Система керування вагонним сповільнювачем

Корисна модель відноситься до залізничного транспорту, до пристроїв керування вагонними сповільнювачами на сортувальній гірці, а саме, до пристроїв керування потоком стиснутого повітря між компресором, повітрязбірником, вагонним сповільнювачем і атмосферою. Широко відомі системи керування вагонними сповільнювачами з використанням електропневматичних клапанів, що керуються електричними сигналами оператором сортувальної гірки з кабіни спостереження. Так, відомий електропневматичний клапан для керування вагонним сповільнювачем по авторському свідоцтву СРСР №74480, клас 20h, 4, дата подачі заявки 15.11.1946. Електропневматичний клапан включає впускний і випускний клапани, кожний з яких керується поршнем, що знаходиться під впливом повітряного тиску, відповідно встановленого електромагнітним вентилем. Особливістю електропневматичного клапана є застосування в ньому двох незалежний друг від друга електромагнітних вентилів і двох поршнів, один із яких керує впускним, а другий - випускним клапаном. Це забезпечує можливість східчастого підвищення і східчастого зниження тиску в гальмових циліндрах сповільнювача. Загальними ознаками аналога і рішення, що заявляється, є: клапанний вузол керування вагонним сповільнювачем, що включає впускний і випускний клапани, кожний з яких керується тиском повітря, що встановлюється електромагнітним вентилем. Дана схема вимагає великих токів керування електромагнітним вентилем, необхідних для створення зусилля, достатнього для відкриття вентиля. Відома також система керування вагонними сповільнювачами "Воздухосборник с управляющей аппаратурой ВУПЗ-72", розробка Гипротранссигналсвязь, Санкт-Петербург, 1972, який містить повітрязбірник, з'єднаний з пневмомагістраллю стиснутого повітря, і два керованих електропневматичних клапани ЭПК-67, розташованих на столі повітрязбірника, через які пневмомережа вагонного сповільнювача з'єднана з повітрязбірником. Загальними ознаками аналога і рішення, що заявляється, є: система керування вагонним сповільнювачем, що включає пневмомагістраль стиснутого повітря, пневмомережу вагонного сповільнювача, повітрязбірник, з'єднаний з пневмомагістраллю, вузол клапанів, через які пневмомережа вагонного сповільнювача з'єднана з повітрязбірником. Дана система також вимагає великих токів для керування, що обмежує дальність дії схеми керування без дублювання жил кабелю. Як прототип вибрана система керування вагонним сповільнювачем, відома за свідоцтвом на корисну модель №RU 21763 U1, Російська Федерація, МПК7 B61L17/00, В61К7/02, дата подачі заявки 2001.05.14. Система керування вагонним сповільнювачем включає пневмомагістраль для зв'язку з повітряним резервом компресорною, повітрязбірник, з'єднаний із пневмомагістраллю, для згладжування коливання тиску стиснутого повітря при його відборі з пневмомагістралі, пневмомережу вагонного сповільнювача з датчиком тиску, що з'єднана з його гальмовими циліндрами, два блоки клапанів (БК) для керування робочим потоком стиснутого повітря між повітрязбірником, пневмомережею вагонного сповільнювача, атмосферою, блок керування клапанами (БУК) для одночасного керування двома блоками клапанів (БК) через електричні входи (вхід розгальмовування, вхід гальмування). Блоки клапанів (БК) з'єднані з повітрязбірником і пневмомережею вагонного сповільнювача. Блок керування клапанами (БУК) з'єднаний з пневмомагістраллю повітряного резерву і з блоками клапанів (БК). Електричні входи (вхід розгальмовування, вхід гальмування) блоку керування клапанами (БУК) виведені на пульт оператора сортувальної гірки. Основою блоку клапанів (БК) є пневматичні клапани з пневматичними входами керування - гальмові для подачі стиснутого повітря в пневмомережу вагонного сповільнювача з повітрязбірника і розгальмовування для скидання стиснутого повітря з пневмомережі вагонного сповільнювача. Основою блоку керування клапанами (БУК) є трьох позиційний (нейтральне положення, розгальмовування, гальмування) пневматичний розподільник з електричним керуванням (електричний вхід розгальмовування, електричний вхід гальмування). Пневмовиходи пневматичного розподільника з'єднані з пневматичними входами керування блоків клапанів (БК). Елементи системи керування вагонним сповільнювачем розташовані на столі, закріпленому на повітрязбірнику, у блоці, що обігрівається електричними нагрівачами. Пристрій працює таким чином. При подачі напруги на електричний вхід гальмування блоку керування клапанами (БУК) відбувається переключення розподільника в положення включення гальмових клапанів, і робочий потік стиснутого повітря надходить у пневмомережу вагонного сповільнювача. При подачі напруги на електричний вхід розгальмовування блоку керування клапанами (БУК) відбувається переключення розподільника в положення включення клапанів розгальмовування і робочий потік стиснутого повітря з пневмомережі вагонного сповільнювача іде в атмосферу. Якщо напруга з електричних входів блоку керування клапанами (БУК) знімається, відбувається повернення розподільника у вихідний стан. Загальними ознаками прототипу і рішення, що заявляється, є: система керування вагонним сповільнювачем, що включає пневмомагістраль стиснутого повітря, пневмомережу вагонного сповільнювача з датчиком тиску, повітрязбірник, з'єднаний із пневмомагістраллю стиснутого повітря, блоки пневматично керованих клапанів, через які пневмомережа вагонного сповільнювача з'єднана з повітрязбірником, блок керування клапанами з електричними входами і пневматичними виходами, з'єднаними з блоками пневматично керованих клапанів, а також нагрівальні елементи з пристроєм включення і датчиком температури. Використання такої системи дозволяє зменшити величину току електрокерування і час спрацьовування апаратури, однак система керування по прототипу не дозволяє оперативно змінювати параметри керування в залежності від умов експлуатації вагонного сповільнювача. Крім того, структура зазначеної системи керування не забезпечує можливість оперативного контролю поточних параметрів керування вагонним сповільнювачем. В основу корисної моделі поставлена задача удосконалення системи керування вагонним сповільнювачем, у якій за рахунок вибору структури системи і її елементної бази, забезпечується можливість оперативної зміни параметрів системи керування в залежності від умов експлуатації вагонного сповільнювача, а також оперативний контроль поточних параметрів системи. Поставлена задача вирішується тим, що в системі керування вагонним сповільнювачем, що включає пневмомагістраль стиснутого повітря, пневмомережу вагонного сповільнювача з датчиком тиску, повітрязбірник, з'єднаний із пневмомагістраллю стиснутого повітря, блоки пневматично керованих клапанів, через які пневмомережа вагонного сповільнювача з'єднана з повітрязбірником, блок керування клапанами з електричними входами і пневматичними виходами, з'єднаними з блоками пневматично керованих клапанів, а також нагрівальні елементи з пристроєм включення і датчиком температури, відповідно до корисної моделі, система включає мікропроцесорний блок керування, що містить пристрій введення інформації, зв'язаний з пультом оператора, процесорний пристрій, входи якого з'єднані з пристроєм введення інформації, з датчиком температури через аналого-цифровий перетворювач, з датчиком тиску повітря в пневмомережі вагонного сповільнювача через аналого-цифровий перетворювач і керований вузол затримки сигналу, а виходи через цифрові компаратори зі змінюваним порогом з'єднані з електричними входами блоку керування клапанами і з пристроєм включення нагрівальних елементів. Перераховані ознаки складають сутність корисної моделі. Доцільно систему керування забезпечити блоком індикації поточних параметрів системи, зв'язаним з мікропроцесорним блоком керування, з розташуванням світлових індикаторів на пульті оператора. Істотні ознаки корисної моделі знаходяться в причинно-наслідковому зв'язку з технічним результатом, що досягається. Так, відмітні ознаки корисної моделі (мікропроцесорний блок керування, що містить пристрій введення інформації, зв'язаний з пультом