УСАВП-П переменного тока

Алфавитно-цифровой дисплей.........................................................................8х20 символов

Количество сильноточных цифровых выходов управления........................................20÷30

Количество цифровых входов........................................................................................60÷80

Количество каналов аналого-цифрового преобразователя...........................................10÷20

Потребляемая мощность, Вт …...........................................................................................180

Масса, кг…..........................................................................................................................185

Система УСАВП-П работает в следующих режимах:

- автоведение – управление составом осуществляется УСАВП-П;

- советчик – управление составом производится машинистом, на экране отображается информация о текущем и рекомендуемом ведении.

Перед началом работы система УСАВП-П проводит самодиагностику, кото рая определяет исправность и готовность системы к работе.

Рис.6. Основной экран УСАВП-П

Результат проверки выводится на экран дисплея. Для детальной проверки работоспособности аппаратуры и корректности взаимодействия её с цепями управления локомотива предусмотрены встроенные тесты управления. Эти тесты позволяют системе УСАВП-П производить на локомотиве проверку правильности осуществления режимов тяги и торможения. Данная проверка может проводиться, как после прохождения локомотивом одного из видов ремонта или осмотра, так и при его приемке локомотивной бригадой. Для ввода данных в систему УСАВП-П (база данных по маршрутам, дополни тельная информация о поезде, табельный номер поезда и машиниста, временные ограничения скорости и т.д.) используется картридж. Картридж готовится в депо и выдается машинисту перед поездкой. Подготовка картриджа производится на АРМ-ЭММ. В процессе работы на экране УСАВП-П отображается текущая информация, необходимая для ведения поезда: фактическая и расчетная скорость, текущая координата, ускорение, расстояние до станции и время хода до нее по расписанию, информация об ограничениях скорости, давления в тормозной системе поезда и т.д. В процессе движения можно оперативно посмотреть информацию о параметрах поезда, локомотива и системы автоведения. На картридж ведется запись информации, полученной от системы автоведения и приборов безопасности, данные об исполнении расписания, нарушениях режима ведения поезда, управления тормозами, расходе электроэнергии и действий машиниста. В процессе движения и в случае обнаружения неисправности машинисту через звуковую колонку

выдаётся речевая информация.

Рис.7. Базовый состав блоков УСАВП-П

В базовый состав блоков системы УСАВП-П входят:

- блок системный (БС);

- блок индикации (БИ);

- блок дискретного управления (БДУ);

- система измерительных преобразователей;

- регистратор параметров движения и автоведения пассажирского поезда РПДА-П.

В зависимости от серии локомотива набор блоков и их модификация может меняться.

В блоке системном БС (рис.8) содержится управляющая программа системы УСАВПП, база данных об объектах на участке работы локомотива, его тяговые характеристики и т.д. Так же в этот блок автоматически, с картриджа вводятся дополни тельные сведения (электронный маршрут машиниста (ЭММ), временные ограничения скорости и т.д.

Рис.8. Блок системный БС

Блок индикации (БИ) представляет собой набор устройств, состоящих из блока с алфавитно-цифровым дисплеем (8х20 знакомест), клавиатуры (19 клавиш) и звуковой колонкой. В состав системы УСАВПП вместо алфавитно-цифрового дисплея может быть включен графический цветной дисплей с раз решением 640х480 пикселей.

Рис.9 Блок индикации БИ

Блок дискретного управления (БДУ) предназначен для управления режимом тяги и торможения, посредством воздействия на цепи управления локо мотива, а так же приемом и обработкой дискретных сигналов. В состав блока входят модуль дискретного управления, модуль приема дискретных сигналов и модуль реле и защиты для восстановления штатной схемы электровоза.

Рис.10 Блок дискретного управления БДУ

Высоковольтные измерительные преобразователи обеспечивают измерение тяговых токов и напряжений с необходимым классом точности, обеспечивая высоковольтную гальваническую развязку аппаратуры требуемого класса защиты; Датчики угловых перемещений (ДПС) служат для преобразования угловой частоты вращения (оборотов) колесных пар, на которых они установлены, в последовательность импульсов, которая поступает в аппаратуру УСАВП-П для вычисления пройденного пути и скорости движения. Датчики давления обеспечивают измерение текущих значений давлений в пневматических магистралях локомотива.

