Аппаратура контроля свободности путевых участков железнодорожных путей методом счета осей

Введение.

Аппаратура контроля свободности путевых участков железнодорожных путей методом счета осей, в дальнейшем ЭССО, разработана ЗАО НПЦ "Промэлектроника". Конструкторская и эксплуатационная документация на систему утверждены в установленном порядке после проведения эксплуатационных испытаний.

1.Назначение и область применения ЭССО

1.1ЭССО предназначена для эксплуатации в составе систем железнодорожной автоматики и телемеханики на железнодорожном транспорте общей сети и на промтранспорте для контроля методом счета осей свободности (занятости) разветвленных и неразветвленных участков пути на станциях и перегонах при любом виде тяги поездов.

1.2ЭССО    рекомендуется    к    применению    при    невозможности    или    экономической нецелесообразности использования рельсовых цепей в связи с низким сопротивлением балласта, применением металлических шпал, загрязненностью поверхности головок рельсов и т.п., а также для расширения функций существующих систем в целях повышения безопасности движения (например, на перегонах, оборудованных ПАБ).

2. Состав аппаратуры ЭССО и ее основные характеристики

2.1 ЭССО состоит из следующих элементов:

      - датчиков рельсовых ДПВ-02-4,5 (длина кабеля 4,5м) или ДПВ-02-10 (длина кабеля 10м)

      - комплекта крепления датчика

      - модуля электронного напольного НЭМ-51 -ОД

      - блока приемников, состоящего из кассеты блока приемников К-10-О (для 10 приемников) или кассеты блока приемников К-2-О (для 2 приемников) плат постовых устройств ППУ-05 платы источника питания с системой сбора данных ИП-05

 

                                                      1

-пультов сброса ложной занятости ПСЛЗ- 25                                                                            2.2  Совместно с аппаратурой ЭССО может применяться устройство сопряжения интерфейсов УСИТ-3

2.3 Рельсовый датчик (РД) состоит из двух идентичных индуктивных элементов, вмонтированных в плату из  диэлектрика,  и трехжильного  экранированного кабеля длиною  4,5  или   10  м.  РД предназначен для фиксации прохождения колесных пар со скоростями до   360км/ч.

2.4  Комплект крепления рельсового датчика предназначен для установки РД на рельсы марок Р-50 и Р-65 с внутренней стороны колеи в соответствии с габаритами приближения строений и подвижного состава.

2.5  Модуль электронный напольный (НЭМ) осуществляет подсчет проходящих над РД колесных пар и передачу информации об их количестве и направлении движения постовому оборудованию ЭССО,   а   также   выполняет   непрерывный   контроль   исправности   и   положения   РД,   устройств электропитания и самоконтроль НЭМ.

2.6  Установленный на рельс РД и подключенный к нему НЭМ, передающий информацию по линейной цепи постовым устройствам, образуют счетный пункт (СП).

2.7   Блок   приемников   служит  для   дистанционного   электропитания   НЭМ,   приема   от  них информации   и   управления   контрольно-путевыми   реле.   Блок   приемников   состоит   из   кассеты приемников, устанавливаемых в нее плат постовых устройств - ПНУ и платы источника питания с системой сбора данных - ИП. Кассеты приемников бывают двух типов: К-10-О, рассчитанные на установку в них до десяти ППУ, и К-2-О, рассчитанные на установку до двух ППУ. К выходам ППУ подключаются контрольно-путевые реле.

2.8  На передней панели каждой ППУ имеются светодиодные индикаторы, сигнализирующие о текущем состоянии устройства, а также отверстия для доступа к кнопкам управления. На панели ИП расположен цифровой индикатор и кнопки управления.

2.9  Для защиты системы ЭССО от сбоев и потери информации при переключении фидеров питания,   а   также   при   аварийном   отключении   сети   220В   необходимо   применять   устройство бесперебойного  питания (УБП)  соответствующей мощности.

3. Размещение и монтаж оборудования ЭССО

3.1 Напольное оборудование.

