Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Федеральное агентство железнодорожного транспорта

Омский государственный университет путей сообщения

Кафедра «Автоматика и телемеханика»

К защите допустить

Заведующий кафедрой «АиТ»

_____________________ С.А. Лунев

Оборудование участка Дубинино - Красная Сопка Красноярской железной дороги устройствами АПК - ДК

Пояснительная записка к дипломному проекту

Согласовано: Выполнил:

Руководитель проекта -к. т. н., доцент

______________ Слюзов Ю.И.

Студент У-АТ 8311

______________Новикова Г.И.

Консультант по безопасности жизнедеятельности -ст.преподаватель БЖД

_______________ Мусаткина Б.В.

Консультант по экономике - к. э. н., доцент

_______________ Шендалев А.Н.

Омск 2008

Форма №24

Омский государственный университет путей сообщения

Факультет заочный

Кафедра автоматика и телемеханика

Специальность автоматика, телемеханика и связь на ж.д.транспорте

Утверждаю:

Заведующий кафедрой «АиТ»

__________________ С.А. Лунев

«___» _____________ 2008 г.

Задание

по дипломному проекту (работе) студента

Новиковой Галины Ивановны

1. Тема проекта (работы) «Оборудование участка Дубинино - Красная Сопка Красноярской железной дороги устройствами АПК - ДК» утверждена приказом по университету от «___» __________ 2008г. № ________

2. Срок сдачи студентом законченного проекта (работы) 10 декабря 2008 года

3. Исходные данные к проекту (работе)

3.1 Вид тяги - автономный

3.2 Путевое развитие перегонов - существующее, однопутное

3.3 Количество сигнальных точек - 40

3.4 Количество промежуточных станций - 4

3.5 Длина проектируемого участка - 65 км

3.6 Путевое развитие станции - существующее

3.7 Количество контролируемых параметров на сигнальных точках - 11, на переездах - 9

3.8 Количество контролируемых объектов на станции - 7

3.9 Автоблокировка на перегонах - двусторонняя АБ, оборудованная аппаратурой КЭБ

3.10 Электрическая централизация на станциях - БМРЦ

4. Содержание расчетно - пояснительной записки (перечень подлежащих разработке вопросов

4.1 Введение

4.2 Эксплуатационные вопросы

4.2.1 Технические и эксплуатационные требования к системе АПК-ДК

4.2.2 Методика проектирования АПК - ДК

4.2.3 Структура схемы АПК - ДК

4.2.4 Способы кодирования и передачи информации в проектируемой системе

4.3 Техническая часть

4.3.1 Принципиальные схемы устройств АПК- ДК на перегонах и станциях

4.3.2 Каналообразующая аппаратура

4.3.3 Схемы подключения объектов контроля к устройствам АПК - ДК

4.3.4 Способы предоставления информации в АПК - ДК

4.4 Экономический раздел

4.5 Вопросы ОТ и ОБЖ

4.6 Заключение

5. Перечень графического материала (с точным указанием обязательных чертежей)

1 лист Структура АПК-ДК

2-4 листы Принципиальные схемы устройств АПК-ДК

5-6 листы Схемы подключения контролируемых объектов на перегонах и станциях

7 лист

8 лист

6. Консультации по проекту (работе, с указанием относящихся к ним разделов проекта)

№	Раздел	Консультант	Подпись, дата
			задание выдал	задание принял
1	Технический	Слюзов Ю.И.	19.09.08г.	19.09.08г.
2	Экономический	Шендалев А.Н.	06.10.08г.	06.10.08г.
3	Охрана труда и безопасность жизнедеятельности	Мусаткина Б.В.	06.10.08г.	06.10.08г.

Руководитель проекта _______________________ Слюзов Ю.И.

КАЛЕНДАРНЫЙ ПЛАН

№ п.п.	Наименование разделов дипломного проекта	Срок выполнения	Примечание
1.	Введение		1%
2.	Требование к устройствам АПК-ДК	20.09.08г.	10%
3.	Методика проектирования АПК-ДК	30.09.08г.	25%
4.	Структура системы АПК-ДК	10.10.08г.	35%
5.	Разработка принципиальных схем АПК-ДК	25.10.08г.	55%
6.	Схемы подключения объектов контроля на перегоне и станциях	20.11.08г.	75%
7.	Экономический раздел	02.12.08г.	85%
8.	Вопросы ОТ и БЖД	02.12.08г.	95%
9.	Заключение	09.12.08г.	100%
10.	Сдача дипломного проекта на проверку	19.12.08г.

7. Дата выдачи задания « 10 » сентября 2008 года

Руководитель проекта _______________________ Слюзов Ю.И.

Задание принял к исполнению _____________________ Новикова Г.И.

Реферат

Пояснительная записка к дипломному проекту содержит 65 страниц печатного текста, 19 рисунков, 6 таблиц, 11 используемых источников, 3 приложения, 7 листов графического материала.

Аппаратно-программный комплекс диспетчерского контроля, автомат контроля сигнальной точки, синтезатор частоты - демодулятор, блок совместимости линейный, программируемый индустриальный контроллер безопасность обслуживания, экономическая эффективность

В дипломном проекте рассмотрено внедрение оборудования участка Дубинино - Красная Сопка Красноярской железной дороги устройствами аппаратно - программного комплекса диспетчерского контроля.

Выполнен расчет используемого оборудования, выбрана аппаратура для применения на станциях и перегонах.

Произведены расчеты эффективности инвестиций в модернизацию и развитие средств автоматики и телемеханики. Разработан ряд мероприятий по устранению и снижению воздействия опасных и вредных факторов при работе на персональном компьютере.

Графический материал содержит структурную схему, принципиальные схемы и схемы подключения контролируемых объектов на перегонах и станциях устройств АПК-ДК.

