Курсовая работа: Мехатронная система обеспечения заданной скорости электровоза на различных участках пути
-шестью шунтирующими тиристорами, размещенными на панелях резисторов ПТ-246 (ячейки УВ4).
Ячейки УВЗ, УВ4 согласованы с управляющими входами перечислении силовых устройств и осуществляют гальваническое разделение цепей питания входов 30 В и 50 В от цепей "цифрового" питания 5 В шкафа МСУД. Ячейка УВЗ состоит из десяти, а ячейка УВ4 из шести однотипных каналов. Каждый из каналов состоит из усилителя входного сигнала, узла пре образования длительности импульса и блокировки выходного сигнала, узла гальванической развязки и выходного импульсного усилителя. Для контроля функционирования каналов в ячейках имеется узел индикации, выполненный на светодиодах, установленных на лицевой панели ячейки. В ячейках имеется возможность блокировки выходов во время прохождения электровозом изолирующих вставок контактного провода. При этом, пропадает напряжение Узел, и сигнал "блокировка", вырабатываемый ячейкой ВФС, через схему узла преобразования длительности импульсов запирает все каналы ячеек на время прохождения изолирующей вставки и еще дополнительно в течение 5,12 с, после снятия сигнала "блокировка" восстанавливается нормальная работа ячеек УВЗ, УВ4.
2.5.12 Ячейка входных формирователей ВФЗ
предназначена для согласования сигналов сетевых датчиков трансформаторов с входами ячейки ФС.
Ячейка состоит из:
- узлов формирования сигнала максимального угла коммутации 1Uγ, 2Uγ - #1,#2;
- узлов формирования сигналов 1Uсл, 2Uсл - #3,#4;
- узлов формирования сигналов Uγ - #5,#6.
Узлы формирования сигнала максимального угла коммутации γmax состоят из 4-х схем сигналов датчиков углов коммутации, делителя напряжения, фильтра и стабилизатора напряжения. Узлы формирования сигналов Uсл1 и Uсл2 состоят из 2-х выпрямителей сигналов от датчиков слежения за потенциальными условиями и делителей напряжения. Узлы формирования сигнала Uси состоят из делителя напряжения, поступающего от датчиков напряжения синхронизации.
2.5.13 Ячейка питания СН4
предназначена для преобразования напряжения 50 В постоянного тока в напряжения +30 В, +5 В +15 В и минус 15 В питания аппаратуры.
Выходы ячейки гальванически разделены от входа и друг от друга. Каждый выход имеет защиту от перегрузок и коротких замыканий, а также световую сигнализацию о наличии выходных напряжений. Также ячейки СН4 имеет световую сигнализацию перегорания входных предохранителей. Узел коммутации цепей подогрева, представляет собой датчик температуры, который управляет схемой силового ключа, коммутирующего цепи подогрева.
Узел срабатывает при. понижении температуры окружающее среды ниже 30° С.
2.5.14 Ячейка питания СН5
предназначена для преобразования напряжения 50 В постоянного тока в напряжение +5 В для питания аппаратуры. Выход ячейки гальванически разделён от входа и имеет защиту от перегрузки и короткого замыкания, а также световую сигнализацию о наличии выходного напряжения. Также ячейка СН5 имеет световую сигнализацию перегорания входного предохранителя. Конструкция узла коммутации цепей подогрева аналогична ячейке СН4.
2.6 БлокБИ1.2(БИ1.4)
2.6.1 Блок индикации БИ1.2(БИ1.4) ТЯБК.469136.113
предназначен для выдачи на матричный вакуумно-люминесцентный дисплей алфавитно-цифровой и графической информации, выдачи через встроенные громкоговорители звуковых сообщений и ввода команд с клавиатуры. Информация выдается либо по запросу с клавиатуры, либо в соответствии с алгоритмом работы системы.
2.6.2 Блок БИ1.2 (БИ1.4) состоит из:
- платы РМ (ТМ2) связи со шкафом МСУД1, содержащей интерфейсные ИС резервированной магистрали RS-485 (токовой петли);
- управляющей платы 6010 на помехоустойчивой КМОП-структуре с процессором 3868Х-25;
- платы клавиатуры К2 с шестнадцатью кнопками и тремя индикаторами отказа контроллеров шкафа МСУД1;
- платы 2430 управления дисплеем;
- восьмицветного электролюминесцентного дисплея ЕL640.480-АА1 с разрешением 640 на 480 точек со встроенной схемой управления, содержащей буферную оперативную память, оперативную память регенерации изображения, ключи управления элементами индикатора и преобразователь питания;
- звуковой платы Crystal ММ-НР;
- платы ПП источника питания, преобразующего напряжение бортовой сети в стабилизированные напряжения, необходимые для питания схем блока;
- переключателя яркости дисплея "День-ночь".
