4.16.2.3.2 Условия эксплуатации

4.16.2.3.2.1 Диапазон допустимых значений температуры

Все применяемые компоненты пригодны для эксплуатации на железных дорогах, максимальная температура приточного воздуха составляет +50°C, а минимальная – минус 40°C. Таким образом, в отношении допустимой температуры окружающей среды, как отдельные узлы, так и система управления в целом удовлетворяют требованиям класса Tx согласно стандарту EN 50155.

4.16.2.3.2.2 Диапазоны допустимых значений параметров электропитания

Питание системы управления 110 В постоянного тока.

Допустимые отклонения номинального значения напряжения:

- в длительном режиме от - 30 % до +25 %;

- отклонения на время до 1 с от - 25 % до +40 %;

Приборы системы управления относятся к классу S1 (согласно стандарту EN 50155), для которого перерывы в электроснабжении не допускаются.

4.16.2.3.3 ZSG состоит из следующих блоков системы SIBAS:

Блок TCN GW (6FH9415-3Н) является компьютером для протоколов связи согласно TCN (часть 3, 4) и выполняет функцию межсетевого преобразователя между поездной шиной WTB и многофункциональной шиной локомотива MVB. Он занимает два стандартных места установки (8 TE) с двойным евроформатом и состоит из трех карт:

- карта MAU (medium attachment unit) образует материнскую плату для микропроцессорной карты и карты MVB PC/104. Карта MAU двумя 64-полюсными базовыми вилками соединяется с шиной SIBAS, расположенной на задней стенке;

- карта микропроцессора, включающая микропроцессор SAF C167, серийный контроллер связи ESCC SАF 82532 и запоминающее устройство;

- карта MVB PC/104, образующая межсетевой интерфейс к MVB и включающая в себя контроллер MVBC и передатчик MVBD.

На левой лицевой панели блока находятся:

- четыре желтых светодиода для индикации направления передачи;

- два красных светодиода для индикации неисправностей линий;

- зеленый светодиод для сигнализации режима ожидания Sleep-Mode;

- четыре 9-полюсных соединителя SUB-MIN-D для подключения поездной шины.

На правой лицевой панели находятся:

- 7-сегментный индикатор (свободно программируемый);

- красный светодиод для сигнализации включения сброса;

- желтый светодиод для сигнализации завершения работы сторожевой схемы;

- черная клавиша (утопленная) для перевода карты в режим монитора;

- черная клавиша (утопленная) для загрузки программного обеспечения в Flash-EEPROM (запоминающее устройство);

- красная клавиша (утопленная) для включения сброса межсетевого интерфейса;

- два 9-полюсные штекерных соединителей SUB-MIN-D для подключения шины локомотива;

- 9-полюсный соединитель SUB-MIN-D для сервисного интерфейса.

Встроенное программное обеспечение блока находится в Flash-EEPROM (запоминающем устройстве).

Центральное вычислительное устройство (6FH9263-3K) является процессорным блоком двойного европейского формата для системы управления SIBAS 32, выполненным на базе процессора 80486. Наряду с логикой управления и различными запоминающими устройствами на блоке находится и периферия. Блок соединен со стойкой приборов при помощи двух базовых вилок. К вилке X1 подключена шина SIBAS, к вилке X2 - сигналы периферии.

На передней панели находятся:

- 7-сегментный индикатор для индикации состояний программы;

- двоично-десятичный переключатель, считываемый программным обеспечением;

- желтый светодиод отсутствия сигнала сброса;

- красный светодиод для контроля работы триггера сторожевой схемы;

- два гнезда для программирования памяти FLASH-PROM;

- красная клавиша (утопленная) «Сброс»;

- черная клавиша для перевода в режим монитора (функционирует только вместе с клавишей «Сброс»);

- черная клавиша (утопленная) «Начальная загрузка»;

- два 9-полюсных соединителя для сервисного обслуживания (RS232).

