Схема работы дешифратора

Размещено на http://www.allbest.ru/

1. Анализ работы схемы дешифратора типа ДА

1.1 Назначение и устройство дешифратора типа ДА

Дешифрирующие устройства являются основными элементами числовой кодовой автоблокировки и оформлены в виде релейно-конденсаторного дешифратора типа ДА (Рис.1).

Рис. 1. Электрическая схема дешифратора

Дешифратор состоит из трех блоков: счетчиков БС-ДА, конденсаторов БК-ДА, исключения БИ-ДА. Блоки БС-ДА и БК-ДА размещены в кожухе реле ДСШ, блок БИ-ДА -- в кожухе реле НШ, что позволяет размещать их на стативе релейного шкафа.

На выходах блока БС-ДА включены сигнальные реле Ж и 3, управляющие огнями светофора и формирующие соответствующий код для посылки в рельсовую цепь, расположенную перед светофором.

Блок БС-ДА содержит следующие элементы: реле 1 - счетчик, который фиксирует наличие первого импульса в кодовом цикле; реле 1А - счетчик, который фиксирует наличие первого интервала; выпрямитель В -двухполупериодный, который обеспечивает питание постоянным током напряжением 12 В приборов дешифратора и реле сигнальной установки; конденсаторы С_и1 С_и2 и резисторы R_и1 R_и2, которые образуют искрогасительный контуры в цепях реле 1 и 1А. Резисторы R₀₁, R₀₂ -ограничивают ток заряда конденсаторов С₁ и С_З соответственно; резистор R₀₃ - создает цепь разряда конденсатора С₁ в ДЛИННОМ интервале кодового цикла и при отсутствии кодов; резистор R₀₄ осуществляет снижение тока заряда конденсатора С₁ при обесточенном реле Ж, благодаря чему возбуждение реле И от одного случайного импульса не позволяет конденсатору накопить энергию, достаточную для возбуждения реле Ж: резистор R₀₅ -- ограничивает ток разряда конденсатора С_З через обмотку реле 3, увеличивая время разряда конденсатора; диоды VD1, VD2, VD3 -- исключают цепи разряда конденсаторов С₁ и С_З, помимо обмоток реле 3 и Ж,

Приборы блока БИ-ДА выполняют следующие функции; помехозащитное реле ПТ исключает заряд конденсатора С1 и, как следствие этого, возбуждение реле Ж и появление желтого огня вместо красного на светофоре в случае работы реле И от кодов соседней рельсовой цепи при коротком замыкании изолирующих стыков: конденсатор С_и1 и резистор Rи1образуют искрогасительный контур, защищающий контакты, включающие реле ПТ; диоды VD4 и VD7 увеличивают замедление на отпускание якорей реле В и Т соответственно; диоды VD5 и VD6 исключают влияние цепей реле В на реле 1 и цепи реле Т на реле ПТ.

В блоке БК-ДА размещены- конденсатор С₁ - накапливает энергию в начале первого импульса, расходуемую затем на питание реле Ж и заряд конденсатора С₂; конденсатор С₂ - питает реле Ж при отключении конденсатора С₁; конденсатор С_З - отдает свою энергию реле 3 во время отключения его от основного источника питания, обеспечивая возбужденное состояние реле при приеме кодовых циклов Ж и 3; резистор Rт -используется для подогрева в холодное время, чтобы создать нормальные условия для работы электролитических конденсаторов.

В блоке БК-ДА установлены также резервные конденсаторы,- с помощью которых подбирается оптимальная величина емкости конденсаторов С1, С2 СЗ, чтобы обеспечить удержание якорей сигнальных реле Ж и 3 в течение трех кодовых циклов (5-6 с).

1.2 Анализ работы схемы дешифратора при нормальных условиях функционирования

Проведём анализ работы схемы дешифратора при нормальных условиях. Задан: тип КПТ - КПТШ-515 и принимаемый код - Ж.

Код Ж состоит из 2 импульсов длительностью 0,38 с и двух интервалов длительность 0,12с - короткий и 0,72с- длинный.

При приеме кода Ж от первого импульса срабатывает импульсное путевое реле И, замыкая свой фронтовой контакт. В результате чего включаются цепи питания реле:

1) реле 1: ; реле В : .

Так как реле 1 имеет замедление 0,15 с на отпадание якоря, то в течение этого промежутка времени происходит заряд конденсатора С1:.

Притягивая якорь, реле 1 самоблокируется, тыловым контактом размыкает цепь заряда конденсатора С1, а фронтовым создает цепь разряда конденсатора C1 на обмотку реле Ж и конденсатор С2: .

