Днепропетровскийнациональный университет железнодорожного транспорта им. ак. В.ЛазарянаКафедра АТС
Контрольнаяработа
Подисциплине: «Информационныесистемы и комплексы в системе АТС»
Выполнилстудент гр. 5АТЗ-2
Учебный шифр
Проверилпреподаватель
г.Днепропетровск2007г
Задача 1
Построить временнуюдиаграмму работы аппаратуры ПОНАБ-3
Номер оси с перегретой буксой------- 9Л
Общий принцип работы ПОНАБ-3 заключается ввосприятии чувствительными элементами (приемниками) импульсов инфракраснойэнергии, преобразовании их в электрические сигналы, усилении последних ивыделении по определенным критериям сигналов от перегретых букс, формировании,передаче и регистрации информации о наличии и расположении таких букс в поезде.
Структурное построение аппаратуры (рис. 1). Всостав аппаратуры ПОНАБ-3 входит напольное, постовое и станционноеоборудование.
/>
Рис.1 Структурная схема аппаратуры ПОНАБ-3
Напольное оборудование включает: напольную камерулевую НКЛ и правую НКП, четыре датчика прохода колес Д1—Д4, рельсовую цепьналожения РЦН и две соединительные муфты СМ.
Напольная камера содержит узконаправленнуюоптическую систему, приемник инфракрасного излучения (болометр),предварительный усилитель сигналов, запирающую заслонку и другие элементыконструкции.
Датчики Д1—Д4 вырабатывают электрические сигналыпри проходе колесных пар подвижных единиц в зоне их размещения. Сигналы отдатчиков подаются через соединительные муфты к устройствам постовогооборудования.
Рельсовая цепь наложения предназначается длявыработки команд управления в момент захода и удаления поезда из зоны контроляПОНАБ-3.
Постовое оборудование ПОНАБ-3 включает: блокуправления БУ, два усилителя сигналов У, два устройства логической обработкисигналов УЛОС, два формирователя сигналов ФС1 и ФС2, блок отметчика вагонов БОВ,блок управления передачей БУП, блок запоминающего устройства БЗУ, блок счетавагонов БСВ, электронный передатчик кода ЭПК. и передатчикчастотно-манипулированных сигналов ПЧМС.
Блок БУ вырабатывает сигналы управления работойнапольных камер, блока БУП и других устройств аппаратуры при проходе поезда поучастку контроля и формирует программу сигналов для автоматической проверкиисправности устройств после удаления поезда с участка контроля.
Блоки У усиливают сигналы от букс, поступающие спредварительных усилителей, и передают их на входы (УЛОС), где производится ихлогическая обработка для выделения сигналов от перегретых букс.
Формирователь ФС1 предназначен для выработкистроб-сигнала на время прохода каждой колесной пары между датчиками Д1 и Д2, атакже для формирования сигнала на блок БОВ в момент прохода колесной пары наддатчиком Д1. Формирователь ФС2 вырабатывает и подает на вход блока БОВ сигналыв момент прохода колесных пар над датчиком ДЗ.
Блок БОВ по сигналам с Д1 и ДЗ осуществляетраспознавание физических подвижных единиц независимо от их осности ивырабатывает сигнал отметки прохода физической единицы в момент, когдапоследняя колесная пара находится над датчиком ДЗ.
Блоки БУП, БЗУ, БСВ, ЭПК и ПЧМС входят в составпередающей части АПД. Блок БСВ предназначается для подсчета количества вагонов,прошедших по участку контроля. Функции управления работой передающей части АПД выполняетблок БУП. Блок ЭПК. формирует кодовые комбинации при передаче информации ипосылает их на вход передатчика ЧМС. Блок БЗУ выполняет роль устройства,согласующего скорости поступления сигналов на АПД и передачи кодовых комбинацийв канал связи.
В станционное оборудование входит: приемникчастотно-манипулированных сигналов ПрЧМС, электронный приемник кода ЭПрК, блокконтроля БК, печатающее устройство ПУ, пульт оператора ПО и устройствасигнализации УС.
Электронный приемник кода предназначен для приемакодовых комбинаций и выдачи их на печатающее устройство. Блок БК контролируетуровень сигнала в канале связи, наличие поезда на участке напольногооборудования, а также управляет работой пульта оператора.
