Микропроцессорная система управления и диагностики оборудованием электровоза (МСУД-Н).
Микропроцессорная система управления и диагностики оборудования МСУД-Н каждой секции электровоза предназначена для управления электрооборудованием в режимах тяги и электрического (рекуперативного) торможения и для контроля состояния этого электрооборудования с выдачей соответствующей информации на дисплей пульта машиниста головной (хвостовой) секции.
В состав МСУД-Н каждой секции входят:
- блок управления А55 (БУ-193), расположенный в высоковольтной камере;
- блок индикации А78 (БИ), расположенный на пульте машиниста;
- два блока сопряжения А81, А82 (БС-224), расположенных в противоположных концах кузова секции электровоза.
Блок управления А55 каждой секции с помощью кабеля 42 подключается к блоку сопряжения А81 , формирующим бортовую информационную сеть.
От блока сопряжения А81 с помощью кабелей 30, 31 и разъемных соединителей X19, Х20, расположенных на лобовой части головной (хвостовой) секции, осуществляется передача информации для работы электровоза по СМЕ.
К блоку сопряжения А81 головной (хвостовой) секции подключается блок индикации А78 с помощью кабеля 44. При этом обязательно подключение трех разъемных соединителей Х4, Х5, X1 блока А78.
К разъемному соединителю Х5 блока сопряжения А81 и розетками X18, Х29 каждой секции подключаются провода от контроллера машиниста SM1 и маневрового переключателя S2 головной (хвостовой) секции для передачи сигналов на другую секцию в случае отказа в работе аппаратуры блока управления А55 данной секции.
|
|
|
Для реализации функций управления и диагностики оборудования блок управления А55 имеет следующие связи:
- для контроля схемы и состояния релейно-контакторного оборудования секции РКА, режима работы на разъемные соединители X10, X11 и X16 заводятся соответствующие сигналы, в том числе и по связям с аппаратурой систем КЛУБ-У и САУТ головных (хвостовых) секций;
- для контроля силовой схемы и протекающим в ней процессам на разъемные соединители Х13, X15 заводятся сигналы с датчиков напряжения ДН, контроля углов коммутации ДУК, скорости ДС и токов ДТ всех тяговых двигателей;
- формирование необходимой заданному режиму схемы цепей управления в режимах «Автоведение» и «Авторегулирование» осуществляется путем соответствующих переключений релейно-контакторных элементов, для чего они подключаются к разъемным соединителям X12, X17;
- управление ВИП U1, U2 и ВУВ U3 осуществляется через разъемный соединитель Х14 путем выдачи импульсов, отпирающих соответствующие тиристоры преобразователей U1 - U3.
Разработанный и записанный в памяти микроконтроллеров блока управления А55 алгоритм управления предусматривает автономное управление каждой секцией электровоза (от одной до четырех при работе электровозов по СМЕ). При этом первая секция выполняет функции ведущей, остальные реализуют режим подчиненного регулирования, выполняют функции ведомых.
|
|
|
Управление преобразователями осуществляется с помощью контроллера машиниста SM1 головной (хвостовой) секции или автоматически (по программе) путем изменения угла открытия тиристоров ВИП U1, U2, а в режиме электрического торможения также и путем изменения угла открытия тиристоров блока ВУВ U3.
Изменение угла открытия тиристоров осуществляется программным способом при помощи микропроцессорного контроллера МПК, входящего в состав блока управления А55.
Блок управления А55 содержит центральный микропроцессорный контроллер ЦМК и два микропроцессорных контроллера МПК1, МПК2, один из которых находится в холодном резерве.
Центральный микроконтроллер ЦМК предназначен для диагностики оборудования электровоза, формирования информации для визуального контроля на экране блока индикации А78 головной (хвостовой) секции и записи результатов обработки сигналов управления с блока регулирования.
|
|
|
9.3.Блок управления БУ-193
Блок БУ-193 включает в свой состав два идентичных микропроцессорных контроллера МПК1 и МПК2 и один центральный микропроцессорный контроллер ЦМК.
МПК1, МПК2 предназначены для управления коллекторными тяговыми двигателями электровоза, оснащенного выпрямительно-инверторными преобразователями ВИП-4000 (два блока ВИП-4000 включены параллельно) и выпрямительной установкой возбуждения ВУВ-24.
ЦМК предназначен для контроля состояния и управления оборудованием электровоза, диагностики его систем в соответствии с заложенным алгоритмом, формировании и передачи сообщений по последовательным мультиплексным каналам.
Аппаратура микропроцессорной системы управления и диагностики электрооборудования электровоза построена на программных принципах обработки информации с использованием одноплатных микроконтроллеров М167-1.
Требования к организации обмена, составу, кодированию информации и характеристикам электрических сигналов в магистральном канале соответствуют RS-485.
Технические данные БУ-193:
Скорость передачи информации по магистральному каналу, Кбит/с до 115
|
|
|
Разрядность центрального процессора 32
Быстродействие, оп/с 800 тыс.
