Назначение и функции составных частей системы «Витязь-1М
Блок управления поездом ( БУП)
Блок является специализированным блоком логической обработки информации и предназначен для работы в составе систем управления, безопасности и технической диагностики электроподвижного состава метрополитена «Витязь-1М».
Блок установлен в аппаратном отсеке вагона.
БУП выполняет функции диспетчеризации и обеспечивает:
· Ведение поезда в ручном режиме
· Централизованное управление вспомогательными устройствами и оборудованием вагонов
· Диагностирование аппаратов и устройств оборудования вагонов с контролем безопасности движения
· Ввод первоначальной информации и вывод информации на систему индикации в кабину машиниста
· Прием управляющих сигналов от пультов управления и контроллера машиниста и вывод сигнализации о состоянии основного вагонного оборудования состава
· Обмен информацией по поездной магистрали (основной и резервной) с блоками БУВ и хвостовым (головным) БУП и обмен информацией с БАРС-М
· Решение задач переориентации системы управления при наличии сигналов о неисправностях блоков, входящих в систему
· Частичное выполнение функций БАРС-М при их неисправности (функции безопасности движения)
· Безопасность движения при выходе из строя БАРС-М (режим УОС)
Блок автоматической регулировки скорости (БАРС-М)
Блок предназначен для обеспечения безопасности движения поезда.
БАРС-М представляет собой устройство, состоящее из двух одинаковых блоков, один из которых работает в «холодном» резерве, что обеспечивает возможность оперативной замены неисправного блока в процессе эксплуатации.
Блок выполняет следующие функции:
· Обеспечивает прием с рельсовой линии сигналов и определяет допустимую и предупредительную скорость
· Обеспечивает непрерывный контроль за соответствием фактической и допустимой скоростей
· Обеспечивает контроль о готовности машиниста к принятию мер по снижению скорости или остановки поезда
· Передает значения допустимой скорости движения на индикатор скорости
· Вырабатывает команды «Разрешение хода», «Требование тормозного режима» с указанием вида тормоза (подтормаживание, удержание, полное служебное торможение, экстренное торможение)
· Обеспечивает контроль за готовностью машиниста к выполнению мер по снижению скорости или остановки поезда
· выдает звуковой сигнал «Звонок».
Блок установлен в аппаратном отсеке вагона 81-740.1.
Блок управления вагоном (БУВ)
Блок является специализированным микропроцессорным вычислительным блоком логической обработки информации и предназначен для выполнения нижеперечисленных функций:
· Обмен информации с БУП
· Опрос дискретных и аналоговых датчиков вагонного оборудования
· Выработку управляющих воздействий для блока управления тяговым приводом (БУТП) и тормозной системы
· Управление вагонным оборудованием и контакторной аппаратурой (освещение салона, открытие и закрытие дверей и т.д.)
· Обмен информацией с системой обогрева и вентиляции салона (СОВС)
· Обмен информацией с блоком противоюзной защиты.
Монитор машиниста
Мониторы машиниста У1 (ММУ1) или монитор машиниста унифицированный УМ (ММУМ) предназначены для предоставления машинисту визуальной информации во всех режимах эксплуатации поезда и управления вагонным и поездным оборудованием с помощью клавиатуры на панели пульта.
Конструкцией мониторов предусмотрена также возможность запуска системы управления поездом с пульта с помощью устройства управления доступом при наличии персональной карты у машиниста.
Дополнительно, конструкция монитора УМ (ММУМ) предусматривает использование его в телевизионном режиме, выдачу текущего информационного материала на цифровой накопитель и выдачу напряжения +5 в для блока индикации БИУ.
Управление вагонным оборудованием осуществляется с клавиатуры, размещенной на пульте управления.
На экранах мониторов отображается информация:
· В режиме ручного управления поездом
· В режиме контроля поездного оборудования перед началом движения состава
· В режиме технической диагностики оборудования в процессе движения состава
· В режиме аварийных ситуаций.
Порядок работы машиниста с клавиатурой и визуальная информация изложены в руководстве на систему «Витязь-1М» .
Монитор устанавливается на пульте машиниста в горизонтальной плоскости под углом, удобном для наблюдения. Пульт монитора крепится справа от машиниста на опорной раме под углом 450. ММУ1 последовательной двунаправленной кодовой линией сопряжен с БУП, который осуществляет обработку сигналов с клавиатуры и формирование информации для отображения на экране.
