Многофункциональная микропроцессорная система управления тепловозом | 2ТЭ25А (2ТЭ25К)

Унифицированная микропроцессорная система управления, регулирования и диагностики (МПСУ-ТП)предназначена для управления и регулирования режимами работы основного и вспомогательного оборудования тепловоза 2ТЭ25А, а также для выполнения функций бортового диагностического устройства.

МСПУ-ТП состоит из следующих конструктивно законченных функциональных частей:

  • - устройства обработки информации (УОИ);
  • - модуля дисплейного Gersys;
  • - измерителя температурного;
  • - двух вольтодобавочных устройств;
  • - блока питания преобразователей частоты;
  • - блока коммутации последовательных каналов;
  • - контроллера машиниста 1 KRD 40;
  • - 15 шт. преобразователей напряжения и тока ПНТ (ПН-1);
  • - шести датчиков давления ADZ-SML-10.8-1 16 Ваг;
  • - двух датчиков напряжения серии LEM (LV100/SP51);
  • - четырех термопреобразователей сопротивления ТСМ-9620-01;
  • - комплекта кабелей.

Питание МПСУ-ТП производится от бортовой сети 110 В постоянного тока через два вольтодобавочных устройства, обеспечивающих стабильность напряжения питания даже во время запуска дизеля при глубокой просадке напряжения бортовой сети.

В УОИ поступает информация отдатчиков тока, напряжения, давления, измерителя температуры, от УОИ второй секции, системы электронного управления подачей топлива дизеля, тяговых статических и вспомогательных преобразователей на IGBT-транзисторах, контроллера машиниста и модуля дисплейного, о состоянии реле, контакторов, блокировок.

Поступающая в УОИ информация обрабатывается микропроцессорными средствами, в результате чего вырабатываются управляющие команды всей коммутационной аппаратуре (контакторам, реле, электропневматическим вентилям), полупроводниковым преобразователям, электронной системе управления подачей топлива дизеля, вспомогательным преобразователям на IGBT-транзисторах, унифицированному комплексу тормозного оборудования, даются соответствующие команды и сигналы в дисплейный модуль и УОИ второй секции.

Обработка информации и выработка соответствующих команд и сигналов в УОИ производится согласно разработанным алгоритмам управления, регулирования и диагностики, записанным в виде прикладных программ. Обмен информацией УОИ с ИТ, системой электронного управления подачей топлива дизеля и УОИ второй секции реализован через «токовые петли», обмен УОИ с САУТП тяговых статических преобразователей на IGBT-транзисторах - по интерфейсу CAN, с вспомогательными преобразователями на IGBT-транзисторах - по интерфейсу RS-422.

Система управления, регулирования, защиты и диагностики базируется на микропроцессорном программно-управляемом комплексе (с предоставлением информации на цветном графическом дисплее), обеспечивающим выполнение следующих функций системы управления, регулирования, защиты и диагностики:

