Указания методические к выполнению Лабораторной работы №4 по дисциплине Министерство транспорта Российской Федерации Федеральное агентство железнодорожного транспорта Федеральное государственное образовательное учреждение Среднего профессионального образования Уфимский техникум железнодорожного транспорта МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ к выполнению Лабораторной работы № 4 по дисциплине Перегонные системы автоматики Тема: Исследование и анализ работы дешифратора числового кода типа ДА Разработал преподаватель дисциплины: Перегонные системы автоматики С.А. Войнов ОДОБРЕНО Цикловой комиссией Специальности 190701 Войнов С. А. Методические указания к выполнению лабораторной работы № 4 по дисциплине Перегонные системы автоматики для специальности 220204 Автоматика и телемеханика на транспорте (по видам транспорта) ( на железнодорожном транспорте). Уфа: ИВЦ УТЖТ, 2007.- 14с. Методические указания для студентов очного и заочного отделений к выполнению лабораторной работы № 4 по дисциплине «Перегонные системы автоматики». Исследование и анализ работы дешифратора числового кода типа ДА. Содержит пошаговый материал по разделам лабораторной работы для изучения принципов работы схемы дешифратора типа ДА на основе числовой кодовой АВ с односторонним движением поездов. Автор: Войнов С.А.- преподаватель спец. дисциплин Уфимского техникума железнодорожного транспорта. Рецензенты: Р.Р. Юсупов – кандидат технических наук, зав. кафедры «О и ПД» филиала Сам ГУПС в г. Уфа. М.Р. Таймасова – зам. директора по научной работе Уфимского техникума железнодорожного транспорта. Ответственный за выпуск: Вильман С.В. © ИВЦ УТЖТ Лабораторная работа № 4 Тема: Исследование и анализ работы дешифратора числового кода типа ДА Цель: Закрепить знания о работе схемы дешифратора числового кода типа ДА Оборудование: Принципиальная электрическая схема дешифратора числового кода типа ДА 1 Теоретический материал 1.1 Дешифратор числовой кодовой автоблокировки В качестве дешифрирующего устрой­ства числовой кодовой автоблокировки используется дешифратор автоблокировочный типа ДА, состоящий из трех штепсельных блоков (см. рис. 2): блока счетчиков БС-ДА, блока исключения БИ-ДА, блока конденсаторов БК-ДА. Блок счетчиков БС-ДА содержит: - реле-счетчик 1, фиксирующий поступление первого импульса любого кодового сигнала. Счетчик имеет замедление на притяжение якоря ОД 5 с и на отпускание якоря 0,28—0,32 с; - реле-счетчик 1А, фиксирующий первый короткий интервал в кодах Ж и 3 и длинный интервал в коде КЖ и имеющий замедление на отпускание якоря ОД 5—0,2 с; - диоды VD1, VD3 , исключающие разряд конденсатора С1 на реле- счетчик 1 и вспомога­тельное реле В, диод VD2, исключающий разряд конденсатора СЗ помимо реле 3. Блок исключения БИ-ДА содержит следующие приборы: - ПТ — помехозащитное трансмиттерное реле, исключающее появление на светофоре жел­того огня вместо красного при неисправности изолирующих стыков; - В — вспомогательное реле, которое вместе с реле ПТ исключает возможность включе­ния более разрешающих показаний на светофоре при неисправности изолирующих стыков и фиксирует поступление кодового импульса только из собственной рельсовой цепи; - диод VD4 — увеличивает время замедления реле В; - диод VD5 — исключает возможность попадания циркулирующих токов через диод VD4 в обмотку вспомогательного реле В и другие цепи; - диод VD6 — исключает шунтирование обмотки вспомогательного реле В и реле ПТ диодом VD7; - VD7 — создает замедление трансмиттерному реле Т на отпускание якоря при передаче кода КЖ. Блок конденсаторов БК-ДА включает в себя: - конденсаторы С1, С2, СЗ, которые обеспечивают замедление на отпускание якоря сиг­нальных реле Ж и 3 при приеме кодов; RТ - резистор, используемый для обогрева блока конденсаторов. Запасными конденсаторами подбирается необходимая емкость. В качестве датчиков числовых кодов на каждой сигнальной установке устанавливаются кодовые путевые трансмиттеры типа КПТШ-715, КПТШ-515 или бесконтактные кодовые путевые трансмиттеры БКПТ. Кодовые путевые трансмиттеры вырабатывают числовые коды одинаковые по структу­ре, но различающиеся по длительности кодового цикла. У КПТШ-515 время кодового цикла