.
Схемаэлектрическая структурная передатчика ЛПС-1 приведена на рис. 2, а.
ГенераторЛГС-1, работавший совместно с антенной WA, представляет собой передатчик амплитудно-модулированныхколебаний, включающий в себя генераторный я модуляторный тракты и стабилизированныйисточник питания.
Генераторныйтракт состоит из задающего генератора G, генерирующего колебания с частотой 110 кГц, предоконечного усилителявысокой частоты М, являющегося одновременно и модулируемым каскадом оконечногоусилителя высокой частоты УВЧ, работавшего в режиме усиления модулированныхколебаний.
Модуляторныйтракт сострит из генераторов фиксированных частот GI-GS, сигналыкоторых смешиваются на потенциометрическом смесителе С и поступают на усилительнизкой частоты УНЧ. Усиленный смешанный низкочастотный сигнал поступает намодулируемый каскад М.
Промодулированныйпо амплитуде сигнал радиочастоты усиливается оконечным усилителем УВЧ ипоступает на антенну WA,которая создает направленное поле магнитной индукции.
Подключениемна вход смесителя модулирующих генераторов G1-G5 в комбинацияхнормального двоичного пятиразрядного кода электровозу присваиваетсяопределенный номер.
Дляреализации 25 номеров используются сочетания кодовых генераторов.Высокочастотный сигнал, промоделированный генераторами G6, G7 и G8, предназначается для управлениясхемами СЦБ и аппаратурой безопасности, а Промодулированный генератором G7 -для управления стрелочнымипереводами или вентиляционными дверьми.
Генераторнизкой частоты G6 постоянноподключен на вход смесителя, а генераторы G1 или G8 подключаются машинистом на входсмесителя посредством двухкнопочного поста управления S.
Принейтральном положении кнопочного поста на вход смесителя поступают сигналыкодовых генераторов G1-G5 в комбинациях, указанных в табл. 1,и генератора G6 .
При попеременномподключении на вход смесителя генераторов G7 или G8 взависимости or назначения управляющих сигналов,сигналы генераторов D1-G6 снимаются
Генераторнесущей частоты G представляетсобой индуктивно-емкостный генератор с трансформаторной обратной связью.Частота колебаний задающего генератора определяется параметрами резонансногоконтура и составляет ПО кГц. Связь задающего генератора с предокоyечньм каскадом усиления высокой Мосуществляется обмоткой связи трансформатора через разделительный конденсатор.
Предоконсчныйусилитель высокой частоты (моделирующий каскад) М и оконечный УЗЧ представляютсобой резонансные усилители с трансформаторной межкаскадиой связью. Оба усилителяработает в режиме усиления модулированных колебаний. Нагрузкой оконечного каскадаУВЧ является антенна WA,подключенная через разделочный трансформатор. Цепи антенны искробезопасны.
Модуляцияв передатчике осуществляется в предоконечном каскаде М способом эмиттерноймодуляции смещением. Этим достигается высокая линейность амплитудноймодуляционной характеристики. Сигналы модулирующих генераторов Gl — G8 смешиваются на потенциометрическом смесителе и поступает наусилитель низкой частоты.
Усилительпостроен по схеме с общим эмиттером с RC -связью. Усиленный сигнал с УНЧ поступает на модулируемый каскад.
За счетизменения напряжения смещения входной цепи транзистора модулируемогогармонического сигнала происходит модуляция по амплитуде сигнала несущей,частоты.
Модулирующиегенераторы низкой частоты Gl — G8 представляет собой генераторыфиксированных частот с трансформаторной обратной связью в цепи эмиттера снеполным включением контура в цепь базы.
Связьмежду контуром и нагрузкой индуктивная. Частота настройки генераторовсоставляет 705, 795,900, 1020, 1150, 1300, 1470, 1660 Гц.
ГенераторГЧП-1 состоит из задающего генератора несущей частоты, предоконечного каскадавыходного усилителя с рамочной антенной и модулирующих генераторов низкойчастоты.
Вкачестве перечисленных функциональных узлов использованы узлы аппарата ЛГС-1 снезначительными схемными изменениями в части изменения режимов работы каскадовпередатчика по постоянному току.
Приемникисигналов управления НПУ
Приемникисигналов управления НПУ предназначены для приема амплитудно-модулированныхколебаний высокой частоты, их обработки и выдачи команд управления в схемыавтоматики рудничного рельсового транспорта в условиях шахт, опасных по газуили угольной пыли.