Регистратор параметров движения и автоведения пассажирского поезда(РПДА-П) предназначен для измерения и регистрации в течение всей поездки около 40 основных параметров движения и управления локомотивом пассажирского поезда. Регистратор является неотъемлемой частью системы автоведения, выдавая в бортовую микропроцессорную систему автоведения текущие значения токов, напряжений и давлений. РПДА представляет собой распределенную систему регистрации, состоящую из набора устройств, установленных в обеих секциях электровоза (в каждом моторном вагоне электропоезда) и выполняющих отдельные функции в составе этой системы. Регистратор имеет более высокую точность измерения потребленной электроэнергии по сравнению с существующими счетчиками. Набор измеряемых параметров зависит от типа подвижного состава, на который устанавливается регистратор. Для записи и хранения зарегистрированной информации используется переносной блок накопления информации (картридж), позволяющий зафиксировать данные в течение 24 часов работы. Измерение и регистрация всех параметров осуществляется с привязкой к пути и текущему времени, чем определяется уникальная возможность разнесения потреблённой электроэнергии на маневровую работу, тягу и отопление по дорогам, отделениям и тяговым подстанциям. Показания измерения токов используются системой автоведения для расчёта энергооптимальной траектории движения и управления электровозом.

В состав РПДА-П базовой конфигурации входит следующая аппаратура:

- блок регистрации (БР);

- блок накопления информации (БНИ, картридж);

- блок измерения высоковольтный модульный (БИВМ);

- блок дискретного ввода (БДВ);

- блок аналогового ввода (БАВ);

- счетчик электроэнергии (СЭТ);

- комплект измерения давления (ИД).

Блок регистрации (БР) выполняет следующие функции:

- прием информации от блоков;

- запись информации в блок накопления информации БНИ (картридж) и ее

считывание.

На лицевой панели БР расположен цифровой дисплей с клавиатурой для ввода номера электровоза и управления выводимой на дисплей информацией.

РПДА-П регистрирует на картридж следующие параметры:

- текущая скорость;

- пройденный путь;

- сигналы автоматической локомотивной сигнализации;

- параметры системы торможения;

- факты срабатывания систем защиты – быстродействующего выключателя, электропневматического клапана ЭПК и реле боксования;

- действия машиниста.

Информация о параметрах ведения и управления локомотивом записывается в картридж (съемный блок накопления информации БНИ), представляющий собой блок энергонезависимой памяти объемом 64 Мб, в течение всей поездки. БНИ предназначен для записи принимаемой от БР информации и ее переноса в ПЭВМ для дальнейшей обработки и анализа на АРМ - РПДА-П. Кроме того, в блок БНИ в депо может быть загружена информация о предстоящей поездке: табельный номер, составность поезда, временные ограничения скорости и другие данные, необходимые для работы системы УСАВП-П. Это исключает необходимость вводить эту информацию вручную.

Рис.11 Блок регистрации БР и блок накопления информации БНИ (картридж)

Связь между устройствами осуществляется по CAN-сети. В качестве линии связи между отдельными секциями используются штатные провода локомотива, проходящие через межсекционные соединения.

Блок измерения высоковольтный модульный (БИВМ) выполняет следующие функции:

- осуществляет измерение напряжения в контактной сети с помощью встроенного делителя;

- осуществляет измерение величин токов якорей тяговых двигателей, отопления поезда, потребления электроэнергии;

- выполняет функции счетчика электроэнергии класса 1.0, вычисляет потреб ленную энергию и накапливает ее значение в своем внутреннем счетчике (значение счетчика сохраняется при отключении питания блока).

Высоковольтные блоки измерения работают независимо и постоянно накапливают в собственных счетчиках значения потребляемой электроэнергии. БИВМ устанавливается в высоковольтной камере.

