Комплексное локомотивное устройство безопасности КЛУБ

Комплексное локомотивное устройство безопасности КЛУБ предназначено для повышения безопасности движения в поездной и маневровой работе за счет приема сигналов от путевых устройств АЛСН и АЛС-ЕН и отображения их машинисту. Она выполнена на микропроцессорной базе и имеет 100 %-ное активное резервирование функциональных модулей для повышения надежности.

В состав устройства входят блоки электроники БЭЛ2М2, индикации БИЛ2М, ввода и диагностики БВДМ, коммутации БК, а также датчик пути и скорости ДПС-САУТ-МП и комплект кабелей.

Аппаратура КЛУБ выполняет следующие функции: исключение несанкционированного движения локомотива; сравнение фактической скорости с допустимой (при превышении допустимой скорости происходит включение сигнала «Внимание» и снятие напряжения с электромагнита ЭПК); контроль торможения перед запрещающим сигналом светофора; формирование сигналов для системы автоматического управления тормозами САУТ; контроль бдительности машиниста; регистрация параметров движения.

Питание КЛУБ обеспечивает бортовая сеть локомотива номинальным напряжением 50/75/110 В. Диапазон рабочих температур системы варьируется от –40 до +50 °С, средний срок службы составляет не менее 15 лет.

Аппаратурой КЛУБ оборудовано около 1400 локомотивов и единиц моторвагонного подвижного состава.

Локомотивное устройство КЛУБ-У

В 1998 г. на Московской железной дороге начались эксплуатационные испытания нового варианта унифицированного комплексного локомотивного устройства безопасности КЛУБ-У. Через год разработка и полный цикл испытаний системы были завершены, после чего было принято решение о ее серийном производстве.

Устройство предназначено для работы на локомотивах и моторвагонном подвижном составе всех типов на участках железных дорог с автономной и электрической тягой постоянного и переменного тока с учетом требований, предъявляемых в техническом задании на КЛУБ-У. Локомотивные системы КЛУБ-У должны обеспечивать безопасность движения поездов путем предотвращения предаварийных и аварийных ситуаций за счет применения принудительного торможения или остановки поезда.

Функциями КЛУБ-У являются:

- автоматическое включение экстренного торможения при возникновении опасных ситуаций;

- обеспечение экстренного торможения по приказу дежурного по станции независимо от действий машиниста;

- исключение прохождения участка с запрещающим сигналом светофора без передаваемого по радиоканалу разрешения дежурного по станции;

- исключение самопроизвольного движения локомотива (скатывания);

- исключение несанкционированного выключения ЭПК;

- прием и дешифрация сигналов АЛСН, АЛС-ЕН;

- непрерывный контроль состояния тормозной системы;

- регулярный контроль бдительности машиниста;

- контроль совместных действий машиниста и помощника машиниста при трогании поезда и движении к запрещающему сигналу светофора;

- учет категории поезда, типа тяги, длины блок- участков;

- регистрация параметров движения в электронной памяти кассеты регистрации;

- формирование сигналов достижения фактической скорости: 2, 10, 20 и 60 км/ч;

- информирование машиниста о показаниях светофоров, числе свободных блок-участков, фактической скорости с точностью до 1 км/ч и допустимой на данном участке пути скорости движения, кривой торможения, а также о текущем времени с корректировкой по астрономическому времени, координатах местоположения локомотива с точностью до 30 м при помощи спутниковой навигации, соблюдении графика движения поезда, названиях станций, номерах стрелок, светофоров, перегонов и т. п., расстояниях до контрольных точек (станции, переезда, моста, тоннеля, стрелки, светофора, токораздела, опасного места и др.), хранящихся в электронной карте блока электроники БЭЛ.

Рисунок 1.1 - Блок индикации и ввода параметров БИЛ-В

 

КЛУБ-У имеет модульную структуру, в которой равноправные независимые модули взаимодействуют друг с другом посредством системной шины. Языком программирования для КЛУБ-У выбран язык С. Программное обеспечение системы представляет собой совокупность независимых программных модулей, которые обмениваются информацией по последовательному интерфейсу типа CAN. По интеллектуальному интерфейсу КЛУБ-У взаимодействует с дополнительными устройствами безопасности САУТ и ТС КБМ, а также с системой автоматического ведения поезда и другими локомотивными устройствами. В состав КЛУБ-У входят устройства, обеспечивающие взаимодействие локомотивных устройств безопасности со станционными по цифровому радиоканалу.

Микропроцессорная система управления и диагностики

Описание и работа МСУД-К

Назначение МСУД-К

Микропроцессорная система управления и диагностики МСУД-К предназначена для управления тяговым приводом и электрооборудованием электровоза ВЛ80ТМ/СМ.

Микропроцессорная система МСУД-К реализует управление тяговым приводом в режимах тяги и электрического (рекуперативного) торможения, осуществляет диагностику состояния оборудования электровоза, состоянии оборудования и т.д. путем вывода соответствующих сообщений на дисплей блока индикации, размещенного на пульте машиниста. Микропроцессорная система МСУД-К реализует управление и диагностику состояния основного оборудования электровоза, управление этим оборудованием и выдачу машинисту сообщений об отказах в схеме.

