[1989-1] Диспетчерский контроль с временным разделением каналов

[Admin]

Диспетчерский контроль с временным разделением каналов

B. И. СОКОЛОВ, доцент УЭМИИТа, канд. техн. наук
Б. Н. ФИЛИППОВ, начальник службы сигнализации и связи Октябрьской дороги
C. А. ЩИГОЛЕВ, ст. научный сотрудник Уральского отделения ВНИИЖТа И. А. ДУБРОВ, инженер

О широко применяющемся в настоящее время частотном диспетчерском контроле (ЧДК) для передачи информации как на первой ступени (перегон — станция), так и на второй (станция — центральный диспетчерский пост) используются узкополосные каналы.

На кафедре автоматики и телемеханики на железнодорожном транспорте Уральского электромеханического института инженеров железнодорожного транспорта совместно со службой сигнализации и связи Октябрьской дороги была разработана первая ступень диспетчерского контроля с временным разделением каналов ДКВ-83. При разработке системы в первую очередь учитывались экономические факторы (минимизация удельной стоимости одного контролируемого параметра) при полной унификации линейного оборудования, а также требования обеспечения заданной информационной емкости при высокой достоверности и скорости передачи информации, высокой надежности аппаратуры контроля и безопасного подключения к эксплуатируемым устройствам.

Система создана в двух вариантах исполнения, отличающихся временными параметрами. В настоящее время устройствами ДКВ-83 оборудованы два перегона.

ДКВ-83 осуществляет контроль 16 сигнальных точек, в каждой из которых контролируются 15 параметров (в том числе и занятие блок-участка). Длительность проверки всех 16 сигнальных точек — 6,8 с (по первому варианту) или 3,4 с (по второму варианту). Цифровое табло ЦТ станционного блока контроля СБК обеспечивает индикацию номеров трех сигнальных точек, в которых возникли неисправности, с указанием номеров трех параметров для каждой из этих сигнальных точек. В СБК предусмотрен сигнал переполнения, подаваемый при возникновении неисправностей более чем в трех сигнальных точках. В этом случае информация об отказах выявляется с помощью групповых кнопок. Основное и резервное питание контролируется светодиодами и на ЦТ не отображается, при этом в случае выключения на подстанции основного или резервного питания заполнения ЦТ не происходит.

Рассмотрим принцип построения системы диспетчерского контроля с временным разделением каналов ДКВ-83. Со станции из СБК на перегон в двухпроводную линию посылаются тактовые импульсы переменного тока с частотой несущей 526 Гц. Эти импульсы воспринимаются линейными блоками ЛБ, каждый из которых в соответствующем такте и в соответствии с состоянием блок-участка и технических устройств имеет возможность посылать импульсы с с частотой несущей f2= 1524 Гц. Принцип построения системы поясняется рис. 1.

В начале каждого такта распределитель тактовых импульсов РТИ, находящийся в СБК, вырабатывает импульс длительностью 0,02 с (при первом варианте), который воздействует на линейный генератор ЛГ, благодаря чему в линию посылается тактовый радиоимпульс с частотой несущей ft (рис. 1, а). За один цикл ЛГ посылает 16 тактовых импульсов (на рис. 1, б на оси времени «Линия» показаны 14-й, 15-й и нулевой тактовые импульсы). Они воспринимаются на каждой сигнальной точке в ЛБ приемниками тактовых импульсов ПТИ, воздействующими на распределители сигнальной точки РСТ.

При поступлении тактового импульса, номер которого совпадает с номером ЛБ, распределитель сигнальной точки РСТ этого блока воздействует на генератор Г, в результате чего в линию посылается настроечный импульс длительностью 0,02 с на частоте f2. Затем РСТ поочередно подключает датчики Д1—Д15 к генератору. В случае возбужденного состояния какого-либо датчика в линию посылается информационный импульс длительностью 0,02 с на частоте f2. На рис. 1, б показаны 2-, 5- и 6-й информационные импульсы, посылаемые ЛБ15.