Модуль вход/выход (6FH9288-3C) служит в качестве интерфейса к центральному вычислительному устройству. Модуль вход/выход является блоком двойного европейского формата для системы управления SIBAS32. Блок соединен с системой при помощи двух базовых вилок. К вилке X1 подключена шина SIBAS, к вилке X2 - сигналы периферии.

Модуль обеспечивает прием и выдачу аналоговых и дискретных сигналов, преобразование аналоговых сигналов и имеет девять программируемых модулей-счетчиков для обработки импульсных сигналов

Возможно аналогово-цифровое преобразование (10В, 12бит) 23 входных аналоговых сигналов. Для выдачи аналоговых сигналов блок имеет 4 цифрово-аналоговых преобразователя (12бит, 10В). Блок позволяет считать до 64двоичных сигналов или выдать до 46 двоичных сигналов (внутри ZSG).

Десять входных аналоговых сигналов подаются на сигнализатор предельных значений. Зарегистрированные предельные значения обрабатываются в логике вентильной матрицы, программируемой пользователем, и подаются на четыре двоичных выхода. Тем самым обеспечивается очень быстрая и независимая от центрального вычислительного устройства реакция на критические по времени события (например, отключение главного выключателя при токовой перегрузке).

На передней панели находятся:

- 7-ми сегментный индикатор;

- двоично-десятичный переключатель;

- желтый светодиод отсутствия сигнала сброса;

- красный светодиод отсутствия общей блокировки;

- 8 светодиодов, управляемых программным обеспечением;

- 2 гнезда для программирования памяти EEPROM.

Блок MVB32_p4 (6FH 9458-3C) является вычислительным подустройством для протокола связи стандарта TCN и выполнен в одиночном европейском формате для системы управления SIBAS 32. Блок соединен с системой при помощи базовой вилки. Блок MVB 32 состоит из процессорной и интерфейсной карты, включающей микропроцессор C165, серийный контроллер MVB (MVBC), запоминающие устройства и периферийные модули.

На лицевой панели находятся:

- два 9-полюсных соединителя SUB-MIN-D для шины электровоза;

- 7-полюсный соединитель LEMO для сервисного обслуживания;

- два светодиода (красный и зеленый) состояния блока;

- желтый светодиод для сигнализации процесса передачи данных.

- зеленый светодиод для сигнализации процесса приема данных.

Входной модуль 110В (6FH9356-3D) служит для приема двоичных сигналов с номинальным уровнем 110В и является блоком одиночного европейского формата для системы управления SIBAS32. Блок соединен с системой и шиной SIBAS при помощи базовой вилки.

Параметры модуля:

- 12 входных каналов;

- развязка по напряжению через оптическую пару;

- контроль сочленения вилки на задней стенке;

- устранение дребезга резистивно-емкостным звеном;

- порог переключения для входного напряжения.

- параметры входных сигналов =110В, 7мA;

На передней панели находится 32-полюсный соединитель.

Выходной релейный модуль 110В (6FH9381-3С) служит для выдачи дискретных сигналов с номинальным уровнем 110 В и является модулем одиночного европейского формата для системы управления SIBAS 32. Блок соединен с системой и шиной SIBAS при помощи базовой вилки.

Параметры модуля:

- 8 выходных каналов;

- контроль сочленения вилки на задней стенке;

- выходные параметры канала =110В, 0,5A;

На лицевой панели находится 32-полюсный соединитель.

Входной каскад ЕТМ (6FH9413-3B) обеспечивает прием и обработку сигналов от датчиков температуры типа PT100.