составляет 1,6 с, у КПТШ-715 — 1,86 с. На смежных сигнальных установках устанавлива­ются разные типы кодовых путевых трансмиттеров. За счет разницы во времени кодовых циклов в смежных рельсовых цепях протекают сдвинутые по времени импульсы тока, что позволяет осуществить защиту от опасных последствий при коротком электрическом за­мыкании изолирующих стыков смежных рельсовых цепей. Применение бесконтактных кодовых путевых трансмиттеров БКПТ повышает надежность работы кодообразующей аппаратуры, увеличивает срок ее безотказной службы между про­верками. Выпускается два типа БКПТ: БКПТ-5 и БКПТ-7. Длительность кодовых циклов БКПТ-5 соответствует длительности кодового цикла КПТШ-515, а БКПТ-7 — КПТШ-715, но длительность интервалов и импульсов несколько отличается. График импульсов и интер­валов для трансмиттеров БКПТ-5 и КПТШ-515 (указаны в скобках) приведен на рис. 1. Рис. 1. Временные параметры трансмиттеров БКПТ и КПТШ-515 Для передачи кодов в рельсовую цепь используется трансмиттерное реле ТШ-65В. Транс­миттерное реле работает в тяжелых условиях, несмотря на защиту контактов от эрозии. Межремонтный срок работы составляет от 6 месяцев до 1 года. Для повышения работос­пособности трансмиттерного реле применяют бесконтактный коммутатор тока БКТ. В качестве импульсного путевого реле используется реле типа ИМВШ-110. Это реле обладает высоким быстродействием, что позволяет применять его в кодовых рельсовых цепях частотой 50 и 25 Гц. Но в процессе эксплуатации характеристики реле изменяются. Вместо реле ИМВШ устанавливают реле ИВГ, конструкция которого позволяет увели­чить межремонтный срок до 8—10 лет. 1.2 Работа дешифратора ДА При занятии поездом блок-участка ЗП импульсное путевое реле И на сигнальной точке 3 прекращает работать в кодовом режиме, так как рельсовая цепь зашунтирована скатами поезда, сигнальные реле Ж и 3 на выходе дешифратора обес­точены и через тыловой контакт реле Ж создается цепь питания лампы красного огня и возбуждения огневого реле О, контролирующего рабочее состояние нити лампы: Тыловыми контактами сигнальных реле Ж и 3 и фронтовым контактом огневого реле О создается цепь выбора кода для кодирования рельсовой цепи 5П кодом КЖ. Кодовые пу­тевые трансмиттеры на всех сигнальных установках работают непрерывно — на сигналь­ной установке 3 работает трансмиттер типа КПТШ-515, а на сигнальной установке 5 — КПТШ-715. Трансмиттерное реле Т работает в коде КЖ по цепи: Контактом трансмиттерного реле Т в рельсовую цепь 5П будут передаваться коды КЖ, кото­рые воспринимаются импульсным путевым реле И на сигнальной установке 5, которое за­мыкает цепи дешифратора ДА. Кодовый цикл КЖ (КПТШ-515) состоит из импульса длительностью 0,23 с и интервала длительностью 0,57 с (см. рис. 1). За один оборот шайбы трансмиттера проходит два кодо­вых цикла КЖ. При приеме кодового импульса длительностью 0,23 с одновременно образу­ется три цепи: 1) цепь заряда конденсатора С1; 2) цепь возбуждения реле-счетчика 1; 3) цепь возбуждения вспомогательного реле В: По окончании замедления на притяжение якоря счетчик 1 замыкает фронтовые контакты в цепи разряда конденсатора С1 на сигнальное реле Ж и конденсатор С2: Сигнальное реле Ж возбуждается и фронтовым контактом замыкает цепь горения лам­пы желтого огня на светофоре 5: Второй фронтовой контакт сигнального реле Ж замыкает цепь контроля лампы крас­ного огня в холодном состоянии: До момента срабатывания реле Ж цепь 2 проходит через тыловые контакты реле Ж и ПТ, а после возбуждения реле Ж и приеме следующих импульсов заряд конденсатора С1 пойдет по цепи При последовательном соединении фронтового контакта импульсного реле И и тыло­вого контакта трансмиттерного реле Т в первой и второй цепях дешифратора проверяется асинхронное прохождение импульсов тока в смежных рельсовых цепях ЗП и 5П, что необ­ходимо для контроля отсутствия неисправности изолирующего стыка. В третьей цепи тыловым контактом помехозащитного реле ПТ проверяется отсутствие им­пульса в смежной рельсовой цепи, а фронтовым контактом реле И — наличие импульсов в собственной рельсовой цепи. С момента прекращения импульса кода КЖ реле И выключится и будет находиться в обесто­ченном состоянии 0,57 с. После