Принцип работы аппаратуры. На временной диаграммеработы аппаратуры ПОНАБ-3 (рис. 2) до момента времени t1 поезд отсутствует научастке контроля. В период времени с t1 до t2 осуществляется контроль букс проходящего поучастку поезда, а с момента t2 поезд удаляется с участка контроля.
При отсутствии поезда на участке контроля с РЦН поступаетотрицательное напряжение на вход блока БУ, который выдает сигнал начальнойустановки на устройства перегонной части аппаратуры. В этом случае аппаратуранаходится во включенном состоянии, но заслонки напольных камер закрыты, схемыблоков удерживаются принудительно в исходном состоянии, а каретка печатающегоустройства переведена в начало строки.
При приближении поезда к участку контроляшунтируется вход РЦН и происходит медленное снижение напряжения на ее выходе. Вмомент времени t1 блок БУ вырабатывает команду начала контроля, по которойоткрываются заслонки напольных камер, снимается сигнал запрета с устройствпостового оборудования и устанавливаются в исходное состояние станционныеустройства ПОНАБ-3. Для выполнения последней операции блок ЭПК, по сигналу сблока БУП формирует посылку определенной длительности, которая передается поканалу связи и воспринимается блоком БК. Блок БК вырабатывает сигнал установкив исходное состояние устройств аппаратуры и включает на ПО световуюсигнализацию наличия поезда на участке контроля. Все указанные операциизаканчиваются до момента захода первого колеса локомотива в зону действиядатчика Д1.
При проходе колесных пар подвижного состава поучастку контроля в зоне, образованной датчиками Д1 и Д2, оптическая системакаждой напольной камеры «осматривает» задние по ходу движения стенки букс снизувверх в полосе шириной около 80 мм. Инфракрасная энергия, излучаемая корпусамибуксовых узлов, воспринимается болометрами и преобразуется в импульсныеэлектрические сигналы, которые после усиления предварительными и оконечнымиусилителями поступают на входы УЛОС. Амплитуда каждого сигнала пропорциональнауровню инфракрасной энергии, излучаемой корпусом буксы.
В момент, когда первое колесо подвижной единицыпроходит в зоне между датчиками Д1 и Д2, схема ФС1 формирует строб-сигнал.Последний поступает на входы устройств УЛОС и открывает на время прохода колесаот датчика Д1 до датчика Д2 первые ячейки памяти этих устройств. Амплитудноезначение сигналов от букс запоминается ячейками отдельно для правой и левой сторонпоезда. При проходе в зоне между датчиками Д1 и Д2 второго колеса подвижнойединицы по сигналу с ФС1 открываются вторые ячейки памяти УЛОС, запоминающиеамплитуды сигналов от букс этой колесной пары. Таким образом, после проходадвух колес в ячейках памяти УЛОС запоминаются амплитуды сигналов от двух буксдля каждой стороны поезда, воспринимаемые только в зоне стробирования.Благодаря этому исключаются сигналы от посторонних нагретых частей подвижногосостава в процессе контроля.
После прохода второго колеса над датчиком Д2 схемаФС1 вырабатывает команду, по которой в устройствах УЛОС осуществляетсясравнение амплитуд двух сигналов от букс методом «отношения» для каждой изсторон поезда. При превышении отношения амплитуд заданного порогового значения УЛОСвырабатывает сигнал «тревоги», который поступает на схему накопления. Затемстирается информация в ячейках памяти УЛОС от букс первых двух колесных пар,запоминаются и сравниваются амплитуды сигналов от букс двух следующих колесныхпар и т. д. Если при проходе по участку контроля одной подвижной единицы сигнал«тревоги» для одной стороны поезда вырабатывается несколько раз, то схеманакопления УЛОС воспринимает его только в первый раз.