Рис.12. Блок измерения высоковольтный модульный (БИВМ)

Блок дискретного ввода (БДВ) предназначен для приема и преобразования в цифровой код сигналов из цепей управления электровоза (АЛСН, срабатывания БВ, РБ, ЭПК, УККНП).

Рис.13. Блок дискретного ввода БДВ

Блок аналогового ввода БАВ служит для преобразования токов, частотных сигналов ДПС и напряжений в цифровой код.

Рис.14. Блок аналогового ввода

Счетчик электроэнергии (СЭТ) регистрирует расход активной и реактивной энергии прямого и обратного направлений, напряжения и токов в контактной сети.

Комплект измерения давления (ИД) устанавливается по необходимостидля измерения давления в тормозных цилиндрах и тормозной магистрали электровоза. Для измерения применяется измерительный преобразователь давления.

Технические характеристики РПДА-П:

РПДА - П ПОСТОЯННОГО ТОКА:

Напряжение питающей сети постоянного тока, В.......................................................35÷65

Потребляемая мощность, не более, Вт................................................................................50

Масса, не более, кГ..................................................................................................................8

Объём памяти картриджа, Мб...............................................................................................64

Диапазоны регистрации:

Токи в силовых цепях, А................................................................................................0÷1500

Напряжение в контактной сети, В................................................................................0÷4500

Давление, Атм..................................................................................................................0÷12,7

РПДА - П ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

Напряжение питающей сети постоянного тока, В…....................................................35÷65

Потребляемая мощность, Вт..................................................................................................60

Количество дискретных каналов..........................................................................................12

Количество аналоговых каналов...........................................................................................14

Масса, кГ ……….....................................................................................................................12

Диапазоны регистрации:

Полная мощность на вторичной стороне трансформатора............................0÷10000 КВА

Активная мощность на вторичной стороне трансформатора.........................0÷10000 КВА

Реактивная мощность на вторичной стороне трансформатора.....................0÷10000 КВар

Действующее значение тока трансформатора, А ….....................................................0÷300

Среднее значение тока возбуждения, А…...................................................................0÷1500

Среднее значение напряжения на тяговом двигателе, В............................................0÷1500

Давление, Атм..................................................................................................................0÷12,7

Погрешность измерения для РПДА-П постоянного и переменного тока:

Токи в силовых цепях, %..................................................................................................± 0,5

Электроэнергии, %............................................................................................................± 1,0

Давления, %.........................................................................................................................± 1,0

Напряжение в контактной сети, %....................................................................................± 0,5

Расшифровка записанной на картридж информации производится АРМ-РПДА (рис. 15), обеспечивающем проведение анализа всей зарегистрированной информации и подготовку типовых форм отчётности по результатам поездок.Регистратор параметров движения и автоведения регистрирует на съемном носителе данных (картридже) параметры движения и технического состояния действия локомотивной бригады и расход энергии. Это дает возможность все стороннего анализа процессов, связанных с движением поезда, на основании которого принимаются тактические и стратегические решения управления локомотивным хозяйством. Автоматизированное рабочее место РПДА (АРМ-РПДА) является одним из инструментов для такого анализа. АРМ РПДА может работать в сетевом режиме: на основном компьютере производить считывание, расшифровку и хранение поездок, а на других рабочих местах получать отчеты и просматривать поездки. Для каждого типа РПДА разработан свой АРМ.

Расшифровка и полный анализ поездки производится на АРМ-РПДА автоматически за 10-30 секунд. По результатам анализа накапливается база данных, которая позволяет получать отчеты за любой период времени. Графическое представление расшифровки данных приведено на рисунке 16.