  • - ручное управление набором и сбросом позиций по сигналам контроллера машиниста в режиме тяги и реостатного торможения;
  • - управление режимом электрического торможения и перехода с режима электрического торможения в режим пневматического торможения;
  • - управление работой дизель-генератора;
  • - индикация соответствующих позиций контроллера машиниста;
  • - управление переходом из режима тяги в режим электрического торможения с возможностью поддержания заданной тормозной силы;
  • - управление переходом из режима тяги в режим электрического торможения при аварийной и экстренной остановке тепловоза;
  • - считывание и обработка сигналов от датчиков тока и напряжения в силовых и вспомогательных цепях тепловоза;
  • - считывание и обработка сигналов от датчиков давления, датчиков температуры;
  • - зашита от перегрузок тяговых электродвигателей;
  • - защита от боксования и юза колесных пар;
  • - зашита электродвигателей привода вентиляторов охлаждения от перегрузки;
  • - сообщение о наличии боксования и юза колесных пар;
  • - индикация скорости тепловоза;
  • - контроль уровня воды в расширительном баке системы охлаждения дизеля;
  • - отключение режима тяги в аварийных режимах;
  • - управление режимом тяги с отключенными тяговыми двигателями при неисправности тягового двигателя или ТП;
  • - управление вспомогательным оборудованием и электрическими машинами тепловоза;
  • - обеспечение взаимодействия электрического реостатного тормоза и пневматического тормоза тепловоза по заданному алгоритму;
  • - обеспечение совместного электрического торможения тепловоза с пневматическим торможением вагонов поезда;
  • - обеспечение предварительного торможения;
  • - сигнализация отпуска тормозов тележек тепловоза;
  • - обмен информацией между устройством обработки информации УОИ, дисплейным модулем, преобразователями собственных нужд ПСН1-ПСН4, тяговыми преобразователями ТП1, ТП2;
  • - связь по CAN-интерфейсу с системой управления подачей топлива дизеля по согласованному протоколу;
  • - управление частотой и напряжением выходных каналов преобразователей собственных нужд, питающих электродвигатели осевых вентиляторов охлаждения тяговых двигателей по заданному алгоритму (регулирование расхода охлаждающего воздуха);
  • - сообщение о недопустимом снижении сопротивления изоляции в трехфазных тяговых цепях переменного тока по сигналам от ТП;
  • - считывание диагностической информации с систем управления ТП и ПСН по согласованному протоколу обмена:
  • - сообщение о недопустимом снижении сопротивления изоляции в бортовых цепях постоянного тока напряжением НО В;
  • - автоматическое снятие возбуждения генератора при открывании двери высоковольтной камеры;
  • - запрет сбора схемы тяги при разряженной тормозной магистрали, выключенном электропневматическом клапане, снятой рукоятке устройства блокировки тормозов;
  • - исключение режима тяги при экстренном торможении, обрыве тормозной магистрали;
  • - предрейсовое диагностирование оборудования и систем тепловоза с выдачей сообщения о готовности к работе;
  • - автоматический контроль состояния силового и вспомогательного электрооборудования тепловоза по сигналам обратных связей;
  • - вывод сообщений на дисплейный модуль о состоянии контролируемого электрооборудования тепловоза;
  • - вывод на дисплейный модуль информации о состоянии основного электрооборудования (защиты силовой цепи, боксования и юза);
  • - отображение на дисплейном модуле предупредительных и аварийных сообщений о неисправностях оборудования;
  • - сообщение рекомендаций машинисту по его действиям при возникающих неисправностях в пути следования.

Алгоритмическое обеспечение системы управления, регулирования, защиты и диагностики выполняется в соответствии с требованиями Руководства по эксплуатации на модули этой системы.

7.2.1. Устройство обработки информации

Устройство обработки информации (УОИ) предназначено для реализации алгоритмов управления системами тепловоза и обеспечивает:

  • - выдачу двухпозиционных сигналов по сорока восьми каналам с параметрами коммутации цепей: напряжение 110 В, ток нагрузки в А, нагрузка активно-индуктивная, схема включения ключей «с общим минусом»;
  • - прием двухпозиционных сигналов по ста двадцати четырем каналам;
  • - измерение частотных сигналов по двенадцати каналам;
  • - прием аналоговых сигналов по шестидесяти четырем каналам;
  • - питание датчиков и преобразователей.

В состав УОИ входят:

  • - блоки - компьютера (БК), интерфейса внутренней магистрали (БИВМ), обработки дискретных датчиков (БОДД), силовых ключей (БСК), управления силовых ключей (БУСК), обработки аналоговых датчиков (БОАД), обработки частотных датчиков (БОЧД), управления выпрямителем (БУВ), переключения резерва (БПР), каналов связи (БКС), питания (БП) и (БПЗ), питания датчиков (БПД1), (БПД2) и (БПДЗ);
  • - платы - входная дискретных датчиков (ПВДД), выходная силовых ключей (ПВСК), входная аналоговых датчиков (ПВАД), входная частотных датчиков (ПВЧД), коммутации питания (ПКП);
  • - системное программное обеспечение.

УОИ представляет собой металлический шкаф (стойку) с двумя дверцами. Внутри стойки в трех крейтах установлены блоки. Блоки могут перемешаться по направляющим и вставляются в шестьдесят четыре контактные разъемы типа 612С DIN 41612, укрепленные на задней части крейтов.

В схему тепловоза УОИ включается разъемами типа 2РМД и DB9, расположенными в нижней части стойки.