оператора, процесорний пристрій, входи якого з'єднані з пристроєм введення інформації, з датчиком температури через аналого-цифровий перетворювач, з датчиком тиску повітря в пневмомережі вагонного сповільнювача через аналого-цифровий перетворювач і керований вузол затримки сигналу, а виходи через цифрові компаратори зі змінюваним порогом з'єднані з електричними входами блоку керування клапанами і з пристроєм включення нагрівальних елементів) разом з істотними ознаками корисної моделі, загальними з прототипом, забезпечують системі керування вагонним сповільнювачем наступні особливості: - можливість введення додаткових функцій у процесі експлуатації шляхом зміни програмного забезпечення; це дозволяє швидко і без значних витрат вирішувати проблеми, що виникають при зміні умов експлуатації вагонного сповільнювача; - можливість вибору (зміни) алгоритму роботи клапанів для різних умов експлуатації, що дозволяє оптимізувати режим роботи вагонного сповільнювача; - простота настроювання рівнів порогів гальмування, при цьому немає необхідності в постійних підстроюваннях; - значення настройок зберігаються в енергонезалежній пам'яті, після настроювання системи значення настройок можна легко повторити на інших (сусідніх) сповільнювачах з аналогічними ланцюгами подачі повітря; - вузол затримки сигналу (функція "електронного дроселя") дозволяє задавати час наростання тиску і нелінійність крутості характеристики заповнення стисненим повітрям пневмомережі вагонного сповільнювача; це необхідно при зміні пропускної здатності повітропровідної системи; - можливість інтегрування з іншими системами. Крім того, наявність блоку індикації поточних параметрів системи дозволяє візуально контролювати: - рівні порогів гальмування; - кількість включень клапанів (для оцінки необхідності проведення профілактичних і ремонтних робіт); - температурний поріг вмикання нагрівачів; - фактичну температуру усередині блоку, що обігрівається, і інші параметри системи. Усе вище перераховане забезпечує можливість оперативної зміни параметрів системи керування, підтримувати оптимальний режим роботи вагонного сповільнювача при зміні умов його експлуатації. Нижче приводиться докладний опис системи керування вагонним сповільнювачем, що заявляється, з посиланнями на креслення, на яких показано: Фіг.1 - Система керування вагонним сповільнювачем, принципова схема. Фіг.2 - Система керування вагонним сповільнювачем, принципова схема мікропроцесорного блоку керування. Фіг.3 - Система керування вагонним сповільнювачем, компонування основних вузлів системи. Система керування вагонним сповільнювачем включає пневмомагістраль 1 стиснутого повітря, пневмомережу 2 вагонного сповільнювача з датчиком тиску (Р) 3, повітрязбірник (ПЗ) 4, з'єднаний із пневмомагістраллю 1, блоки 5 пневматично керованих клапанів (БК1, БК2), через які пневмомережа 2 вагонного сповільнювача з'єднана з повітрязбірником (ПЗ) 4, блок 6 керування клапанами (БУК) із пневматичними виходами 7, що з'єднані з блоками 5 пневматично керованих клапанів (БК1, БК2), і електричними входами 8, а також нагрівальні елементи (ЕН) 9, датчик температури (Т) 10, пристрій (ПВН) 11 включення нагрівальних елементів (ЕН) 9. Система керування включає мікропроцесорний блок керування (БУМ) 12, що містить пристрій введення інформації 13, процесорний пристрій 14, аналого-цифрові перетворювачі 15, 16, керований вузол затримки сигналу 17 (функція "електронного дроселя"), цифрові компаратори 18, 19 зі змінюваним порогом. Система керування також включає блок індикації (БІ) 20 поточних параметрів системи. Пристрій введення інформації 13 зв'язаний з пультом оператора (не показаний), входи 21 процесорного пристрою 14 з'єднані з пристроєм введення інформації 13, з датчиком температури (Т) 10 через аналогоцифровий перетворювач 15, з датчиком тиску (P) 3 повітря в пневмомережі 2 вагонного сповільнювача через аналого-цифровий перетворювач 16 і керований вузол затримки сигналу 17, а виходи 22 через цифрові компаратори 18, 19 с змінюваним порогом з'єднані з електричними