Машинист может вызвать на экран информацию о состоянии поездного оборудования (токи, скорость, неисправности и др.), подавая соответствующие команды в БУП с клавиатуры. Монитор также используется для получения справочной информации о работе системы «Витязь-1М
Блок индикации (БИУ)
Блок предназначен для работы в составе системы «Витязь-1М».
БИУ располагается в головном и хвостовом вагонах 81-740.1 на пульте машиниста основном (ПМО) и в процессе работы отображает:
· Направление движения поезда
· Фактическую скорость движения на шкальном и цифровом индикаторах
· Допустимую и предупредительную скорости на шкальных индикаторах
· Разовые команды.
Максимальная отображаемая скорость на линейных шкалах – 100 км/ч (с шагом 2 км/ч).
Цвет свечения:
· Красный – допустимая скорость
· Зеленый – фактическая скорость
· Желтый – предупредительная скорость.
Максимальная отображаемая скорость на цифровом табло – 99 км/ч с шагом 1 км/ч.
· Цвет свечения – зеленый.
Отображение направления движения – световом табло.
· Цвет свечения – красный.
Отображение разовых команд – на светодиодах.
Цвет свечения:
· «ЛН» – зеленый
· «ХОД» – желтый
· «ИСПР» – зеленый
· « ОСТ» – красный
· «ДНЕПР» – красный
· «ДАУ» – красный.
Линии связи обеспечивают:
· Прием информации по интерфейсу ИРПС из блоков БАРС-М
· Прием информации в двоично-десятичном коде по восьмиразрядной шине из блока ИСГ.02М1
В состав БИУ входят:
· Процессор индикатора
· Устройство шкальное.
Процессор индикатора принимает последовательный код из БАРС-М, расшифровывает информацию о допустимой, фактической и предупредительной скоростях и разовых командах, усиливает ее и передает для отображения на устройство шкальное.
Устройство шкальное принимает информацию из процессора индикатора, отображает скорости (допустимую, фактическую и предупредительную) на шкальных индикаторах, а разовые команды – на светодиодах.
Регистратор «Яуза-2»
Регистратор «Яуза» предназначен для регистрации параметров состояния состава вагонов и сохранения этой информации в рабочих и аварийных условиях.
Регистратор использует для приема значений состояния поезда последовательный канал передачи данных. Источником данных является бортовое оборудованиею
Принимаемые данные регистрируются (записываются) в энергонезависимой памяти накопителя регистратора. Запись производится «по кольцу», т.е. после первого заполнения всего объема памяти продолжение регистрации приводит к вытеснению (стиранию) наиболее устаревших данных с записью на их место новых данных.
Временной объем накопителя составляет не менее 72 ч, т.е. накопитель обеспечивает одновременное хранение данных, принятых как минимум за последние 72 ч регистрации.
Продолжительность хранения зарегистрированной информации составляет не менее 10000 ч (при условии, что эта информация не вытесняется вновь поступающей) независимо от наличия электропитания регистратора.
регистратор состоит из:
· Устройства регистратора
· Устройства переходного.
Устройство регистратора устанавливается в аппаратном отсеке головного вагона, а устройство переходное в кабине машиниста.
Устройство переходное подключается к устройству регистратора с помощью разъема. На корпусе устройства переходного имеется светодиод и разъем для подключения устройства считывания данных (УСД).
Управление регистратором осуществляется в соответствии с программой микроконтроллера устройства регистратора, введенной в его память.
Работоспособность регистратора контролируется машинистом по индикатору на переходном устройстве, расположенном в кабине.
Измеритель скорости
Измеритель скорости вагонов метро показывающий (ИСГ) - предназначен для формирования последовательностей прямоугольных импульсов, частота которых пропорциональна частоте вращения колесной пары, определения и отображения фактической скорости и направления движения головного вагона для информации машиниста.
В состав ИСГ. входят:
· Датчик вращения шестерни - 4 шт.
· Блок электроники - 1 шт.
Бесконтактный датчик вращения шестерни (ДВШ), содержащий две катушки индуктивности, устанавливается в корпусе редуктора каждой колесной пары вагона 81-740. Прохождение зуба шестерни редуктора в зоне чувствительности датчика вызывает поочередное изменение электрических параметров катушек индуктивности. Это изменение фиксируется и преобразуется блоком электроники в прямоугольные импульсы, частота следования которых пропорциональна частоте вращения колесной пары.
В блоке электроники производится вычисление скорости движения поезда и пройденного пути, а также осуществляется непрерывный контроль исправности катушек индуктивности каждого из четырех датчиков и линий связи, соединяющих датчики с блоком электроники.