размыкания фронтового контакта реле И, и замыкания тылового обрываются цепи питания реле-счетчика 1 и вспомогательного реле В. При этом создается цепь питания реле-счетчика 1А: Фронтовыми контактами реле-счетчика 1А изменяется цепь питания реле Ж и конденса­тора С2. Цепи питания реле-счетчика 1 и реле В отключаются, но эти реле находятся на за­медлении в течение 0,3 с, затем, выдержав замедление, замкнут свои тыловые контакты. Кон­тактом реле В оборвется цепь питания реле-счетчика 1А и, выдержав замедление 0,15—0,2 с, замкнутся его тыловые контакты. К концу интервала все реле будут обесточены, кроме сиг­нального реле Ж. Реле Ж получает питание от разряда конденсатора С2 на его обмотку. Емкость конденсатора С2 подбирается так, чтобы у реле Ж обеспечивалось минимальное замедление на отпускание якоря, достаточное для удержания якоря реле в длинном интерва­ле и не создающее большой задержки на включение красного огня при занятии поездом рель­совой цепи. Время замедления на отпускание якоря у реле Ж при номинальных емкостях конденсаторов С1 и С2 должно составлять 1,8—2,2 с. При горении на светофоре 5 лампы желтого огня создается цепь кодирования кодом Ж рельсовой цепи 7П: После освобождения рельсовой цепи ЗП, рельсовая цепь 5П будет кодироваться кодом Ж, который будет приниматься импульсным путевым реле на сигнальной установке 5, переклю­чающимся контактом реле И замыкаются цепи дешифрирования кода. Код Ж состоит из двух импульсов по 0,38 с и двух интервалов 0,12 с и 0,72 с. При приеме и дешифрировании первого импульса длительностью 0,38 с возбудятся реле-счетчик 1, вспомогательное реле В, зарядится конденсатор С1, включится реле Ж и зарядится конденсатор С2. В первом интервале длительностью 0,12 с реле И обесточится, отключив питание трех це­пей, но реле-счетчик 1 и реле В, обладая большим замедлением, чем время интервала, удержат якоря в притянутом состоянии. Однако в этом интервале возбудится реле-счетчик 1А по цепи Возбудившись, реле-счетчик 1А самоблокируется через фронтовой контакт реле В. От второго кодового импульса длительностью 0,38 с возбудится реле И и образуется цепь срабатывания реле 3 и заряда конденсатора СЗ: Реле-счетчик 1А остается возбужденным по цепи самоблокировки. Через фронтовые кон­такты сигнальных реле Ж и 3 на светофоре 5 включается зеленый огонь: Лампа красного огня контролируется в холодном состоянии от источника питания СХ20, МСХ посредством огневого реле О. Цепь контроля лампы красного огня проходит по высокоомной обмотке огневого реле. Контактами сигнальных реле Ж, 3 и огневого реле О замыкает­ся цепь кодирования кодом 3 рельсовой цепи 7П. По окончании приема второго импульса кода Ж в длинном интервале (0,72 с) обрывается питание реле-счетчика 1 и реле В. Реле В, выдержав замедление 0,3 с, обрывает цепь самоблокировки реле-счетчика 1А. Реле-счетчик 1А, выдержав замедление 0,25 с, отпустит якорь в конце интервала. При выключении реле-счетчиков 1 и 1А сигнальное реле Ж получает питание от конденсатора С2, а реле 3 — от конденсатора СЗ. Реле 3 возбуждается только при приеме кода, имеющего не менее двух им­пульсов в цикле. Это проверяется последовательным соединением контактов реле И и контак­тов реле-счетчиков 1,1 А. Реле-счетчик 1 фиксирует наличие импульса; 1А — первого коротко­го интервала. Вторичным срабатыванием реле И при возбужденных реле-счетчиках 1 и 1А фиксируется поступление второго импульса. Итак, при дешифрировании кодов Ж на все вре­мя их приема реле Ж и 3 находятся в возбужденном состоянии. Рельсовая цепь 7П кодируется кодом 3 от КПТШ-715. Код 3 (КПТШ-715) состоит из трех импульсов: 0,35 с; 0,24 с; 0,24 с и трех интервалов: 0,12 с; 0,12 с; 0,79 с. При приеме кода 3 импульсным путевым реле И его пере­ключающимся контактом создаются цепи дешифрирования кода. Дешифратор построен та­ким образом, что не различает кодов Ж и 3, поэтому при дешифрировании кода 3 дешифра­тор работает так же, как и при расшифровке кода Ж. От первого импульса возбуждается реле Ж, от второго — реле 3, от третьего импульса реле 3 и конденсатор СЗ получают пита­ние непосредственно от источника. В схеме предусмотрен автоматический перенос красного огня на позади стоящий светофор в случае