Стойка оборудована резисторами типа ПЭВ, вентиляторами для регулирования температурного режима. Измерение температуры производится термосопротивлением ТСМ-9620-01 с помощью измерителя температурного (ИТ), входящего в состав системы.

Внутри стойки под держивается температура от 0 до +60 °С. Регулирование температуры осуществляется включением/выключени-ем резисторов ПЭВ силовыми ключами БСК УОИ или вручную с помощью тумблера, находящегося в верхнем отделении УОИ.

Контроллер машиниста и дисплей

Контроллер машиниста предназначен для управления тепловозом в режиме тяги и электрического торможения.

Чешский контроллер машиниста K.RD40 фирмы LEKOV имеет три положения с фиксацией: «О», «Т», «Ф». Из позиций «+» и «-» осуществляется механический возврат в позиции «Т», «ф». Обозначения положений рукоятки контроллера изображены на его корпусе.

Положение «О» соответствует 0 позиции контроллера.

Положение «Т» соответствует тяговому режиму работы тепловоза.

Положение «Ф» соответствует режиму электрического торможения тепловоза.

Положение «+» соответствует увеличению позиций в режиме тяги или режиме электрического торможения.

Положение «-» соответствует уменьшению позиций в режиме тяги или режиме электрического торможения.

Контроллер рассчитан на питание напряжением +110 В постоянного тока. Номинальный ток контроллера - 1 А, диапазон рабочих температур от -30 до +40 °С.

Дисплейный модуль (ДМ) - это система, состоящая из цветной ЖКИ-панели и IBM-совместимого компьютера с периферийными устройствами фирмы Gercom (Германия). ДМ обладает высоким разрешением и контрастностью и осуществляет отображение текущей информации об измеряемых параметрах и аварийных сообщениях. Высокая контрастность изображения и цветовая насыщенность сохраняются при больших углах обзора и в широком диапазоне освещенности. Отсутствует необходимость в использовании дополнительного поляризационного фильтра.

Информация отображается в текстовой и графической форме с разрешением 640x480 точек. При помощи клавиатуры производится управление отображением выводимой информации.

Количество клавиш задействованных для управления отображением информации 15.

Дисплейный модуль содержит технологический разъем для подключения стандартной клавиатуры IBM PC.

Информация передается дисплейному модулю от УОИ по последовательному каналу с протоколом RS-422.

Питание дисплейного модуля осуществляется от постоянного напряжения в диапазоне от 14,4 до 156 В.

Дисплейный модуль является основным средством, с помощью которого осуществляется диалог между машинистом и Системой. Передача информации осуществляется в двух направлениях:

  • - Система -> машинист (отображение всей основной информации, собранной Системой, в удобной для восприятия и использования форме);
  • - машинист -> Система (воздействие на основные исполнительные устройства и установки параметров тепловоза непосредственно с экрана).

Расположение клавиш дисплейного модуля показано на рис. 7.5.

Рис. 7.5. Клавиши дисплейного модуля

Вспомогательные аппараты

Устройства вольтодобавочные импульсные (ВДУ1, ВДУ2) предназначены для обеспечения стабильного напряжения 110 В во время пуска дизеля для питания устройства обработки информации и системы управления подачей топлива дизеля.

Блок питания преобразователя частоты (БППЧ) предназначен для формирования высокочастотного переменного напряжения 24 В частотой 20 кГц, используемого для частотного заполнения импульсов управления тиристорами управляемого выпрямителя для возбуждения тягового агрегата.

Температурный измеритель (ИТ) предназначен для измерения значений температурных параметров тепловоза, используемых при регулировании и диагностике. ИТ обрабатывает информацию, поступающую от термопреобразователей сопротивления ТСМ-9620-01 и от термопар ТХА-1172П термокомплекта дизеля.

ИТ на тепловозе 2ТЭ25А принимает информацию от термокомплекта дизеля по четырнадцати каналам и от ТСМ-9620-01 по двадцати пяти каналам.

Полученная информация передается в УОИ по последовательному каналу, реализованному на «токовых петлях».

Пульт управления машиниста | Устройство, эксплуатация и ремонт тепловозов серии 2ТЭ25А (2ТЭ25К) | Оборудование тепловоза комплексом БЛОК