При обрыве указанных проводов на передней панели блока электроники гаснет соответствующий светодиод.
Блок электроники состоит из:
· Двух плат обработки сигналов (ПОС), предназначенных для формирования прямоугольных импульсов при прохождении зуба шестерни в зоне чувствительности датчика ДВШ
· Платы индикации (ПИ), предназначенной для вычисления фактической скорости движения, пройденного пути, отображения указанных значений с помощью светодиодных семисегментных индикаторов и светодиодной сигнализации исправности датчиков
· Платы питания (ПП), предназначенного для формирования напряжения питания +5в, поступающего на блок индикации машиниста, а также напряжения питания узлов блока электроники.
Блок электроники устанавливается в аппаратном отсеке головного вагона.
На передней панели блока расположены следующие органы управления:
· Тумблер «Скорость/Путь» - для вывода информации о значении скорости движения поезда (в км/ч) в положении «Скорость» или пройденном пути (в км) в положении «Путь»
· Тумблер «Направление 1 Рев.» - для изменения знака фазового сдвига на противоположный между выходными сигналами А и В первого измерительного канала платы обработки сигналов
· Тумблер «Направление 2 Рев.» - для изменения знака фазового сдвига на противоположный между выходными сигналами А и В второго измерительного канала платы обработки сигналов
· Кнопка «Диаметр < » для ввода диаметров колеса (в мм из ряда диаметров) с уменьшением значения при каждом нажатии кнопки
· Кнопка «Диаметр > » для ввода диаметров колеса (в мм из ряда диаметров) с увеличением значения при каждом нажатии кнопки
· Шестиразрядный индикатор «Путь/скорость/Диаметр» – для индикации значений пройденного пути, скорости движения и диаметра колеса
· Индикатор единичный «Вкл» - для индикации подключения блока электроники к источнику бортовой сети +80в
· Восемь индикаторов единичных «Контроль Датчиков» – для индикации наличия неисправности в цепях катушек датчиков и в линиях связи.
На задней панели блока электроники располагаются штепсельные разъемы Х1 – Х5, предназначенные для подключения датчиков ДВШ, входных цепей аппаратуры управления поездом, входных цепей блока индикации машиниста, к источнику бортовой сети +80в и для выхода служебных сигналов.
Измеритель скорости отрегулирован и опломбирован на предприятии-изготовителе и дополнительной настройки и регулировке его на месте использования по назначению не требуется.
Блок тормоза безопасности.
Блок тормоза безопасности предназначен для обеспечения управления и контроля состояния петли безопасности электроподвижного состава метрополитена (+50В) и режима резервного управления электропневматическим тормозом.
БТБ выполняет следующие функции:
· Включает питание +50в (+55в) вентилей тормоза и отпуска (петля безопасности);
· Включает резервное управление в каждом вагоне
· Формирует импульсы управления вентилями тормоза (ВТ) и вентилями воздухораспределителя (ВР) БЭПП –248 при резервном управлении
· Контролирует отсутствие замыкания «+50в» и 0В (50в) на «+75в», 0В (75в) и корпус вагона, обрыв петли безопасности (потенциального провода).
В состав блока БТБ входят следующие устройства:
· Блок тормоза
· Блок питания БТБ
БТБ представляет собой блочный каркас с установленными в него платами и четырьмя соединителями для подключения блока к пульту машиниста (ПМО), БАРС-М, тормозу безопасности и резервному тормозу, с которым БТБ связан также через вентили (ВТ, ВО).
БТБ управляет тормозом безопасности, для чего подает напряжение +55в, изолированное от входного напряжения питания, на тормоза безопасности, расположенные на каждом вагоне и отключает их. Включение БТБ производится с пульта машиниста. Тормоза безопасности включаются при снятии питания с БТБ, если разомкнута петля безопасности.
Для управления резервными тормозами БТБ принимает сигналы при включении кнопок на пульте машиниста: «Тормоз резервный»,«Торможение», «Отпуск». При переходе на резервное управление БТБ выдает сигнал «Индикация» на пульт машиниста.
БТБ реализует алгоритм управления торможением, сигналы которого «Управление», «Вентиль тормоза», «Вентиль отпуска» поступают на тормозной клапан электропневматического воздухораспределителя. Блоки БТБ устанавливаются на головном вагоне.