перегорания лампы красного огня. Если при заня­той рельсовой цепи ЗП на светофоре 3 перегорает лампа красного огня, то при этом выклю­чается огневое реле О. Контактом реле О размыкается цепь работы трансмиттерного реле Т, которое выключается и снимает кодирование кодом КЖ рельсовой цепи 5П. Реле И на сиг­нальной установке 5 прекращает работу и не создает цепей работы дешифратора ДА, сиг­нальные реле Ж и 3 находятся в выключенном состоянии, замыкая цепь горения лампы крас­ного огня на светофоре 5. Реле Ж1, Ж2, ЖЗ используют для того, чтобы ускорить переключение разрешающего огня на запрещающий при правильном направлении движе­ния и для ускорения посылки кода КЖ в неправильном направлении движения. 1.3 Защита от опасных отказов Защиту от опасных отказов в числовой кодовой автобло­кировке выполняет дешифратор ДА. Опасные отказы возможны при коротком или пере­межающемся замыкании изолирующих стыков и длительном возбуждении реле-счетчиков. Схема дешифратора построена так, что обеспечивается непрерывная проверка работы импульсного путевого реле и реле-счетчиков. При длительном возбуждении импульсного реле И реле-счетчик 1 получает непрерывное пита­ние. Его фронтовыми контактами конденсаторы С1 и С2 непрерывно подключены к обмотке ре­ле Ж. После разряда конденсаторов реле Ж выключится и включит на светофоре красный огонь. В случае мостового замыкания контактов импульсного реле И создается непрерывная цепь питания реле-счетчиков 1, 1А и реле В. Конденсатор С1 разряжается на реле Ж, после разряда конденсатора С1 реле Ж обесточивается и на светофоре загорается красный огонь. 2 Ход выполнения работы Для выполнения процесса исследования схемы выполните следующие действия: А) Определите назначения реле в схеме дешифратора автоблокировки типа ДА; определить их функциональное участие в схеме; Б) Выясните, какие элементы схемы дешифратора ДА входят в состав числовой кодовой автоблокировки; В) Руководствуясь теоретическими сведениями, выясните, как происходит процесс работы схемы дешифратора ДА в режиме расшифровки кодовых комбинаций КЖ, Ж и З; Г) Определите по схеме ДА функциональное назначение реле- счетчиков 1 и 1А, а также реле ПТ и В в дешифраторе; Д) Выделите, на основании пунктов А- Г, основные положения работы схемы дешифратора ДА. Е) Ответьте на контрольные вопросы по вариантам; Ж) Составьте отчет о проделанной работе. 3 Контрольные вопросы На основании исследования схемы, ответьте на следующие контрольные вопросы по вариантам: Вариант Вопросы 1 2 1 Объяснить назначение реле-счетчиков 1 и 1А 2 Объяснить назначение реле ПТ и реле В 3 Каким образом обеспечивается защита автоблокировки от короткого замыкания изолирующих стыков 4 Каким образом происходит питание сигнальных реле Ж и З 5 Какую роль выполняют реле ПТ и В дешифратора ДА в схеме автоблокировки 6 Роль реле-счетчиков 1 и 1А дешифратора ДА в схеме числовой кодовой автоблокировки 7 Как происходит перенос красного огня автоблокировки в случае перегорания лампы красного огня на проходном светофоре 8 Для чего в цепь заряда конденсатора С1 введен резистор R01 9 Для чего в цепь заряда конденсатор С3 введены тыловые контакты реле ПТ 10 Объясните, для чего требуется асинхронная работа импульсного путевого реле И и трансмиттерного реле Т 11 Объяснить цепь разряда конденсаторов С1, С2 и С3 12 Объясните работу дешифратора ДА при отсутствии кодов в РЦ 13 Объяснить цепь посылки кода Ж в РЦ при приеме кода КЖ из смежной РЦ 14 Для чего в цепь заряда конденсатора С3 введен резистор R02 15 Для чего в цепь заряда конденсатор С1 введены тыловые контакты реле ПТ 16 Объясните работу дешифратора ДА при наличии кода КЖ в РЦ 4 Литература 1. Перегонные системы автоматики. Учебник для техникумов и колледжей ж.д. транспорта/В.Ю. Виноградова, В.А. Воронин, Е.А. Казаков, Д.В. Швалов, Е.Е. Шухина; Под ред. В.Ю. Виноградовой.-М.: Маршрут, 2005. 2. Казаков А.А., Бубнов В.Д., Казаков Е.А. Автоматизированные системы интервального регулирования движения поездов: Учебник для техникумов ж.д. транспорта. М.: Транспорт, 1995. 3. Казаков А.А., Бубнов В.Д., Казаков Е.А. Системы интервального регулирования движения поездов: Учебник для техникумов ж.д. транспорта. М.: Транспорт, 1986.