2.6.3 Плата РМ (ТМ2)
предназначена для организации связи меж; шкафом МСУД1 и пультом машиниста. Сигналы RS-232 последовательных портов СОМ1 и СОМ2 платы 6010 преобразуются в сигналы RS-485 (токов с петли на плате ТМ2) для передачи в резервную магистраль.
2.6.4 Плата 6010
предназначена для управления всеми ресурсами блока содержит процессор 3865Х-25 МГц, DOS 6.2 в ПЗУ, BIOS Phoenix промышленными расширениями, систему снижения потребляемой мощности электронный флэш-диск 1 Мбайт с файловой системой, ОЗУ 4 Мбайт, последовательные порты СОМ1 и СОМ2, универсальный параллельный по LРТ1, интерфейс с поддержкой НГМД и НЖМД, сторожевой таймер, программной диагностики в ПЗУ, порт клавиатуры и громкоговорителя.
2.6.5 Плата клавиатуры К2
содержит шестнадцать кнопок, соединенных матрицу 4 на 4 для подключения к параллельному порту ЕРТ1 платы 6010 и светодиода, сигнализирующих об отказах контроллеров шкафа МСУД1.
2.6.6 Плата 2430
содержит 1 Мбайт видеопамяти и позволяет выводить видеоинформацию на дисплей ЕЕ640.480-АА1.
2.6.7 Плата ПП (ПП4)
источника питания преобразует напряжена бортовой сети в стабилизированные напряжения, необходимые для питания схем дока, а также содержит усилитель для встроенной акустической системы подстроенный резистор для установки яркости дисплея в режиме "Ночь"
2.6.8 Устройство блока БИ1.4 ТЯБК.469136.113-01
аналогично блоку БИ1. за исключением наличия платы ТМ2.
2.6.9 Блок БИ1.5(БИ1.6)
Блок индикации БИ1.5 ТЯБК.469136.113-03 предназначен дл выдачи на жидкокристаллический дисплей алфавитно-цифровой и графическое информации, выдачи через встроенные громкоговорители звуковых сообщений I ввода команд с клавиатуры. Информация выдается либо по запросу клавиатуры, либо в соответствии с алгоритмом работы системы.
Блок БИ1.5 фирмы Planar состоит из:
-платы РМ связи со шкафом МСУД1, содержащей интерфейсные резервированной магистрали RS-485;
- управляющей платы СР11686Е на помехоустойчивой КМОП-структуре с процессором Geode GX - 300 МГц;
- платы клавиатуры Кб Л с шестнадцатью управляющими кнопками регулировки яркости свечения дисплея;
- плат КВ686Е-2 и КВ686Е-3, предназначенных для подключения к плате CPU686E периферийных устройств;
- цветного жидкокристаллического дисплея EL640.480-AA1 с разрешением 640 на 480 точек со встроенной схемой управления и преобразователем питания;
- платы ПП4 источника питания, преобразующего напряжение бортовой сети в стабилизированные напряжения необходимые для питания схем блока;
- индикаторов отказа контроллеров шкафа МСУД.
На рисунке 2.7 представленная точная копия экрана блока индикации (БИ1) фирмы Planar в режиме диагностики аппаратуры МСУД.
Рисунок 2.7 – Точная копия экрана БИ1 аппаратуры МСУД в режиме диагностики
2.6.10 Плата РМ
предназначена для организации связи между шкафом ГСУД1 и блоком индикации.
2.6.11 Плата CPU686E
предназначена для управления всеми ресурсами блока и содержит процессор Geode GX - 300 МГц, DOS 6.2 в ПЗУ, систему снижения потребляемой мощности, электронный флэш-диск 8 Мбайт с файловой системой, ОЗУ 16 Мбайт, последовательные порты СОМ1 и СОМ2, универсальный параллельный порт LРТ1, интерфейс с поддержкой НГМД и НЖМД, сторожевой таймер, программу самодиагностики в ПЗУ, порт клавиатуры и громкоговорителя.
2.6.12 Плата клавиатуры К6.1
содержит шестнадцать кнопок, соединенных в матрицу 4 на 4 для подключения к параллельному порту LРТ1 платы IСРШ86Е, кнопки управления яркостью свечения дисплея и схему регулировки яркости, управляемую через порт LРТ1 платы СРП686Е.5.6 Плата ПП4 источника питания преобразует напряжение бортовой сети в стабилизированные напряжения, необходимые для питания схем блока, а также содержит усилитель для встроенной акустической системы.
