Система управління і контролю електрообладнання пасажирського вагона

1. Система управління і контролю електрообладнання пасажирського вагона, що включає щонайменше одну процесорну шафу управління, на яку виведені пристрій введення команд і пристрій контролю стану електрообладнання, та яка також містить пристрій обробки даних і пристрій перетворення та узгодження команд, яка відрізняється тим, що пристрій введення команд і пристрій виводу інформації виконані у вигляді єдиної панелі оператора із сенсорним дисплеєм, а пристрій обробки даних і пристрій перетворення та узгодження команд виконані у вигляді єдиного інтелектуа 3 - система управління має низькій рівень надійності та значні масогабаритні характеристики, а також підвищене енергоспоживання; - не забезпечується повномасштабна індикація станів блокувань щодо електрообладнання вагону, тому що це вимагає великої кількості світлосигнальних індикаторів, додаткового місця на панелях управління та ще більшого ускладнення управління; - апарати релейного логіки працюють відповідно до заданої логіки роботи, яка в процесі експлуатації змінюватись не може (наприклад, включення кип'ятильника, електроплити або бойлера здійснюється одним багатопозиційних перемикачем, що не дозволяє працювати цим споживачам одночасно). Цих недоліків позбавлена система управління і контролю електрообладнання вагону (див. деклараційний патент України на корисну модель № 4301, публ. 17.01.2005), яка використовує не релейну, а програмну логіку. Така система також містить шафу управління, на яку виведені пристрій введення команд (блок управління та пульт ручного керування), пристрій контролю стану електрообладнання (блок відображення), пристрій обробки даних (процесор) і пристрій перетворення та узгодження команд. Таким чином управління й контроль електрообладнання спрощується, оскільки замість великої кількості індикаторів та приборів використовується один блок відображення, а процесор та пристрій перетворення та узгодження команд замінює собою велику кількість релейних зв'язків. Але і така система має деякі недоліки, а саме: - оператор (провідник) отримує інформацію з блоку відображення, оцінює показники, та відповідно до власних виводів застосовує пристрій введення команд до електрообладнання, що підвищує ймовірність помилки; - не забезпечується програмний аналіз поточного стану електрообладнання; - діагностика системи у разі виявлених неполадок може бути здійснена лише фахівцем із спеціальною апаратурою, що не завжди можливо у рейсі; - велика кількість пристроїв управління ускладнює роботу оператора (провідника). Проте, незважаючи на ці недоліки, це рішення за сукупністю ознак обрано як найближчий аналог. Перед авторами була поставлена задача одержати певні технічні результати, а саме удосконалити систему управління і контролю електрообладнання пасажирського вагону, зменшити її масогабаритні характеристики, підвищити її надійність та ергономічність за рахунок застосування панелі оператора, яка одночасно виконує функції пристрою введення команд і пристрою виводу інформації, та інтелектуального блоку, який одночасно виконує функції пристрою обробки даних і пристрою перетворення та узгодження команд, а також забезпечує двосторонній зв'язок між панеллю оператора та електрообладнанням вагону. Поставлена задача вирішується тим, що в систему управління і контролю електрообладнання пасажирського вагону, що включає, щонайменше, 57781 4 одну процесорну шафу управління, на яку виведені пристрій введення команд і пристрій контролю стану електрообладнання, та яка також містить пристрій обробки даних і пристрій перетворення та узгодження команд, відповідно до корисної моделі введені наступні удосконалення. Пристрій введення команд і пристрій виводу інформації виконані у вигляді єдиної панелі оператора із сенсорним дисплеєм, а пристрій обробки даних і пристрій перетворення та узгодження команд виконані у вигляді єдиного інтелектуального блоку, який забезпечує двосторонній зв'язок (команда - контроль) згаданих панелі оператора і електрообладнання вагону, і виконаного для програмування пріоритетів в порядку автоматичного включення або відключення електрообладнання за допомогою, щонайменше, одного цифрового процесора. Суть корисної моделі пояснюється кресленням, де на фіг. наведена схема запропонованої системи управління і контролю електрообладнання пасажирського вагону. Система включає шафу управління 1, панель оператора 2 із сенсорним дисплеєм, інтелектуальний блок 3, пов'язаний з останньою за допомогою двонаправленого (команда - контроль) інформаційного каналу 5, електрообладнання вагону 6, комутаційні пристрої 7, канали управління 8 та канали контролю стану електрообладнання 9, що пов'язують електрообладнання 9 та інтелектуальний блок 3. Включення будь-якої одиниці електрообладнання вагону (освітлення, холодильної установки, низьковольтного електричного опалення, бойлеру тощо) оператору необхідно натиснути на сенсорному дисплею панелі оператора 2 (див. фіг.), яка знаходиться на шафі управління 1, на віртуальну кнопку з відповідним написом або піктограмою. Наприклад, натиснута кнопка "Бойлер". Подальші дії системи управління будуть такими. Панель оператора 2, отримавши сигнал про натискання