При проходе подвижной единицы (вагона,локомотива) с симметричным расположением групп осей в зоне контроля сигналы с ФС1и ФС2, соответствующие моментам прохода колёс над датчиками Д1 и ДЗ, поступаютна вход блока БОВ. С выхода блока выдается сигнал отметки прохода физическойподвижной единицы в момент, когда последнее по ходу движения колесо находитсянад датчиком ДЗ. Сигналы отметки прохода подвижных единиц подаются через блок БЗУна блок БСВ, где подсчитывается количество вагонов, прошедших по участкуконтроля. Информация о текущем значении порядкового номера вагона в поездехранится в БСВ в двоично-десятичном коде.
Если в момент прохода по участку контроляочередного вагона устройство УЛОС левой (правой) стороны поезда вырабатываетсигнал «тревоги», то в момент отметки прохода этого вагона сигнал «тревоги»подается и на вход блока БУП. Последний вырабатывает команду на передачуинформации о порядковом номере вагона с перегретой буксой и о стороне поезда,где эта букса размещается (информация о «больном» вагоне).
По команде блока БУП формируются четыре циклапередачи информации. В первом цикле передается значение старшего разрядапорядкового номера вагона с перегретой буксой, во втором цикле — младшегоразряда порядкового номера, в третьем — знака стороны поезда и в четвертом —знака «Пробел». При передаче старшего (младшего) разряда порядкового номеравагона кодовое значение этого разряда поступает с блока БСВ на блок ЭПК. Последнийпреобразовывает параллельный код в последовательный старт-стопный и посылаетего на вход передатчика ПЧМС. Формируются кодовые комбинации при передаче знакастороны поезда и знака «Пробел» блоком БУП. Если в процессе передачи четырехциклов информации о вагоне с перегретой буксой с выходов блоков БОВ, УЛОС поступаютсигналы о последующем проконтролированном вагоне, то они запоминаются блоком БЗУдо окончания передачи информации о предыдущем вагоне, а затем выдаются на блокиБСВ и БУП. При этом сигнал отметки прохода вагона поступает в блок БСВ, а приналичии сигнала «тревоги» на выходе УЛОС запускается АПД на передачу информацииоб этом вагоне.
Поступающие с выхода ЭПК на вход передатчика ПЧМСкодовые посылки преобразуются в частотно-модулированные сигналы, которыепередаются по линии связи на вход приемника ЧМС. Приемник ЧМС преобразует,частотно-модулированные сигналы в импульсы постоянного тока и передает их наблок ЭПрК. Блок ЭПрК в первом цикле передачи принимает последовательный кодстаршего разряда номера вагона, преобразует его в параллельный и выдает напечатающее устройство ПУ (электроуправляемая печатающая машина типа ЭУМ-23Д).После дешифрации кода в ПУ отпечатывается десятичный знак старшего разряданомера вагона. Затем принимается и регистрируется знак младшего разряда номеравагона, знак стороны поезда («+» — правая, «—» — левая, «Х» — обе стороны) изнак раздела информации между двумя вагонами («Пробел»).
При приеме информации о первом вагоне сперегретой буксой, обнаруженной в поезде, с выхода ЭПрК на вход БК поступаетсигнал, по которому включаются схемы сигнализации и устройствах ПО и УС, извещаядежурного по станции и оператора ПОНАБ-3 о необходимости остановки поезда. Поэтому же сигналу можно произвести автоматическое перекрытие выходного сигналастанции или включить дополнительный указательный знак для извещения машиниста онеобходимости остановки поезда на станции.
При удалении хвостовой части поезда с участкаконтроля напряжение на выходе РЦН повышается и в момент времени t2 блок БУ вырабатывает командуконца контроля. По этой команде закрываются заслонки напольных камер изапускается система автоматической проверки исправности устройств ПОНАБ-3 (системаавтоконтроля). При этом имитируется проход четырехосного вагона по участкуконтроля. С выхода БУ на входы ФС1 и ФС2 задается программа сигналов от проходаколес четырехосного вагона над датчиками Д1—Д4, а в моменты, когда в зоне обзораоптических систем должны находиться буксы первой и третьей колесных паp для одной стороныпоезда, второй и четвертой — для другой стороны поезда, включаются имитаторы нагретыхбукс, расположенные внутри напольных камер перед оптическими системами. В этомслучае блоки УЛОС правой и левой сторон вырабатывают сигналы «тревоги», а блок БОБ— сигнал отметки прохода контрольного вагона. Сигналы «тревоги» и сигналотметки подаются на устройства АПД и по ним формируется код знака исправностиаппаратуры «Р». При отсутствии одного из сигналов «тревоги» или сигнала отметкипрохода вагона, что свидетельствует о неисправности аппаратуры, в устройствахАПД формируется код знака неисправности «Н».
