RU85432U1

RU85432U1 - SOFTWARE AND HARDWARE BRAKE CONTROL DEVICE MODULE FOR SMOOTH DRIVE BRAKE CONTROL

Info

Publication number: RU85432U1
Application number: RU2009112189/22U
Authority: RU
Inventors: Владислав Николаевич Соколов; Владимир Ромазович Одикадзе
Original assignee: Открытое Акционерное Общество "Российские Железные Дороги"
Priority date: 2009-04-02
Filing date: 2009-04-02
Publication date: 2009-08-10

Abstract

Программно-аппаратный модуль устройства управления прицельным торможением для плавного управления тормозными средствами на сортировочных горках, отличающийся тем, что состоит из блока плавного управления, связанного с интерфейсом задания требуемого уровня воздействия и связанного через блок передачи сигналов управления и блок передачи сигналов обратной связи с исполнительными устройствами по линиям связи, при этом блок плавного управления выполнен в виде контроллера с возможностью поддержания заданного уровня воздействия за счет непосредственного управления исполнительными устройствами, блок передачи сигналов управления выполнен в виде оптоизолированного элемента вывода дискретных сигналов, а блок передачи сигналов обратной связи выполнен в виде гальванически изолированного аналого-цифрового преобразователя, связанного с датчиками измерения воздействия, установленного в исполнительном устройстве, при этом количество исполнительных устройств зависит от конфигурации и типа тормозного оборудования конкретной сортировочной горки.The hardware-software module of the impact braking control device for smoothly controlling brake means on the sorting hills, characterized in that it consists of a smooth control unit associated with the interface for setting the desired level of exposure and connected through the control signal transmission unit and the feedback signal transmission unit with actuators on communication lines, while the smooth control unit is made in the form of a controller with the ability to maintain a given level of exposure due to direct control of actuators, the control signal transmission unit is made in the form of an optically isolated discrete signal output element, and the feedback signal transmission unit is made in the form of a galvanically isolated analog-to-digital converter associated with impact measurement sensors installed in the actuator, while the number of actuators depends on the configuration and type of brake equipment of a particular sorting slide.

Description

Полезная модель относится к железнодорожному транспорту, а именно к устройствам автоматики и телемеханики, осуществляющим управление вагонозамедлителями на сортировочных горках.The utility model relates to railway transport, and in particular to automation and telemechanics devices that control decelerators on sorting slides.

Известно устройство для управления вагонозамедлителем, содержащее тормозной и оттормаживающий электропневматические клапаны, подключенные к выходу исполнительного блока, блоки гальванической развязки сигналов, блок формирования команд управления и подключенный к воздушной магистрали вагонозамедлителя контактный регулятор давления воздуха (Авторское свидетельство СССР №1041373, B61L 17/00, дата публикации 15.09.1983 г.).A device for controlling a car retarder, comprising brake and braking electro-pneumatic valves connected to the output of the actuator unit, galvanic isolation units, a control command generation unit and a contact air pressure regulator connected to the air line of the car retarder (USSR Author's Certificate No. 1041373, B61L 17/00, publication date 09/15/1983).

Недостатком данного устройства является то, что для реализации промежуточных ступеней торможения в нем применен контактный регулятор давления, требующий ручной настройки зазоров между контактами и обладающий низкой надежностью.The disadvantage of this device is that for the implementation of intermediate stages of braking it uses a contact pressure regulator, which requires manual adjustment of the gaps between the contacts and has low reliability.

Известно устройство для управления вагонозамедлителем, содержащее блок формирования команд управления, дешифратор, два блока коммутации, блок переключения, пневмоэлектрический преобразователь давления воздуха и четыре электропневматических клапана. Оно принято в качестве прототипа. (Патент Российской федерации №2021935, B61L 17/00, дата публикации 30.10.1994 г.).A device for controlling a car moderator, comprising a control command generation unit, a decoder, two switching units, a switching unit, a pneumoelectric air pressure transducer, and four electro-pneumatic valves. It is taken as a prototype. (Patent of the Russian Federation No. 2021935, B61L 17/00, publication date 10/30/1994).

Недостатком этого устройства является то, что оно способно реализовать дискретное управление вагонозамедлителем, что не позволяет поддерживать уровень давления, находящийся между отдельными ступенями, а наращивание количества ступеней ведет к усложнению и громоздкости устройства.The disadvantage of this device is that it is able to implement discrete control of the moderator, which does not allow maintaining the pressure level located between the individual steps, and increasing the number of steps leads to the complexity and cumbersomeness of the device.