Дипломная работа выполнена в текстовом редакторе Microsoft Word XP, графический материал в программах Visio 2002, AutoCad 2006 и представлена на лазерном диске в конверте на обороте обложки

Содержание

1. Введение

2. Эксплуатационная часть

2.1 Технические и эксплуатационные требования к системе АПК - ДК

2.2 Методика проектирования АПК - ДК

2.3 Структура схемы АПК - ДК

2.4 Способы кодирования и передачи информации

3. Техническая часть

3.1 Принципиальные схемы устройств АПК-ДК на перегонах и станциях

3.2 Каналообразующая аппаратура

3.3 Схемы подключения объектов контроля к устройствам АПК - ДК

3.4 Способы предоставления информации в АПК - ДК

4. Определение экономической эффективности

4.1 Расчет экономии за счет сокращения неплановых перерывов движения

4.2 Расчет экономии за счет сокращения времени простоя поездов

4.3 Расчет экономии за счет сокращения оперативного персонала

4.4 Годовой экономический эффект от внедрения АПК-ДК

4.5 Расчет срока окупаемости АПК-ДК

5. Обеспечение безопасности выполнения работ при использовании электронных вычислительных машин ЭВМ

5.1 Характеристика возможных опасных и вредных производственных факторов при обслуживании ЭВМ

5.2 Эргономичный анализ организации рабочего места оператора ЭВМ

5.3 Технические средства и организационные мероприятия, обеспечивающие безопасность обслуживания

5.4 Обеспечение оптимальных санитарно-гигиенических условий труда в помещениях для ЭВМ

Заключение

Библиографический список

Демонстрационные листы:

Структурна АПК-ДК

Схема соединения устройств АПК-ДК

Схема размещения объектов контроля АПК-ДК

Схемы соединения устройств АПК-ДК на станции Дубинино

Схемы подключения контролируемых объектов

Схемы подключения контролируемых объектов

Схемы подключения контролируемых объектов

1. Введение

Железнодорожный транспорт - основа транспортной инфраструктуры России, он обеспечивает свыше 40% грузовых и пассажирских перевозок в стране, более 20% грузооборота и 15% пассажирооборота всех железных дорог мира [1]. Его эффективное функционирование играет исключительную роль в создании условий для модернизации национальной экономики, ее перехода на инновационный путь развития и дальнейшего устойчивого роста, то есть напрямую способствует обеспечению лидерства России в мировой экономике.

Рядом дорог неоднократно выдвигались требования об организации возможности перехода на ремонтно-восстановительную технологию обслуживания СЖАТ за счет диагностики и прогнозирования состояния устройств и учета ресурса приборов по их фактической наработке. Таким образом в данном проекте предусматривается оборудование устройствами АПК - ДК малодеятельного участка Красноярской железной дороги.

АПК-ДК предназначен для централизованного контроля, диагностики и регистрации состояния устройств железнодорожной автоматики и телемеханики, диагностики их технического состояния, а также организации управления движением поездов в пределах диспетчерского круга, кроме того АПК-ДК позволяет осуществлять сбор, обработку, хранение и отображение информации о состоянии объектов контроля в реальном масштабе времени.

Кроме того, оборудование участка Дубинино - Красная Сопка Красноярской железной дороги устройствами АПК - ДК позволит повысить безопасность движения, сократить штат производственного персонала, реализовать современные принципы и методы технического обслуживания и предупреждения неисправностей, поиска и устранения повреждений устройств железнодорожной автоматики.

2. Эксплуатационная часть

Система диспетчерского контроля АПК-ДК разработана по заданию ЦШ МПС РФ кафедрой "Автоматика и телемеханика на ж. д." Петербургского Государственного Университета Путей Сообщения (ПГУПС) в рамках отраслевой программы автоматизации хозяйства сигнализации и связи. Система рекомендована к применению на сети дорог Российской Федерации «Актом о приемке АПК-ДК в постоянную эксплуатацию на Тульской дистанции сигнализации и связи» от 02 июля 1997 г., утвержденным главным инженером Департамента сигнализации, связи и вычислительной техники МПС РФ В.И. Талалаевым и решением сетевой школы "Аппаратно-программный комплекс диспетчерского контроля (АПК-ДК)", утвержденным заместителем министра Путей Сообщения А. С. Мишариным 11 декабря 1999 года. В 2001 году ПГУПС были выпущены методические указания по проектированию устройств автоматики, телемеханики и связи на железнодорожном транспорте И-352-01 "Система диспетчерского контроля АПК-ДК".

Аппаратно-программный комплекс диспетчерского контроля АПК-ДК предназначен для централизованного контроля, диагностики и регистрации состояния устройств железнодорожной автоматики и телемеханики, диагностики их технического состояния, а также организации управления движением поездов в пределах диспетчерского круга. АПК-ДК позволяет осуществлять сбор, обработку, хранение и отображение информации о состоянии объектов контроля в реальном масштабе времени.

Комплекс образует вычислительную сеть для обеспечения оперативной информацией диспетчерского аппарата отделения дороги, управления дороги и линейных предприятий (например, дистанций сигнализации и связи).

Система АПК-ДК выполняет контроль и диагностику технического состояния СЖАТ на перегонах и станциях, в том числе позволяет собирать статистику, выявлять предотказные состояния, анализировать причины некачественной работы и автоматизировать поиск отказов устройств СЦБ, т.е. обеспечивает возможность перехода на ремонтно-восстановительную технологию обслуживания СЖАТ за счет диагностики и прогнозирования состояния устройств и учета ресурса приборов по их фактической наработке. Данная информация передаётся дежурному электромеханику, диспетчеру дистанции сигнализации и связи, техническому персоналу, ответственному за сбор и обработку статистики отказов, а также, при необходимости, другим пользователям локальной вычислительной сети дистанции, отделения или управления дороги. Также АПК-ДК обеспечивает поездного диспетчера информацией о поездном положении в пределах круга диспетчерского управления: свободности/занятости блок - участков перегонов, главных и боковых приемоотправочных путей промежуточных станций, показаниях входных и выходных светофоров, установленном направлении движения, состоянии переездов, температуре буксовых узлов и др.

В настоящее время на Ужурской дистанции сигнализации централизации и блокировки Красноярского отделения Красноярской железной дороги эксплуатируется один диспетчерский круг оборудованный системой АПК-ДК на однопутном участке протяженностью 63,9 км. В эксплуатируемый круг входят 4 станции, 4 переезда и 56 сигнальных установок. В рамках программы технического перевооружения предлагается оборудовать еще один диспетчерский круг, оборудованный устройствами АПК - ДК на участке Дубинино - Красная Сопка (рис 2.1).

Рис.2.1 - Проектируемый участок

2.1 Технические и эксплуатационные требования к системе АПК - ДК

АПК-ДК осуществляет сбор, обработку, хранение и отображение информации о состоянии объектов контроля реальном масштабе времени.

Система позволяет повысить производительность и улучшить условия труда диспетчерского аппарата управления движением на уровне региональных центров управления и ЦУПов за счет:

- обеспечения возможности заблаговременного принятия ДНЦ решений на основании контроля поездной ситуации в реальном масштабе времени;

- прогнозирования возможных отклонений от графика движения поездов и выдачи рекомендаций по их устранению;

- использования информации о техническом состоянии устройств;

- обеспечения информационного сопряжения существующих на дороге или в отделении АРМ эксплуатационного и технического персонала с рабочим местом ДНЦ.