Состав аппаратуры МСУД-К Структурная схема МСУД-К одной секций выполнена в соответствий с рисунком 1.2. Состав аппаратных средств МСУД-К одной секции электровоза ВЛ80ТМ/СМ представлен в таблице 1.1.

 

Таблица 1.1.

Состав аппаратных средств МСУД-К одной секции электровоза ВЛ80СМ

Наименование устройств	Количество на 1 секцию
1. Блок управления БУ-193-01	1 (А55)
2. Блок управления БУО-002-01	1 (А56)
3. Блок индикации ВС-3641 «GERSYS»	1 (А78)
4. Блок сигнализации БС-265	1 (А81)
5. Комплект монтажных частей	1 на 2 секции
6. Комплект ЗИП	1 комплект на 2 электровоза

 

На базе перечисленных блоков построена бортовая вычислительная сеть. Внутрисекционные последовательные каналы обмена информацией CAN1/CAN2 объединяют между собой:

- блок индикации А78 и блок сигнализации А23. Разъемные соединители Х6, Х7 блока А78 соединяются с разъемным соединителем Х1 блока А23;

- блок сигнализации А23 и блок управления БУ-193-01. Разъемные соединители Х2 блока А23 соединяются с разъемным соединителем Х2 блока А55;

- блок управления БУ-193-01 и блок управления оборудованием БУО-002-01. Разъемные соединители Х18 блока А55 соединяются с разъемным соединителем Х4 блока А56.

Система является открытой и позволяет наращиваться при дальнейшем развитий, для чего в блоке А56 последовательные каналы обмена информацией CAN1/CAN2 выведены на разъемный соединитель Х6. Для согласования шины CAN-интерфейса к разъемному соединителю Х6 подключается устройство согласования XS1, которое содержит резисторы R_согл.

Межсекционные последовательные каналы обмена информацией CAN3/CAN4 объединяют между собой системы отдельных секции, причем используются и при объединении электровозов по системе многих единиц (СМЕ). Эти интерфейсы имеют гальваническую развязку относительно других устройств блока А56. С последовательными каналами обмена информацией CAN1/CAN2, CAN3/CAN4 стыкуются через съемный блок последовательных интерфейсов БПИ, входящий в состав блока БУО-002-01. Из блока управления оборудованием последовательные каналы обмена информацией CAN3/CAN4 выводятся через разъемные соединители Х61 и Х62. Разъемные соединители Х62 используются для объединения двух секции электровоза, для чего провода от этих разъемов подключаются к разъемным соединителям Х20 и Х21, расположенных на торце секции. Разъемные соединители Х61 используются для объединения двух электровозов по СМЕ, для чего провода от этих разъемов подключаются к разъемным соединителям Х18 и Х19, расположенных на передней части секции. В случае, если электровоз не подключается по СМЕ, вместо проводов внешнего (относительно блока А56) подключается устройство согласования XS2, содержащее резисторы R_согл.

Для связи с внешним относительно МСУД-К системами используются следующие дополнительные гальванически развязанные относительно других устройств МСУД-К последовательные каналы типа CAN:

- для связи с комплексным локомотивным устройством безопасности (КЛУБ) последовательный канал обмена информацией CAN5. Разъемный соединитель X1 блока ШЛЮЗ-CAN подключается к разъемному соединителю Х7 блока А56;

- для связи с тормозным краном машиниста 395 последовательный канал обмена информацией CAN6. Разъемный соединитель Х1 блока электроники крана 395 подключается к разъемному соединителю Х8 блока А56;

- для связи с винтовым компрессором последовательный канал обмена информацией CAN. Разъемный соединитель Х1 блока электроники винтового компрессора подключается к разъемному соединителю Х9 блока А56;

- последовательный канал обмена информацией CAN8 выведен на разъемный канал соединитель Х10 блока А56 и находится в резерве. Для реализации функций управления и диагностики оборудования как секции блок А55 (БУ-193-01) имеет следующие связи:

- для контроля схемы и состояния релейно-контакторного оборудования секции (РКА), режима работы на разъемные соединители Х10, Х11 и Х16 заводятся соответствующие сигналы;

- для контроля силовой схемы и протекающей в ней процессам на разъемные соединители Х13 и Х15 заводятся сигналы с датчиком напряжения (ДТ), контроля углов коммутации (ДУК), скорости (ДС) и токов (ДТ) всех тяговых двигателей;

- формирование необходимой заданному режиму схемы цепей управления осуществляется путем соответствующих переключений релейно-контакторных элементов, для чего они подключаются к разъемным соединителям Х12 и Х17;

- управление ВИПами (U1, U2) и ВУВом (U3) осуществляется путем выдачи через разъемный соединитель Х14 импульсов, отпирающих соответствующие тиристоры вышеперечисленных преобразователей (U1…U3). Разработанный и записанный в памяти микроконтроллеров БУ-193-01 алгоритм управления предусматривает автономное управление каждой секцией электровоза (от одной до четырех в режиме СМЕ). При этом первая секция выполняет функции ведущей, остальные реализуют режим подчиненного регулирования (ведомые).