Импульсы из линии поступают в приемник информационных импульсов ПИИ СБК, который преобразует их в импульсы постоянного тока. К моменту прихода очередного настроечного импульса из РТИ подается сигнал разрешения на блок выбора стробирующих импульсов БВСИ, который начинает вырабатывать серию из 16 коротких стробирующих импульсов, следующих с частотой 50 Гц. Они поступают в устройство отображения информации УОИ. Туда же приходят сигналы из ПИИ и РТИ, в результате чего на путевом табло диспетчерский пункт по системе ЧДК или через устройства второй ступени данной системы.

Структурная схема ДКВ-83 представлена на рис. 2. Схема работает следующим образом. При поступлении тактового импульса ТИ из линии связи Л на выходе приемника тактовых импульсов ПТИ формируется единичный импульс длительностью около 0,02 с. Сформированный импульс сбрасывает элемент задержки Эз, который по окончании тактового импульса приобретает возможность воспринимать синхроимпульсы частотой 50 Гц, поступающие из формирователя Ф. Через 10 ... 30 мс после окончания ТИ взводится одновиб-ратор 0 и остается в этом состоянии 340 мс. Под действием переднего фронта импульсов одновибратора в счетчике тактовых импульсов СТИ делается запись. Так как одновибратор находится в сработавшем состоянии почти до конца такта, то импульсные помехи не оказывают воздействия на СТИ.

Когда поступит такт, на номер которого настроен данный ЛБ с помощью настроечных перемычек НП, на выходе схемы совпадения СС появится импульс, который через схемы ИЛИ поступит на вход управляющего триггера УТ и взведет его. При этом откроются схемы И1 и И2. В момент срабатывания УТ счетчик стробирующих импульсов ССИ находится в нулевом состоянии, поэтому на выходе мультиплексора М появится «1», так как на его вход Do подан постоянно нулевой потенциал.
Таким образом, на выходе И2 формируется управляющий сигнал, под действием которого ключ Кл подключает генератор Г к линии связи Л; в Л поступает настроечный импульс. Через 20 мс на вход ССИ из формирователя Ф придет первый синхроимпульс, который запишет в счетчике «1». При этом формирование управляющего сигнала схемой И2 зависит от состояния датчика, подключенного к входу D, мультиплексора М: если датчик возбужден, т. е. если на вход Dj подается нуль, то на выходе И2 сформируется сигнал и в линию будет послан первый информационный импульс (фактически он сольется с настроечным). Таким же образом формируется любой из четырнадцати остальных импульсов.

При поступлении 16-го синхроимпульса на выходе последнего разряда ССИ образуется перепад напряжений, под действием которого блок сброса БС1 вырабатывает короткий импульс. Этот импульс проходит через схему ИЛИ и приводит УТ в исходное состояние, схема И2 закрывается.

В длинном интервале второй блок сброса БС2 вырабатывает короткий импульс, подтверждающий нулевое состояние счетчиков СТИ и ССИ

На станции распределитель тактовых импульсов РТИ вырабатывает импульсы длительностью 0,02 с с периодом следования 0,4 с. После 16 импульсов следует удлиненный интервал. В результате воздействия импульсов на ключ Кл в линию посылаются тактовые радиоимпульсы длительностью 0,02 с, которые воспринимаются всеми ЛБ.

По окончании посылки тактового импульса через 0,03 с с одного из выходов РТИ на один из входов блока выбора стробирующих импульсов БВСИ подается сигнал разрешения длительностью 0,07 с.
За это время из очередного ЛБ в линию подается настроечный импульс, который поступает в приемник информационных импульсов ПИИ, преобразующий радиоимпульс в видеоимпульс. Этот импульс поступает на другой вход БВСИ, благодаря чему БВСИ начинает вырабатывать импульсную последовательность из 16 импульсов, следующих через 0,02 с.

