1 Описание и работа

1.1 Назначение и характеристики пульта

Пульт машиниста УПУ предназначен для работы в кабине машиниста электропоезда.

Аппаратура пульта обеспечивает сбор, обработку, хранение, индикацию информации, поступающей от цепей электрооборудования поезда, и осуществляет управление электрооборудованием поезда при воздействии машиниста на органы управления.

Пульт машиниста УПУ обеспечивает функционирование поездного оборудования:

• органов управления направлением движения и силой тяги;

• органов управления тормозным оборудованием;

• органов управления вспомогательным оборудованием;

• средств управления системой диагностики технического состояния и оборудования подвижной единицы с регистрацией параметров и средств отображения информации от этой системы;

• средств управления системами обеспечения безопасности движения и отображения информации от этих систем, контроля бдительности и уровня бодрствования машиниста;

• средств связи.

Пульт машиниста УПУ совместно с системами комплекса УПУ-3 обеспечивает машиниста (помощника машиниста) или ремонтную бригаду сводной информацией о состоянии вагонного оборудования электропоезда. При этом решаются следующие задачи:

- формирование очередности и трансляция сообщений по линии голосового оповещения пассажиров;

- информирование пассажиров на табло головного вагона о названии конечной остановки маршрута и на табло всех вагонов о названиях остановок;

- видеонаблюдение в кабинах машиниста, в салонах и тамбурах всех вагонов;

- формирование сообщений на дисплее УПУ о возникновении загораний в контролируемых зонах вагонов электропоезда;

- информирование о несанкционированном доступе в охраняемые зоны вагонов электропоезда в режиме «внешний отстой»;

- формирование сообщений на дисплее УПУ о расходе электроэнергии вагона и электропоезда, о состоянии вспомогательного оборудования вагона, о наличии неисправностей вагонного оборудования.

Эксплуатация комплекса УПУ-3 предусмотрена для электропоезда составности не более 14 вагонов

Технические характеристики пульта:

Напряжение питания 77 150 В.

Ток потребления не более 2,5 А.

Диапазон рабочих температур минус 50  плюс 45 оС (минус 25  плюс 45 оС для ЖКИ-панели дисплея).

Температура хранения минус 50  плюс 50 оС.

Надежность 10000 ч  средняя наработка на отказ для аппаратуры.

Нормальными климатическими условиями для эксплуатации пульта являются:

Температура (плюс 25 ± 10) оС.

Относительная влажность (45  80) % .

Атмосферное давление от 84 до 106,7 кПа (630  800) мм рт.ст.

ВНИМАНИЕ!

К РАБОТЕ С УПУ ДОПУСКАЮТСЯ ЛИЦА, ИЗУЧИВШИЕ ПРАВИЛА РАБОТЫ В ОБЪЕМЕ РУКОВОДСТВА ПО ЭКСПЛУАТАЦИИ, ПРАВИЛА РАБОТЫ СО СРЕДСТВАМИ ИЗМЕРЕНИЙ И ПРАВИЛА ТЕХНИКИ БЕЗОПАСНОСТИ, ИМЕЮЩИЕ УДОСТОВЕРЕНИЕ НА ПРАВО РАБОТЫ С УРОВНЕМ НАПРЯЖЕНИЯ ДО 1000 В.

1.2 Состав пульта

Пульт машиниста УПУ является изделием, составные части которого представляют собой элементы каркаса и облицовки пульта с установленным оборудованием, органами управления, средствами индикации и средствами сопряжения. Изделие предназначено для управления электропоездом «в одно лицо», а для помощника машиниста организовано пассивное рабочее место.

В основе работы пульта – программная обработка информации, поступающей от оборудования электропоезда. Обработка информации ведется в режиме реального времени и в удобном виде представляется машинисту на экранах и индикаторах пульта.