Задачей предлагаемой полезной модели является плавное (не дискретное) управление воздействием вагонозамедлителя, что позволяет повысить безопасность и эффективность управления скоростью отцепов на сортировочной горке за счет плавного регулирования усилия нажатия тормозных шин замедлителя на колесные пары отцепа. Предлагаемое устройство обеспечивает безопасность работы вагонозамедлителя за счет исключения случаев выдавливания колесных пар при резком возрастании усилия нажатия тормозных шин на колесные пары при переходе на более высокую ступень, повышает качество торможения вагонов и уменьшает трудоемкость обслуживания управляющей аппаратуры вагонозамедлителей.The objective of the proposed utility model is the smooth (non-discrete) control of the effect of the car retarder, which improves the safety and efficiency of controlling the speed of the cutters on the sorting slide due to the smooth control of the pressure of the brake tires of the retarder on the wheels of the coupler. The proposed device ensures the safety of the car decelerator by eliminating cases of extrusion of wheelsets with a sharp increase in the effort of pressing the brake tires on the wheelsets when moving to a higher stage, increases the quality of braking of cars and reduces the complexity of servicing the control equipment of car decelerators.

Сущность полезной модели заключается в том, что программно-аппаратный модуль устройства управления прицельным торможением для плавного управления тормозными средствами состоит из блока плавного управления, связанного с интерфейсом задания требуемого уровня воздействия и связанного через блок передачи сигналов управления и блок передачи сигналов обратной связи с исполнительными устройствами по линиям связи, при этом блок плавного управления выполнен в виде контроллера с возможностью поддержания заданного уровня воздействия за счет непосредственного управления исполнительными устройствами, блок передачи сигналов управления выполнен в виде оптоизолированного элемента вывода дискретных сигналов, а блок передачи сигналов обратной связи выполнен в виде гальванически изолированного аналого-цифрового преобразователя, связанного с датчиком измерения воздействия, установленного в исполнительном устройстве, при этом количество исполнительных устройств зависит от конфигурации и типа тормозного оборудования конкретной сортировочной горки.The essence of the utility model consists in the fact that the software and hardware module of the impact braking control device for smooth control of brake means consists of a smooth control unit associated with the interface for setting the desired level of exposure and connected through the control signal transmission unit and the feedback signal transmission unit with actuators on communication lines, while the smooth control unit is made in the form of a controller with the ability to maintain a given level of exposure at the expense of direct control of actuators, the control signal transmission unit is made in the form of an optically isolated discrete signal output element, and the feedback signal transmission unit is made in the form of a galvanically isolated analog-to-digital converter connected to an impact measurement sensor installed in the actuator, while the number of actuators depends on the configuration and type of brake equipment of a particular sorting slide.

Техническим результатом является плавное торможение вагонов с исключением резких воздействий на колесные пары подвижного состава, повышение качества управления вагонозамедлителем, увеличение срока службы вагонозамедлителя, а также возможность автоматизированного управления вагонозамедлителем через специализированные системы, унифицированные по интерфейсу.The technical result is the smooth braking of cars with the exception of sudden impacts on the wheelsets of the rolling stock, improving the quality of the car decelerator control, increasing the service life of the car decelerator, as well as the ability to automatically control the car decelerator through specialized systems, unified by interface.

Плавное управление достигается путем реализации заданного воздействия во всем диапазоне значений, ограниченных характеристиками вагонозамедлителя, с плавным изменением до требуемого уровня и реализацией обратной связи.Smooth control is achieved by implementing a given effect in the entire range of values limited by the characteristics of the car moderator, with a smooth change to the required level and the implementation of feedback.

На фиг.1 представлена структурная схема предлагаемой полезной модели.Figure 1 presents the structural diagram of the proposed utility model.

Программно-аппаратный модуль устройства управления прицельным торможением для плавного управления тормозными средствами состоит из блока плавного управления 1, связанного с интерфейсом задания требуемого уровня воздействия 2 и связанного через блок передачи сигналов управления 3 и блок передачи сигналов обратной связи 4 с исполнительными устройствами 5.The hardware-software module of the impact braking control device for smooth control of brake means consists of a smooth control unit 1, connected to the interface for setting the required exposure level 2 and connected through the control signal transmission unit 3 and the feedback signal transmission unit 4 to the actuators 5.

На фиг.2 представлена схема реализации одного из вариантов программно-аппаратного модуля устройства управления прицельным торможением для плавного управления тормозными средствами, где в качестве исполнительного устройства принят пневматический вагонозамедлитель.Figure 2 presents a diagram of the implementation of one of the variants of the software and hardware module of the device for aiming braking control for smooth control of braking means, where pneumatic car retarder is adopted as an actuator.