Основным назначением системы является возможность перехода на новые технологии обслуживания устройств за счет:

- контроля за техническим состоянием устройств автоматики и телемеханики в реальном масштабе времени;

- диагностики и прогнозирования состояния устройств;

- определения предотказных состояний устройств;

- автоматизации поиска неисправностей в устройствах ЭЦ и АБ;

- автоматизации части работ по обслуживанию устройств ЭЦ и АБ;

- учета ресурса приборов по их фактической наработке;

- взаимодействия с АРМами входящими в состав АСУ Ш дистанций сигнализации и связи.

В состав технических средств системы входят специальные аппаратные и программные средства диагностирования технического состояния контролируемых устройств.

Информация о техническом состоянии контролируемых устройств выдается на АРМ в различной степени детализации.

Аппаратура системы относится к восстанавливаемым изделиям, эксплуатируемым до предельного состояния.

Среднее время восстановления работоспособности устройств системы на месте эксплуатации не более 20 минут. Время готовности устройств системы к работе после восстановления, не более 5 минут Аппаратура системы и ее программное обеспечение защищены от несанкционированного доступа.

Данные в устройствах системы защищены от разрушений и искажений при отказах и сбоях электропитания. При длительном отключении электропитания данные в устройствах системы сохраняются и после его включения восстанавливаются.

Устройства системы построены на базе современных бесконтактных элементов (микропроцессоров, микросхем и транзисторов). Система функционально совместима с информационными системами верхнего уровня и системами ДЦ по объему, виду и способу представления информации.

Программное обеспечение АПК-ДК предназначено для приема в реальном масштабе времени информации о поездном положении и состоянии устройств СЦБ на участке, оборудованном системой и вывода ее на экран. Кроме того, программное обеспечение позволяет работать в режиме архивного просмотра после загрузки программы «Архив».

Для наглядного представления результатов контроля состояния устройств автоматики и телемеханики используются графические планы станций и перегонов. Элементами таких планов выступают условные изображения контролируемых объектов: рельсовые цепи, светофоры, блок участки, переезды и т.д. Изменение цвета изображения на плане соответствует изменению состояния реального контролируемого объекта. Такое графическое представление результатов контроля легко позволяет дежурному оценить поездную ситуацию на станции или целом участке. На рисунке 2.2 представлен общий план участка контроля.

Рис.2.2 - Общий план участка контроля

2.2 Методика проектирования АПК - ДК

Проектирование структуры АПК-ДК осуществляется с учетом топологии участка, а также перспективы расширения системы и стыковки ее с любыми другими системами автоматики и телемеханики.

Поскольку АПК-ДК осуществляет сбор, обработку, хранение и отображение информации о состоянии объектов контроля реальном масштабе времени основным назначением системы является возможность перехода на новые технологии обслуживания устройств за счет:

- контроля за техническим состоянием устройств автоматики и телемеханики в реальном масштабе времени;

диагностики и прогнозирования состояния устройств;

определения предотказных состояний устройств;

автоматизации поиска неисправностей в устройствах ЭЦ и АБ;

автоматизации части работ по обслуживанию устройств ЭЦ и АБ;

учета ресурса приборов по их фактической наработке;

- взаимодействия с АРМами входящими в состав АС Ш дистанций сигнализации, централизации и блокировки.

Методика проектирования устройств АПК - ДК включает в себя определение параметров на станциях и перегонах которые будут контролироваться системой. Существует ряд параметров для обеспечения выявления и отображения следующих видов отказов и предотказных ситуаций на станциях и перегонах. Исходя из которых определим количество параметров контролируемых на проектируемом участке.

На станциях основными параметрами будем считать:

- состояние всех световых индикаторов состояния пульт-табло дежурного по станции;

- контроль положения стрелок;

- измерение напряжений питающих фидеров;

- измерение напряжений рельсовых цепей переменного тока;

- измерение времени замедления сигнальных реле;

- измерение времени БВВ;

- измерение сопротивления изоляции кабеля рельсовых цепей;

- измерение тока перевода стрелок.

На перегонах основными параметрами будем считать:

а) на сигнальных точках

- установленное направление движения;

- отсутствие основного питания;

- отсутствие резервного питания;

- занятость блок-участка;

- понижение напряжения основного питания;

- понижение напряжения резервного питания;

- понижения напряжения батареи;

- перегорание нитей лампы красного огня;

- перегорание нитей ламп разрешающих огней;

- включение режима ДСН;

- перегорание нитей ламп разрешающих огней.

б) на переездах

- отсутствие основного питания;

- отсутствие резервного питания;

- закрытие переезда;

- понижение напряжения основного питания;

- понижение напряжения резервного питания;

- перегорание нитей ламп светофоров;

- включение режима ДСН;

- установленное направление движения;

- исправность комплекта мигания.

2.3 Структура схемы АПК - ДК

Комплекс образует вычислительную сеть для обеспечения оперативной информацией диспетчерского аппарата регионального центра управления, ЦУПа; дистанций сигнализации и связи и других линейных предприятий.

Аппаратура АПК-ДК предназначена для передачи поездному диспетчеру информации о поездном положении в пределах диспетчерского круга: свободности и занятости блок-участков главных и приемоотправочных путей промежуточных станций, показаний входных и выходных светофоров, а также информации об установленном направлении движения (на однопутных участках оборудованных АБ), состоянии переездов и температуре буксовых узлов.

Одновременно, АПК-ДК выполняет задачи технического контроля за состоянием устройств автоматики на перегоне и станции. Результат контроля передается дежурному механику, диспетчеру дистанции сигнализации и связи и далее техническому персоналу, ответственному за сбор и обработку статистики отказов.

Иерархическая структура системы АПК-ДК состоит представлена тремя подсистемами (рис. 2.3), реализуемых с использованием программируемых контроллеров, персональных компьютеров и специального ПО, а также каналов связи между ними, позволяющих организовать вычислительную сеть и автоматизированные рабочие места (АРМ) пользователей.

Первая подсистема - подсистема нижнего уровня состоит из специализированных контроллеров, обеспечивающих съем и первичную обработку информации, поступающую от устройств железнодорожной автоматики.

Вторая подсистема - подсистема среднего уровня состоит из промышленных компьютеров (один на станции), являющихся концентраторами и обрабатывающих информацию от подсистемы нижнего уровня (прием, обработка, хранение, архивация, передача на верхний уровень и т.д.), а также включает в себя концентратор центрального поста.