Цикл автоконтроля не превышает по времени 2,5 с.
Через 2,5 с после удаления хвоста поезда сучастка контроля и момент времени t3 по команде с блока БУ начинается передача общихданных о поезде. При этом по команде блока БУП формируются семь циклов передачиинформации АПД.
В первом и втором циклах передается информация обобщем количестве вагонов в поезде, в третьем и пятом — код знака «Пробел», в четвертом—информация об общем количестве вагонов с перегретыми буксами в поезде, в шестом— код знака исправности или неисправности аппаратуры и в седьмом цикле — кодзнака «Возврат каретки». Вся информация печатается в одну строку. Если впроконтролированном поезде не было обнаружено перегретых букс, регистрируютсятолько общие данные.
После приема кодовой комбинации «Возврат каретки»и ее дешифрации каретка ПУ возвращается в исходное состояние и происходитперевод строки. Сигнал с дешифратора поступает также на блок БКи отключаетсхему сигнализации наличия поезда на участке контроля. Время передачи общихданных о поезде не превышает 2,5 с.
Н момент t4 блок БУ вырабатываетсигнал начальной установки, по которому запрещается работа устройствперегонного оборудования до захода следующего поезда в зону контроля напольныхустройств.
Для связи обслуживающего персонала во времяпроведения ремонтно-профилактических работ между помещением для постовогооборудования и помещением пункта регистрации данных организуется телефоннаясвязь.
Временная диаграмма для заданного вариантапредставлена на рис 2.
/>
Задача 2
Построить временнуюдиаграмму работы устройства отметки прохода физических подвижных единицаппаратуры ПОНАБ-3 с учетом неисправности одного из функциональных элементов(отсутствие сигнала на входе).
Номер прошедшего послелокомотива 4-х осного вагона----- 2
Неисправный элемент схемы--------------------------------------- Т3
Устройствопредназначено для выработки сигнала отметки прохода колес вагона или секциилокомотива над датчиками Д1—Д4 независимо от количества осей в подвижнойединице (до 14 осей). Устройство размещается в блоке отметчика вагонов стойкиаппаратуры и включает логические схемы НЕ1— НЕ9 и И1—И5, триггеры Т1—Т5, схемызадержки времени D1— D2, трехразрядные реверсивные двоичные счетчики СТ1 и СТЗ идвухразрядный реверсивный двоичный счетчик СТ2 (рис. 3).
/>
Рис 3.Функциональнаясхема устройства отметки прохода физических подвижных единиц
Принципработы устройства основан на определении моментов времени, когда в зоне междудатчиками Д1 и ДО находится группа осей одной тележки подвижной единицы и когдаэта зона освобождается после прохода первой группы осей. Одним из условийраспознавания физических подвижных единиц по этому принципу являетсясимметричность расположения групп осей в каждой подвижной единице, т. е.количество осей в каждой тележке должно быть одинаковым. Это условиесоблюдается для всех типов грузовых и пассажирских вагонов, для секцийэлектровозов и тепловозов отечественного подвижного состава.
Согласно другому условию максимально возможноерасстояние между двумя соседними осями в одной группе осей подвижных единиц b должно быть меньшеминимально возможного расстояния между крайними внутренними осями с. Максимальноезначение расстояния b равно для отечественного подвижного состава 3300 мм (локомотивов), а минимальное значение расстояния с — 3800 мм (двухосный крытый вагон).
Датчикипрохода колес Д1 и ДО размещаются на расстоянии а, которое меньше минимальновозможного расстояния Сmin и больше максимально возможного расстояния bmax подвижных единиц, т. е.должно соблюдаться условие
bmax
В аппаратуре ПОНАБ-3 величина расстояния, а выбранаравной 3600 мм. Расстояние d между датчиками Д1, Д2 и ДЗ, Д4 равно 500 мм. Для работы устройства отметки прохода подвижных единиц важным является то, что расстояниямежду датчиками Д1—Д2 и ДЗ—Д4 не должно быть больше минимально возможногорасстояния между соседними осями подвижных единиц.