В состав системы «Витязь-1М» входит блок автоматической регулировки скорости (БАРС-М). БАРС-М устанавливается на вагонах в приборном отсеке. В режиме автоматической регулировки скорости вся информация, поступающая с рельсовой цепи, обрабатывается и выдается в (БУП) автоматически. БУП- обеспечивает безопасность движения при выходе из строя БАРС-М (режим УОС).
На головных вагонах установлены, работающие совместно с краном машиниста (013А) электропневматический вентиль автостопа (ЭПВ-177 ) электрическая часть вентиля подключена к блоку БАРС, который срабатывает при отказе контроля скорости и при нарушении цепи управления электропневматического тормоза, что приводит к разрядке ТМ экстренным темпом.
Работа блока БАРС-М
При штатном включении система АРС формирует команду и осуществляет разрыв петли безопасности (экстренный тормоз). Состав остается заторможенным экстренным тормозом до окончания начального запуска системы, куда входит ввод пароля, идентификация вагонов, проверка пультов управления и вагонного оборудования.
По окончании данных операций система АРС контролирует положение контроллера машиниста (КМ) и наличие фактической скорости состава. При нахождении КМ в положении Выбег/Тормоз и фактической скорости поезда, измеренной всеми каналами головного вагона (БУП, БАРС-М), меньше Vmin (Vmin = l,8 км/час ) система АРС формирует команду на тормоз удержания. При этом петля безопасности замыкается и система АРС контролирует изменение давления в тормозных цилиндрах с максимального значения до величины, соответствующей тормозу удержания (2-я уставка электропневмоторможения с Ртц = 1,6 - 2,1 Атм) при минимальной загрузке вагона.В случае положительного результата контроля каждый из блоков АРС формирует признак готовности к работе. В противном случае, если КМ находится в положении ХОД, или с него поступает комбинация сигналов, несоответствующая штатной, или фактическая скорость поезда хотя бы в одном из каналов не соответствует заданным требованиям (Vфакт<Vmin), или результат контроля неудовлетворителен, БАРС-М формирует команду на включение экстренного тормоза и до устранения причин держит петлю безопасности обесточенной.
После появления признака готовности к работе система АРС разрешает движение состава метрополитена с постоянным контролем безопасности движения и не превышения допустимой скорости.
На индикаторе скорости, расположенном на основном пульте машиниста, система АРС отображает:
Рис.128 Индикатор скорости
· Красная шкала - допустимую скорость движения, принимаемую с рельсовой линии, мигающему состоянию которой соответствует отсутствие частоты (ОЧ)
· Зеленая шкала - фактическую скорость движения
· Желтая шкала - предупредительную скорость движения.
Управление индикатором скорости и выдача информации на него осуществляется ведущим БАРС-М. Ведущим считается левая половина работающего субблока.
Система АРС формирует ряд команд управления движением. К ним относятся:
· включение тормозного режима по требованию АРС
· вид тормозного режима по требованию АРС ( электродинамический тормоз, электропневматический тормоз)
· разрешение тягового режима АРС.
Данные команды поступают в БУП, где соответствующим образом обрабатываются и передаются на вагонное оборудование (через поездную магистраль и блоки управления вагоном) для исполнения. Причем БУП обрабатывает команды от двух БАРС-М и в случае их различия выбирает команду с наивысшей безопасностью.
Логика работы системы АРС при ее исправности следующая:
При остановке состава, когда КМ находится в положении ВЫБЕГ/ТОРМОЗ, система АРС формирует команду на тормоз удержания (электротормоз с Ртц = 1,2 - 1,8 atm). В случае скатывания состава вперед или назад (появление скорости Vфакт > Vmin) в данном режиме система АРС включает экстренный тормоз
(Ртц = 2,6 - 3,1 atm). Снятие экстренного тормоза произойдет после остановки состава.
При переводе КМ в положение ХОД при скорости Vдоп ≥ 40 км/ч система АРС разрешает тяговый режим. При этом тяговый режим отменяется, если будет осуществляться скатывание назад в течение 3 с или в течение 6 с состав не наберет скорость движения более 1,8 км/час. В этом случае система АРС включит тормозной режим (электротормоз с уставкой 3 и Ртц = 2,6 – 3,1 Атм). Отмена данного режима и переход на тормоз удержания произойдет после перевода и выдержки КМ в положении ВЫБЕГ/ТОРМОЗ более 1,5 с. После чего попытку трогания можно повторить.
При трогании с Vдоп = 0 км/ч (или с ОЧ) необходимо нажать кнопку бдительности или педаль безопасности и перевести КМ в положение ХОД
При этом отмена тягового режима произойдет только при отпускании КБ или ПБ.