Оборудование, вмонтированное в изделие, как правило, установлено за лицевыми панелями и в тумбах, а на панели и тумбы выведены органы управления, средства индикации и часть средств сопряжения оборудования. Органы управления на панелях сгруппированы по функциональным признакам.

Комплект поставки пульта в зависимости от типа электропоезда соответствует таблице приложения А.

Поездное оборудование относительно пульта машиниста УПУ делится на две части:

а) основное оборудование;

б) дополнительное оборудование

Основное оборудование перечислено в приложении Б.

По своему функциональному назначению основное оборудование состоит из нескольких независимых подсистем.

Подсистема 1 – оборудование, обеспечивающее комфортность рабочего места машиниста и помощника машиниста (панели контроля и управления с органами управления и индикации, подножки, различные светильники, БУСО, индикаторные и другие устройства).

Подсистема 2 – аппаратура технологического контроля состояния оборудования, функционирование которой строится на основе сбора информации и представления ее на дисплее с тактильным управлением (блок МИК-3 или БМК01, блок ДС-1, панель ЦСО, адаптеры ДСП-1, ДСП-2, шлюз CAN, преобразователь RS485/RS232, источники питания, оборудование систем комплекса УПУ-3).

Подсистема 3 – аппаратура для управления приводом электропоезда с использованием бесконтактного контроллера машиниста или блока резервного управления (блок БКМ, адаптер БКМ, ФУС, источники питания, фильтр питания, БРУ).

К дополнительному оборудованию относятся отдельные блоки следующих систем электропоезда:

• система безопасности КЛУБ-У;

• радиостанция РВ1.1М, РВ1М или другие типы радиостанций.

Расположение основного и дополнительного оборудования, средств отображения информации, органов управления для всех исполнений пульта представлено на рисунках приложения В.

Общий вид пульта приведен на рисунках В.1, В.1а, В.1б. Органы управления, средства индикации и средства сопряжения представлены на рисунках панелей пульта, правой, средней и левой тумб пульта (рисунки В.2 – В.17).

Все органы управления и средства индикации пульта снабжены не поясняющими надписями или аббревиатурой, заменяющей поясняющую надпись, а символами (мнемознаками), сокращающими время, затрачиваемое машинистом на считывание информации, повышающими надежность работы машиниста в экстремальной ситуации.

Мнемознак, используемый для индикатора, манометра, вольтметра и т.п. обозначает процесс или действие, связанные со средством индикации.

Мнемознак, установленный около органа управления (тумблера, кнопки, переключателя и т.п.) обозначает процесс или действие, изменяемые данным органом управления.

Кодировка мнемознаков (рисунок, буква, цифра, форма, размер, цвет) соответствует действующим отечественным и зарубежным стандартам и рассчитана на профессионально подготовленного работника. Пояснения к мнемознакам для средств индикации и органов управления даны в приложениях Г, Е.

ВНИМАНИЕ!

ДЛЯ ПРАВИЛЬНОЙ (БЕЗОШИБОЧНОЙ) РАБОТЫ С ОРГАНАМИ УПРАВЛЕНИЯ И СРЕДСТВАМИ ИНДИКАЦИИ НЕОБХОДИМО ВНИМАТЕЛЬНО ИЗУЧИТЬ ТАБЛИЦЫ ПРИЛОЖЕНИЙ Г, Е

НЕОБХОДИМО ЗАПОМНИТЬ ЗНАЧЕНИЕ КАЖДОГО МНЕМОЗНАКА.

1.3 Описание составных частей пульта

Основные составные части, приведенные в приложении Б (источники питания, блок мониторинга и контроля, блок дисплея, устройство индикаторное, контроллер машиниста) размещаются в пульте и в шкафах головного, моторного и прицепного вагонов электропоезда.