Работа устройства поясняется временной диаграммой(рис 4).
При проходе колес подвижных единиц над датчиками Д1—Д4 двухполярные импульсные сигналы с датчиков Д1—Д2 поступают на входы схем НЕ1—НЕ2первого формирователя сигналов, а с датчиков ДЗ—Д4 — на входы схем НЕЗ—НЕ4 второгоформирователя. Каждый формирователь содержит триггер (Т1 или Т2) и схемузадержки (D1или D2). Когда колесная парапроходит датчик Д1 (ДЗ), схема НЕ1 (НЕЗ) по отрицательному сигналу с датчикавырабатывает импульс положительной полярности, который подается на единичныйвход триггера Т1 (Т2). Триггер до этого момента был установлен в состояние «О»сигналом начальной установки (СНУ), а при поступлении сигнала с выхода схемы НЕ1(НЕЗ) занял состояние «1» (момент t1 или t2 на временной диаграмме). При этом запускаетсясхема задержки D1 (D2), которая вырабатывает отрицательный импульс длительностью около 5мс.
При проходе этой же колесной пары над датчиком Д2(Д4) положительный импульс с НЕ2 (НЕ4) подается на нулевой вход триггера Т1(Т2)и триггер опрокидывается в состояние «О». При проходе других колес наддатчиками Д1—Д4 работа схемы повторяется. Таким образом, при проходе каждойколесной нары над Д1—Д2 на выходе схемы D1 формируется импульс вмомент поступления сигнала сдатчика Д1, а при проходе колес над ДЗ—Д4 на выходесхемы D2формируетсяимпульс в момент поступления сигнала с датчика ДЗ. Такое построение схемыпозволяет избежать подачи на вход устройства нескольких сигналов от датчика припроходе в его зоне одной колесной пары. Когда за счет наводки от импульсовтягового тока в рельсах, вибраций датчика при проходе колес на выходе егопоявляются сигналы помехи, которые по времени отстоят недалеко от сигналов,вырабатываемых датчиком, то триггер Т1 (Т2) опрокинется в единичное состояниетолько один раз, что приведет к подаче на устройство с выхода схемы Dl (D2) только одного импульса.Если сигналы помех с датчика Д1 (ДЗ) прекращаются до момента захода колеса взону действия датчика Д2 (Д4), то сбоя в работе устройства не произойдет.
До момента захода поезда на участок контроляустройство отметки прохода физических подвижных единиц находится в исходномсостоянии, так как на ряд его элементов подается сигнал СНУ. При этом триггеры ТЗ,Т4, Т5 и двоичные счетчики СТ1, СТ2, СТЗ установлены в нулевое состояние,счетчики открыты по входам сложения, а логические схемы совпадения на два входаИ1 и И2 открыты по одним входам с нулевых выходов триггеров ТЗ и Т5 соответственно.Схемы ИЗ—И5 открыты по всем четырем входам сигналами с выходов счетчиков и схемНЕ8, НЕ9.
/>
Рис 4 Временная диаграмма работы устройстваотметки прохода физических подвижных единиц
При движении по участку контроля первойчетырехосной подвижной единицы поезда (локомотива) состояние двоичных разрядовсчетчиков после прохода колесных пар над датчиками Д1 и ДЗ приведено ниже.
/>
Когда колесная пара проходит датчик Д1, сигнал свыхода схемы задержки времени D1 поступает на вход И1, НЕ8 и счетчик СТ1, который подсчитываетединицу. С первого разряда счетчика на вход схемы ИЗ подается нулевойпотенциал, закрывающий ее по одному из входов. На время действия импульса схемызадержки времени (5 мс) ИЗ дополнительно закрывается и по входу, подключенномук выходу схемы НЕ8. За счет кратковременного закрытия одного из входов ИЗ, И4 илиИ5 с выходов НЕ8 и НЕ9 удается избежать выработки «ложных» сигналов принеодновременном опрокидывании триггеров счетчиков СТ1— СТЗ, т.е. когда сигналыразрешения поступают на все входы схемы ИЗ (И4 или И5), а в счетчике СТ1 (СТ2 илиСТЗ) хранится число, отличное от нуля.