Рис. 2.3 - Иерархическая структура системы АПК - ДК

Третья подсистема - подсистема верхнего уровня состоит из технических средств (АРМов) диспетчера дистанции сигнализации и связи и работников отделения дороги (персональные компьютеры объединены в информационную вычислительную сеть).

Структура системы АПК-ДК проектируется для конкретного участка железной дороги с различным наполнением упомянутых подсистем источниками информации, устройствами сбора и передачи данных, концентраторами среднего уровня, с учетом количества и функционального назначения рабочих мест на верхнем уровне системы. Структурная схема АПК - ДК представлена на демонстрационном листе №1 приложение А.

Информационное и программное обеспечение среднего уровня позволяет организовать сбор и передачу станционной информации на верхний уровень системы.

Информационное и программное обеспечение верхнего уровня позволяет реализовать выполнение специальных технологических функций и организовать различные виды АРМ: поездного диспетчера и диспетчера железнодорожного узла (АРМ ДНЦ и ДНЦУ), диспетчера сигнализации и связи (АРМ ШЧД), вагонного оператора и т.д.

2.3.1 Нижний уровень АПК - ДК

Система АПК ДК работает с аналоговыми сигналами, снимаемыми с путевых реле питающих фидеров, рабочих цепей стрелочного электродвигателя, и дискретными сигналами, снимаемыми с контактов реле или индикаторов пульта (пульта-табло) ЭЦ.

В качестве аппаратуры контроля сигнальной точки в системе АПК-ДК используются специализированные контроллеры типа АКСТ (рис.2.4).

Рис. 2.4 - Внешний и внутренний вид контроллера типа АКСТ

В настоящее время наибольшее распространение получил автомат контроля сигнальной точки АКСТ-СЧМ в различных модификациях. АКСТ-СЧМ предназначен для контроля работоспособности устройств АБ и ПС, и осуществляет:

- съем информации о состоянии до 8 (12) контрольных реле;

- контроль величины допуска напряжения источников питания;

- контроль исправности изолирующих стыков в системах кодовой АБ.

АКСТ представляет собой генератор, формирующий в линию связи частотную посылку, содержащую информацию о состоянии контролируемых объектов. Все АКСТ на перегоне подключены параллельно к линии связи и имеют собственную частоту, обеспечивая, таким образом, независимую передачу информации на станцию.

Приемная аппаратура линейного пункта СЧД (рис.2.5) предназначена для приема, выделения, демодуляции и вывода кодированной информации от перегонных объектов в концентратор среднего уровня АПК-ДК.

Приемник СЧД выпускается в различных модификациях. Наиболее распространенный тип имеет обозначение СЧД-10 и предназначен для приема информации от десяти перегонных объектов.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 2.5 - Внешний и внутренний вид СЧД

Для согласования СЧДЧ с линией связи используется внешний модуль БСЛ, выполненный в виде типового IBM PC совместимого модуля расширения или в корпусе реле НМШ. Модуль позволяет подключить две линии связи. Устройство обеспечивает выделение и демодуляцию восьми тональных сигналов, представляющих собой последовательность следующих друг за другом элементов.

В качестве аппаратуры съема аналоговой и дискретной информации на станции используются специализированные контроллеры ПИК-10 и ПИК-120, а также специализированные платы расширения промышленного компьютера.

ПИК-10 имеет корпус идентичный по габаритным размерам и креплению реле НМШ, что позволяет устанавливать эти приборы на свободных местах полок НМШ существующих релейных стативов (Рис. 2.6). Программируемый индустриальный контроллер ПИК-10 имеет 10 аналоговых и 10 цифровых входов, и предназначен для:

- измерения средних значений напряжений сигналов переменного тока поступающего на аналоговые дифференциальные входы;

- измерения сопротивления изоляции электрических цепей (кабель, монтаж и т.д.) контролируемых объектов;

- преобразования в стандартный цифровой вид сигналов переменного и постоянного напряжения, поступающих на цифровые входы;

- передачи измеренных значений напряжений и сопротивления изоляции в виде последовательного цифрового кода в концентратор по его запросу и передачи, полученного в результате преобразования, состояния дискретных датчиков в цифровом коде в концентратор по его запросу.

К десяти аналоговым дифференциальным входам релейно-транзисторного коммутатора могут прикладываться переменные напряжения амплитудой 0В...50В частотой 25 Гц, 50 Гц, или 75 Гц. Эти напряжения подаются на контакты реле. Для каждого канала имеется отдельное реле. Реле включаются последовательно по командам микроконтроллера только после того, как на микроконтроллер поступила команда на проведение измерений напряжений и сопротивлений утечки аналоговых цепей. На выход релейно-транзисторного коммутатора попадает входное напряжение через контакты одного из десяти реле, которое включено в данный момент. С выхода релейно-транзисторного коммутатора напряжение поступает на дифференциальный вход аналогового преобразователя, где преобразуется в цифровой код.

Источником аналоговых сигналов являются путевые реле, с цепей которых эти сигналы и снимаются. Для безопасного подключения ПИК-10 этим цепям, в каждый провод последовательно включён резистор.

Для измерения сопротивления изоляции используется входящий в состав ПИК-10 источник постоянного напряжения, создающий токи утечки в измеряемой цепи, которые фиксируются аналого-цифровым преобразователем. Способ измерения сопротивления изоляции основан на измерениях токов утечки, протекающих между защитным заземлением релейного статива и одной из внешних аналоговых цепей, к которой в данный момент через релейный коммутатор подключен ПИК 10. Измеренные токи утечки подаются на АЦП микроконтроллера, где преобразуется в цифровой код.

Кроме этого, ПИК-10 может быть использован для контроля десяти дискретных датчиков. В этом случае на десять цифровых дифференциальных входов оптронного преобразователя могут подаваться переменные (частотой 50 Гц) или постоянные напряжения амплитудой 36 В. Эти напряжения через ограничительные резисторы прикладываются к входам оптронов. С выходов оптронов сигналы поступают на входы микроконтроллера, который производит окончательное преобразование десяти сигналов.

Связь ПИК-10 с концентратором осуществляется по инициативе концентратора по последовательному каналу передачи типа "токовая петля" или RS-485. Выходы контроллера ПИК-10 и канал гальванически развязаны. Максимальная скорость передачи информации 9600 бит/с.

Примеры подключения контроллера ПИК-10 для измерения напряжений путевым реле и сопротивления изоляции кабелей приведены на этом рисунке.

Конструкция ПИК-120 представляет собой стальную пластину - основание с «отбортовкой», к которому на резьбовых стойках привинчена плата А1 с радиоэлементами (Рис. 2.6).