ПриемникиНПУ выпускаются трех типов: НДУ-1, НПУ-2, НПУ-3 и могут быть использованы спередатчиком ЛПС-1 для управления стрелочными переводами из кабины движущегосялокомотива (НПУ-1), а также в системах СЦБ, схемах управления вентиляционнымидверьми и аппаратуры безопасности (НПУ-2, НПУ-3).
Устройствоприемников НПУ, взаимодействие составных частей и работа изделия в целом
ПриемникиНПУ-1, НПУ-2 и НПУ-3 аналогичны по конструкции и отличаются значениямимодулирующих частот в аппаратах приема сигналов управления (АПСУ-1-705 Гц,АПСУ-2-795 Гц, АПСУ-3-1660 Гц).
Конструктивноаппарат АПСУ представляет собой сварной корпус из листовой стали, закрываемыйстальной сварной крышкой. Корпус имеет аппаратную и вводную камеры. Ваппаратной камере размещены блокировочный выключатель и выемная панель сблоками питания, усилителем, выходным каскадом и избирателем частоты.
Схема электрическаяструктурная приемника НПУ приведена на рис. 2,
Приемниксигналов информации НПИ-1
Приемниксигналов информации НПИ-1 состоит из аппарата приема и выдачи кодированныхсигналов информации о номере и направлении движения АНСИ-1 и двух приемных антеннА-1 (WA1, WA2).
Приемниксигналов информации НПИ-1 входит в комплекс аппаратуры НЭРПА.
2 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
Порядоквыполнения работы:
1 Изучитеназначение аппаратуры НЭРПА, ее функциональные, возможности;, состав иконструктивные особенности.
2 Ознакомьтесь скомплексом устройств НЭРПА, расположенным на стенде, измерительными приборами иинструментом.
3 Измерьтесопротивление изоляции токоведущих частей относительно корпуса и данныезащитите в отчет.
4 Проверьтеправильность подключения устройств комплекса НЭРПА в соответствии с рис. I.
5 Подайтенапряжение питания на устройства комплекса НЭРПА
6 Нажмите кнопкупоста управления КУ-92 РВ, переметайте антенну А-1 передатчика ЛПС-1 на разныхрасстояниях от антенны А-1 приенннка БПУ. Зафиксируйте, на. каких расстояниях(по вертикали и горизонтали) между антеннами происходит срабатывание НПУ.
7 Проверьте работуприемника НПИ с помощью генератора. ГЧП-1 в последовательности:
подключитеантенну А-1 к генератору ГЧП с помощью кабеля длиной 1-1,5 м и вилки ипроверьте передатчик ЛПС-1 в такой последовательности:
назажимах блока генераторов в аппарате ЛГС-1 отсоедините перемычки, с помощьюкоторых набирается код номера электровоза; подайте напряжение питания нагенератор ЛГС-1; антенну А-1, подключенную к генератору ЛГС-1, перемешайтепараллельно антеннам приемников НПУ и НПИ-1 на высоте 500 мм; приемник НПУ-3(1660 Гц) при этом должен сработать; при нажатии одной из кнопок поста КУ-92РВдолжен сработать один из приемников — НПУ-1 (705Гц) или НПУ-2(795Гц); с помощьюперемычек в соответствии с таблицей I установите в генераторе ЛГС-1 необходимый номер; перемешайте антеннугенератора ЛГС-1 на расстоянии 500 мм над антеннами приемника НПЙ-1;
проверьтесрабатывание приемника соответственно набранному номеру и направлениюперемещения антенны генератора; проверьте работу аппаратуры при движенииэлектровоза, при прохождении электровоза в зоне связи с антеннами приемник НПИ-I должен выдать кодированный сигнал,соответствующий номеру электровоза и направлению движения.
8 Измерьтенапряжение на выходе генераторов и входе приемников цифровым вольтметром, ачастоту — цифровым частотомером.
Таблица 2.1 – Назначениягенераторов GГенератор Частота, Гц Назначение G1 1470 Двоичный код, обозначающий номер электровоза G2 1300 G3 1150 G4 1020 G5 900 G6 1660 Сигнал неисправности электровоза G7 795 Дистанционный перевод стрелок G8 705
Всесигналы с генераторов G1 – G8 модулируются амплитудно на несущий сигналчастотой 11 кГц.
Выводы:В ходе выполнения лабораторной работы были изучены назначения, функциональневозможности и конструкция комплекса устройств НЭРПА. Так же были выясненыназначения и рабочие частоты формирующих генераторов G1 – G8 (см. таблю 2.1)
/>
/>