В этом случае если энергии, заряженного конденсатора С1, достаточно, то реле Ж получает питание и притягивает якорь.

В интервале времени замедления реле В (состовляющее 0,05с) создается цепь питания реле 1А: .

Во время короткого интервала равного 0,12 с, реле 1 и В удерживают якорь притянутым за счет замедления, а реле 1А получит питание через тыловой контакт реле В и самоблокируется до обесточивания реле В в длинном интервале(0,72 с): .

Во время второго импульса произойдет заряд конденсатора C3 и возбуждение реле 3: , после чего повторно создаются цепи питания реле 1, В.

По окончании второго импульса в длинном интервале кодового цикла с замедлением 0,3 с отпускают якоря реле 1 и В. Фронтовой контакт реле В, размыкаясь, выключит цепь питания реле 1А, которое с замедлением 0,2 с также отпустит якорь. После чего цепь разряда конденсатора C1 на конденсатор C2 и реле Ж будет разорвана. Реле Ж будет получать питание от конденсатора C2 до поступления следующего кодового импульса:.

Также в длинном интервале и до поступления второго импульса следующего кодового цикла реле 3 получит питание током разряда конденсатора СЗ: .

В результате чего следует, что на протяжении всего времени поступления кодовых импульсов кода Ж сигнальные реле Ж и 3 будут находиться в возбужденном состоянии.

По результатам анализа при нормальных условиях функционирования строится временная диаграмма работы схемы дешифратора при приёме кода Ж (Рис.2).

1.3 Анализ работы схемы дешифратора при нарушении нормальных условий функционирования

Согласно заданию у реле 1 оборвалась обмотка. Из схемы работы дешифратора (Рис.1) и временной диаграммы при приёме кода Ж видно, что контакты реле 1 задействованы в цепи питания конденсаторов C1, С2, С3 и реле Ж и З. Из графика видно, что конденсатор С1 будет заряжаться так же как и при нормальных условия. Но из-за обрыва обмотки реле 1 его контакт не замкнется и конденсатор С2 начнет заряжаться только тогда когда контакт реле 1А встанет под ток. Следовательно реле Ж получит питание только после замыкания контакта реле 1А. Из-за обрыва обмотки реле 1 его контакты не замкнутся, что привет к тому, что конденсатор С3 и следовательно реле З не будут получать питания. В результате из-за этого нарушения светофор будет показывать красный сигнал.

По результатам анализа строится временная диаграмма работы схемы дешифратора при нарушении нормальных условиях функционирования.

На основании пункта 1.2 и рисунков можно сделать вывод: при не притяжении якоря реле 1, реле З будет обесточено. Реле Ж будет работать с большим опозданием чем при нормальных условиях функционирования,.

2. Проектирование рельсовых цепей тональной частоты

2.1 Аппаратура и принципы работы рельсовых цепей тональной частоты

Рельсовые цепи тональной частоты[1]. Такие рельсовые цепи в настоящее время широко применяются при новом строительстве или модернизации устройств СЦБ на перегонах и станциях, в том числе при электрификации и комплексной реконструкции участков. На рис. 4 показана схема перегонных ТРЦ, а на рис. 6, 7 и 8 приведены схемы станционных ТРЦ.

При оборудовании перегонов тональными рельсовыми цепями от одного источника ГПЗ (путевого генератора) питаются две смежные рельсовые цепи. Защита перегонных и станционных смежных рельсовых цепей от взаимных влияний обеспечивается чередованием несущих частот и частот модуляции, при этом рядом не размещаются рельсовые цепи с несущими частотами 420 и 480 Гц. Таким образом, применение ТРЦ на перегонах позволяет полностью исключить установку изолирующих стыков для разделения смежных рельсовых цепей, что существенно повышает надежность рельсовой линии (изолирующие стыки устанавливаются только на границе перегонов и станций -- для отделения перегонных рельсовых цепей от станционных -- в створе с входными светофорами).

Бесстыковые рельсовые цепи, используемые на перегонах, не имеют четко выраженной границы шунтирования, а имеют зону дополнительного шунтирования. Расстояние отточки подключения аппаратуры к рельсовой линии, на котором фиксируется занятие рельсовой цепи при приближении поезда или освобождение при его удалении, определяет длину зоны дополнительного шунтирования.

Длина зоны дополнительного шунтирования изменяется в зависимости от значения сопротивления балласта и может достигать 10 % от длины рельсовой цепи. С целью уменьшения зоны дополнительною шунтирования и исключения перекрытия светофора перед движущимся поездом у каждого проходною светофора автоблокировки устраиваются две короткие рельсовые цепи (длиной до 300 м), а место подключения аппаратуры ТРЦ удаляется от ординаты установки проходного светофора на расстояние 40 м по ходу движения поезда.