Рис. 2.6 - Внешний ПИК-10 (слева) и ПИК-120 (справа)

ПИК-120 имеет блочный разъем Х1 типа СН2-10ШБ и пять блочных разъёма Х2- Х6 типа РП14-30 (штыри) с направляющими.

Программируемый индустриальный контроллер ПИК-120 имеет 120 цифровых входов, и предназначен для:

- преобразования в стандартный цифровой вид постоянного напряжения -36В...+36В или переменного напряжения 36В 50 Гц, поступающего на цифровые входы;

- передачи в последовательном коде, полученного в результате преобразования, массива данных в концентратор по его запросу.

На сто двадцать цифровых входов оптронного преобразователя ПИК-120 могут поступать постоянные напряжения в диапазоне -36В...+36В или переменные напряжения амплитудой 36В и частотой 50 Гц. Эти напряжения через ограничительные резисторы прикладываются к встречно включённым светодиодам входных оптронов. Присутствие напряжения на конкретном входе преобразуется в логическую единицу, отсутствие - в логический ноль. Все 120 дифференциальных пар входов образуют 15 восьмиканальных групп. В каждой группе "возвратные" провода каналов 2…7 объединены в "возвратный" провод группы, а первый канал имеет независимый "возвратный" провод. Каналы с независимым "возвратным" проводом позволяют подключать гальванически развязанные источники сигналов, что расширяет возможности использования ПИК-120.

Связь ПИК-120 с концентратором осуществляется по последовательному интерфейсу типа "токовая петля" или RS-485. Выходы микроконтроллера прибора ПИК-120 и канал связи гальванически развязаны. Максимальная скорость передачи информации 9600 бит/с. К одному последовательному порту концентратора может быть подключено 4 прибора ПИК-120, поэтому каждому прибору ПИК-120 присваивается адрес в диапазоне от 0 до 3.

Контроллеры ПИК-120 располагаются в специальных шкафах УКС-4, в которых кроме того установлены источник питания для ПИК-120 и адаптер интерфейса RS-485.

Рис. 2.7 - Внешний вид УКС-4

В состав шкафа УКС-4 входят в зависимости от варианта исполнения до четырёх контроллеров ПИК 120, кабель, соединяющий контроллеры ПИК 120 с монтажной платой, и нестабильный источник питания +10В для централизованного питания всех ПИК 120 шкафа.

Питание шкафа УКС-4 осуществляется от сети 220 В 50 Гц.

Контроллер съема информации аппаратуры контроля перегрева букс предназначен для подключения системы комплексного контроля технического состояния подвижного состава КТСМ к системе диспетчерского контроля АПК-ДК.

Контроллер служит для первичной обработки информации, поступающей из системы КТСМ и передачи ее в концентратор системы АПК-ДК по последовательному каналу.

Контроллер имеет возможность передавать в концентратор АПК-ДК информацию, поступающую на печатающее устройство системы КТСМ, а также сигналы: "Тревога 1", "Тревога 2", "АПС".

Передача информации с сигнальных точек автоблокировки и переездов осуществляется с помощью контроллеров АКСТ по двухпроводной линии связи, в качестве которой может выступать специально выделенная физическая пара или цепь ДСН, в проекте применяется специально выделенная линия ДК-ОДК. Линия может представлять собой воздушную стальную цепь диаметром 4 мм или кабель с парной скруткой диаметром жил 1,0; 0,9 или 0,7 мм. Дальность передачи информации на станцию с каждого из (двух) перегонов - до 20 км. В случае, если длина перегона превышает 20 км, следует разделить линию связи на две части с передачей информации от сигнальных точек на прилегающие станции.

2.3.2 Средний уровень АПК - ДК

Концентратор линейного пункта предназначен для решения следующих задач:

- обработка сигналов, принимаемых от контроллеров съема аналоговой и дискретной информации со станционных устройств ЭЦ (ПИК-10, ПИК-120, измерение тока перевода стрелок), аппаратуры ДИСК;

- сбор и обработка сигналов, получаемых с устройств АБ (СЧД-10);

- отображение в реальном времени принимаемой информации;

- архивация и хранение информации в течение определенного времени (настраивается);

- передача и прием информации от других концентраторов;

- передача обработанной информации в АРМ ШНС (в случае установки его на станции).

- обмен информацией с системами ДЦ.

В качестве концентратора информации используется РС - совместимая ПЭВМ промышленного исполнения.

Использование на станциях промышленных компьютеров повышает надежность работы комплекса в целом. Это достигается за счет применения в составе комплектующих ПЭВМ узлов, удовлетворяющих более жестким условиям эксплуатации, а также за счет оснащения промышленных плат дополнительными аппаратными средствами не свойственными бытовым ПЭВМ (сторожевым таймером, безвентиляторными процессорами и источниками питания и т.д.).

В зависимости от конкретного проектного решения, станционный концентратор может располагаться как в помещении дежурного по станции на отдельном компьютерном столе, так и в релейной ЭЦ станции на стативах или специальных стойках.

Информация собранная станционным концентратором (линейным пунктом) от контроллеров передается в центральный пункт непосредственно или транслируется через аналогичные линейные пункты. В качестве канала связи может быть использована либо физическая линия, либо выделенный ВЧ канал с двухпроводным окончанием. Все эти соединения выполняются по схеме "точка-точка".

2.3.3 Верхний уровень АПК-ДК

Верхний уровень обеспечивает работу автоматизированных рабочих мест электромеханика поста ДЦ, электромеханика СЦБ, диспетчера дистанции сигнализации и связи, поездного диспетчера, энергодиспетчера и др., передачу информации в сеть отделения дороги, а также связь системы АПК-ДК с другими комплексными автоматизированными системами управления (АСУ-Ш).

Концентратор центрального пункта системы АПК-ДК увязан с автоматизированными рабочими местами верхнего уровня при помощи локальной вычислительной сети, работающей по протоколу FLEET (QNX) или TCP/IP.

Верхний уровень АПК-ДК содержит:

- рабочие станции электромехаников поста ДЦ;

- мобильные комплексы контроля и диагностики состояния устройств СЦБ и АПК-ДК (АРМ ШН);

- технологический комплекс контроля и диагностики состояния устройств СЦБ (АРМ ШЧД);

- технологический комплекс диспетчерского управления движением поездов (АРМ ДНЦ).

Подключение АРМ осуществляется при помощи штатных соединительных кабелей, поставляемых в комплекте с аппаратурой.