3.1.1 Рельсовый датчик счетного пункта устанавливается на рельс с внутренней стороны колеи, на границе контролируемого путевого участка. Эскизный чертеж установки РД приведен на рисунке 1.

Рисунок 1. Установка датчиков РД.

3.1.2  Как правило, НЭМ устанавливается в путевом ящике ПЯ-1, в который заводятся кабели от РД и постовых устройств ЭССО. Путевой ящик устанавливается на расстоянии не более 3 м, а в негабаритных местах - не более 9м от места крепления РД. Допускается установка НЭМ в релейных шкафах СЦБ, если позволяет длина кабеля РД.

3.1.3 НЭМ через двухжильные выводы подключаются к линейной цепи, полярность подключения - произвольная.

3.1.4 В качестве линейных цепей ЭССО используется сигнально-блокировочный кабель марки СБЗПУ или аналогичный. Жильность кабеля определяется из расчета по одной паре жил на один счетный пункт. Парная скрутка жил кабеля не требуется. Допускается совмещение линейных цепей ЭССО  в  одном  кабеле  с  любыми  другими  цепями  СЦБ,  за  исключением  релейных  кабелей действующих рельсовых цепей.

3.2 Постовое оборудование.

3.2.1  Каждая плата постовых устройств имеет четыре канала А, В, С и В. В соответствии с этим к одной ППУ возможно подключение до четырех счетных пунктов, т.е. либо два неразветвленных путевых участка,  либо  один  разветвленный.   В  зависимости  от  типа  контролируемого  участка конфигурация каждой платы постовых устройств, условно кодируется следующим образом:

два неразветвленных  участка                   код 00;

стрелочная секция с  одной стрелкой         код 01;

стрелочная секция с двумя стрелками

в одном направлении                               код 10;

стрелочная секция с  двумя стрелками

в разных направлениях                            код 11;

3.2.2   Код   конфигурации  для каждой  ППУ устанавливается при помощи  перемычек  (или переключателей) на плате типов контролируемых участков (ПТКУ), расположенной под крышкой на задней панели блока приемников.

3.2.3 Распределение счетных пунктов по каналам ППУ производится по следующим правилам:

а)     Для неразветвленных  участков (код 00) каналы А и В соответствующей ППУ подключаются к счетным пунктам первого участка, контролируемого данной ППУ, а каналы С и В - к счетным пунктам второго участка.

б)    Для стрелочной секции с одной стрелкой (код 01) и  для стрелочной секции с двумя  стрелками в одном направлении (код 10) канал А соответствующей ППУ подключается к счетному пункту, установленному со стороны остряков стрелки. Распределение остальных счетных  пунктов  по  каналам  ППУ  произвольное.   Для  конфигурации  01   канал  ^  не используется.

в)     Для стрелочной секции с двумя стрелками в  разных направлениях (код 11) каналы А  и В соответствующей  ППУ  подключаются  к  счетным  пунктам,  установленным  со  стороны ответвлений первой стрелки секции, каналы С и В  соответствующей ППУ подключаются к счетным пунктам, установленным со стороны ответвлений второй стрелки секции.

3.2.4  На границе между смежными участками устанавливается один общий счетный пункт, линейная цепь которого подключается параллельно к соответствующим каналам ППУ смежных.

3.2.5  Блоки приемников устанавливаются в релейном помещении на релейных стативах или в релейных шкафах. Для установки блоков приемников на релейных стативах применяются полки для кассет ЭССО . В релейных шкафах блоки приемников устанавливаются на дно   РИТ   или   на  укороченных   полках  для  кассет  ЭССО .  

3.2.6   Кабельные   жилы   линейных   цепей   ЭССО   заводятся   на   кроссовый   статив   или   на коммутационные панели релейного статива (релейного шкафа).

3.2.7  Линейные цепи ЭССО подключаются к разъемам Х14 блоков приемников следующим образом:

         первая (прямая) жила каждой пары  подключается к соответствующему  каналу ППУ.