Исполнительное устройство 5, в данном случае представляющее собой силовые ключи управления электропневмоклапанами, связано с тормозными 6-7 и оттормаживающими 8-9 электропневмоклапанами, соединенными с тормозной воздушной магистралью вагонозамедлителя 10, к которой подключен пневмоэлектрический преобразователь давления воздуха 11, связанный через гальванически изолированный преобразователь сигнала обратной связи 4 с блоком плавного управления 1, тормозные электропневмоклапаны 6-7 подключены к питающей воздушной магистрали 12.Actuator 5, in this case representing power keys for controlling electro-pneumatic valves, is connected to brake 6-7 and braking 8-9 electro-pneumatic valves connected to the brake air line of the car decelerator 10, to which a pneumatic-electric air pressure transducer 11 is connected, connected through a galvanically isolated signal transducer feedback 4 with the control unit 1, the brake electro-pneumatic valves 6-7 are connected to the supply air line 12.

В случае, если исполнительным устройством является не пневматический, а, например, гидравлический вагонозамедлитель, модуль устройства управления прицельным торможением может быть адаптирован к плавному управлению такого типа вагонозамедлителя за счет применения в блоке обратной связи датчика уровня давления в гидросистеме замедлителя.If the actuator is not a pneumatic, but, for example, a hydraulic retarder, the impact braking control module can be adapted for smooth control of this type of retarder due to the use of a pressure level sensor in the hydraulic system of the retarder in the feedback block.

Конструктивно конкретная реализация программно-аппаратного модуля устройства управления прицельным торможением для плавного управления тормозными средствами представляет собой микропроцессорный модуль плавного изменения воздействия, дискретные каналы вывода сигналов управления электропневмоклапанами, силовые ключи управления электропневмоклапанами и гальванически изолированный преобразователь сигнала обратной связи, объединенные в промышленном компьютере, смонтированном в шкафу управления на посту электрической централизации сортировочной станции. Информационный интерфейс задания требуемого уровня воздействия представляет собой канал связи, например, CAN-канал, с устройством или системой задания требуемого уровня воздействия, подключенный к микропроцессорному модулю. Тормозные и оттормаживающие электропневмоклапаны, пневмоэлектрический преобразователь давления воздуха, тормозная воздушная магистраль вагонозамедлителя, питающая воздушная магистраль пневмосети сортировочной станции размещены на путях сортировочной горки. Тормозные и оттормаживающие электропневмоклапаны, пневмоэлектрический преобразователь давления воздуха соединены кабельной линией с силовыми ключами управления электропневмоклапанами и гальванически изолированным преобразователем сигнала обратной связи.The structurally specific implementation of the hardware-software module of the impact braking control device for the smooth control of brake means is a microprocessor-based module for modulating the impact, discrete output channels for controlling electric pneumatic valves, power keys for controlling electric pneumatic valves and a galvanically isolated feedback signal converter integrated in an industrial computer mounted in control cabinet at the electric centralization station tion of the sorting station. The information interface for setting the required exposure level is a communication channel, for example, a CAN channel, with a device or system for setting the required exposure level, connected to a microprocessor module. Braking and braking electro-pneumatic valves, a pneumatic-electric converter of air pressure, a brake air line of a car decelerator, a supply air line of a pneumatic network of a sorting station are located on the ways of a sorting slide. The brake and braking electro-pneumatic valves, the pneumatic-electric air pressure transducer are connected by a cable line to the power control keys of the electro-pneumatic valves and a galvanically isolated feedback signal transducer.

Устройство начинает работать после включения питания промышленного компьютера. Встроенное программное обеспечение микропроцессорного модуля плавного изменения воздействия осуществляет функционирование устройства следующим образом.The device starts to work after turning on the power of the industrial computer. The firmware of the microprocessor module for smooth change of exposure implements the operation of the device as follows.

Микропроцессорный модуль 1 непрерывно сравнивает заданный уровень воздействия, получаемый из информационного интерфейса 2, с уровнем давления в тормозной воздушной магистрали вагонозамедлителя 10, получаемым через пневмоэлектрический преобразователь давления воздуха 12 и гальванически изолированный преобразователь сигнала обратной связи 4.The microprocessor module 1 continuously compares the target exposure level obtained from the information interface 2 with the pressure level in the brake air line of the car decelerator 10 obtained through the pneumoelectric air pressure transducer 12 and a galvanically isolated feedback signal transducer 4.

Если заданный уровень ниже полученного значения, то блок плавного управления 1 через внутреннюю шину промышленного компьютера выдает в блок передачи сигналов управления 3 сигналы, которые через блок силовых ключей управления электропневмоклапанами 5 обеспечивают закрытие оттормаживающих электропневмоклапанов 8-9, открытие тормозных электропневмоклапанов 6-7 и поступление сжатого воздуха из питающей воздушной магистрали 12 в тормозную воздушную магистраль вагонозамедлителя 10.If the set level is lower than the obtained value, the stepless control unit 1 sends 3 signals to the control signal transmission unit through the internal bus of the industrial computer, which, through the power key control unit of the electro-pneumatic valves 5, provide for closing the braking electro-pneumatic valves 8-9, opening the brake electro-pneumatic valves 6-7 and receiving compressed air from the supply air line 12 to the brake air line of the moderator 10.