Сигнал от прохода первого колеса над датчиком Д1 поступаетна вход схемы И1. Выходной сигнал с И1 подается на единичный вход триггера Т4 ина вход счетчика СТ2. Триггер опрокидывается в состояние «1», коммутируетсчетчик СТ2 на сложение и счетчик подсчитывает также один импульс. Схема И4 закрываетсяпо одному из входов со счетчика СТ2 и потенциал на выходе схемы НЕ6 изменяетсяс нулевого на отрицательный.
Когда над датчиком Д1 проходит вторая колеснаяпара подвижной единицы, счетчики СТ1 и СТ2 подсчитывают, еще по одному импульсуи хранят число два. Затем колесные пары первой группы осей проходят наддатчиком ДЗ и сигналы со схемы D2 подаются на входы И2, НЕ9 и счетчик СТЗ. Счетчик СТЗ включенна сложение с триггера Т5 и подсчитывает импульсы при проходе каждого колесанад датчиком ДЗ. Схема И2 открыта по одному входу отрицательным напряжением снулевого выхода Т5. При поступлении на другой вход схемы И2 сигнала с D2 (момент t2) на ее выходепоявляется импульс длительностью 5 мс. По этому импульсу триггер Т4 опрокидываетсяв состояние «О», коммутирует счетчик СТ2 на вычитание и происходит вычитаниеединицы из числа, хранящегося в счетчике. При проходе второго колеса наддатчиком ДЗ счетчик СТЗ подсчитывает еще единичный импульс, а счетчик СТ2 устанавливаетсяв нулевое состояние. Таким образом, после прохода над датчиками Д1—ДЗ первойгруппы осей в счетчиках СТ1 и СТ2 хранится число осей, прошедших над датчиками Д1и ДЗ соответственно, а счетчик СТ2 устанавливается в нулевое состояние, когдапоследняя колесная пара первой группы осей проходит датчик ДЗ.
В момент сбрасывания счетчика СТ2 в нулевоесостояние (t3на временной диаграмме) на всех четырех входах схемы И4 появляетсяотрицательное напряжение и потенциал на выходе этой схемы изменяется с нулевогона отрицательный, а на выходе схемы НЕ6 — с отрицательного на нулевой. Этотсигнал подается на единичные входы триггеров ТЗ и Т5 и триггеры опрокидываютсяв состояние «1», переключая счетчики СТ2 и СТЗ со сложения на вычитание. Приэтом схемы И1 и И2 закрываются по одним входам с триггеров ТЗ и Т5 и припроходе осей второй группы над датчиками Д1 и ДЗ импульсы на счетчик СТ2 непоступают.
При проходе третьего колеса подвижной единицы наддатчиком Д1 импульс со схемы D1 поступает на вход счетчика СТ1 к производится вычитание единицы изчисла, хранящегося в счетчике. Затем четвертое колесо проходит над датчиком Д1 ииз счетчика СТ1 вычитается еще единица. В этот момент (t4 на временной диаграмме)счетчик СТ1 устанавливается в нулевое состояние и на выходе схемы НЕ5 появляетсясигнал, по которому триггер ТЗ опрокидывается в состояние «О», коммутируясчетчик СТ1 на сложение и открывая вход схемы И1. С этого момента сигналыдатчика Д1 от прохода первой группы осей второй подвижной единицы могутпоступать на входы счетчиков СТ1 и СТ2. Такая ситуация возможна в том случае,когда расстояние между крайними осями двух соседних подвижных единиц меньшерасстояния между датчиками Д1 и ДЗ,
Когда третья и четвертая колесные пары подвижнойединицы проходят датчик ДЗ, последовательно вычитаются две единицы из счетчика СТЗи счетчик сбрасывается в нулевое состояние момент t5). При этом по сигналу сНЕ7триггер Т5 опрокидывается в состояние «О», счетчик СТЗ переключается насложение и открывается один вход схемы И2. Сигналы с датчика ДЗ от проходаколес второй подвижной единицы поступают на входы счетчиков СТ2 и СТЗ. Далееработа схемы повторяется.
Таким образом, t4 является моментомпрохода четвертой колесной пары подвижной единицы над датчиком Д1, а t5 — соответственномоментом прохода этой же колесной пары над датчиком ДЗ. В аппаратуре ПОНАБ-3выходной сигнал с устройства отметки прохода подвижных единиц снимается вмомент времени t5, так как к этому времени уже закончена логическая обработкасигналов от букс третьей и четвертой колесных пар. Выходной сигнал с НЕ7 подаетсяв блок управления, и по нему формируются импульсы длительностью 16 и 22 мс.
Емкость счетчиков СТ1 и СТЗ выбрана равной тремдвоичным разрядам. Это позволяет накапливать до семи импульсов от проходаколесных пар одной группы осей, а следовательно, можно распознавать физическиеподвижные единицы с числом осей до 14 (многоосные транспортеры). Емкостьсчетчика СТ2 выбрана равной двум двоичным разрядам из условия, что междудатчиками Д1 и ДЗ не может находиться более трех осей подвижной единицы. Врежиме проверки исправности устройства сигналы от ПЗУ подаются на входы 1—4 схемНЕ1—НЕ4. По этим сигналам имитируется проход колес четырехосного вагона наддатчиками Д1—Д4. В случае правильного функционирования устройства с выходасхемы НЕ7 выдается сигнал отметки прохода контрольного вагона.
Для данных заданных по варианту построимвременную диаграмму.
Временная диаграмма представлена на рисунке 5
Временная диаграмма при проходе локомотива и первого вагона будеткак на рис 4
При неисправности Т3 тригер не опрокинется в состояние 1 непереключит счетчики СТ1 И СТ3 со сложения на вычитание. Схемы И1 и И2 незакроются и при проходе осей второй группы над датчиками Д1, Д3 импульсы будутпоступать на счетчик СТ2. Выходнойсигнал с НЕ7 не подается в блок управления.
/>
Рис 5. Временная диаграмма работы устройства отметки проходафизических подвижных единиц при неисправности Т3
Задача 3
Привести описаниепроверки и регулировки узлов и блоков аппаратуры ПОНАБ-3
Нуждающиеся проверке и регулировкеузлов и блоков аппаратуры ПОНАБ-3--------- Устройства приемоусилительного тракта
Устройства приемоусилительного трактапредназначены для улавливания инфракрасной энергии излучения корпусов, букс,преобразования ее в электрические импульсные сигналы и усиления последних дотребуемой величины. В состав ПОНАБ-3 включены два приемоусилительных тракта дляправой и левой сторон поезда. Каждый приемоусилительный тракт включает в себяприемник инфракрасного излучения (иммерсионный терморезисторный болометр типаБП1-2), предварительный и оконечный усилители и источник питания болометра.Болометр, предварительный усилитель и источник питания болометра размещаются вприемной капсуле напольной камеры, а оконечный усилитель — в блоке усиления стойкиаппаратуры.
БолометрБП1-2 совмещает приемник инфракрасного излучения (терморезисторные элементы) иприемную оптику. Принцип действия болометра основан на изменении электрическогосопротивления терморезисторного элемента за счет падающего лучистого потока.
Линза болометра БП1-2 выполнена изгермания, пропускающего инфракрасное излучение с длиной волны от 1,7 до 15 мкм.Линза впаяна в держатель, который крепится к основанию при помощи тугойпосадки. Таким же образом крепится основание в цоколе. Держатель линзы, основаниеи цоколь установлены в цилиндрическом корпусе из ковара. Наружный диаметркорпуса 17,6 мм, а длина 28 мм. Торцы держателя линзы и цоколя соединяются скорпусом с помощью сварки, чем обеспечивается герметичность внутренней полостиболометра.
Активный терморезисторный элемент размещается вфокусе линзы, где концентрируется измеряемое излучение, и находится с ней воптическом контакте, т.е. осуществлена иммерсия чувствительного материала.Компенсационный терморезисторный элемент размещается на сапфировой подложке изащищен от инфракрасной радиации алюминиевым экраном. Оба элемента подключены квыводам серебряной проволокой диаметром 0,05 мм. Выводы болометра укреплены вцоколе на изоляторах из специального стекла. Для влагозащиты стеклянныхизоляторов цоколь заливается специальным компаундом.
Одним изважных требований к аппаратуре ПОНАБ-3 является обеспечение небольшого диаметраполя обзора корпуса буксового узла с целью исключения приема энергии излученияот посторонних нагретых предметов во время движения поезда.
В достаточнойстепени этому требованию удовлетворяют характеристики приемной оптики болометраБП1-2. Диаграмма направленности оптики болометра зависит от размеров приемнойплощади чувствительности элемента, радиуса линзы и коэффициента преломленияматериала линзы.
При такойширине диаграммы направленности оптики болометра и выбранных размерах установкинапольных камер относительно рельсов диаметр поля обзора корпуса буксового узлав расчетной точке встречи составляет приблизительно 80 мм.
Усилительный тракт ПОНАБ-3 предназначен дляусиления до требуемой величины сигналов от букс, поступающих с выходаболометра БП 1-2. Максимальный коэффициент усиления составляет 104.Принцип построения усилительного тракта определяется характеристикамииспользуемого болометра БП1-2 и выбранным методом контроля температуры корпусовбукс. Согласно этому методу амплитуда сигнала на выходе болометрапропорциональна разности температур корпуса буксы и окружающего воздуха (рамывагона), а его длительность зависит от скорости поезда.
Ограничения на выбор принципа построенияусилительного тракта ПОНАБ-3 заключаются в том, что активный и компенсационныйэлементы болометра имеют большой разброс сопротивлений. Сопротивление каждогоэлемента изменяется от окружающей температуры. При этом на выходедифференциальной измерительной схемы, в которую включается болометр, имеетсяпостоянная составляющая напряжения, величина которой изменяется при колебанияхтемпературы окружающего воздуха.
Наличие постоянной составляющей и требованиебольшого коэффициента усиления сигналов с болометра при широком диапазонеизменения их длительности привели к необходимости разработки для ПОНАБ-3специального измерительного усилителя переменного тока с шириной полосыпропускания от десятых долей герца до сотен герц. Учитывая недостаткиусилителей переменного тока низких частот (наличие конденсаторов большойемкости в разделительных RC-цепях, возможность перегрузки усилителя повходному сигналу и др.), отдельные каскады усилительного тракта ПОНАБ-3выполнены по схеме с межкаскадной связью.
Усилительныйтракт ПОНАБ-3 подразделяется на предварительный и оконечный усилители.Необходимость предварительного усиления вызвана трудностью передачи малых амплитудсигналов с высокоомной измерительной схемы болометра по кабелю из-за большогоуровня наводок в жилах кабеля на электрифицированных участках железных дорог.
Режимы работы и настройка приемных капсулпроверяются вне напольных камер при подключении их кабелями-удлинителями кразъемам стойки аппаратуры. При этом контролируется напряжение на выходепреобразователя питания болометра, которое должно быть 130±5В. В случаенеобходимости оно регулируется изменением напряжения на входе преобразователя.
Исходные режимы работы предварительных усилителейпроверяются по значению постоянного напряжения на их выходах при номинальныхнапряжениях +30 и ±6,3 В. Измерение проводится только при установившемся режиме(через 15 мин после включения питания). Если напряжение па выходахпредварительных усилителей отклоняется от заданного (15 В) более чем на ±0,5 В,то его подстраивают регулировочным резистором, установленным на платепредварительного усилителя.
Правильность подключения болометра к схемепредварительного усилителя проверяется по полярности сигналов на выходеусилителя при имитации прохождения нагретого тела перед болометром. Еслиполярность импульсов положительна, то необходимо поменять местами провода отболометра на плате предусилителя.
После проведенной проверки приемные капсулыустанавливаются в напольные камеры и измеряются помехи от преобразователя навыходах предварительных усилителей. Двойная амплитуда помехи не должнапревышать 50 мВ.
Литература:
1. С.Н. Лозинский,А.Г. Алексеев, П.Н. Карпенко «Аппаратура автоматического обнаружения перегретыхбукс в поездах» М.: Транспорт 1978
2. Методическиеуказания
3. Конспект