Устройство и работа МСУ-ТП

Ядром системы МСУ-ТП является устройство обработки информации УОИ.Из электрической схемы локомотива в УОИ поступает информация от комплектааналоговых и частотных датчиков, измерительных преобразователей, дискретные сигналы состояния органов управления, расположенных на пульте машиниста, дискретные сигналы состояния исполнительных устройств локомотива (реле, контакторы, электропневматические вентили идр.).

По последовательным каналам связи УОИ осуществляет дуплексный обмен информацией с дисплейными модулями ДМ, с электронным регулятором дизеля ЭРД, с измерителем температуры ИТ, с УОИ другой секции локомотива.

В соответствии с алгоритмами, заложенными в программном обеспечении УОИ,информация обрабатывается, и в электрическую схему локомотива выдаются управляющие сигналы силовой коммутационной аппаратуре (контакторы, реле, вентили и др.) для управлениясхемой локомотива.

В соответствии с установленным режимом работы локомотива УОИ рассчитываети выдает сигналы управления выпрямителями БВК 1012РМ и М-ТПП-3600Д, обеспечивая заданные значения напряжения тягового генератора и напряжения подводимые к ТЭД, регулируя, таким образом, параметры электрической передачи тепловоза.

Программное обеспечение МСУ-ТП совместно с аппаратными средствами обеспечивает выполнение функций системы в соответствии приложением А с соблюдением требованийТУ на электрические машины и электрические аппараты и обеспечением характеристик локомотива в соответствии с нормативными документами.

Прикладное программное обеспечение осуществляет реализацию алгоритмовуправления и диагностики основного и вспомогательного оборудования локомотива и состоит издвух взаимосвязанных частей подсистемы управления и подсистемы диагностики.

Подсистема управления обеспечивает управление и защиту агрегатов локомотива всоответствии с ТУ на локомотив и его узлы. В процессе управления на дисплейном модуле отображаются необходимые значения параметров объектов управления.

Работа подсистемы диагностики основывается на анализе возможных состоянийоборудования с использованием диагностических моделей.

Алгоритмы диагностирования, реализуемые подсистемой, обеспечивают:

– оперативный автоматический поиск места и определение причин отказов контролируемого оборудования локомотива, угрожающих безопасности движения или препятствующих (ограничивающих) движению;

– автоматический контроль исправности датчиков;

– облегчение условий труда локомотивной бригады и сокращение времени поиска и определения неисправностей в пути следования за счет автоматизации контроля основных параметров работы оборудования тепловоза с выводом на экран ДМ тревожныхсообщений;

– накопление, хранение и передачу диагностической информации для последующегоанализа эксплуатационной и ремонтной службами локомотивного депо;

– снижения трудоемкости отладочных и контрольных испытаний локомотива в условияхлокомотивного депо.

Подсистема диагностики обеспечивает выполнение следующих функций:

– диагностирование состояния фильтрующих элементов системы смазки дизеля;

– контроль основных параметров турбокомпрессора дизеля;

– диагностирование цепей возбуждения тягового генератора;

– диагностирование состояния силовых полупроводниковых преобразователей;

– диагностирование состояния аккумуляторной батареи;

– контроль сопротивления изоляции низковольтных и высоковольтных цепей;

– диагностирование электрических цепей тяговых электродвигателей;

– диагностирование электропривода компрессора;

– контроль уровня воды в расширительном баке системы охлаждения;

– диагностирование системы автоматического регулирования температуры теплоносителей дизеля;

– контроль температурных параметров системы охлаждения теплоносителей дизеля.

Результаты диагностики представляются в двух видах:

– визуальное отображение на дисплейном модуле;

– в цифровом формате на съемном энергонезависимом накопителе (ЭЗУ).

Питание системы МСУ-ТП

Питание на оба полукомплекта УОИ, выпрямитель БВК и дискретные датчики подается от бортовой сети локомотива через два вольтодобавочных устройства (ВДУ1 обеспечивает питание полукомплекта А, ВДУ2 – полукомплекта Б), обеспечивающих стабильность напряжения питания во всех режимах работы. Постоянно в работе находится один из полукомплектовА или Б. Какой именно определяется положением тумблера переключения полукомплектов, расположенного на верхней панели шкафа УОИ. Второй полукомплект находится в "горячем" резерве.

Питание на дисплейные модули подается от бортовой сети локомотива.

Питание температурного измерителя, измерительных преобразователей напряжения, датчиков давления, датчиков частоты вращения и др. осуществляется от источников постоянного тока, входящих в состав УОИ.

Комплект датчиков и измерительных преобразователей обеспечивает преобразование контролируемых электрических и неэлектрических параметров локомотива в нормализованные аналоговые сигналы.

 

 

Описание и работа УОИ

УОИ является ядром микропроцессорной системы управления, предназначенной дляреализации алгоритмов управления и регулирования основного и вспомогательного оборудованиялокомотивов, а также для выполнения функций бортовых диагностических устройств.

В соответствии с установленным прикладным ПО УОИ обеспечивает обмен информацией по последовательным каналам связи (RS-232, RS-485 или RS-422) с устройствами, входящими в состав МСУ-ТП (ДМ, ИТ, ЭРД, ДМ второй секции).

УОИ представляет собой шкаф с двумя дверцами. Внутри верхней части шкафа расположены крейты (четыре этажа), в которые, по направляющим, вдвигаются блоки. Внутри нижнейчасти шкафа расположен крейт (один этаж), в который, по направляющим, вдвигаются входные ивыходные платы. На лицевых панелях плат располагаются штепсельные соединители (блочныечасти) к которым подключаются кабели, соединяющие УОИ с объектом управления.

Состав УОИ:

- плата выходная силовых ключей ПВСК

- плата входная дискретных датчиков ПВДД;

- плата входная дискретных датчиков ПВДД;

- плата входная аналоговых датчиков ПВАД;

- платавходная частотных датчиков ПВЧД;

- плата входная блока управления выпрямителем ПВБУВ;

- плата коммутации питания ПКП;

- блок силовых ключей БСК;

- блок коммутации дискретных датчиков БКДД;

- блок интерфейса внутренней магистрали БИВМ;

- блок управления силовых ключей БУСК;

- блок обработки дискретных датчиков БОДД;

- блок обработки частотных датчиков БОЧД;

- блок обработки аналоговых датчиков БОАД;

- блок управления выпрямителем БУВ;

- блок питания датчиков БПД1;

- блок питания датчиков БПД3;

- блок питания БП3;

- блок питания БП;

- блок переключения резерва БПР;

- блок компьютера БК;

- блок дисководов БД;

- блок каналов связи БКС

ПВСК предназначена для соединения блока силовых ключей (БСК) со схемой локомотива.Плата содержит резистивно-диодные цепи защиты транзисторов БСК от перенапряжения и два внешних разъёма 2РМД45Б50Ш8В1.

ПВДД платы (2 штуки) предназначены для приема двухпозиционных сигналов по 160 каналамс активным уровнем напряжения +110В ±20...30 %. Платы содержат по два разъема (Х5– Х8) и обеспечивают соединение с пятью БКДД из каждого полукомплекта.

ПВАД предназначена для сопряжения входных сигналов аналоговых датчиков с блоками БОАД обоих полукомплектов.ПВАД обеспечивает подключение к УОИ 52 датчика.Для подключения датчиков используются два разъема Х13 (4…20мА и±5мА), Х14 (± 5мА) и разъем Х11 (± 50 мА).

ПВЧД предназначена для сопряжения и фильтрации сигналов, принимаемых с частотных датчиков с БОЧД и выдачи питания на частотные и аналоговые датчики. Плата содержитразъемы Х4 и Х12 для приема сигналов из схемы локомотива (Х12) и питания датчиков (Х4).Плата предназначена для передачи информации в БОЧД обоих полукомплектов.

ПКП предназначена для подключения к УОИ бортового напряжения питания тепловоза110 В через разъем Х1 от вольтодобавочного устройства (ВДУ), коммутации шин минус 110ВБСК (разъем Х), защиты блоков питания от перенапряжения, приема напряжения синхронизации для БУВ возбуждения тягового генератора и выдачи управляющих сигналов тиристорамУВВ через разъем Х23.

БСК блок силовых ключей предназначен для выдачи двухпозиционных сигналов управления.Управление БСК осуществляется от блока управления силовыми ключами (БУСК).

Параметры коммутируемых цепей:

- напряжение – 110 В;

- ток нагрузки до 2 А;

- вид нагрузки – активно-индуктивный;

- схема включения – с общим “плюсом”;

- количество ключей на плате - 12.

БКДД предназначен для приема двухпозиционных сигналов по 32 каналам с ПВДД, ихкоммутации и выдачи на вход БОДД по сигналам, вырабатываемым микроконтроллером БОДД.

БИВМ предназначен для гальванической развязки процессора от остального оборудования УОИ и выработки сигналов внутренней магистрали:

- двунаправленной шины данных BD0…BD7;

шины адреса BA0…BA7;

- шины управления BWR, BRD.

Для каждого блока на внутренней магистрали зарезервирован свой оригинальный адрес,который распознается дешифратором, расположенном на этом блоке. Все обращения по внутренней магистрали обязательно сопровождаются адресом.Команда записи сопровождается сигналом BWR, при этом информация с шины данныхзаписывается в выбранный блок.Команда чтения сопровождается сигналом BRD, информация с адресуемого блока выдается на шину данных.

БУСК предназначен для управления БСК. Блок принимает информацию с внутреннеймагистрали о состоянии ключей, хранит ее в регистрах и выдает в БСК. Информация, хранимаяв регистрах БУСК, доступна для чтения. Это используется для контроля исправности оборудования. Блок содержит 48 однобитных регистров и может управлять 48 ключами. Выходы регистров БУСК управляют силовыми ключами БСК. Каждый БСК имеет 12 выходных ключей, которые через ПВСК подключаются к схеме тепловоза. Плата ПВСК содержит резистивнодиодные цепи защиты транзисторов БСК от перенапряжения и два разъема (Х9, Х10). Платапредназначена для передачи информации из БСК обоих полукомплектов. Переключение выходов БСК осуществляется коммутацией цепей -110 В в ПКП.

БОДД предназначен для преобразования сигналов с активным уровнем напряжения 110 В в гальванически разделенные сигналы с уровнем ТТЛ и передачи информации об их состоянии в БК. БОДД имеет 8 входов. Для расширения количества дискретных входов до 160 используются модули БКДД, которые работают под управлениемБОДД.БОДД содержит микроконтроллер, который выполняет последовательный опросканалов дискретных входов, фильтрацию и хранение полученной информации во внутренней памяти микроконтроллера, а также ее передачу в БК по внутренней магистралиУОИ.

БОЧД предназначен для приема сигналов с амплитудой от 10 до 15В и частотой 0,01...4000 Гц по 8 каналам, с основной погрешностью не выше 1% измерения периодов и выдачиинформации на внутреннюю магистраль УОИ.

БОАД предназначен для приема 61 аналогового сигнала с датчиков давления, преобразователей измерительных тока и напряжения, датчиков перемещения с параметрамиот –5 В до + 5 В. и выдачи информации по запросу на внутреннюю магистраль. Блок имеет реперные источники положительного и отрицательного напряжения для диагностики исправностиблока. Скорость преобразования аналого-цифрового преобразователя (АЦП) – 1,5 мкс, основнаяпогрешность – не более ±1 %.

БУВ предназначены для формирования сигналов управления тиристорами, а также дляприема информации о режиме работы и угле управления тиристорами с внутренней магистралиот БК.

БПД1 предназначен для питания датчиков LEM, давления, преобразователей измерительных тока и измерителя температуры.

БПД3 предназначен для питания датчиков частоты вращения колесных пар и сигнализаторов уровня жидкости.

БП предназначен для питания БК, БД, БКС, БПР, БИВМ, БУСК, БОДД, БОАД, БОЧД иБУВ.

БПР предназначен для формирования сигналов переключения полукомплектов и контроля всех напряжений, вырабатываемых УОИ. Также БПР осуществляет передачу информации онеисправностях питания в БКС по последовательному интерфейсу и индикацию неисправностей питания на лицевой панели блока.

БК предназначен для реализации алгоритмов работы МСУ-Т.Э

БДблок дисководов предназначен для использования на этапе отладки и настройки микропроцессорной системы управления. БД позволяет сохранять и считывать информацию с 3,5"дискет.В состав БД входят два 3,5" дисковода фирмы “Mitsumi”, или аналогичные. Дисководыподключены посредством разъёмов XS1,XS3 типа IDC-34F. Питание на дисководы подаётся через разъёмы XS2,XS4 типа HU-4.

БКС предназначен для сопряжения уровней сигналов шести последовательных интерфейсов стандарта RS232, расположенных на БК, с уровнями сигналов других стандартов.. Всецепи последовательных интерфейсов гальванически развязаны от БК.

Блоки и платы снабжены лицевыми панелями и штепсельными соединителями типа612С (DIN41612). Блоки и платы могут перемещаться по направляющим и вставляются в ответныечасти разъёмов, укреплённых на задней части крейтов. Позади крейтов располагаются жгутыэлектромонтажа УОИ.

Для обеспечения высокой надёжности работы УОИ имеет резерв, т.е. в состав устройства входят два одинаковых полукомплекта (набора плат) «А» и «Б». В каждый момент времениодин из них находится в работе и называется «Активным полукомплектом», второй – «Резервнымполукомплектом». Переключение полукомплектов осуществляется вручную (двухпозиционнымтумблером, расположенным на верхней панели устройства).

Безаварийная и продолжительная работа УОИ зависит от правильного технического обслуживания и ухода за ним в эксплуатации.

Таблица 42 – Перечень работ, выполняемых при ТО и ТР

Содержание работ	ТОиР
Микропроцессорная система управления МСУ-ТП 27.Т.339.00.00.000 РЭ, 2ТЭ116.00.00.008-01 РЭ3	ТО-2	ТО-3	ТР-1	ТР-2	ТР-3
Удаление пыли и загрязнений с наружных частей УОИ и другого оборудованияМСУ-ТП	+	+	+	+	+
Визуальный осмотр, при котором необходимо следить, чтобы внешние разъёмы УОИ,КМ, ИТ и др. были надёжно сочленены (ослабленные крепления подтянуть)	+	+	+	+	+
Визуальный осмотр крепления датчиков давления, температуры, клеммных соединений измерительных преобразователей тока и напряжения, разъёмных соединений датчиков, при котором необходимо следить за надёжностью крепления и соединений (ослабленные крепления и соединения подтянуть);	-	+	+	+	+
Проверка функционирования системы МСУ-ТП при включении питания	-	+	+	+	+
Разборка блока УОИ (извлечь платы)	-	-	+	+	+
Удаление пыли и загрязнений с плат при помощи воздушной струи	-	-	+	+	+
Промывка контактов разъёмных соединений спиртом	-	-	+	+	+
Проверка состояния монтажа, паек жгутов, разъёмов, крепления элементов	-	-	+	+	+
сборка блока УОИ	-	-	+	+	+
Тестовый контроль работоспособности УОИ и других элементов МСУ-ТП на КПАМСУ	-	-	+	+	+
Установка снятого оборудования на локомотив	-	-	+	+	+
Удаление пыли и загрязнений с наружных частей УОИ и другого оборудованияМСУ-ТП (КМ, ДМ, ИТ и др.)	-	-	+	+	+
Визуальный осмотр, при котором необходимо следить, чтобы внешние разъёмы УОИ,КМ, ИТ и др. были надёжно сочленены (ослабленные крепления подтянуть);	-	-	+	+	+

Таблица 43 – Возможные неисправности в работе датчика-реле давления

Неисправность	Вероятная причина	Метод устранения
Неисправность модулядисплейного.	Неисправность питания	Проверить цепи питаниядисплея и предохранитель.
Дисплей не светится	Неисправен дисплейныймодуль	Заменить модуль дисплейный.
Неисправность питаниястойки УОИ. Система не загружается,мерцает индикатор БПАили БПБ. На БПР ( в стойке) мерцают один или несколько индикаторов.	Неисправность блоков питания модулей соответствующего полукомплекта	Определить неисправный блок(при открытой двери стойки наБПР мигает индикатор неисправного блока). Проверить предохранители.Неисправный блок заменить.
Мерцает индикатор БПД	Неисправность блока питания датчиков БПД1.	Проверить подключение БПД1 и предохранитель.Неисправный блок заменить.
Индикаторы БПА, БПБ горят постоянно. На дисплее надпись «НЕТ СВЯЗИ ! »	Неправильноеподключение или неисправностьблока компьютера.	Проверить кабель связи компьютера с модулем дисплейным. Проверить подключение компьютера к системе. Проверить работу второго полукомплекта. Неисправный блок компьютера заменить.
Неисправность датчиков.На дисплее сообщение онеисправности какого-либо датчика.	Неисправность в цепиподключения датчика.	Проверить цепь подключениядатчика в соответствии с сообщением на дисплее.
Неисправность датчика.	При исправности цепи заменить датчик.
Неисправность блоковУОИ.На ДМ сообщение о неисправности одного из блоков.	Неисправен указанныйблок.	Неисправный блок заменить.