Нагрузкой путевых приемников ПП -- путевыми реле ТРЦ -- являются нейтральные малогабаритные реле постоянного тока типа АНШ2-310 с последовательно включенными обмотками.

Питание аппаратуры ТРЦ осуществляется от трансформаторов типа ПОБС-5МП. Цепи питания путевых генераторов и приемников гальванически развязаны. В цепи питания каждого генератора установлен предохранитель на номинальную силу тока 2 А, в цепи питания каждого приемника -- на 1 А. Установка отдельных предохранителей обеспечивает работоспособность остальных рельсовых цепей при выходе из строя одного из приборов в результате короткого замыкания.

Для согласования аппаратуры ТРЦ с рельсовой линией используются путевые трансформаторы ПТ типа ПОБС-2А (ПОБС-2Г), а на участках с электротягой, если смежные рельсовые цепи разделены изолирующими стыками, -- дроссель-трансформаторы.

Для защиты от асимметрии тягового тока устанавливаются защитные резисторы R3 (два параллельно или последовательно соединенных резистора) и автоматические выключатели QF типа АВМ2-5 и АВМ2-15; для защиты от перенапряжений -- выравниватели FV типа ВСЩН-380 (при электротяге переменного тока) и ВОЦН-220 (при автономной тяге и электротяге постоянного тока). Для защиты от бросков кодового тока в моменты коммутации контактов трансмиттерных реле, а также для защиты от токов асимметрии при длине кабеля между путевыми ящиками ПЯ и постом ЭЦ до 2 км устанавливаются защитные резисторы RK.

В настоящее время системы автоблокировки на станциях и перегонах строятся на основе тональных рельсовых цепей. Применение тональных РЦ на перегонах позволяет полностью исключить установки изолирующих стыков, что повышает надежность рельсовой линии.

Как и в широко распространенных типовых рельсовых цепях, для контроля участков пути в рельсовых цепях тональной частоты на одном конце рельсовой линии подключается источник питания, а на другом - путевой приемник. Существенной особенностью ТРЦ относительно типовых цепей является отсутствие четкой границы контролируемого участка пути длинной L. Ввиду отсутствия изолирующих стыков начало шунтирования ТРЦ не совпадает с моментом вступления поезда на участок пути L за место подключения источника питания. Аналогично окончание шунтирования рельсовой цепи не совпадает с моментом освобождения участка L поездом, к которым подключено приемное устройство.

Таким образом, за фактическую длину L ТРЦ принимается расстояние между началом и окончанием шунтирования. Эти места на рельсовой линии условно можно назвать электрическими стыками. Расстояния электрических стыков относительно мест подключения источника питания и путевого приемника называют зонами дополнительного шунтирования. Зоны дополнительного шунтирования изменяют свое значение при изменении сопротивления изоляции, напряжения источника питания ТРЦ, рабочего сигнала на входе приемника, частоты сигнального тока, длины ТРЦ, коэффициента возврата путевого приемника, реального сопротивления шунта. Поэтому фактически длина ТРЦ часто не является постоянной, однако она всегда больше физической длины.

Для рельсовых цепей на частотах 420, 480, 580, 720, 780 Гц зона дополнительного шунтирования составляет 40м.

Принципы работы рельсовых цепей тональной частоты.

Каждые две смежные рельсовые цепи получают питание от общего генератора ГП3. Передающая аппаратура ТРЦ3 состоит из двух блоков: генератора ГП3 и путевого фильтра ФПМ. Настройка генераторов и фильтров на свои частоты осуществляется внешними перемычками. Генератор обеспечивает формирование амплитудно-модулированных сигналов тональной частоты, необходимых для обеспечения режимов работы ТРЦ. Путевой фильтр представляет собой последовательный LC колебательный контур. Он предназначен для защиты выходных цепей генератора от влияния токов локомотивной сигнализации, тягового тока и атмосферных перенапряжений. Его задачей является также обеспечение требуемого по условиям работы ТРЦ обратного входного сопротивления питающего конца. Кроме этого, он служит для гальванического разделения выходной цепи генератора от кабельной линии и получения на нем требуемых напряжений при относительно низких выходных напряжениях генератора.

Последовательно с выходами путевого фильтра могут быть установлены конденсаторы и сопротивления, являющиеся согласующими элементами передающих устройств АЛС.