^{Параметры каскада:}

^{- 8 измерительных каналов с соответствующими (2мA) источниками постоянного тока;}

^{- питающая и измерительная линии разделены (4-проводный принцип);}

^{- максимальное измерительное сопротивление 500 Ом;}

^{- два переключаемых температурных диапазона для каждого измерительного канала;}

^{- приведение измеряемых величин температуры к диапазону напряжения 10 В.}

^{На лицевой панели находится 48-полюсный соединитель.}

^{Входной/выходной каскад (6FH9306-3A) служит для обработки аналоговых и дискретных сигналов и является блоком одиночного европейского формата для системы управления SIBAS32. Блок соединяется с системой при помощи базовой вилки.}

^{Параметры каскада:}

^{- 4 цифровых входа с регулируемыми постоянными времени фильтров;}

^{- 2 потенциально разделенных преобразователя выходных сигналов;}

^{- 5 дифференциальных усилителей с регулируемыми параметрами;}

^{- 2 трансформатора тока ( 20мA) для связи с периферийными приборами;}

^{- 2 трансформатора напряжения ( 10В) для связи с периферийными приборами;}

^{- 2 формирователя абсолютного значения;}

^{- неинвертирующий сумматор;}

^{- 6 опорных точек для подключения сопротивлений внешней вторичной цепи для регистрации сигналов измерительных трансформаторов;}

^{- выбор минимального напряжения (из двух аналоговых);}

^{- контроль сочленения вилки на задней стенке.}

^{На лицевой панели находится 48-полюсный соединитель.}

^{Преобразователь 110В/24В, 100Вт (6FH9484-3А) служит для электропитания модулей SIBAS-KLIP.}

^{Параметры преобразователя:}

^{- входное номинальное напряжение U}_E ^{= 72…137В;}

^{- выходное напряжение U}_A ^{= +24В;}

^{- выходня мощность Р}_A ^{= 100 Вт;}

^{- развязка по напряжению;}

^{- защита от перемены полярности входа;}

^{- модульная конструкция с соединителем.}

^{На лицевой панели находятся:}

^{- светодиод индикации работы;}

^{- два гнезда для контроля вторичного напряжения.}

^{Преобразователь 110В/15В, 60Вт (6FH9132-3B) служит для электропитания модулей SIBAS.}

^{Параметры преобразователя:}

^{- входное номинальное напряжение U}_E ^{= 72…137 В;}

^{- выходное напряжение U}_A ^{= 15 В;}

^{- выходня мощность Р}_A ^{= 60 Вт;}

^{- развязка по напряжению;}

^{- защита от перемены полярности входа;}

^{- модульная конструкция с соединителем.}

^{На лицевой панели находятся:}

^{- светодиод индикации работы;}

^{- три гнезда для контроля вторичного напряжения.}

^{Преобразователь 110В/5В, 60Вт (6FH9481-3А) служит для электропитания модулей SIBAS.}

^{Параметры преобразователя:}

^{- входное номинальное напряжение U}_E ^{= 72…137В;}

^{- выходное напряжение U}_A ^=+5В;

^{- выходня мощность Р}_A ^{= 60 Вт;}

^{развязка по напряжению,}

^{защита от перемены полярности входа,}

^{модульная конструкция с соединителем на тыльной стороне.}

^{На лицевой панели находятся:}

^{- светодиод индикации работы;}

^{- два гнезда для контроля вторичного напряжения.}

^{Предварительный фильтр 110В (6FH9144-3A) защищает цепи SIBAS32 от помех и кратковременных перенапряжений. Через него напряжение питания от аккумуляторной батареи электровоза подается на прибор управления.}

^{На лицевой панели находится 15-полюсный соединитель.}

^{Модуль контроля напряжения 110В (6FH9295-3E) служит для контроля пониженного первичного и вторичного напряжения питания, а также для обеспечения контролированного включения и отключения системы управления путем формирования специальной команды. Блок соединен с системой при помощи базовой вилки. Подключение системы управления к напряжению питания с первичной стороны, а также обеспечение системы SIBAS-KLIP напряжением для питания осуществляется через лицевую вилку.}