2.6.13 Устройство блока БИ1.6 ТЯБК.469136.113-04
аналогично блоку И1.5 за исключением наличия плат ТМ2, преобразования сигналов последовательных портов СОМ1 и СОМ2 платы 6010 в сигналы интерфейсов RS-485 и «токовая петля», поставляющейся взамен платы РМ.
2.6.14 Комплект ЗИП
Комплект ЗИП предназначен для оперативного восстановления аппаратуры МСУД в процессе ее эксплуатации. ЗИП может укомплектовыватъся блоками БИ1, поставляемыми в отдельной упаковке. Состав ЗИП определен расчетным путем, исходя из имеющейся информации по надежности покупных комплектующих изделий и надежности технологических процессов, принятых при изготовлении аппаратуры. Состав ЗИП представлен в конструкторской документации и может уточняться по результатам эксплуатации электровозов. На каждые четыре электровоза ЭП1 предусмотрен комплект ЗИП ТЯБК.466943.000-02 или ТЯБК.466943.000-05.
На каждые два электровоза ВЛ80 предусмотрен комплект ТЯБК.466943.000-04 или ТЯБК.466943.000-07.
ЗИП размещен в укладочном ящике, общий вид которого представлен на рисунке 4.
2.6.15 Конструкция аппаратуры
Шкаф МСУД1.2 - напольного крепления с двухсторонним обслуживанием. Общий вид шкафа приведен на рисунке 1. Шкаф состоит из сварного перфорированного каркаса 1 с закрепленными на нем боковыми стенками и съемными передней и задней крышками 2 и 3. Передняя крышка после установки и закрепления также запирается замком 8 и пломбируется пломбами 6. В верхней части передней крышки имеется окно для визуального доступа к индикаторам «Подогрев», отражающим работу подогревающих устройств при низкой температуре окружающей среды и индикаторам «Питание».
На верхней крышке шкафа расположены соединители 10, к которым подключаются кабели внешних связей, а также соединители используемые при проведении наладочных работ и два кронштейна для дополнительного крепления шкафа. Шкаф установлен на промежуточной раме имеющей внешний узел заземления 4. Внутри шкафа размещается двухрядный блочный каркас 7, в котором установлены в направляющих ячейки 9, закрепляемые винтами.
2.6.16 Конструкция шкафа МСУД 1.4 аналогична 1МСУД 1.2
Ячейки шкафа МСУД1.2 выполнены унифицированной конструкции, кроме ячейки МКЗ, имеющей конструктивные отличия. Рычаги 5 передней металлической панели 4 служат для извлечения ячейки из блочного каркаса шкафа, закрепляются ячейки винтами 7. Обозначение типа ячейки выполнено на нижнем рычаге панели. Кодовая гребенка 3 ключевого устройства, предохраняющего ячейку от установки не на своё место в блочном каркасе, устанавливается на нижнем соединителе 2 печатной платы ячейки и имеет 66 комбинаций. Размеры печатной платы соответствуют типоразмеру 611 по ГОСТ 28601.3-90. Шаг установки ячеек - 20,32 мм и 40,64 мм.
2.6.17 Ячейка МКЗ отличается по конструкции от унифицированной ячейки шкафов МСУД 1.2
Кроме основной печатной платы 1 унифицированного размера 6U соединителями 2 и колодкой 3, электрорадиоэлементы на которой установлены с двух сторон, ячейка содержит еще несколько плат, установленных на основной плате на колонках. Лицевая панель имеет окно, обеспечивающее считывание информации с семисегментного индикатора "Режим". Шаг установки ячеек МКЗ - 60,96 мм.Конструкция ячейки МКЗ. 1 аналогична конструкции МКЗ.
2.6.18 Блок индикации БИ1.2
устанавливается на пульте машиниста. Общий вид блока приведен на рисунке 2. Блок состоит из панели 1, на которой установлены и закреплены дисплей 7, платы 3 и 4, устройство для выдачи речевых сообщений и платы 8, 9, 10 и 11. Панель закрыта кожухом 2, пломбируемым пломбой 6. С лицевой стороны панели расположена клавиатура, индикаторы возможных отказов и тумблер переключения яркости свечения дисплея в зависимости от времени суток. Внутренний монтаж блока выполнен плоскими кабелями. На задней стороне блока установлены соединители 12 и 13 внешних связей. Конструкция блока БИ1.4 аналогична блоку БИ1.2.