При движении состава на скорости Vфакт < Vдоп и нажатии на КБ или ПБ система АРС сформирует команду на электродинамический тормоз.
Торможение осуществляется до отпускания КБ или ПБ или до скорости движения 20 км/ч. При этом в течение 1,5 - 2 с после нажатия включается режим подтормаживания 1-ой уставкой электропневмотормоза (Ртц = 1,1 -. 1,5 Атм - на экране машиниста). В случае отсутствия эффективности электродинамического тормоза произойдет повагонное замещение электропневматическим тормозом
(Ртц = 2,6 – 3,1 Атм) с разбором на соответствующем вагоне схемы из тормозного режима при Ртц > 1,5 Атм.
При движении состава система АРС при достижении скорости Vфакт > (Vдоп - 1,1 км/ч)
( 78,9 км/ч; 68,9 км/ч; 58,9 км/ч; 38,9 км/ч; 18,9 км/ч соответственно) сформирует команду на запрет тягового режима и при нахождении КМ в положении ХОД разберет силовую схему. При этом на мониторе машиниста появится сообщение ЗАПРЕТ ТР БАРС. Снятие запрета и разрешение движения в режиме ХОД осуществляется только после перевода КМ в положение ВЫБЕГ/ТОРМОЗ и падении скорости Vфакт < (Vдоп -3 км/ч) (77 км/ч; 67 км/ч; 57 км/ч; 37 км/ч; 17 км/ч соответственно).
При отсутствии перевода КМ в положение ВЫБЕГ/ТОРМОЗ запрет тягового режима сохраняется до изменения внешних воздействий. Режим запрета тягового режима не запрещает электродинамическое торможение.
При движении состава метрополитена система АРС, в случае превышения допустимой скорости, сформирует команду на включение электродинамического тормоза с наложением на 1,5 - 2 с с первой уставкой электропневматического тормоза и включит звуковую сигнализацию
Замещение электродинамического тормоза электропневматическим в случае отсутствия эффективности первого осуществляется повагонно ( Ртц = 2,6 - 3,1Атм) с разбором на соответствующем вагоне схемы из тормозного режима. Через 3,5 с (на скорости Vфакт >43 км/ч) и 3,8 с (на скорости Vфакт < 43 км/ч) из-за отсутствия эффективности торможения или заданной величины замедления (∆V > 0,8 м/с) система АРС может включить экстренный тормоз, разорвав петлю безопасности. Сформировать команду на включение экстренного тормоза система АРС может и в дальнейшем при отсутствии эффективности торможения или заданного замедления (проверка данных параметров осуществляется с периодом в1с).
При разрыве петли безопасности (давление в тормозных цилиндрах Ртц = 2,6 - 3,1Атм, разбор схемы на всех вагонах) система АРС осуществляет торможение до полной остановки. Замыкание петли безопасности и переход на тормоз удержания происходит при наличии признака нулевой скорости и КМ в положении ВЫБЕГ/ТОРМОЗ.
Отмена режима торможения осуществляется машинистом нажатием на КВТ и переводом КМ в положение ВЫБЕГ при условии снижения скорости Vфакт ниже Vдоп. Если скорость Vфакт > Vдоп, но КВТ нажата и торможение эффективно, произойдет отключение звуковой сигнализации с отключением режима торможения после снижения скорости Vфакт и перевода КМ в положение ВЫБЕГ.
Если КВТ не была нажата или КМ находится в положении ХОД, то торможение продолжается. В этом случае при скорости Vфакт = 4,5 км/ч сформируется команда на включение электропневматического торможения (Ртц = 2,6 - 3,1 Атм) и торможение состава осуществляется до полной остановки с последующим переходом на тормоз удержания.
При снижении скорости Vфакт ниже Vдоп и правильных действиях машиниста (нажатие КВТ и КМ в положении ВЫБЕГ/ТОРМОЗ) система АРС сформирует команду на запрет тягового режима с надписью на мониторе машиниста ЗАПРЕТ ТР БАРС. Снятие режима запрета осуществится после снижения скорости Vфакт ниже (Vдоп - 3 км/ч) аналогично п.2.2.4.4.
Перевод КМ в положение ХОД и продолжение движения в тяговом режиме возможно только после пропадания на мониторе надписи ЗАПРЕТ ТР БАРС.
В противном случае система АРС повторно включит тормозной режим с возможным разрывом петли безопасности и торможением до полной остановки.