2.4 Способы кодирования и передачи информации

Комплекс сбора информации с перегонных устройств ЖАТ представляет собой совокупность аппаратуры контроля устройств и других перегонных объектов железнодорожной автоматики (устройств контроля схода подвижного состава УКСПС, КТСМ, приемной аппаратуры линейного пункта и физической линии связи между ними. Структурная схема размещения аппаратуры контроля перегонных устройств приведена на рисунке 2.8.



Рис. 2.8 - Структурная схема размещения аппаратуры на перегоне

В качестве аппаратуры контроля сигнальной точки в системе АПК-ДК используются специализированные контроллеры типа АКСТ в различных модификациях.

АКСТ-Ч-16/3 формирует и выдает в линию связи выходной сигнал в виде посылок последовательного циклического кода в соответствии с текущим состоянием контактных и пороговых датчиков следующим образом.

Посылка последовательного циклического кода АКСТ-Ч-16/3 представляет собой последовательность трёх, девяти или девятнадцати, следующих друг за другом элементов, с частотой синусоидального напряжения для нечетных элементов равной fном + 8 Гц, для четных элементов - fном - 8 Гц, для разделительной паузы - fном - 8 Гц.

Длительность посылки зависит от технического состояния сигнальной точки.

Длительность элемента посылки равна одному такту, если соответствующий датчик находится в состоянии «норма», и двум тактам, если датчик находится в состоянии «не норма».

Состоянию «норма» соответствует замкнутое состояние контактов датчиков Р1-Р10 и разомкнутое состояние контакта датчика Ж.

Состоянию «не норма» пороговых датчиков Д1-Д3 соответствует условие срабатывания из таблицы 2.1.

Таблица 2.1 - Характеристики пороговых датчиков

№	Описание датчика	Условия срабатывания	Порог срабатывания	Название датчика
1	Превышения действующего значения напряжения переменного тока частотой 50 Гц	Uвх.д.? Uпор.	3 В	ИС-50
2	Превышения действующего значения напряжения переменного тока частотой 25 Гц	Uвх.д.? Uпор.	3 В	ИС-25
3	Снижения средневыпрямленного значения выходного напряжения выпрямителя переменного тока 50 или 25 ГЦ	Uвх.д.?Uпор. или обрыв одного из диодов	11,3 В	ДА-50
				ДА-25
4	Снижения действующего значения напряжения переменного тока частотой 50 Гц	Uвх.д.?Uпор.	207 В	Пх-Ох

Структура данных о состоянии контактных и пороговых датчиков в посылке и соответствующие им контакты разъёма АКСТ-Ч-16/3 приведены в таблице 2.2.

В таблице 2.2: Р1-Р10, Ж - контактные датчики, Д1, Д2, Д3 - пороговые датчики, R - выравнивающие элементы посылки.

Таблица 2.2 - Структура данных о состоянии контактных и пороговых датчиков

№ элемента посылки

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

Контакты разъёма

C1

С3

C2

A3

B2

B3

B1

A2

A1

С3

B5

C7

B4 B6

C5 C6

A5 A6

-

-

С3

-

Датчик

Р1

Ж

Р2

Р3

Р4

Р5

Р6

Р7

Р8

Ж

Р9

Р10

Д1

Д2

Д3

R

R

Ж

R

В состоянии сигнальной точки «всё в норме» или срабатывании контактных датчиков Р1, Р2 (состояние №1), АКСТ-Ч-16/3 формирует посылку состоящую из 3-х первых элементов.

Второй элемент посылки - состояние контактного датчика «сигнал Ж».

Структура выходного кода в состоянии №1 приведена на рисунке 2.9.

Рис. 2.9 - Структура выходного кода АКСТ-Ч-16/3 (состояние №1).

При срабатывании хотя бы одного из контактных датчиков Р3-Р8 и состоянии «норма» датчиков Р9, Р10, Д1, Д2, Д3 (состояние №2) АКСТ_Ч-16/3 формирует посылку, состоящую из 9-ти первых элементов.

Второй элемент посылки - состояние контактного датчика «сигнал Ж».

Структура выходного кода в состоянии №2 приведена на рисунке 2.10.

Рис. 2.10 - Структура выходного кода АКСТ-Ч-16/3 (состояние №2).

При срабатывании хотя бы одного из контактных датчиков P9, P10 или пороговых датчиков Д1, Д2, Д3 (состояние №3), АКСТ-Ч-16/3 формирует полную посылку состоящую из 19-и элементов.

Второй, десятый и восемнадцатый элементы посылки - состояние контактного датчика «сигнал Ж».

Элементы посылки, помеченные, как «R» - являются выравнивающими.

Структура выходного кода в состоянии №3 приведена на рисунке 2.11.

Рис. 2.11 - Структура выходного кода АКСТ-Ч-16/3 (состояние №3).

Максимальное время реакции системы передачи данных с перегона на станцию (Тр) для структуры, изображенной на рисунке 2.9, составляет - 1с, для структуры, изображенной на рисунке 2.10, Тр = 2,5 с, и для структуры, изображенной на рисунке 2.11, Тр = 4,8 с. Длительность паузы Tп между посылками равна трем тактам. Длительность такта составляет 0,117 0,0007 с.

Каждая из модификаций АКСТ-Ч-16/3 выпускается в тридцати исполнениях, различающихся несущей частотой выходного сигнала. В таблице 2.3 приведены варианты настройки несущей частоты АКСТ-Ч-16/3.

Таблица 2.3 - Варианты настройки несущей частоты АКСТ-Ч-16/3

Номер частоты	Частота настройки, Гц	Номер частоты	Частота настройки, Гц	Номер частоты	Частота настройки, Гц
1	384	11	1792	21	3072
2	512	12	1920	22	3200
3	704	13	2048	23	3328
4	832	14	2176	24	3456
5	960	15	2304	25	3584
6	1088	16	2432	26	3712
7	1216	17	2560	27	3840
8	1344	18	2688	28	3968
9	1472	19	2816	29	4096
10	1600	20	2944	30	4224

Каждый контроллер программируется на одну из 30 несущих частот в диапазоне 3844224 Гц с шагом 128 Гц. Все АКСТ на перегоне подключены параллельно к линии связи, обеспечивая, таким образом, независимую передачу информации на станцию. К одной линии связи можно подключить до 30 контроллеров АКСТ. При необходимости подключения большего количества устройств линию связи необходимо разделить на несколько частей с организацией каналов связи на прилегающие станции. Для уменьшения влияния помех АКСТ с высшей частотой обычно устанавливается на ближайшей к станции приема сигнальной точке или переезде, АКСТ с низшей частотой - на дальней.

