Конструкция бу-193
Аппаратура блока БУ-193 выполнена по блочно-модульному принципу, что позволяет оперативно заменять неисправные ячейки и не требовать подрегулировки их при замене.
Габаритный чертеж блока БУ-193 показан на рисунке 4.
Блок БУ-193 монтируется в кузове электровоза и состоит из каркаса, закрываемого со всех сторон, кроме лицевой и задней, стальными крышками. Лицевая и задняя стороны закрываются съемными крышками. В шкафу блока БУ-193 монтируются алюминиевые каркасы. На каркасах установлены направляющие, в которых в свою очередь, устанавливаются съемные блоки, представляющие из себя печатные платы с элементами и передними панелями. Съемные блоки, за исключением блока обогрева, выполнены в виде унифицированной конструкции типоразмера U3 и U6. На верхней панели блока БУ-193 расположены соединители Х1…Х19 (кроме Х3…Х5) к которым подключаются кабели. Разъемные соединители Х3…Х5 блока БУ-193 используются для отладки и перезаписи программного обеспечения микроконтроллеров, поэтому они установлены на верхней части лицевой панели блока и доступны для подключения переносной микро-ЭВМ типа NOTEBOOK из коридора.
Крепится шкаф блока БУ-193 на металлическую подставку, обеспечивающую необходимую высоту установки и требуемые установочные размеры, при помощи болтовых соединений через отверстия, расположенные в этих элементах.
Рисунок 4 – Габаритный чертеж блока управления БУ-193
Устройство и работа
Блок БУ-193 включает в свой состав два идентичных микропроцессорных контроллера МПК1 и МПК2.
Структурная схема МПК1 с внешними связями показана на рисунке 5.
Блок входных сигналов БВС-991 (чертеж 6ТС.367.991Э3) содержит формирователи сигналов слежения α0 за потенциальными условиями открытия тиристоров, полярности полупериода, сфазированного с первой гармоникой напряжения на входах ВИП и сигнала блокировки, информирующего БМК-036 о переходных процессах в устройстве синхронизации. БВС-991 также содержит элементы выделения напряжения контактной сети Uкс.
Рисунок 5 – Структурная схема МПК1 с внешними связями
Входы БВС-991 подключаются к датчикам напряжения ДН для слежения за потенциальными условиями и синхронизации. В качестве датчиков использованы трансформаторы ТР-135 (датчики слежения) и ТО-89 (датчики синхронизации).
Блок формирователей БФ-046 (чертеж 6ТС.369.046Э3) содержит схему обработки сигналов датчиков углов коммутации, выделяющую сигнал γ пропорциональный длительности коммутации в силовых цепях, элементы схемы теплового контроля БУ-193, гальванические развязки датчиков скорости V1…V6.
Входы БФ-046 подключаются к датчикам угла коммутации ДУК и импульсным датчикам частоты вращения ДПС-У. Для контроля температуры внутри корпуса блока БУ-193 на входы блока БФ-046 поступают сигналы от датчиков температуры, расположенных на плате блока микроконтроллера БМК-036. В качестве ДУК использованы датчики типа ДУК-4-01.
Блок аналогового ввода БАС-051 (чертеж 6ТС.369.051)содержит схему согласования по уровню датчиков тока I1…I6, Iв типа LT1000, Iэтп типа LT100, напряжения Uэтп типа LV100 и задатчиков скорости (Vз) и тока (Iз) со входами аналого-цифровых преобразователей микроконтроллера блока БМК-036. На блоке БАС-051 также установлены электронные выпрямители сигналов датчиков тока Iэтп.
Блок микропроцессорного контроллера БМК-036 (чертеж 6ТС.369.036Э3) содержит плату микроконтроллера М167-1 и основную плату с элементами привязки его к внешним относительно блока БМК-036 устройствам.
Логическая обработка и вычислительные операции реализуются программными методами в микроконтроллере M167-1, размещенном в блоке БМК-036. Сюда поступают предварительно обработанные сигналы датчиков и задатчиков автоматизированной системы управления. В соответствии с хранящимся в постоянной памяти микроконтроллера алгоритмом, эти сигналы преобразуются в импульсы, управляющие преобразовательными установками (ВИПы и ВУВы, шунтирующие тиристоры, входы КРМ).
Блок БМК-036 содержит также два датчика температуры, управляющие каналами включения элементов подогрева блока БУ-193 при низких температурах и блоков питания при достижении температурой окружающего воздуха допустимых пределов.
Блоки БМК-036 связаны между собой и с блоками индикации посредством последовательного канала связи типа RS-485. С блоками ввода/вывода БВВ-041, блок БМК-036 связан посредством последовательного канала связи типа SPI. Элементы, обеспечивающие необходимые преобразования, размещаются на основной плате БМК-036.
Сформированные в БМК-036 сигналы (α1…α8 для ВИПов, α9, α10 для ВУВа, αш1…αш6 для тиристоров отпитки) усиливаются в блоках выходных усилителей БВУ-997 (α1…α10) и БВУ-996 (αш1…αш6).
Примечание – На электровозах, не оборудованных тиристорами отпитки, блоки БВУ-996 могут не устанавливаться.
Блоки БВУ-997 (чертеж 6ТС.367.997Э3) и БВУ-996 (чертеж 6ТС.367.996Э3) содержат импульсные усилители с гальванической развязкой цепей выходных сигналов от цепей микроконтроллера и элементы согласования с внешними устройствами.
Для задания режима работы и формирования сигналов управления контакторами ослабления поля, песочницами, преобразователем частоты фаз вентиляторов и панелью индикации пульта машиниста, в состав МПК1 (МПК2) входят блоки ввода/вывода дискретных сигналов (БВВ-041).
Эти блоки обеспечивают стыковку БУ-193 с оборудованием электровоза, работающего с уровнем напряжения бортовой сети 50 В и гальваническую развязку цепей микроконтроллера от бортовой сети.
Алгоритмы функционирования МПК1(МПК2) описаны в Руководстве по эксплуатации на соответствующий электровоз.
ЦМК предназначен для контроля состояния и управления оборудованием электровоза, диагностики его систем в соответствии с заложенным алгоритмом, формирования и передачи сообщений по последовательным мультиплексным каналам в другие составные части МСУД-Н и приемно-контактирующее бортовое устройство (ПКБ).
Структурная схема блока ЦМК приведена на рисунке 6.
ЦМК содержит три блока ввода/вывода дискретной информации БВВ-041 и блок микроконтроллера БМК-036.
Блок БМК-036 выполнен на базе платы микроконтроллера M167-1 и содержит элементы последовательных мультиплексных каналов RS485, для подключения двух МПК и блока индикации в систему, одного канала RS-232 для подключения приемного контактирующего бортового устройства (ПКБ) со съемным энергонезависимым регистратором ЭР.
Рисунок 6 – Структурная схема ЦМК с внешними цепями
Блоки БВВ-041 содержат по 16 каналов ввода дискретных сигналов и по 8 каналов усилителей релейных сигналов, обеспечивающих согласование и гальваническую развязку с цепями управления электровоза.
Блоки БВВ-041 и БМК-036 объединены между собой последовательным каналом связи типа SPI.
Алгоритмы функционирования МПК1(МПК2) описаны в Руководстве по эксплуатации на соответствующий электровоз.