входами 8 блоку 6 керування клапанами (БУК) і з пристроєм (ПВН) 11 включення нагрівальних елементів (ЕН) 9. Блок індикації (БІ) 20 поточних параметрів системи зв'язаний з виходом 23 процесорного пристрою 14, з розташуванням світлових індикаторів на пульті оператора (не показане). Елементи системи керування вагонним сповільнювачем розташовані на столі 24, закріпленому на повітрязбірнику (ПЗ) 4, у блоці, що обігрівається, (не показаний) з електричними нагрівачами (ЕН) 9 і датчиком температури (Т) 10. Система керування вагонним сповільнювачем працює таким чином. Функціональне призначення основних блоків системи керування: - повітрязбірник (ВР) 4 призначений для згладжування коливання тиску стиснутого повітря при його відборі з пневмомагістралі 1; - блоки 5 пневматично керованих клапанів (БК1, БК2) призначені для керування робочим потоком стиснутого повітря між повітрязбірником (ПЗ) 4, пневмомережею 2 вагонного сповільнювача й атмосферою; - блок 6 керування клапанами (БУК) призначений для дистанційного електропневматичного керування блоками 5 пневматично керованих клапанів (БК1, БК2); - блок індикації (БІ) 22 призначений для оперативного контролю поточних параметрів системи, у тому числі рівнів порогів гальмування, кількості включень клапанів (для оцінки необхідності проведення профілактичних і ремонтних робіт), температурного порога включення нагрівачів, фактичної температури усередині блоку, що обігрівається, і інші параметри системи; - мікропроцесорний блок керування (БУМ) 12 призначений для керування в цілому роботою вагонного сповільнювача, у тому числі для керування блоком 6 (БУК), керування схемою підтримки температури в блоці, що обігрівається, для керування блоком індикації (БІ) 22 поточних параметрів системи. Параметри системи керування (режими роботи вагонного сповільнювача) можуть задаватися по командах оператора, тумблерами на мікропроцесорному блоці керування (БУМ) 12 або в автоматичному режимі по заданому алгоритму. Керування блоками 5 пневматично керованих клапанів (БК1, БК2) здійснюється через блок 6 керування клапанами (БУК) по керуючим сигналам мікропроцесорного блоку керування (БУМ) 12. Параметри системи керування, доступні для корегування: - алгоритм включення клапанів гальмування і розгальмовування для кожного з режимів гальмування; для керування вагонним сповільнювачем передбачені чотири режими гальмування (у принципі їх може бути більше чотирьох, особливо в автоматичному режимі керування, коли режим задає не оператор, а автоматика) і один режим розгальмовування; - рівні порогів гальмування; для кожного з режимів гальмування передбачена установка нижнього і верхнього рівнів тиску, у межах яких тиск підтримується автоматично шляхом включення клапанів гальмування або розгальмовування; - нелінійність наростання тиску в сповільнювачі; даний параметр використовується при реалізації функції "електронного дроселя" і характеризує відношення швидкості наростання тиску внизу діапазону до швидкості наростання тиску вгорі діапазону при відкритих гальмових клапанах; даний параметр залежить від конструктивних особливостей системи подачі повітря в сповільнювач; - час наростання тиску в сповільнювачі; даний параметр характеризує час, необхідний для наростання тиску від нуля до максимуму при відкритих гальмових клапанах; при цьому автоматично вводяться необхідні затримки при включенні - виключенні клапанів, тобто реалізується функція «електронного дроселя»; - мінімальна температура повітря в блоці, що обігрівається; при зниженні температури нижче встановленого значення автоматично включаються електричні нагрівачі; при збільшенні температури вище встановленого значення нагрівачі виключаються, що дозволяє заощаджувати електроенергію; Зазначені особливості системи керування вагонним сповільнювачем, а також можливість уведення додаткових функцій шляхом зміни програмного забезпечення дають можливість оперативної зміни настройок системи керування з забезпеченням оптимального режиму роботи вагонного сповільнювача в різних умовах його експлуатації.