Амплитудно-модулированный сигнал поступает в кабельную линию, а затем на первичную обмотку путевого трансформатора (ПТ) или дополнительную обмотку дроссель-трансформатора (на рис.1.3 ДТ не показаны). С вторичной обмотки ПТ или основной обмотки ДТ он поступает в рельсовую линию, а пройдя ее, - на ПТ или ДТ релейного конца. Приборы релейных концов рельсовых цепей имеют общие согласующие трансформаторы ПТ типа ПОБС-2А, к вторичным обмоткам которых подключены последовательно путевые приемники ПП частотных сигналов смежных рельсовых цепей. Как видно из рис.1.3, в рельсовых нитях отсутствуют изолирующие стыки, а защита от взаимного влияния осуществляется за счет питания каждых двух смежных рельсовых цепей сигналами, отличающимися значениями несущих и модулированных частот.

Для обеспечения требуемых входных сопротивлений питающего и приемного концов (по условиям контрольного и шунтового режимов работы РЦ) и для защиты от воздействий тягового тока на них могут быть установлены защитные резисторы последовательно с вторичной обмоткой ПТ или дополнительные резисторы в кабельной линии

Сигнал из рельсовой линии поступает на путевой приемник, который служит для приема амплитудно-модулированных сигналов и возбуждения путевого реле при свободном состоянии рельсовой цепи, когда напряжение на его входе равно или выше определенного порогового значения.

В курсовой работе рассматривается ТРЦ3, в состав основной аппаратуры которой входят: путевой генератор ГП3, путевой фильтр ФПМ, путевой приемник ПП или ПП3.

Блок путевого генератора имеет две разновидности: ГП3 8,9,11 и ГП3 11,14,15. Номера 8, 9, 11, 14, 15 в обозначении генераторов и фильтров соответствуют несущим частотам 420, 480, 580, 720, 780 Гц. Таким образом, первая разновидность генератора предназначена для формирования и передачи сигналов с несущими частотами 420, 480 и 580 Гц, а вторая - с частотами 580, 720 и 780 Гц. Каждая несущая частота генератора модулируется одной из низких частот 8 или 12 Гц. Используя пять несущих и две модулирующие частоты, можно получить 10 частотно-модулированных сигналов, отличающихся одним из признаков.

2.2 Проектирование рельсовых цепей тональной частоты на перегоне

2.2.1 Выбор схем рельсовых цепей

Отличительной особенностью тональных рельсовых цепей на перегоне является то, что две смежные РЦ питаются от одного генератора ГПЗ. Для защиты от взаимного влияния используют чередование несущих частот и частот модуляции. Это позволяет полностью исключить изолирующие стыки из рельсовой линии на перегоне.

2.2.2 Определение мест подключения аппаратуры рельсовых цепей

Аппаратура в рельсовых цепях устанавливается на границах блок-участков. Границей блок-участка является место установки светофора. У тональных рельсовых цепей нет четкой границы, поэтому занятие и освобождение рельсовой цепи поездом фиксируется на некотором расстоянии от ее концов. Это расстояние называется зоной дополнительного шунтирования. Таким образом, РЦ будет зашунтирована немного раньше места подключения аппаратуры. Поэтому точку подключения генератора передвигают на 40 метров от границы блок-участка по ходу движения поезда.

В обе стороны от места установки генератора на расстоянии 300 м устанавливают приемники, тем самым создавая 2 короткие РЦ, что обеспечивает уменьшение зоны дополнительного шунтирования.

В случае, если длина рельсовой цепи превышает 800 м, ее делят на 2 равных участка и в месте раздела устанавливают генератор.

При проектировании рельсовых цепей необходимо помнить, что длина РЦ не должна превышать 800 м и цепи, получающие питание от одного генератора, должны быть одной длины.

2.2.3 Распределение частот рельсовых цепей и настройка аппаратуры на выбранные частоты

Распределение частот в РЦ на перегоне необходимо для обеспечения защиты от взаимного влияния рельсовых цепей одинаковой частоты. При выборе частоты для той или иной рельсовой цепи придерживаются следующих правил:

1) чем больше длина пути, тем меньше несущая частота. Это объясняется тем, что при большей частоте наблюдается большее затухание.

2) на двух параллельных РЦ не должно быть одинаковой несущей частоты.

3) несущая частота чередуется так, чтобы одна частота повторялась не ранее чем через две других частоты.

4) распределение частот на перегоне начинается от станции.

Настройка аппаратуры на выбранные частоты а также длинны рельсовых цепей представлены в таблице 1.

Таблица 1 - Аппаратура установленная на рельсовых цепях перегона

Размещено на Allbest.ru