на віртуальну кнопку "Бойлер", формує запит (повідомлення) через двонаправлений інформаційний канал 5 для інтелектуального блоку 3, програма у цифровому процесорі (не показаний) якого містить алгоритм перевірки необхідних для включення бойлеру сигналів. Інтелектуальний блок 3 отримує ці сигнали від електрообладнання за допомогою каналу контролю 9. Перелік цих сигналів відповідає кількості логічних блокувань включення цього навантаження (для бойлера це "наявність води" та "сумарна потужність включеного обладнання не перевищує допустиму"). Інтелектуальним блоком 3 аналізує отриману від електрообладнання 6 інформацію та формується відповідь (зворотній сигнал) через двонаправлений інформаційний канал 5 для панелі оператора 2, в якому вказано поточний стан блокування -"є вода" або "немає води", "перевищує допустиме навантаження" або "не перевищує допустиме навантаження". У випадку, якщо наявні логічні блокування, панель оператора 2 сформує текстове повідомлення для оператора (провідника), наприклад "включення бойлера неможливе, немає води". Та пропонує 5 дію для усунення блокування, наприклад, "наповніть бойлер водою". Якщо ж логічні блокування для виконання команди відсутні, то панель оператора 2 направить інтелектуальному блоку 3 повідомлення на включення бойлера,, і на панелі 2 з'явиться відповідна індикація включення бойлеру. Інтелектуальний блок 3, отримавши повідомлення "включити бойлер", по каналам управління 8 передасть команду на відповідний бойлеру комутаційний пристрій 7, який подасть живлення на бойлер. У разі, якщо логічне блокування виникне під час роботи обладнання, наприклад, закінчиться вода при роботі бойлеру, інтелектуальний блок З відключить (і заблокує включення) бойлер, розімкнувши комутаційний пристрій 7, і через інформаційний канал 5 направить сигнал до панелі оператора 2, яка видасть текстове повідомлення та рекомендацію, аналогічні згаданим. Коли бойлер знову наповниться водою, блокування будуть знаті, повідомлення про зупинку буде замінено індикацією включення бойлеру і бойлер знову автоматично ввімкнеться. Для відключення будь-якої одиниці електрообладнання вагону оператору необхідно повторно натиснути на панелі 2 на віртуальну кнопку з відповідним написом або піктограмою. Дії системи будуть аналогічними діям включення, тільки без аналізу стану блокувань. У системі управління за допомогою процесора інтелектуального блоку З проводиться постійний контроль споживаної потужності. Як вже згадувалось, задля попередження перевантаження електросистеми при різних режимах роботи (від генератора, від мережі 380В, від зарядженої, частково розрядженої, розрядженою акумуляторної батареї) включення електрообладнання обмежується програмним способом. І якщо включення споживача не призведе до перевантаження, то це навантаження не блокується. Наприклад, при зупинці поїзда (що призведе до зупинки роботи генератора), система автоматично занизить максимально допустимий рівень споживаної потужності, тим самим викликавши автоматичне відключення деяких навантажень. Завдяки заданої логіці відключення буде відбуватися до тих пір, 57781 6 поки сумарна споживана потужність буде виходити за максимальну межу для даного режиму роботи. У цьому випадку важливий порядок, у якому буде автоматично відключено електрообладнання. Для цього у цифровий процесор інтелектуального блоку З запрограмовані пріоритети у автоматичному відключенні або включенні одиниць електрообладнання 4. Наприклад, при працюючому кип'ятильнику, електроплиті та бойлері, першим відключиться бойлер, оскільки він менш необхідний для комфорту пасажирів вагону, ніж кип'ятильник та електроплита. Крім того, інтелектуальний блок 3 має функцію контролю несанкціонованого пуску (наприклад, випадкове подання живлення на електрообладнання) або відключення електрообладнання вагону (наприклад, пошкодження електродротів). Це реалізується завдяки наявності каналу контролю 9, який постійно передає до інтелектуального блоку 3 інформацію про стан електрообладнання 6 (зокрема, споживану їм потужність). Інтелектуальний блок 3 порівнює зафіксовану споживану потужність електрообладанання 6 та завдану потужність, що відповідає активованому електробладнанню. В такий спосіб перевіряється відповідність споживаної потужності електрообладнання активізованим командам (або їх відсутності). У разі невідповідності цих показників інтелектуальний блок 3 через інформаційний канал 5 надсилає сигнал до панелі оператора 2, яка формує відповідне текстове повідомлення для оператора (провідника). При цьому факт відхилення від штатного режиму роботи системи реєструється у блоці енергонезалежній пам'яті, який знаходиться у шафі управління 1. Ця інформація може бути використана при ремонті чи сервісному обслуговуванні електрообладнання. У такий спосіб реалізується технічне рішення, що заявляється. Ефективність системи управління та контролю електрообладнання пасажирського вагону, яка заявляється, підтверджується позитивними результатами роботи дослідного зразка системи на іспитовому стенді ТОВ "НВП "Ріст". Описане технічне рішення призначене для використання у виробництві. 7 Комп’ютерна верстка Г. Паяльніков 57781 8 Підписне Тираж 23 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601