         вторые (обратные) жилы линейных  цепей объединяются на кроссовом  стативе и соединяются

с контактами 44 и 45 разъемов Х14 всех задействованных блоков приемников.

3.2.8  Для защиты линейных цепей ЭССО от перенапряжений применяются разрядники типа РКВН-250 или аналогичные. Разрядники подключаются на прямую жилу каждой пары линейной цепи, а также один общий разрядник на обратные провода в точке их объединения на кроссовом стативе.

3.2.9  В качестве путевых реле используются малогабаритные штепсельные реле первого класса надежности типа НМШ1-1440 (или аналогичные, с сопротивлением рабочей обмотки не менее 1000 Ом).  На выводы 2-3  обмотки реле устанавливается перемычка.  Вывод   1  реле подключается к соответствующим контактам разъема Х12 блока приемников, выводы 4 всех реле соединяются круговой обвязкой на контактах 23 и 24 разъемов Х12 всех задействованных блоков приемников.

3.2.10 На   задней   панели   блока   приемников  расположено 7   штепсельных   разъемов   для подключения наружных цепей и гнездо XI8 "Земля". Эскиз задней панели блоков приемников приведен на рисунке 2.

Рисунок 2.

  Монтаж  внешних  цепей  блока приемников  выполняется  монтажным проводом  сечением  0,5  -- 0,75  кв.мм.  Не  допускается  подключение  на контакт разъема  блока приемников более одного провода. Объединение общих проводов должно выполняться на клеммных панелях статива. Монтажные провода укладываются в общий жгут статива.

3.2.11  Электропитание блоков приемников ЭССО должно осуществляться от изолированного от земли источника переменного тока 220В, через устройство бесперебойного питания (УБП).

3.2.12 Устройства бесперебойного питания должны соответствовать следующим требованиям:

-двойное преобразование питающего напряжения (наличие онлайнового режима);

-удержание номинальной мощности на выходе при работе от батареи в аварийном режиме до отключения не менее 10 минут;

-синусоидальность формы выходного сигнала питающего напряжения;

-величина выходного питающего напряжения  - 210... 240В, 50Гц;

3.2.13 Номинальная мощность УБП определяется из расчета суммарной мощности всех устройств системы с учетом 50% запаса мощности.

3.2.14  Монтаж входных цепей УБП выполняется проводом сечением не менее 1,5 мм . Выход УБП подключается к разъемам XI 5 всех блоков приемников параллельно с учетом соответствия фазового и нулевого проводов через клеммную панель, устанавливаемую на стативе, на котором размещается постовая аппаратура ЭССО. Входные и выходные цепи УБП разделываются на разъемах, входящих в комплект УБП.

3.2.15   Заземление    УБП    и    блоков    приемников    осуществляется    для    каждого    прибора самостоятельным проводником сечением не менее 1,5 мм , подключаемым к внутреннему контуру заземления поста ЭЦ.

3.2.16  Для приведения ППУ блоков приемников ЭССО в исходное состояние при ложной занятости путевых участков, контролируемых системой, предусматриваются пульты сброса ложной занятости ПСЛЗ-25 или ПСЛЗ-8. На пультах установлены групповая кнопка "ГРК", индивидуальные управляющие кнопки (25 - для ПСЛЗ-25  и 8 - для ПСЛЗ-8), индикатор счетчиков нажатий на индивидуальные управляющие кнопки.

3.2.17 Пульт устанавливается на рабочем месте ДСП или в непосредственной близости от него, с обеспечением   свободного   доступа   к   ПСЛЗ.   Монтаж   цепей   подключения   к   разъемам   ПСЛЗ выполняется проводом сечением 0,5 кв.мм. Не допускается подключение на контакт разъема ПСЛЗ более одного провода. При наличии общих проводов их объединение должно выполняться на клеммных панелях статива (пульт-табло.

