Микроэлектронные и микропроцессорные системы АБ

В настоящее время в технике СЦБ все большее внимание уделяется разработке и применению систем с использованием микроэлектронных элементов. Особенно большие преимущества дает микропроцессорная техника с программируемой логикой.

Реализация устройств на основе микропроцессоров позволяет существенно повысить надежность и быстродействие систем автоматики, расширить их функциональные возможности, выполнять алгоритм любой практически необходимой сложности, создавать универсальные блоки и легко адаптировать их к конкретным условиям применения и изменять алгоритм или исходные данные при изменении параметров объекта управления.

Широкие возможности программируемой логики позволяют решать задачи самопроверки и реконфигурации собственной структуры при отказах, осуществлять диагностику объектов управления, а также большое число сервисных функций.

Микропроцессорные СЖАТ обеспечивают взаимодействие и простое согласование с устройствами автоматизированных систем управления верхнего уровня и устройствами локальной автоматики, производят регистрацию и документирование информации о неисправностях, нештатных действиях эксплуатационных работников и других существенных событиях.

Заслуживают внимания два направления разработки бесконтактных систем – электронные системы АБ типа КЭБ и электронные системы единого ряда на новой элементной базе. Ниже рассмотрены принципы построения некоторых микроэлектронных и микропроцессорных систем этих классов.

Системы АБ типа КЭБ.

Системы типа КЭБ начали разрабатываться с середины 90-х годов 20 века. Они реализуют алгоритм числовой кодовой АБ.

Важность разработки и применения подобных систем на современном этапе объясняется следующими соображениями. Кодовая АБ имеет преобладающее распространение на сети железных дорог страны. Наиболее интенсивное внедрение этих систем происходило в 1965‑1985 годах. В настоящее время из-за последующего снижения капитальных вложений в хозяйство СЦБ большой объем устройств АБ выработал свой ресурс, физически и морально устарел. Следствие этого - рост затрат на содержание и обслуживание устройств, снижение уровня безопасности движения. Так, старение устройств АБ в 2001 году составило 17,6% (процент устройств со сроком службы более 25 лет), а в 2005 году может достичь 31%. Замена устройств на новые перспективные системы требует больших капитальных вложений, приводит к перерывам движения поездов при строительстве и пуско-наладочных работах и является экономически целесообразной только на участках с высокой интенсивностью движения. Устройства КЭБ позволяют произвести обновление эксплуатируемых систем АБ путем реконструкции с частичной или полной заменой приборов на электронные аналоги без изменения монтажа.

В настоящее время разработаны 2 разновидности таких систем.

Кодовая автоблокировка на электронной элементной базе

КЭБ-1.

КЭБ-1 предназначена для реконструкции кодовой АБ путем замены в релейных шкафах сигнальных установок электромеханических устройств, работающих в импульсном режиме, на электронные с сохранением существующих кодовых РЦ без изменения расстановки сигналов и другого оборудования. При этом может быть проведена реконструкция как всей автоблокировки, так и замена аппаратуры одной или нескольких сигнальных установок.

В составе КЭБ-1 используются следующие приборы замены:

· генератор кодовых сигналов ГК-КЭБ, заменяющий кодовый путевой трансмиттер, трансмиттерное реле и бесконтактный коммутатор тока;

· приемник-дешифратор ПД-КЭБ, который заменяет импульсное путевое реле и блоки дешифратора кодовой АБ.

Генератор кодовых сигналов ГК-КЭБ реализован на основе однокристальной микроЭВМ. Кодовые сигналы, формируемые генератором, подаются в рельсовую линию через бесконтактные коммутаторы, входящие в состав ГК-КЭБ. При этом обеспечивается коммутация тока до 5 А при напряжении до 330 В.

В отличие от кодового путевого трансмиттера генератор дополнительно формирует кодовые сигналы К (последовательность импульсов с интервалами 0,12 с). Это позволяет организовать защитные участки за хвостом поезда при его движении по неправильному пути.

Формирование более разрешающей кодовой комбинации исключается схемой контроля кодовых импульсов. Принцип работы этой схемы основан на использовании динамической памяти, осуществляющей контроль длительности дробления кодовых импульсов.

Приемник-дешифратор принимает сигналы из рельсовой цепи, расшифровывает их и в соответствии с этим управляет сигнальными реле. При дешифрации сигнала учитываются его временные параметры и длительность кодовой посылки. Это позволяет реализовать простую и надежную защиту от пробоя изолирующих стыков путем чередования типов генераторов и дешифраторов. Для обеспечения достоверности результатов расшифровки в приемнике-дешифраторе предусмотрена схема сравнения. Эта схема сравнивает инвертированный сигнал с выхода дешифратора после расшифровки и принятый сигнал с выхода входного устройства.

Безопасность функционирования электронных устройств обеспечивается применением безопасных схем логического умножения и безопасных схем памяти. Принцип построения этих схем основан на импульсном представлении сигнала, что обеспечивает контроль исправности элементов по факту их импульсной работы. Для развязки входных и выходных цепей применяются оптопары.

При частичной реконструкции кодовой АБ заменяемые электромеханические устройства КАБ изымаются, на место БС-ДА устанавливается блок ПД-КЭБ, а на место КПТШ ‑ блок ГК-КЭБ. К розеткам других изъятых приборов подключается жгут с соответствующими заглушками и перемычками. Время переключения сигнальной установки с кодовой АБ на КЭБ ‑ не более 10 мин.

Возможен также вариант полной замены шкафа кодовой АБ на шкаф КЭБ-1 с новым монтажом.