Если заданный уровень выше полученного значения, то блок 1 через внутреннюю шину компьютера выдает в блок 3 сигналы, которые через блок силовых ключей управления электропневмоклапанами 5 обеспечивают закрытие тормозных электропневмоклапанов 6-7, открытие оттормаживающих электропневмоклапанов 8-9 и выпуск сжатого воздуха из тормозной воздушной магистрали 10 в атмосферу.If the set level is higher than the obtained value, then block 1 through the internal bus of the computer gives out to block 3 signals that, through the block of power keys for controlling electro-pneumatic valves 5, provide for closing the brake electro-pneumatic valves 6-7, opening the braking electro-pneumatic valves 8-9 and the release of compressed air from the brake air line 10 to the atmosphere.

При равенстве заданного уровня давления с полученным блок 1 через внутреннюю шину компьютера выдает в блок 3 сигналы, которые через блок силовых ключей управления электропневмоклапанами 5 обеспечивают закрытие тормозных 6-7 и оттормаживающих 8-9 электропневмоклапанов.If the predetermined pressure level is equal to the obtained one, through the internal bus of the computer it gives out to the block 3 signals that, through the block of power keys for controlling electro-pneumatic valves 5, ensure closing of the brake 6-7 and braking 8-9 electro-pneumatic valves.

При поддержании заданного уровня давления в случае утечек воздуха из тормозной воздушной магистрали вагонозамедлителя, блок 1 сравнивает заданный уровень с уровнем давления в тормозной воздушной магистрали вагонозамедлителя 10, получаемым через пневмоэлектрический преобразователь давления воздуха 11 и гальванически изолированный преобразователь сигнала обратной связи 4 и через внутреннюю шину компьютера выдает в блок 3 сигналы, которые через блок силовых ключей управления электропневмоклапанами 5 обеспечивают закрытие оттормаживающих электропневмоклапанов 8-9, открытие тормозных электропневмоклапанов 6-7 и поступление сжатого воздуха из питающей воздушной магистрали 12 в тормозную воздушную магистраль вагонозамедлителя 10.While maintaining a predetermined pressure level in the event of air leaks from the brake air line of the car decelerator, unit 1 compares the specified level with the pressure level in the brake air line of the car decelerator 10, obtained through a pneumoelectric converter of air pressure 11 and a galvanically isolated converter of the feedback signal 4 and through the internal bus of the computer gives out signals to block 3, which, through the block of power keys for controlling electro-pneumatic valves 5, provide closing their electro-pneumatic valves 8-9, opening the brake electro-pneumatic valves 6-7 and the flow of compressed air from the supply air line 12 to the brake air line of the moderator 10.

При значительной разнице заданного и полученного уровней давления, блок 1 через внутреннюю шину компьютера выдает в блок 3 сигналы, которые через блок силовых ключей управления электропневмоклапанами 5 обеспечивают управление тормозными электропневмоклапанами 6-7 таким образом, что скорость нарастания давления ограничивается периодическим прекращением подачи воздуха для исключения случаев выдавливания колесных пар отцепа при резком возрастании усилия нажатия тормозных шин.With a significant difference between the set and received pressure levels, block 1 through the internal bus of the computer gives out to block 3 signals that, through the block of power keys for controlling electro-pneumatic valves 5, provide control of brake electro-pneumatic valves 6-7 in such a way that the rate of increase in pressure is limited by intermittent shutdown of air supply cases of extrusion of wheel pairs of the trailer with a sharp increase in the pressure of brake tires.

Таким образом, за счет возможности выбора усилия нажатия тормозных шин вагонозамедлителя в широком диапазоне значений обеспечивается плавность вытормаживания отцепа за минимальное количество циклов включения вагонозамедлителя.Thus, due to the possibility of choosing the effort of pressing the brake tires of the car retarder in a wide range of values, the smoothness of the brake release for the minimum number of cycles for turning on the car retarder is ensured.

Claims

The hardware-software module of the impact braking control device for smoothly controlling brake means on the sorting hills, characterized in that it consists of a smooth control unit associated with the interface for setting the desired level of exposure and connected through the control signal transmission unit and the feedback signal transmission unit with actuators on communication lines, while the smooth control unit is made in the form of a controller with the ability to maintain a given level of exposure due to direct control of executive devices, the control signal transmission unit is made in the form of an optically isolated discrete signal output element, and the feedback signal transmission unit is made in the form of a galvanically isolated analog-to-digital converter associated with impact measurement sensors installed in the actuator, while the number of actuators depends on the configuration and type of brake equipment of a particular sorting slide.