1.3.1 Конструкция пульта

Конструкция пульта, выполнена из металлического каркаса и облицовки из стеклопластиковых панелей. Пульт состоит из панели контроля управления помощника (левая столешница) и панели контроля управления (правая столешница), которые столешницами опираются на три тумбы (рисунки В.1, В.1а, В.1б). На панелях устанавливаются органы управления и средства индикации, необходимые для управления оборудованием электропоезда (рисунки В.2 – В.12). Панели контроля управления выполнены в виде функционально законченных устройств, имеющих самостоятельную конструкцию с соединителями. В тумбах размещается аппаратура и средства сопряжения (рисунки В.13 - В.15). Между тумбами располагаются подножки (рисунок В.3, В.3а).

По стойкости к механическим воздействиям конструкция пульта выдерживает динамическое воздействие 10000 ударов с ускорением 3 g. Допускаемая величина ускорения одиночных продольных ударов не должна превышать 5 g.

Конструкция пульта имеет следующие характеристики:

Рабочая температура		от минус 50 до плюс 45 оС;
Предельная температура		от минус 50 до плюс 50 оС;
Температура хранения		от минус 50  до плюс 50 оС;
Допускаемая влажность воздуха		от 80 % при 15 оС до 98 % при 25 оС.

Панели обеспечивают защиту оборудования от проникновения внешних твердых предметов размером больше 1,0 мм. Остальные составляющие конструкции обеспечивают защиту оборудования от проникновения внешних твердых предметов размером больше 1,25 мм.

Назначенный срок службы пульта  20 лет. Допускается дальнейшая эксплуатация в зависимости от технического состояния.

1.3.2 Источники питания и фильтр

Питание пульта обеспечивается от первичной сети с характеристиками:

• входное напряжение 110 В (плюс 40 В, минус 33 В);

• допускается повышение напряжения до 170 В на время до 1 с с периодом повторения не менее 60 с;

• максимальная величина перенапряжения в бортовой сети составляет:

3 кВ	при времени затухания	5 мкс;
1,5 кВ	при времени затухания	45 мкс;
0,8 кВ	при времени затухания	100 мкс.

Напряжение питания (+110 В) на источники питания поступает через фильтр.

Характеристики фильтра:

Номинальное напряжение постоянного тока	−	110 В;
Максимальное падение напряжения	−	не более 6 В;
Входной ток	-	не более 1,3 А

Выходное напряжение источника питания +24 В/3 А КДШЕ.436744.002-01 составляет (24 ± 2,4) В, напряжение источника питания +24 В/3 А АДИГ.436434.003 составляет (24 ± 1,2) В, напряжение блока питания УСО +24 В/3 А КЖИС.436637.002 составляет (24 ± 2,4) В.

1.3.3 Блок мониторинга и контроля

Блок мониторинга и контроля (блок МИК-3, БМК01) является центральным процессором пульта и обеспечивает сбор, обработку, регистрацию и хранение, упаковку и передачу информации, поступающей от оборудования УПУ и систем электропоезда. Блок мониторинга и контроля расположен в средней тумбе пульта (рисунки В.14, В.14а).

Блок МИК-3, основным компонентом которого служит модуль процессора CPС108, формирует сигналы последовательного интерфейса LVDS, обеспечивает работу линий связи RS-232, осуществляет прием информации по каналу RS-485, прием информации протокола CAN 2.0 В и USB-порта.

С целью компенсации колебаний напряжения первичной сети и получения напряжения 24 В структура питания блока МИК-3 имеет трехступенчатый характер. На первой ступени используется фильтр, на второй – источник питания +24 В/3 А, на третьей ступени подключаются вторичные преобразователи напряжения, установленные непосредственно в блоке МИК-3.

Характеристики блока МИК-3:

Рабочая температура		от минус 50 до плюс 70 оС;
Температура хранения		от минус 55 до плюс 85 оС;
Напряжение питания		(24 4,5) В;
Номинальный ток потребления		2 А (без внешних устройств);
Среднее время наработки на отказ		не менее 100000 ч.