Длительность каждого из элементов информационной посылки определяется состоянием контакта реле (замкнут/разомкнут) или уровнем напряжения (в норме/не в норме), подключаемого к одному из входов АКСТ.АКСТ-СЧМ (СЛАР.426474.002, ТУ 3185-004-23636686-97, сертификат РОСС RU. ME 35.C00003) выполнен в климатическом исполнении УХЛ2 по ГОСТ 15150 и рассчитан на работу в непрерывном режиме.

Информация из АКСТ поступает на концентратор линейного пункта, где происходит сбор и обработка сигналов, принимаемых от контроллеров съема аналоговой и дискретной информации, принимаемая информация отображается в реальном времени и дополнительно осуществляется архивация информации в соответствии с текущими настройками.

3. Техническая часть

3.1 Принципиальные схемы устройств АПК- ДК на перегонах и станциях

Принципиальные схемы устройств АПК-ДК на станциях и перегонах разрабатываются с учетом технических решений, методических указаний [2]. На демонстрационном листе 2 представлена принципиальная схема соединения устройств АПК-ДК на станции Дубинино. На демонстрационном листе 3 представлена принципиальная схема соединения устройств АПК-ДК на перегоне Дубинино - Шушь.

Рис.3.1 - Структурная схема контролируемого объекта станции Дубинино

Контроль тока перевода стрелок осуществляется подключением к существующему шунту амперметра. На демонстрационном листе 5 представлена схема измерения тока перевода стрелок. Как видно из схемы. подключение производится с помощью модуля нормализации сигналов с гальванической развязкой ADAM-3014 фирмы "ADVANTECH". Модуль устанавливается в непосредственной близости (менее 1,0 м) от шунта амперметра. Крепление модуля осуществляется с помощью монтажного рельса типа DIN. Модуль соединяется с шунтом витой парой выполненной из монтажного провода сечением 0,75 мм2. Соединение с концентратором АПК-ДК выполняется кабелем парной скрутки ТППэп 5х2х0,5 мм2. Со стороны модуля кабель подключается с помощью винтовых зажимов самого модуля. К концентратору кабель подключается через переходную колодку типа КРП-10, и далее гибким кабелем КММ 4х0,35 соединяется с разъемом типа DB-37F, ответная часть которого установлена в концентраторе. Питание модуля подается по кабелю, соединяющему модуль и колодку КРП-10 от адаптера питания 220/24В. Адаптер располагается в одном конструктиве с концентратором. На станциях с несколькими амперметрами, модули ADAM-3014 устанавливаются по числу амперметров. Адаптер питания может использоваться один на два модуля ADAM-3014.

3.2 Каналообразующая аппаратура

Информация, собранная концентратором ЛП от контроллеров нижнего уровня, передается на центральный пункт непосредственно или транслируется через аналогичные линейные пункты. В качестве канала связи может быть использована физическая линия, выделенный ВЧ-канал с двухпроводным окончанием или цифровой канал. Соединения концентраторов выполняются по схеме «точка-точка» и/или «звезда».

Вид канала связи и вид соединения определяется расстоянием между концентраторами (протяжённостью линии связи), объёмом передаваемой информации, наличием и видом аппаратуры связи, установленной в пределах участка, оборудуемого системой АПК-ДК.

Если концентраторы установлены в непосредственной близости друг от друга, то связь между ними организуется с использованием нуль-модемного кабеля по интерфейсам RS-232 (до 10 м) и RS-422 (до 200 м) на скорости до 56700 бит/с или сетевых карт по интерфейсу Ethernet 10Base-T (до 100 м) на скорости 10 Мбит/с. При длине линии связи до 5 км и объёме передаваемой информации до 9600 бит/с связь также может быть организована по двум физическим парам. При этом виде соединения в концентратор устанавливается плата PCL-741 в режиме интерфейса «токовая петля» или аналогичная.

При длине линии связи до 9 км и объёме передаваемой информации до 9600 бит/с связь можно организовать по одной физической паре с использованием модемов. В качестве модема используется внешний модем U.S. Robotics Courier 56K, запрограммированный для работы в режиме выделенной линии. Для подключения модемов используются порты RS-232 процессорной платы, плат PCL-741/856B или аналогичных. Длина линии связи может быть увеличена до 11 км на основании испытаний канала.

Выделенный ВЧ-канал используется при длине линии связи более 9 км. Подключение концентраторов к каналу связи осуществляется через модем по двухпроводной схеме.

В случае если объём передаваемой информации превышает пропускную способность выделенного ВЧ-канала, то для увеличения пропускной способности канала связи может быть организовано несколько параллельных модемных каналов.

Цифровой канал позволяет организовать обмен данными между концентраторами со скоростью до 56700 бит/с. Подключение концентратора к каналу осуществляется по интерфейсу RS-422 через плату PCL-745S/846B или аналогичную.

Команды, получаемые ПИК 10 от ХОСТ-процессора, имеют следующий формат:

NUL,SYN,NUM,COM,CS

где:

- NUL - стартовая посылка (00h);

- SYN - синхронизация (16h);

- NUM - номер (адрес) ПИК (30h…3Fh);

- COM командная посылка;

- CS - контрольная сумма, подсчитанная для NUM,COM.

Команды, посылаемые ПИК 10 ХОСТ-процессору, имеют формат:

NUL,SYN,NUM,COM,LEN,DATA,...,DATA,CS

где:

- NUL - стартовая посылка;

- SYN - синхронизация (16h;

- NUM - номер (адрес) ПИК 10 (30h…3Fh);

- COM командная посылка;

- LEN - длина посылки данных;

- DATA передаваемые данные;

- CS - контрольная сумма, подсчитанная для NUM, COM, LEN, DATA,..., DATA;

Далее приведен набор команд, которые могут быть переданы от внешнего контроллера к ПИК 10, и описание ответной реакции ПИК 10 на команды:

- “D” - Считать 10 цифровых входов. В ответ ПИК 10 передаёт данные от 10 цифровых входов (2 байта), 1-й байт - 8 младших входов, 2-й байт - 2 старших входа).

- "S" - Старт всех 10 аналоговых каналов. В ответ ПИК 10 возвращает только код команды "S". (т.к. данных нет, то LEN принимает значение, равное нулю) (время выполнения команды 12 сек).

- "A" - Считать все 10 аналоговых каналов. В ответ ПИК 10.2 возвращает данные от аналоговых каналов (20 байт U0,R0, U1,R1,… U9,R9), начиная с младших входов. Если на момент запроса обработка аналоговых каналов не завершилась (мах 12сек после команды "S"), то в ответ ПИК 10 передает “#” (данных нет).