^{На лицевой панели находится 15-полюсный соединитель.}

^{Расположение модулей в стойке блоков ZSG показано на рисунке 4.25.}

^{Серым цветом изображены блоки, место за которыми зарезервировано.}

Преобразователь 110В/24В, 100Вт 6FH9484-3А C147	Преобразователь 110В/5В, 60Вт 6FH9481-3А G153
Передняя панель 6XB9798-1AA21 C143	Преобразователь 110В/15В, 60Вт 6FH9132-3B G135
Входной каскад ETM 6FH9413-3B C135
6FH9999(res) C127	Модуль контроля напряжения 110В 6FH9295-3E G127
Выходной релейный модуль 110В 6FH9381-3C C119	Предварительный фильтр 110В 6FH9144-3A G103
Входной модуль 110В 6FH9356-3D(res) C111
Выходной релейный модуль 110В 6FH9381-3C C103	Поездная шина связи RS485 6FH9336-3C(res) G095
Входной модуль 110В 6FH9356-3D C095	Входной каскад U/F 6FH9305-3D G087
DUMMY 6FH9000 C087	Фильтр (42Гц) 6FH9337-3A G079
6FH9312-3B C079	Фильтр (100Гц) 6FH9337-3A G071
6FH9328-3B C071	Входной/выходной каскад 6FH9306-3A G063
6FH9396-3B C063	Входной/выходной каскад 6FH9306-3A G055
MVB 32-р4 6FH9458-3C C055
Модуль вход/выход 6FH9288-3C C043
Процессор обработки сигналов 6FH9265-3B C035
Центральное вычислительное устройство 6FH9263-3K C027
Регистратор переходных процессов 6FH9388-3B C019
TCN GW 6FH9415-3H C003

Рис. 4.25 - Расположение модулей в стойке блоков ZSG

4.16.2.4 Станции децентрализованные ввода/вывода системы управления электровоза SIBAS-KLIP (SKS)

4.16.2.4.1 Станции SIBAS-KLIP обеспечивают децентрализованный сбор сигналов и управление приборами и узлами, не имеющими прямой связи с многофункциональной шиной электровоза MVB, и благодаря блочно-модульному исполнению обеспечивают оптимальную реализацию задач управления.

Станции SKS имеют резервированное исполнение и логически приданы соответствующему центральному устройству управления ZSG: станции SIBAS-KLIP A (SKS A) приданы ZSG1, станции SIBAS-KLIP B (SKS B) приданы ZSG2. При смене функций ведущего/ведомого прибора ZSG активируется соответствующая система SIBAS-KLIP. Блокировка устройства управления приводит к немедленной блокировке всех выходов станций SKS.

4.16.2.4.2 Основные функциональные узлы:

Модуль ввода дискретных сигналов (9АВ4143-2ЕD23)

Количество входов		16 (гальванически развязаны)
Количество сигналов в группе		4 (общий «минус»)
Входное напряжение, В		110 (DC)
Напряжение логического «0», В		0…35
Напряжение логической «1», В		58…154
Защита по превышению входного напряжения UBR / UCL, В		418 / 656 (биполярная)
Входной ток:
- логической «1», мА		8 (при 110 В)
- логического «0», мкА		5 (при 35 В)
Время задержки при изменении входного сигнала, мс		0,5
Допустимая окружающая темпера-тура, оС		-40 …+70

Модуль вывода дискретных сигналов (9АВ4143-2HD20)

Количество выходов		8 (гальванически развязаны)
Выходное напряжение, В		77…137,5 (DC)
Максимальный выходной ток, А		0,5
Защита от короткого замыкания в выходной цепи: выходной ток более, А		0,9 (отключение выхода)
Защита по превышению выходного напряжения UBR / UCL, В		418 / 656 (биполярная)
Максимальная частота включения, Гц:
- при омической нагрузке		100
- при индуктивной нагрузке		2

Параллельное включение двух выводов		невозможно
Напряжение питания, В,		16,8…30 (DC)
Допустимая окружающая темпера-тура, оС		-40 …+70