БМК01 (рисунок В.14б), основой которого является модуль процессора CPВ905, обеспечивает работу с другими блоками через интерфейсы RS232, RS485, CAN, Ethernet, передачу данных по GSM-каналу, подключение носителей информации к портам USB, подключение к усилителю трансляции электропоезда.

Характеристики БМК01:

Рабочая температура		от минус 50 до плюс 50 оС;
Температура хранения		от минус 55 до плюс 50 оС;
Напряжение питания		(43  160) В;
Потребляемая мощность		не более 15 Вт (без внешних устройств);
Среднее время наработки на отказ		не менее 10000 ч.

1.3.4 Блок дисплея

Блок дисплея (ДС-1) предназначен для отображения диагностической информации и информации движения и установлен на панели контроля управления пульта (рисунок В.5, В.5а, В.5б).

Основой блока ДС-1 является полноцветная жидкокристаллическая панель.

Характеристики блока дисплея:

Рабочая температура		от минус 25 до плюс 70 оС;
Температура хранения		от минус 50 до плюс 70 оС;
Напряжение питания		(5 0,25) В, (12 0,6) В;
Ток потребления		не более 0,8 А, не более 1,0 А;
Допускаемая влажность воздуха		до 95 %;
Среднее время наработки на отказ		не менее 50000 ч.

Кроме того, блок дисплея устойчив к воздействию соляного (морского) тумана, атмосферных конденсированных осадков (роса и внутреннее обледенение) и грибков.

Блок дисплея оснащен пленочной клавиатурой (рисунок В.5в) с тактильным эффектом, расположенной:

- с правой стороны экрана (клавиши A, B, C, D, E, F),

- внизу экрана (клавиши F1, F2, F3, F4, F5, F6, F7, F8),

- на панели контроля управления (рисунки В.5, В.5а, В.5б).

Назначение клавиши, расположенной на правой или нижней клавиатуре, соответствует значению мнемознака клавиши, появляющейся на экране рядом с тактильной клавишей. Назначение клавиш на выносной клавиатуре (рисунок В.5г) указано на поверхности клавиши аналогично клавиатуре компьютера.

Характеристики тактильной клавиатуры:

Рабочая температура		от минус 50 до плюс 50 оС;
Номинальное напряжение питания		5 В;
Номинальный ток потребления		5 мА;
Сопротивление изоляции		не менее 1000 МОм;
Контактное сопротивление		не более 10 Ом;
Ресурс нажатий		1,5 млн. раз.

1.3.5 Устройство индикаторное

Устройство индикаторное (УИ) КЖИС.467945.081-06 расположено за лицевой панелью и служит для индикации состояния различного электрического и пневматического оборудования электропоезда. Устройство индикаторное встроено в состав панели контроля управления машиниста (рисунки В.5, В.5а, В.5б).

Сигнальные провода электропоезда имеют большую длину (до 300 м) и вследствие этого подвержены влиянию помех, возникающих при работе электрооборудования электропоезда. В качестве защиты от помех в УИ предусмотрена защита от случайных включений индикаторов путем использования резисторов и стабилитронов, включающих индикатор только при наличии мощного сигнала.

Для обеспечения плавного регулирования яркости индикаторов используются встроенный источник питания +9 В и регулировочный резистор на панели.

1.3.6 Контроллер машиниста

Контроллер машиниста является средством управления поездом и включает в себя:

- блок бесконтактного контроллера машиниста (блок БКМ);

- адаптер БКМ (АБКМ);

- формирователь управляющих сигналов (ФУС).

Блок БКМ служит для формирования кода номера позиции в соответствии с положением рукоятки реверса БКМ (направление движения) и главной рукоятки БКМ (рисунки В.5, В.5а). В блоке БКМ фиксация позиций рукояток производится с помощью подпружиненных роликов и дисков с углублениями под ролики. Кодирование номера позиции осуществляется путем использования кодового диска с выступами и оптопар.

Адаптер БКМ осуществляет программное преобразование четырехразрядного кода блока БКМ в 24-разрядный код, служащий для управления реле ФУС через оптроны. Сигналы управления АБКМ формируются с требуемыми задержками от 3 до 10 с. Дополнительной задачей АБКМ является обеспечение блока МИК-3 или БМК01 информацией о сигналах управления силовым оборудованием с целью диагностики состояния электронных ключей на экране дисплея.

Взаимодействие блока БКМ, АБКМ, ФУС позволяет существенно уменьшить массу и габаритные параметры контроллера машиниста, не снижая надежности его работы.

Условия эксплуатации контроллера машиниста:

рабочая температура		от минус 50 до плюс 45 оС;
температура хранения		от минус 50 до плюс 50 оС;
номинальное напряжение питания - блок БКМ - АБКМ - ФУС	  	5 В; 24 В; 110 В;
максимальный ток по цепям АБКМ		0,08 А;
среднее время наработки на отказ		не менее 100000 ч.

1.3.7 Комплекс УПУ-3

Комплекс УПУ-3 включает в себя системы:

- СИТ;

- СУЭПП,

- СВН,

- КООС,

- ППОС из системы «ССЗНИ-Электроника» (далее – ППОС),

- КТС-ПОС-ОВД.

Структура сопряжения пульта с комплексом УПУ-3, в состав которого входит ППОС, приведена на рисунке 1.1, с комплексом УПУ-3, в состав которого входит КТС-ПОС-ОВД, приведена на рисунке 1.1а.

Рисунок 1.1 – Структура сопряжения пульта и комплекса УПУ-3 (с ППОС)

Примечания

1 Включение питания СИТ, КООС, СУЭПП происходит при включении питания электропоезда.

2 Включение питания СВН осуществляется тумблером «СВН» на панели контроля управления помощника и автоматом QF3 «ВИДЕО» средней тумбы (рисунки В.14).

3 Питание ППОС осуществляется от аккумуляторной батареи электропоезда

Рисунок 1.1а – Структура сопряжения пульта и комплекса УПУ-3 (с КТС-ПОС-ОВД)

Примечания

1 Включение питания СУЭПП происходит при включении питания электропоезда.

2 Включение питания СВН осуществляется тумблером «СВН» на панели контроля управления помощника и автоматом QF3 «ВИДЕО» средней тумбы (рисунки В.14).

3 Питание КТС-ПОС-ОВД осуществляется от аккумуляторной батареи электропоезда.

1.3.7.1 Система информационная транспорта

В УПУ происходит выбор и передача текстовых сообщений, поступающих на табло поезда и вагонов. Сообщения на табло вагона сопровождаются аналогичными речевыми сообщениями, передаваемыми КООС по линии громкоговорящего оповещения пассажиров. Эксплуатация табло поезда и вагонов проводится в соответствии с эксплуатационной документацией.

В СИТ входят:

- пульт управления маршрутным табло ПУ-МТ,

- табло маршрутное блинкерное ТМБ-7х120-15,

- табло информационное светодиодное ТИС‑8х128-5.

Канал связи ПУ-МТ и всех табло с управляющими устройствами – RS-485 (полудуплексный режим). Скорость обмена по каналу связи 4800 бод для ПУ-МТ, ТМБ, 9600 бод для ТИС.

а) Пульт управления ПУ-МТ предназначен для набора машинистом маршрута, отображаемого на ТМБ, сохранения его в энергонезависимой памяти ПУ-МТ, а также поиска и извлечения из энергонезависимой памяти ранее набранных маршрутов и их редактирования при необходимости. Питание ПУ‑МТ осуществляется от табло. ПУ-МТ выдерживает ударные нагрузки до 5 g.