- "X" - Считать 10 цифровых и 10 аналоговых каналов. В ответ ПИК 10.2 передаёт 22 байта данных, где первые 2 байта содержат данные цифровых каналов, а последующие 20 напряжения и сопротивления утечек аналоговых каналов Dlоw (биты 0-7), Dhigh (биты 0,1), U0,R0, U1,R1... U9,R9. Если на момент запроса обработка аналоговых каналов не завершилась (мах 12 сек после команды "S"), то в ответ ПИК 10 передает “#” (данных нет).

- "0"..."9" - Старт одного из десяти аналоговых каналов 0...9. В ответ ПИК 10 передаёт код команды "0"..."9", данных нет. Время выполнения команды 1,2 сек.

- "O" - Считать показания с запущенного ранее канала. В ответ ПИК 10.2 посылает 3 байта данных - номер канала, значения измеренного напряжение и сопротивления (CHAN,Un,Rn). Если на момент запроса обработка аналогового канала не завершилась (1,2 сек после команды “0”..”9”) то в ответ ПИК 10 посылает “#” (данных нет).

- "V" - Опрос версии. В ответ ПИК 10 передаёт 1 байт, содержащий номер версии (текущая версия 05).

Следует отметить, что максимальному диапазону изменения напряжения на аналоговых входах соответствует изменение кода в пределах U=(00h…0FEh), если U=0FFh то это означает, что во время измерения произошло изменение состояния рельсовой цепи, повлёкшее изменение измеряемого напряжения.

Кроме того, время между посылками байтов не должно превышать 10 сек, иначе произойдет “переинициализация” последовательного порта (UART).

Рассмотрим работу ПИК 10. К десяти аналоговым дифференциальным входам релейно-транзисторного коммутатора могут прикладываться переменные напряжения амплитудой 0ВU50В частотой 25Гц, 50Гц, или 75Гц. Эти напряжения подаются на контакты реле. Для каждого канала имеется отдельное реле. Нормальное состояние контактов всех реле - разомкнутое. Реле включаются последовательно по командам микроконтроллера только после того, как на микроконтроллер от ХОСТ-процессора поступила команда на проведение измерений напряжений и сопротивлений утечки аналоговых цепей. На выход релейно-транзисторного коммутатора попадает входное напряжение через контакты одного из десяти реле, которое включено в данный момент. Во включённом состояние может находиться только одно реле. С выхода релейно-транзисторного коммутатора напряжение поступает на дифференциальный вход аналогового преобразователя. Таким образом, к дифференциальному входу аналогового преобразователя последовательно прикладывается напряжение каждого аналогового канала

На рисунке 3.2 представлена функциональная схема прибора ПИК 10.

аппаратный программный диспетчерский контроль



Рисунок 3.2 - Функциональная схема прибора ПИК 10

Источником аналоговых сигналов являются путевые реле, с цепей которых эти сигналы и снимаются. Для предотвращения возникновения перегрузки этих цепей, в каждый провод последовательно включён резистор.

На другом конце аналоговой линии в каждой цепи дифференциального входа аналогового преобразователя также установлен последовательный резистор. Для входных напряжений 0ВU50В эти резисторы должны иметь сопротивление 51.1 кОм. В случае необходимости, изменяя номинал этих резисторов, можно изменять диапазон входных напряжений.

В аналоговом преобразователе входное напряжение выпрямляется прецизионным выпрямителем, фильтруется, и в виде однополярного аналогового сигнала, с напряжением, равным среднему значению входного сигнала, подаётся на мультиплексор и АЦП микроконтроллера, где преобразуется в восьми битный код.

В проектируемой системе, внешние аналоговые дифференциальные цепи подключения ПИК 10 изолированы от заземлений и заземлённых корпусов. Сопротивление изоляции внешних аналоговых цепей должно быть не менее 15Мом…20Мом. Для получения оперативной информации о текущем значение этого параметра необходимо измерять сопротивление утечки между внешними аналоговыми цепями и «землёй». Для измерения сопротивления утечки используется источник постоянного напряжения, НЧ фильтр с повторителем, входные цепи аналогового преобразователя и релейно-транзисторный коммутатор. Способ измерения сопротивления утечки иллюстрируется на рисунке 3.3. «Минус» источника напряжения 24В соединён с системным заземлением, а «плюс» - через высокоомный резистор Rв (2Мом) и измерительный резистор Rизм с «локальным корпусом» прибора ПИК 10. «Локальный корпус» объединяет общие цепи прибора ПИК 10 и изолирован от системных корпусов и заземлений. Через «локальный корпус», резисторы входных цепей аналогового преобразователя и контакты включённого реле релейно-транзисторного коммутатора, напряжение +24В прикладывается к одной из внешних аналоговых цепей.



Рисунок 3.3 - Способ измерения сопротивления утечки прибора ПИК 120

Ток источника напряжения +24В протекает по указанной цепи и замыкается через сопротивление изоляции Rиз. При этом на измерительном резисторе Rизм выделяется напряжение, пропорциональное величине сопротивления изоляции Rиз. Чтобы на измерительном резисторе не выделялось переменное напряжение сигнала, действующего на включённом аналоговом входе, параллельно измерительному резистору подключён конденсатор, образующий вместе с Rизм и Rв НЧ фильтр. Далее, напряжение, снимаемое с измерительного резистора, подаётся на АЦП микроконтроллера, где преобразуется в цифровой код. Полученный цифровой код, напряжение и сопротивления утечки связаны выражениями:

Uизм = КОД[0…225]*50/255

Rизм = 624240/КОД[0…255]-2567

В связи с тем, что измерять достаточно высокое сопротивление изоляции необходимо на фоне переменной составляющей напряжения в линии (до 50 вольт) с нижней частотой 25Герц, время цикла измерения по каждой линии должно составлять 1,2с (время на перезарядку конденсатора в фильтре). По каждому каналу при измерении напряжения и сопротивления, полученные данные усредняются за 256 выборок, которые делаются в течение 40 мс (время, кратное периоду частоты 25, 50 или 75 Гц).

Точность измерения напряжения составляет 2%. Наиболее высокая точность измерения сопротивления изоляции реализуется для значений Rиз в диапазоне от 1 до 20 МОм и составляет 5%. Далее, при Rиз до 100 МОм, точность несколько ухудшается до 10%. При Rиз свыше 100 МОм результаты измерения могут рассматриваться лишь как оценочные, но при таких высоких значения Rиз этого оказывается вполне достаточно.

...