12.4 Блок связи бс-дпс-бзс.

12.4.1 Назначение.

Блок связи БС-ДПС-БЗС, предназначен для:

- обработки сигналов, поступающих от датчиков угла поворота ДПС-У;

- измерения текущей скорости движения электровоза, ускорений, подсчета пройденного пути и передачи данной информации в кодовую линию связи RS-485;

- обеспечения гальванической развязки между системами потребителями и ДПС-У;

- контроля работоспособности датчиков с выдачей сигнала "Исправность" по каждому каналу.

12.4.2 Технические характеристики.

Технические характеристики блока связи БС-ДПС-БЗС приведены в таблице 12.2.

Таблица 12.2 - Технические характеристики блока связи БС-ДПС-БЗС.

Наименование параметра	Значение
Количество подключаемых датчиков ДПС-У	4
Количество входных сигналов	8
Тип источника входных сигналов	открытый коллектор
Напряжение, подаваемое на ключ источника входного сигнала, В	15±1,5
Количество каналов кодовой линии связи RS-485 МПСУ и Д	2
Количество выходных сигналов для каналов с «токовой петлей 20 мА», либо открытый коллектор, в зависимости от схемы включения	12 (шесть сигналов на каждый выход Х1 и Х2: четыре сигнала с датчиков и два сигнала исправности датчиков)
Напряжение питания, В	50±5
Потребляемая мощность, Вт, не более	15

12.4.3 Устройство и работа

12.4.3.1 Блок связи БС-ДПС-БЗС включает в себя:

- модуль измерения скорости и пройденного пути БС-ДПС 01Б.01.10.00;

- модуль защиты от скольжения БС-ДПС-БЗС 04Б.09.10.00;

- источник питания «5 В» TEN 3-4811;

- источник питания «15 В» TEN 3-4813.

4.4.3.2 Структурная схема модуля БС-ДПС представлена на рисунке 12.4. Модуль БС-ДПС состоит из устройств гальванической развязки по сигналам датчиков B1 – B4, формирователя с гальванической развязкой C1 – C4, логического узла, ключей с гальванической развязкой A1 – A4.

Устройства гальванической развязки B1 – B4 обеспечивают размножение сигналов с датчиков угла поворота на двух потребителей, гальваническую развязку между датчиками и потребителями и потребителями между собой. Устройства гальванической развязки выполнены на оптопарах MOCD213.

Формирователи с гальванической развязкой С1 – С4 предназначены для гальванической развязки логической части блока БС от входных сигналов и передачи импульсов датчиков угла поворота в логическую часть. По два импульсных сигнала с каждого датчика подаются на формирователи и через них – на логический блок. Формирователи выполнены на оптроне MOCD213, резисторах, задающих токи в цепях светодиода и выходного транзистора оптрона, а также микросхеме триггера Шмидта MC74AC14D.

Логический блок модуля БС-ДПС представляет собой блок анализа сигналов датчиков угла поворота, состоящий из двух полукомплектов. Каждый из полукомплектов состоит из микропроцессора AT90S8535-8AI.

Обмен по кодовой линии связи ведут оба микропроцессора через приемопередатчик RS485 на микросхеме DD4 ADM485AR.

Через объединенные выходы двух полукомплектов (сигналы MOSI, MISO, SCK, RST1, RST2) возможно перепрограммирование памяти программ соседнего полукомплекта по данным получаемым с линии связи RS485.

Импульсные сигналы всех четырех каналов обоих ДПС после формирования поступают на порты С микроконтроллеров DD1 и DD3 двух полукомплектов, которые ведут непрерывную их программную обработку. Скорость и ускорение вычисляются по каждому датчику в отдельности, но в линию связи RS-485 эта информация поступает от того датчика, который выбран на данный момент по условиям движения: в режиме тяги - от датчика с минимальной частотой вращения, а в режиме торможения или выбега – от датчика с максимальной частотой вращения. Кроме того в линию связи непрерывно передается пройденный путь в виде состояния счетчика, объем которого составляет 6554 метра. Инкремент счетчика осуществляется через каждые 0,1 метра пути. Для вычисления параметров движения используются диаметры бандажей обоих колесных пар, которые записываются в БС-ДПС с помощью БПрУ-САУТ-ЦМ, а также на стенде КПА.

БС-ДПС также вычисляет и передает в линию связи направление вращения обоих ДПС, сигналы исправности по каждому каналу и номер выбранного в данный момент датчика. Программа обработки непрерывно анализирует исправности каналов обоих датчиков.

Ключи с гальванической развязкой A1 – A4 предназначены для выдачи сигналов исправности системам-потребителям. Ключи реализованы на оптронах MOCD213 и транзисторах КТ665Б9. Открытому состоянию выходного ключа соответствует состояние "ИСПРАВЕН", закрытому – "НЕИСПРАВЕН".

12.4.3.3 Структурная схема модуля БС-ДПС-БЗС приведена на рис.12.5.

Рисунок 12.5 - Структурная схема модуля БС-ДПС-БЗС.

Модуль защиты от скольжения предназначен для обработки сигналов, поступающих от датчиков угла поворота ДПС-У, выявления скольжения колесных пар и передачи результатов обработки в аппаратуру МПСУ и Д.

Модуль защиты от скольжения выполнен на основе двух однокристальных микроконтроллеров DD1 и DD2. Каждый из микроконтроллеров подключен к одной из линий связи RS-485 аппаратуры МПСУ и Д через преобразователи интерфейса DD3 и DD4.

Сигналы от датчиков угла поворота поступают на входы формирователей входных сигналов, выполненных на основе элементов DA1 – DA4. Оптопары DA1 и DA2 обеспечивают гальваническую развязку между цепями датчиков ДПС-У и модулем защиты от скольжения. Сигнал с выходов оптопар через помехоподавляющие RC-цепи поступает на входы компараторов DA3 и DA4. Компараторы имеют цепь обратной связи, определяющую гистерезис порогов переключения, что в сочетании с интегрирующей RC-цепью обеспечивает подавление импульсных помех.

Фильтрованный сигнал с выходов формирователей поступает на входы микроконтроллеров DD1 и DD2. Каждый из микроконтроллеров обрабатывает сигналы от двух датчиков ДПС-У. Результаты обработки пересылаются от микроконтроллера DD1 к микроконтроллеру DD2 и наоборот через линию межпроцессорного обмена стандарта SPI (цепи SS, MOSI, MISO, SCK, INT). В результате такого обмена данными каждый из микроконтроллеров получает полный набор данных о скорости вращения и ускорении всех колесных пар ТПС. Обработав эти данные, микроконтроллеры формируют сигналы о наличии скольжения колесных пар, которые поступают в линии связи аппаратуры МСУЛ.

Технологический разъем Х1 служит для первоначального программирования микроконтроллеров после изготовления модуля или в случае замены микроконтроллера.

12.4.3.4 Конструкция блока БС-ДПС-БЗС показана на рисунке 12.6. Блок состоит из корпуса, крепежных планок и передней панели. На корпусе установлены блочные части соединителей для внешних потребителей: для подключения датчиков угла поворота, для подачи напряжения питания, линии САУТ и МПСУ и Д. В верхней части корпуса размещена кнопка сброса неисправностей. На переднюю панель выведены индикаторы исправности двух ДПС.

А1 - модуль БС-ДПС; А2 - модуль БС-ДПС-БЗС; А3, А4 - источник питания TEN 3-4811; А5, А6 - источник питания TEN 3-4813; SA1 – кнопка «СБРОС»

Рисунок 12.6 - Блок связи БС-ДПС-БЗС