Основные технические характеристики ПУ-МТ:

Рабочая температура		от минус 10 до плюс 45 оС;
Номинальное напряжение питания		5 В;
Потребляемая мощность		не более 2 Вт;
Диапазон питающих напряжений		(4,5 – 5) В
Режим работы		S1 (продолжительный).
Размер одной записи		до 20 байт;
Объем загружаемой, хранимой и отображаемой информации		до 100 строк (записей).

б) ТМБ предназначено для визуального отображения информации о маршруте следования электропоезда. Питание табло должно осуществляться от бортовой сети постоянного тока. Табло выдерживает ударные нагрузки до 5 g.

Обеспечивается хранение ранее отображаемой информации и светодиодная подсветка отображаемой информации. Цвет подсветки – зеленый. Режимы отображения – без подсветки или с подсветкой.

Основные технические характеристики ТМБ:

Рабочая температура		от минус 20 до плюс 45 оС;
Номинальное напряжение питания		50 (110) В;
Потребляемая мощность		не более 50 Вт;
Диапазон питающих напряжений		(35 – 165) В
Режим работы		S1 (продолжительный).
Точка отображения		блинкер диаметром 15 мм;
Размер информационного поля		7х120 точек.

в) ТИС предназначено для отображения текстовой информации в вагоне электропоезда. Питание табло осуществляется от бортовой сети постоянного тока. Табло выдерживает ударные нагрузки до 5 g.

Режимы отображения: статический, бегущая строка.

Основные технические характеристики ТИС:

Рабочая температура		от минус 20 до плюс 45 оС;
Номинальное напряжение питания		50 (110) В;
Потребляемая мощность		не более 30 Вт;
Диапазон питающих напряжений		(35 – 165) В
Режим работы		S1 (продолжительный).
Пиксель		светодиод диаметром 5 мм, цвет свечения – зеленый;
Расстояние между центрами пикселей		10 мм;
Размер информационного поля		8х128 пикселей;
Объем загружаемой информации		до 64 байт;
Размер шрифта изменяемый		от 8х5 до 8х8 пикселей;
Расстояние видимости		не менее 30 м;
Средний срок службы		не менее 8 лет.

1.3.7.2 Система учета электропотребления поезда

СУЭПП устанавливается в головных, моторных, прицепных вагонах электропоезда и осуществляет:

- учет электропотребления поезда и контроль параметров электропоезда с указанием бортового номера вагона;

- прием и передачу в УПУ данных от различных диагностических систем электропоезда;

- вывод на информационные табло вагонов путевой и служебной информации,

- управление открытием наружных прислонно-сдвижных дверей электропоезда.

Взаимодействие составных частей СУЭПП иллюстрируется структурными схемами рисунков 1.2, 1.3.

Рисунок 1.2 – Структурная схема СУЭПП моторного вагона

Рисунок 1.3 – Структурная схема СУЭПП головного (прицепного) вагона

Адаптер счетчика осуществляет:

- отображение символьной (текстовой) информации на информационное табло вагона, предварительно записанной в долговременную память УПУ;

- передачу в УПУ сообщений о значениях контролируемых параметров с указанием заводского номера вагона;

- передачу в УПУ данных о напряжении контактной сети, потреблении электроэнергии и значении тока в силовой цепи моторвагонной секции,

- выдачу сигналов в блок управления пневмоприводами дверей (БУД).

Характеристики адаптера счетчика:

Рабочая температура		от минус 40 до плюс 70 оС;
Температура хранения		от минус 50 до плюс 85 оС;
Напряжение питания		(77 – 150) В;
Допускаемая влажность воздуха		до 95 % при плюс 25°С;
Номинальный ток потребления		0,1 А;
Среднее время наработки на отказ		не менее 30000 ч.

Счетчик электрический постоянного тока СКВТ-М предназначен для измерения параметров электрических сетей постоянного тока, отображение их на цифровом индикаторе, а также для преобразования измеренных величин в кодовый сигнал и передачи его по интерфейсу RS-485 на удаленную систему сбора информации. Счетчик не должен подключаться к низковольтным распределительным электрическим сетям.