Для реализации функций управления и диагностики оборудованием секции электровоза блок А56 (БУО-002-01) имеет следующие связи:

- для контроля схемы и состояния релейно-контакторного оборудования секции (РКА), режима работы на разъемные соединители Х11…Х14 заводятся соответствующие сигналы от блок-контактов контролируемых аппаратов;

- для контроля схемы цепей управления и протекающим в них процессам на разъемный соединитель Х12 заводятся сигналы с датчиков напряжения (ДН) и тока (ДТ);

- управление релейно-контакторными аппаратами электровоза осуществляется через разъемные соединители Х15…Х18.

Основные технические характеристики Основные технические характеристики аппаратуры МСУД-К приведены в таблице 1.2.

 

Таблица 1.2.

Основные технические характеристики аппаратуры МСУД-К

Наименование параметров	Значение
1. Напряжение питания, В	50± 10
2. Потребляемая мощность по цепям питания, Вт, не более	150*
3. Напряжение подогрева, В	50±20
4. Потребляемая мощность по цепям подогрева, Вт, не более	250*
5. Время готовности при температуре окружающего воздуха ниже минус 35°С, мин, не более
6. Время готовности при температуре окружающего воздуха ниже минус 35°С, мин, не более
7. Режим работы   8. Охлаждение	продолжи- тельный воздушное, естественная конвекция
9. Количество системных последовательных каналов обмена информацией типа CAN

Продолжение таблицы 1.2.

Наименование параметров	Значение
10. Скорость обмена информацией по системным последовательным каналам типа CAN, Кбит/с, не более
11.Количество поездных последовательных каналов типа CAN
12. Скорость обмена информацией по последовательным каналам типа CAN, Кбит/с, не более
13. Количество внешних последовательных каналов типа CAN
14. Скорость обмена информацией по внешним последовательным каналам типа CAN, Кбит/с, не более	определяет- ся внешними системами

Условия эксплуатации МСУД-К

 

Аппаратура МСУД-К нормально функционирует при воздействий внешних климатических факторов:- температура окружающей среды для аппаратуры, расположенной в кузове электровоза (блоки БУ-193-01 и БУО-002-01) от минус 50°С до плюс 60°С, для блоков БИ и БС-265 – от минус 40°С до плюс 60°С. при этом температура хранения БИ и БС-265 от минус 50°С до плюс 75°С;

- скорость возрастания температуры окружающего воздуха при запуске электровоза до 1 град/мин;

- скорость спада температуры окружающего воздуха после окончания работы электровоза до 2 град/мин;

- относительная влажность воздуха до 100% при температуре 20°С;

- возможность выпадения инея;

- тип атмосферы II по ГОСТ 15150-69;

- наличие пыли с концентрацией до 20г/куб. м;

- максимальная высота над уровнем моря до 1400 м.

В части воздействия внешних механических факторов аппаратные средства МСУД-К соответствуют группе М25 по ГОСТ 17516.1-90:

- синусоидальная вибрация в диапазоне частот от 10 до 100 Гц с максимальной амплитудой ускорений 1,5g в любом из трех взаимно перпендикулярных направлений;

- одиночные удары в одном горизонтальном направлении с пиковым ударным ускорением 3g и длительностью ударного ускорения от 2 до 20мс.

Техническое обслуживание

Общие положения

Для обеспечения надежности работы МСУД-К устанавливаются следующие виды и периодичность планово-пердупредительного обслуживания и ремонта:

- техническое обслуживание ТО-1 при приёмке-сдаче электровоза локомотивными бригадами;

- техническое обслуживание ТО-2 через каждые 72 часа;

- текущий ремонт ТР через каждые 30000км пробега;

- средний ремонт СР через каждые 600000км пробега.

К обслуживанию аппаратуры управления, наладочным и регулировочным работам в ней допускаются только специально обученные лица, знающие схемы блока управления БУ-193, блока сопряжения БС-224, имеющие практические навыки работы с измерительными приборами, прошедшие проверку знаний по ПТЭ и ПТБ при работе с электроустановками и имеющие квалификационную группу не ниже IV. Проведение наладки и регулировки локомотивными бригадами – недопустимо.

Наличие пломб, предусмотренных технической документацией разработчика на дверце БУ-193 и крышках блоков БИ, БС-224, обязательно. Эксплуатация не пломбированной аппаратуры запрещается. Перечень лиц, имеющих право снимать пломбы устанавливаются письменным распоряжением начальника локомотивного депо.

 

Указание мер безопасности

Сборку схемы, ремонт и подключение съемных блоков, входящих в состав БУ-193, подключение и отключение измерительных приборов необходимо производить при опущенном токоприемнике, выключенным главном выключателе и отключенных источниках питания цепей управления.

Работы по проверке и наладке БУ-193 и Бс-224 производить с резинового коврика. Все приборы, используемые для проверки блока, необходимо располагать на резиновых подставках или ковриках.

Наладку системы управления на электровозе, находящемся под контактным проводом, производить при полностью укомплектованных средствах пожаротушения.