Релейный выходной модуль (9АВ4 143-1RD20)

Количество выходов		8 (гальванически развязаны)
Характеристика выходов		4NO+4NC
Коммутируемый ток (110 В), А:		0,5
Коммутируемая мощность, Вт		50
Максимальная частота коммутационных циклов, Гц:		10
Шунтирование контактов		варистор SIOV-14-K130
Тип реле		ST1-24В (Мацушита)
Напряжение питания, В		20…30
Допустимая окружающая температура, оС		-40 …+70

Модуль ввода аналоговых сигналов (9АВ4 143-1DW20)

Количество входов		до 4 (гальванически развязаны)
Диапазон входного сигнала, В		± 10
Входное сопротивление, кОм		50
Номинальное напряжение изоляции, В		60
Разрядность АЦП, бит		11 + знак
Цикл измерения, мс		4 (при 4 каналах)
Напряжение питания, В		20…30
Допустимая окружающая температура, оС		-40 …+70

4.16.2.5 Устройство управления электроприводом (ASG)

Устройства управления электроприводом ASG1 и ASG2 выполняют функции управления и регулирования для тягового электрооборудования.

Основные функции, выполняемые устройством управления приводом:

- обеспечение заданной силы тяги или торможения при различных граничных условиях;

- обеспечение защиты тяговых преобразователей, тяговых двигателей и другого тягового оборудования;

- управление периферийным оборудованием системы тягового привода и текущий контроль его состояния;

- выполнение заданных требований к параметрам тяговой сети (таким как, например, уровень мешающих токов или cosj);

- обмен данными с устройством управления торможением;

- выдача диагностической информации;

- обеспечение обмена данными с системой управления электровоза.

Основными компонентами устройства управления приводом являются узел центрального процессора, выполненный на базе 32-разрядного процессора Intel 80x86, и подчиненные ему узлы процессоров цифровых сигналов. Все функции регулирования тягового привода и управления тяговым преобразователем, требующие высокого быстродействия, реализуются в процессорах цифровых сигналов. Структурная схема устройства управления приводом приведена на рисунке 4.26.

Рисунок 4.26 – Структурная схема устройства управления приводом

Центральный процессор управляет функциями привода на верхнем уровне. В этом узле производится обработка внешних команд и формирование заданных значений регулируемых параметров тягового преобразователя. При формировании заданных значений учитываются текущие ограничения движения, вызванные, например, перегревом, пониженным или повышенным напряжением. Связь центрального процессора с системой управления электровоза и сервисными устройствами осуществляется через узлы связи.

Процессоры цифровых сигналов принимают заданные значения регулируемых параметров тягового преобразователя, поступающие от центрального процессора через внутреннюю процессорную шину. Информация о действительных значениях этих параметров передается на вход устройства управления приводом в форме сигналов напряжения, которое преобразуется сначала в частоту, а затем считывается прямо в память процессоров цифровых сигналов. С помощью цифровых алгоритмов регулирования процессоры цифровых сигналов определяют требуемые регулирующие воздействия и формируют импульсы управления силовыми полупроводниковыми приборами.

Узлы текущего контроля обеспечивают выполнение функций, требующих высокого быстродействия (аппаратная защита тягового преобразователя, контроль состояния процессоров). Узлы UWS преобразуют сигналы импульсно-фазового управления, поступающие от процессора цифровых сигналов, в сигналы (импульсы с уровнем напряжения 5 В) непосредственного управления каждым полупроводниковым силовым ключом. Кроме того, этот узел контролирует ответные сигналы подтверждения коммутационного состояния каждого вентиля.

Узлы ввода /вывода совместно с узлами сопряжения преобразуют поступающие на их входы физические сигналы для представления в форме, пригодной для последующей обработки программами процессоров. Результаты программной обработки преобразуются затем для выдачи в форме электрических сигналов управления.