Конструкция блока БИ1.6 аналогична блоку БИ1.5.
2.7 Программное обеспечение
2.7.1 Программное обеспечение (ПО)
контроллеров ЦМК, МПК1, МПК2 и БИ1 состоит из базового (общего) ПО и специального (технологического) ПО.
2.7.2 Комплект базового программного обеспечения
это встроенная операционная система Datalight ROM-Dos 6.22, файловая система флэш-памяти Phonenix PICO FA, библиотека драйверов, программное обеспечение самодиагностики Octagon Systems . Встраиваемые компьютеры для жестких условий эксплуатации. Руководств пользователя серии 6000. Dos #4738(1197)).
2.7.3 Микроконтроллеры серии 6010
имеют встроенные программные средства самодиагностики, позволяющие осуществлять проверку портов кода-вывода и устройств памяти. При каждом включении питания или сбросе автоматически выполняется ряд проверок, результаты которых отображается с помощью двухцветного светового индикатора. После включения питания РС микроконтроллера оба светодиода начинают светиться, и индикатор имеет оранжевый цвет. По завершению выдачи га системную консоль начального загрузочного сообщения, светодиод желтого цвета отключается, а светодиод зеленого цвета продолжает светиться. Двухцветный световой индикатор также отражает состояние останова системной памяти. При переводе системной памяти в режим пониженного энергопотребления, прекращает светиться светодиод зеленого цвета и начинает светиться светодиод желтого цвета. При возобновлении функционирования системной памяти прекращает светиться светодиод желтого цвета и начинает светиться светодиод зеленого цвета.
2.7.4 Для загрузки ЦМК
необходимо соединить ЦМК по отладочному каналу с СОМ1 ПЭВМ IВМ РС/АТ. На ПЭВМ войти в директорий SmartLINK и найти файл sl.exe. Нажать " Enter ". На экране должна появиться заставка:
Octagon Systems Corporation
SmartLINK IV (tm)
Copyright © 1986-1993
ОК
Нажать " Enter ". На следующем экране клавишами "стрелка вверх" и "стрелка вниз" выбрать Micro PC-DOS
( ) CAMBASIC
( ) STDBASIC
(*) Micro PC-DOS
ОК
Нажать " Enter ". Включить питание ЦМК. На экране монитора должно пройти начальное загрузочное сообщение, во время которого необходимо нажать клавишу "х". После этого загрузочное сообщение заканчивается командной строкой:
6010 С:\>
Перейти на диск D (статическое ОЗУ), на экране монитора должна появиться строка:
6010 D:\>
Скопировать файл autoexec.bat на диск С. Для этого ввести:
6010 D:\> copy autoexec.bat c:
После подтверждения копирования и получения сообщения, что файл записан, перегрузить ЦМК (выключить и включить питание). Таким образом, в контроллере ЦМК загружено технологическое программное обеспечение.
2.7.5 Чтобы загрузить БИ1
технологическими программами, необходимо соединить отладочным кабелем разъем Х2 блока БИ1 и СОМ1 ПЭВМ ШМ РС/АТ. Включить питание блока БИ1 и дождаться загрузки технологической программы, после чего последовательно нажать клавиши "*"," S ","0","8". На экране блока индикации должно появиться сообщение:
6010С:>remserv c:
Press “Esc” to Exit
(There may be a delay before exit occurs )
На ПЭВМ запустить файл remdisk.exe. Remserv.exe и remdisk.exe входят в комплект сервисных программ, с помощью которых осуществляется связь контроллера с ПЭВМ. При этом remserv.ехе организовывает доступ к одному из дисковых накопителей. Сервер-системы для Клиент-системы, а remdisk.exe обеспечивает доступ к дисковому накопителю удаленной вычислительной системы по последовательному каналу связи через стандартный последовательный порт (УАПП 8250).
Remdisk.exe формирует новое блочное устройство. Клиент-системы, имеющее идентификатор дискового накопителя, в качестве которого REMDISK будет использовать букву, следующую за присвоенной последнему блочному устройству в системном списке. Например, если последний накопитель в системе имеет идентификатор D:, REMDISK сформирует накопитель Е.
Сформированный накопитель имеет свойства реального дискового накопителя, за исключением того, что поток ввода-вывода для него организован через последовательный порт. Когда организована связь, записать в контроллер блока БИ1 новый autoexec.bat, который запускает технологические программы. После копирования разорвать связь, для чего набрать в командной строке: remdisk.exe/u.