Рис.15. Автоматизированное рабочее место расшифровки файлов картриджей РПДА (АРМ-РПДА)

Графическое представление расшифровки данных (рис. 16):

1 – напряжение в контактной сети;

2 – ток локомотива;

3 – токи 1 и 2 секций;

4 – давление в УР;

5 – постоянные ограничения скорости;

6 – скорость;

7 – сигналы АЛСН;

8 – режим автоведения;

9 – имя файла копии картриджа, с которого считана информация о поездке;

10 – строка меню;

11 – панель кнопок;

12 – мини-карта для ориентирования и установки требуемой области просмотра картриджа;

13 – ж.д. координата;

14 – графики аналоговых параметров (напряжение, ток, давление, скорость);

15 – путевые объекты;

16 – названия станций;

17 – профиль пути;

18 – графики дискретных параметров.

Структура и возможности АРМ –РПДА представлены на рис. 17:

Рис.17. Структура и возможности АРМ РПДА

Применение УСАВП-П обеспечивает:

- облегчение труда машинистов, что подтверждается проведенными ВНИИЖТ исследованиями, в результате которых установлено, что применение автоведения позволяет продлить устойчивый уровень работоспособности в среднем на 2-3 часа и уменьшить загруженность машиниста на наиболее сложных этапах его деятельности;

- экономию электроэнергии за счет энергосберегающих режимов движения, которые рассчитываются в реальном масштабе времени непосредственно на борту локомотива;

- повышение безопасности движения за счет точного исполнения скоростного режима, как по сигналам светофора, так и по местам ограничения скорости;

- поддержание качества вождения поездов на высоком уровне независимо от квалификации машинистов;

- объективность предрейсовой подготовки локомотивной бригады и повышения качества контроля за работой локомотивной бригады по результатам расшифровки данных записанных на картридж.

Универсальная система автоведения электровозов грузового движения УСАВП-Г предназначена для автоматизированного управления электровозами типа ВЛ10, ВЛ-11, ВЛ-80, ВЛ-85 с целью точного соблюдения времени хода, задаваемого графиком или другим нормативным документом, на основе выбора энергетически рационального режима движения.

Система УСАВП-Г учитывает все особенности ведения грузового поезда:

- вес и длину состава;

- профиль и план пути;

- показания светофоров;

- постоянные и временные ограничения скорости.

УСАВП-Г выполняет следующие функции:

- автоматизированное управление тягой и тормозами электровоза;

- осуществляет рекуперацию и/или реостатное торможение;

- выдает машинисту вспомогательную звуковую и визуальную исчерпывающую информацию о текущем ведении (текущая и рекомендованная скорость, местоположение поезда, ограничения скорости, показания датчиков и т.п.);

- осуществляет автоведение с соблюдением регламента, установленного существующими нормативными документами;

- проводит самодиагностику аппаратуры, входящей в состав УСАВП-Г;

- регистрирует (записывает на картридж РПДА-Г) всю информацию о ведении поезда в течение всей поездки.

На основании информации о параметрах электровоза и данных об участке обслуживания программа УСАВПГ обеспечивает:

- расчет оптимального по расходу электроэнергии времени хода поезда;

- определение фактической скорости движения;

- выбор тяговой позиции электровоза в зависимости от расчетной величины скорости;

- расчет координат пути и местоположения поезда относительно станций.

УСАВП-Г работает в трех режимах:

- автоведение – управление тягой и торможением полностью осуществляется системой автоведения;

- советчик – поездом управляет машинист, на экран системы выводится информация об оптимальном и текущем ведении;

- кнопочный контроллер – машинист управляет поездом через клавиатуру системы автоведения.

Помимо этого, УСАВП-Г может выполнять функцию круиз-контроля, поддерживая заданную машинистом скорость. Перед началом работы машинист с помощью встроенных тестов проводит диагностику работоспособности аппаратуры УСАВП-Г и ее взаимодействия с цепями электровоза. Также в процессе движения УСАВП-Г непрерывно осуществляет самодиагностику исправности своей аппаратуры, правильности срабатывания электронных управляющих ключей, контролирует напряжение питания системы и подачу питания на датчики ДПС. В процессе ведения во всех режимах управления (автоведение, советчик или кнопочный контроллер) на экране УСАВП-Г отображается информация о текущей и рассчитанной по оптимальному ведению скорости, ограничениях скорости, координате, сигнале АЛСН, позиции контроллера или, если осуществляется торможение, показаниях давления в тормозной системе электровоза и другое. Дополнительно на экран УСАВП-Г машинист может вывести информацию о показаниях различных датчиков, ближайших станциях, списке ограничений скорости и т.п.