3.2.18  Электропитание пультов ПСЛЗ осуществляется от станционной батареи 24В или 12В. Положительный и отрицательный полюса шины питания подключаются соответственно к контактам 3, 4 разъема XI пульта ПСЛЗ-25 или к контактам 10, И разъема ХЗ пульта ПСЛЗ-8. Допускается подключение питающих цепей ПСЛЗ к шине ТП. Для заземления пультов применяется провод сечением 0,5 кв.мм., подключаемый к точке заземления пульт-табло или секций табло ДСП.

4. Принцип действия путевых датчиков системы счета осей ЭССО.

Счетные пункты электронной  системы счета осей ЭССО состоят  из рельсовых датчиков (РД) и напольных  электронных модулей (НЭМ). Рассмотрим функциональную схему счетного пункта ЭССО (рисунок 3):

Рисунок 3

Рельсовый датчик РД состоит  из двух идентичных индуктивно чувствительных элементов Д0 и Д1. Автогенераторы АГ1 и АГ2, совместно с индуктивными элементами, обеспечивают формирование высокочастотных колебаний переменного тока. Наличие ферромагнитных масс в зоне действия датчика приводит к изменению частоты колебаний автогенераторов, что является фактом проследования колеса подвижной единицы. Наличие двух каналов фиксации проследования колеса над датчиком повышает достоверность считываемой информации и создает возможность определения направления движения подвижной единицы. Детекторы АД1 И АД2 выделяют аналоговые электрические сигналы в моменты прохода колеса над рельсовым датчиком. Из аналоговых сигналов в схемах ФДС1 и ФДС2 формируются дискретные сигналы. Схемы формирования дискретных сигналов состоят: из усилителей, чувствительных элементов, обеспечивающих необходимую чувствительность системы, аналого-цифровых преобразователей, преобразующих аналоговые сигналы в цифровую форму, удобную для их дальнейшей обработки. Основным элементом напольного электронного модуля является однокристальная микроЭВМ. Она предназначена: для обработки информации, считываемой с ФСД1 и ФСД2; температурной автоподстройки сигналов, вырабатываемых рельсовым датчиком и автогенераторами; формирования сигнала, подлежащего передаче по линии связи к приемному пункту с решающим прибором; определения направления движения подвижной единицы; суммирования (вычитания) количества проследовавших колесных пар над датчиком. В микроЭВМ программным способом производится анализ моментов поступления информации с индуктивно-чувствительных элементов Д0 или Д1, что позволяет определить направление движения подвижной единицы. В микроЭВМ формируется также счетчик разности проследовавших осей, с указанием направления движения поезда. Счетчик фиксирует разность прошедших над рельсовым датчиком осей в обоих направлениях. Для одного направления эта разность будет иметь положительный знак, а для другого – отрицательный. Такой алгоритм счета осей позволяет осуществлять контроль состояния участка пути и в том случае, если подвижная единица, вошедшая на участок, проследовала над этим же датчиком в обратном направлении.  Передатчик дискретной информации (ПДИ) непрерывно, с заранее установленной периодичностью, передает последовательным кодом данные счетчика разности проследовавших осей. Эти данные по двухпроводной линии связи поступают к приемнику, расположенному на посту электрической централизации. Для защиты передаваемой информации используется помехозащищенный код. При обрыве или коротком замыкании линии связи НЭМ с постовым приемником произойдет искажение кодовой посылки, но и, как следствие, – фиксация отказа. На лицевой панели станционного приемника загорится индикатор красного цвета, фиксирующий отказ этого канала, и обесточится реле, контролирующее состояние участка пути. Электропитание НЭМ осуществляется со станционных устройств ЭССО по двухпроводной линии связи через источник вторичного электропитания (ИП), по которой от НЭМ передается дискретная информация в станционный блок приемников. Блок ФСС вырабатывает сигналы синхронизации при передаче информации к станционным приемникам. НЭМ осуществляет непрерывный контроль правильной установки рельсового датчика относительно рельса, исправного состояния индуктивных чувствительных элементов, автогенераторов. Кроме, того выявляет отказы кабельной линии связи, производит тестирование узлов микроЭВМ и проверяет корректность информации в ячейках ОЗУ и ПЗУ.