Первый стробирующий импульс поступает на все 16 триггеров блок-участков ТУ. Однако воздействовать он может только на один. Номер этого триггера определяется номером тактового импульса, в котором появился первый стробирующий импульс. На информационных выходах РТИ постоянно присутствует двоичный четырехразрядный код номера такта. Этот код подается на входы дешифратора ДШ, в результате чего на его выходах последовательно выделяются сигналы. Так, при поступлении первого тактового импульса сигнал выделяется на выходе «1». Поэтому ТУ1 (триггер первого блок-участка) воспринимает первый стробирующий импульс, который взведет этот триггер, если из ПИИ поступает «1» или сбросит, если из ПИИ поступает «0». Если триггер ТУ1 взведется, то загорится светодиод на путевом табло ПТ: блок-участок занят.

Второй стробирующий импульс действует на триггер основного питания. При отсутствии основного питания на первой сигнальной точке ЛБ этой точки пошлет в своем такте информационный импульс, который воспримется триггером ТО1. В результате загорится соответствующий светодиод. Аналогичным образом с помощью триггеров резервного питания ТР сигнализируется отсутствие резервного питания.

Четвертый и последующие строби-рующие импульсы поступают на цифровое табло. Туда же подаются двоичные коды номеров тактов и стро-бирующих импульсов и сигнал с ПИИ. В результате обработки этих сигналов на ЦТ высвечивается номер объекта (сигнальной точки), с которого ведется передача информации, и номера параметров.

Настроечные импульсы поступают из БВСИ в блок контроля и управления БКУ. Этот блок с помощью перемычек НПС настроен на число Л Б, включенных в линию. В конце цикла при совпадении числа принятых настроечных импульсов с числом настройки на короткое время загорается зеленый светодиод VD3. Таким образом, мигание зеленого диода означает, что все ЛБ исправны и способны передавать информацию. Если какой-либо ЛБ неисправен и не посылает настроечный импульс, то зеленый светодиод мигать прекращает, а начинает мигать соответствующий красный светодиод (VD0 — VD15).

Конструктивно линейный блок имеет прямоугольную форму и состоит из шасси и кожуха. С объектами контроля, линией связи и источником питания ЛБ соединяется через две штепсельные колодки. Разработан вариант ЛБ со штепсельным разъемом. Схема ЛБ выполнена на двух печатных платах, помимо этого имеется плата датчика, контролирующего напряжение на путевом реле (выше, ниже нормы), уровень кодового тока питающего конца (ниже нормы), наличие короткого замыкания изолирующих стыков. В ЛБ применены ИС серии 133 (или 533) и 140, благодаря чему обеспечивается работа блока в диапазоне температур от — 40 до +50°С. Напряжение питания (16 В) Л Б получает от сигнального трансформатора сигнальной точки.
Стационарный блок контроля состоит из шасси, закрытого со всех сторон крышками. В передней части СБК расположены цифровые индикаторы, образующие ЦТ, над которым находится путевое табло. Ниже ЦТ расположены три ряда светодиодов и ряд кнопок. Питание СБК получает от сети 220 В. Для удобства эксплуатации в СБК предусмотрена телефонная связь с сигнальными точками.

В печатных платах СБК применены ИС серии 155 и 140.

Разработанная система диспетчерского контроля с временным разделением каналов допускает расширение функциональных возможностей системы без значительных дополнительных затрат. Такая возможность кроется в самой структуре системы, которая позволяет организовать дополнительные каналы с временным разделением на других частотах за счет использования аппаратуры, образующей временные каналы на основной частоте, т. е. затраты в основном идут на каналообразующую аппаратуру. Так, с помощью дополнительного частотного канала, например, на частоте 1000 Гц, можно увеличить объем передаваемой информации. Такая необходимость может возникнуть в случае передачи номера поезда с перегона. Перевод переездов в разряд неохраняемых также требует увеличения объема оперативной информации. С помощью дополнительного частотного канала можно организовать телеуправление объектами.

[СЦБот]

Эта тема была перенесена из раздела Журнал "Автоматика, связь, информатика".

Перенес: Admin