Емкость оперативного запоминающего устройства, Кбайт 256
Емкость постоянного запоминающего устройства, Кбайт 512
Количество внешних запросов прерываний 56
Количество входных импульсных сигналов от датчиков скорости 6
Амплитуда входных импульсных сигналов датчиков скорости, В 50
Интерфейс связи с датчиками токовая петля с током 10мА
Количество входных аналоговых сигналов 16
Разрядность аналогово - цифрового преобразователя 10
Уровень входных сигналов от 0 до + 10В
Количество каналов ввода дискретных сигналов:
в контроллере МПК1 (МПК2) 26
в контроллере ЦМК 48
Уровень дискретных сигналов:
логический 0 от 0 до + 1,0В
логическая 1 от +30 до +80В
Максимальное количество выходных дискретных сигналов:
в контроллерах МПК1 (МПК2) 16
в контроллере ЦМК 24
Напряжение коммутации, В до +80
Ток активной или активно-индуктивной нагрузки, А до 1,5
Максимальное количество выходных импульсных сигналов 16
Амплитуда выходных импульсов не менее 20В на нагрузке 34 Ом
Последовательный интерфейс по стыку RS-232 со скоростью передачи информации 9600 бит/с
Входное напряжение питания 50В с пределом изменения от 36В до 70В
Вероятность безотказной работы аппаратных средств блока БУ-193 в течение 4000 час (200 000 км пробега электровоза) не менее 0,99
Время готовности БУ-193 к работе после длительного отстоя с момента включения при температуре окружающего воздуха выше минус 35 °С не более 10 секунд
Время готовности БУ-193 к работе после длительного отстоя с момента включения при температуре окружающего воздуха
выше минус 35 °С не более 10 секунд
ниже минус 35 °С не более 30 минут
9.4.Алгоритм управления БУ-193
БУ-193 содержит два идентичных микропроцессорных контроллера - МПК1 и МПК2, один из них находится в холодном резерве, программное обеспечение, хранящееся в памяти этих контроллеров одинаково.
Поскольку рабочая программа, реализующая данный алгоритм, связана с управлением силовыми преобразовательными установками (ВИП и ВУВ), работающими на промышленной частоте 50 Гц, то необходимо, чтобы интервал повторения вычислений был синхронизирован с тактом работы преобразователя. В связи с этим интервал повторения вычислений принят равным одному полупериоду промышленной частоты и составляет 10 мс.
Запуск рабочей программы осуществляется по прерыванию от положительного и отрицательного фронтов сигнала полярности полупериода (п/п) (блок 1).
Блоки 2-4 служат для отсева ложных сигналов п/п: если приходит сигнал помехи, то он игнорируется (блок 4), и программа переходит в режим ожидания прихода действительного фронта п/п (блок 11).
Помеха выявляется следующим образом. Сигнал полярности полупериода, считанный в текущем цикле рабочей программы, запоминается в переменной POL (блок 3) и сравнивается со значением сигнала полярности POL_1 из предыдущего цикла. В случае их совпадения делается вывод о ложности сигнала (блок 4). Таким образом, цикл работы технологической программы синхронизирован с частотой питающей сети и состоит из двух частей: вычисление управляющих воздействий (блоки 1 - 14 ) и ожидание момента синхронизации (блок 17).
После пуска программы выполняется ввод с АЦП необходимых для реализации алгоритма управления сигналов токов, а также вычисление скорости движения и определение нерегулируемых по фазе углов управления ВИП (блок 5).
При наличии задания производится проверка превышения максимальным током двигателей Imax предельного значения Iуст (блок 7) и при выполнении этого условия происходит включение защиты снятием импульсов с преобразователя (блок 8) и начальная установка (блок 11).
3атем производится анализ величины задания тока Iо от главного вала контроллера машиниста.
При его отсутствии, а также при наличии сигнала блокировки происходит переход к блоку 11- установке начальных значений параметров. При токе Im, меньшего тока уставки Iуст, выполняются основные ветви программы в соответствии с заданным режимом работы электровоза (ручной - автоматический):
блок 1 в случае автоматического управления и блок 13 при ручном управлении.
Заканчиваются все ветви программы выводом значений управляющих воздействий на ВИП, сигналов включения песочниц и сигнальных ламп индикации в порты вывода и диагностической информации в канал последовательного интерфейса.
Защита от боксования
Защита от боксования реализуется по 4-м каналам: канал защиты от боксования всех колесных пар, канал защиты по ускорению отдельных колесных пар, канал защиты по производной от разницы токов, канал защиты по скольжению.
В блоке 2 обнуляется признак наличия боксования и анализируется установленный режим: тяга или рекуперация.
Затем проверяется величина минимальной в тяге и максимальной в рекуперации скорости движения. При скорости меньше 2 км/ч проверка наличия синхронного боксования не производится (блок 7). В противном случае при ускорении dVmin, большем величины уставки U1, фиксируется синхронное боксования установкой признака В в 1 (блоки 8, 9) и осуществляется защита от синхронного боксования сбросом Iз (блоки 10 - 14, 23 - 26). Далее в блоках 33 - 41 последовательно выявляются боксования по ускорению (блоки 34 - 35), по скольжению (блоки 36 - 38) и по производной от разности токов Imax и Icp.(блоки 39-41). При этом соответственно формируются признаки наличия боксования по этим каналам. Укрупненный блок 42 реализует управление подсыпкой песка при наличии боксования, отличного от синхронного.
Дата добавления: 2021-12-10; просмотров: 52; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!