Перед началом движения и при ведении поезда система УСАВП-Г позволяет менять параметр интенсивности следования по участку, изменять уставки тока, отключать применение торможения и управлять тягой электровозов с помощью кнопочного котроллера, включать или выключать речевые сообщения служебного характера для локомотивной бригады.

УСАВП-Г имеет в своем составе средства для организации взаимодействия с машинистом, для сбора данных, для управления тягой, рекуперативным и пневматическим торможением. В базовый состав аппаратуры УСАВП-Г входят:

- блок системный (БС);

- блок индикации (БИ);

- блок дискретного управления (БДУ);

- блок аналогового управления (БАУ);

- блок регулирования возбуждения возбудителей (БРВВ).

Также в базовый состав УСАВП-Г входит регистратор параметров движения и автоведения грузового электровоза (РПДА-Г, РПДА-ГПТ), в который входят:

- блок регистрации (БР) и блок накопления информации (БНИ);

- блок измерения высоковольтный модульный (БИВМ);

- блок дискретного ввода (БДВ) и блок дискретного управления (БДУ);

- блок аналогового ввода (БАВ);

- счетчик электроэнергии (СЭТ) для РПДА-ГПТ;

- комплект измерения давления (ИД);

- датчики угловых перемещений (ДПС) и давления (ДД).

В зависимости от серии локомотива набор блоков и их модификация может меняться.

Блок БС является центральным для системы автоведения. Он обеспечивает контроль всех параметров и взаимодействие блоков системы между собой, реализацию алгоритмов автоведения и передачу в блок БР для записи на картридж информации. Блок БС содержит в себе программу автоведения и базу данных маршрутов. Другие необходимые сведения (временные ограничения скорости, характеристики состава и т.п.) вводятся машинистом посредством клавиатуры системы автоведения.

Блок БИ представляет собой набор устройств, состоящих из блока с алфавитно-цифровым (8х20 знакомест) дисплеем, клавиатуры (19 клавиш) и звуковой колонкой.

В состав системы УСАВП-Г вместо алфавитно-цифрового дисплея может быть включен графический цветной дисплей с разрешением 640х480 пикселей.

Блок дискретного управления БДУ предназначен для управления цепям иэлектровоза и обработкой дискретных сигналов. В состав блока входят модуль дискретного управления, модуль приема дискретных сигналов и модуль реле и защиты для восстановления штатной схемы электровоза.

Блок аналогового управления БАУ предназначен для управления электрическими цепями тягового подвижного состава, измерения напряжения в электрических цепях и преобразования измеренных значений в цифровой код.

Блок регулирования возбуждения возбудителей БРВВ осуществляет управление рекуперативным торможением.

Регистратор параметров движения поезда и автоведения грузового электровоза (РПДА-Г, РПДА-ГПТ) предназначен для отображения на индикаторе и записи на картридж основных параметров работы электровоза: напряжения контактной сети, тока якоря по группам двигателей, общего тока электровоза; тока возбуждения двигателя, расхода электроэнергии, показаний АЛСН, срабатывания систем защиты: БВ или ГВ,

ЭПК, РБ, РП, ТМ. В съемный блок БНИ (картридж) в течение всей поездки записывается информация о параметрах ведения поезда.

Датчики угловых перемещений служат для преобразования угловой частоты

вращения (оборотов) колесных пар, на которых они установлены, в последовательность импульсов, которая поступает в аппаратуру УСАВПГ и диагностирования для вычисления пройденного пути и скорости движения.

Датчики давления обеспечивают измерение текущих значений давлений в уравнительном резервуаре, тормозной магистрали и тормозных цилиндрах.

Технические характеристики: