Устройство для контроля местоположения локомотива

Устройство для контроля местоположения локомотива

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Использование: в автоматике и телемеханике на железнодорожном транспорте и может быть использовано для регулирования маневровых передвижений. Сущность изобретения: устройство содержит установленный на локомотиве передачик и установленные на пути антенны 3, 8, 13, приемники 5, 10, 15, тактовый генератор 1, блоки регистров 6,11,16, шаговый двигатель 2, 3-5-6, 1-6, 1-2-6. Зил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (s<)s В 61 (23/18

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4808178/11 (22) 29,03,90 (4G) 07.10.92. Бел. М 37 (71) Ташкентский институт инженеров железнодорожного транспорта (72) 1О.И,Полевой, В.M.Øóìàêoí, В.Ю.Михайлов и В.Е,Тямаева (56)1. Астрахан В,И, и Барымов l0.А. Системы автоматики и управления поездами метрополитена. М,: Транспорт, 1989, с. 57-72;.Б,, 1766755 А I

2 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ МЕСТОПОЛОЖЕНИЯ ЛОКОМОТИВА (57) Использование: в автоматике и телемеханике на железнодорожном транспорте и может быть использовано для регулирования маневровых передвижений. Сущность изобретения: устройство содержит установленный на локомотиве передачик и установленные на пути антенны 3, 8, 13, приемники

5, 10, 15, тактовый генератор 1, блоки регистров 6, 11, 16, шаговый двигатель 2. 3-5 — 6, 1-6, 1 — 2 — 6. 3 ил.

1766755

Изобретение относится к автоматике и телемеханике на железнодорожном транспорте и может быть использовано для регулирования маневровых передвижений, Известно устройство контроля местонахождения подвижного состава посредством магнитных и других педалей или рельсовых цепей. Недостатком "известных устройств является то; что онй не МЬгут отличить локомотив от вагона.

Найболее близким по технической сущности k заявляемому устройству является выбранное в качестве прототипа устройство для определения местонахо>кдения локомотива (поезда), содержащее установленный на локомотиве передатчик и установленный на пути приемник с антенной, генератор тактовых импульсов, регистры, выходы одного иэ которых связаны с одним входом блока сравнения, а тактовый Вход — с выходом генератора тактовых импульсов, блок памяти (1).

Недостатком известного устройства является невысокая точность определения местонахождения локомотива, а также низкая достоверность.

Целью изобретения является повышение достоверности определения местонахождения локомотива на путевом развитии станции.

Укаэанная цель достигается тем, что устройство для контроля местоположения локомотива, содержащее установленный на локомотиве передатчик и установленные на пути приемник с антенной, регистры, одни выходы одного иэ которых соединены с одним иэ входов блока сравнения, а тактовые входы — с тактовыми выходами генератора тактовых импульсов, блок памяти, дополнительно снабжено соединенным с генератором тактовых импульсов шаговым двигателем, связанным с установленной с возможностью поворота антенной, блоком контроля угла поворота антенны, аналогоцифровым преобразователем, соединен ным ВхОдОм с Выходом г1риемника, а выходом К-с информационным входом пер вого регистра, другие входы которого подключены к другим входам блока сравнения, ВЫХОДОМ СОЕДИНЕННОГО С TBKTOBblM ВХОДОМ другого регистра, информацинные входы которого подключены к информационным выходам блока контроля угла поворота ан тенны, а выходы — к информационным входам блока памяти.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемое устройство отличается наличием новых узлов: шаговым двигателем, блоком контроля угла поворота, аналого-цифровым преобразователем, 5

10 регистрами и блоком памяти, а также их связями с другими элементами, Заявляемое устройство соответствует критерию изобретения "новизна".

Сравнение заявляемого решения с другими техническими решениями показывает, что оно обладает принципиально новым свойством. определяет местополо>кение локомотива на путевом развитии станции. Это позволяет сделать ВИВОд О соответствии технического решения критерию "существанные отличия".

На фиг. 1 изображено путевое развитие примерной станции; на фиг, 2 — схемы сое15 динения и содержимое генератора тактовых импульсов и узла задания и контроля направления, узла фисации и направления движения; на фиг, 3 — схема блока памяти.

На фиг. 1, кроме путевого развития, по20 казаны три приемные антенны А1, А2,, А3, координатная сетка (каждая линия показывает направление максимальной чувствительности соответствующей антенной в различных положениях), точки 1Т, 2Т, ЗТ, 25 соответствующие центру путевого участка

1Ч, 2V, 3V. Нз фиг. 2 изображен генератор тактовых импульсов (ГТИ) с генератором (G)

1.1, счетчиком {СТ) 1.2, усилителем 1.3; узлы зада ни я контроля нап ра ален ил (УЭ КН 1;

30 УЗКН 2, УЗКН 3) 2,12, 17 шаговым двигателем 2.1 и блоком контроля угла поворота (БКУП)2,2; антенны 3, 8, 13; заэемлители 4, 9, 14; приемники 5, 10, 15; узлы фиксации направления (ФНУ1, ФНУ2, ФНУЗ) 6, 11, 16

35 с аналого-цифровым преобразователем (АЦП) 6.1; регистрами 62, 6.3, 6,5 и блоком сравнения 6.4. На фиг. 3 показан блок памяти 7 с программируемыми постоянными запоминающими устройствами .7,1, 7.2, 40 генератором 7.3, компаратором 7,4, логическим элементом 7.5 и регистром памяти 7.6.

Для контроля за положением локомотива используются три приемные антенны 3, 8, 13 и три комплекта oGapypoààíèë, хотя 5 контроль эа локомотивом можно Осуществить и посредством двух антенн. Третья антенна и комплект оборудования позволяют повысить достоверность отслеживания локомотива.

50 Генератор тактовых импульсов 1 является общим для всего уст-ва и обеспечивает работу шаговых двигателей 2.1, трех комплектов узлов 2, а также очередность записи информации в регистры 6.2 и 6.3. Генератор

55 тактовых импульсов содержит генератор

1,1, к Выходу которого присоединен счетчик

1.2 (счетчик Джонсона)„к выходам которого через усилитель 1.3 подключены шаговые двигатели 2.1 (шаговый двигатель работает по принципу шагового искателя, при оче1766755 реднам импульсе на входе осуществляется поворот на заданный угол) и входы синхронизации первого и второго регистров. вход данных первого регистра через АЦП 6.1 соединен с приемником 5, к входам которого 5 подключены антенна 3 и зэземлитель 4, к выходу первого регистра подключены входы блока сравнения 6.4 и второго регистра

6.3, выходы которого соединены с входам синхронизации третьего регистра 6.5, вхо- 10 ды данных которого. соединены с выходами блока контроля угла поворота антенны 2.2; а выходы с первыми входами (с частью адресных входов) первого программируемого постоянного запоминающего устройства 15 (ППЗУ) 7.1, к вторым входам (части адресных входов) подсоединены выходы второго узла фиксации направления (ФНУ2) 11, которые также подсоединены и к второму ППЗУ (PR0M2) 7,2, к другим входам которого под- 20 соединены выходы блока 16. Выходы ППЗУ

7.1 соединены с четвертым регистром 7.6 и входами компаратора 7.4. к вторым. входам которого подсоединены выходи второго

ППЗУ 7.2. Выходы кампаратара 7,4 через 25 элемент 7.5 подсоединены к входу синхронизации четвертого регистра 7,6, к второму входу элемента 7.5 подсоединен выход второго генератора 7,3, Работа устройства при приеме радио- 30 сигнала с локомотива протекает следующим . образом (будет описан только один тракт приема, остальные два работают совершенно аналогично), Локомотивный генератор (не показан) лзлучает радиосигнал из какай- 35 то точки станцианнага пути, например. точки 2 Т (фиг, 1), Этот сигнал принимается тремя вращающимися антеннами, Скорость вращения антенн должна быть такай, чтобы полный оборот каждой антенны заканчи- 40 вался за время хода маневрового локомотива при максимальной скорости движения по участку протяженностью 3 — 5 м. С увеличением скорости вращения возрастает точность определения координаты 45 локомотива. Вращение всех трех антенн зависит от рабаты генератора 1.1. Каждый третий импульс генератора через счетчик (счетчик Джонсона) и усилитель 1.3 поступает на входы шэгавых двигателей (рабата- 50 ют па принципу шаговых искателей) и вращают все три антенны, На выходах счетчика 1,2 поочередно повышается патенци- . ап. При повышении потенциала на выходе счетчика 1.2 осуществляется перепись ин- 55 формации в регистр 6,2 из АЦП 6.1. На вход

АЦП выступает изменяющ|лйся по амплитуде сигнал постоянного тока с приемника 5, Изменение величины сигнала происходит главным образом потому, чта остронаправленная антенна 3 получает разный по уровню сигнал из-за собственного вращения.

После каждого шага (ачередного поворота антенны в следующую позицию на несколь-" ко градусов), что было вызвана псвышением потенциала на выходе 0 счетчика 1.2, происходит перепись информации из регистра 6.2 в регистр 6.3, что осуществляется за счет повышения потенциала на выходе 1 того же счетчика. Затем при повышении потенциала нэ выходе 2 счетчика 1.2 происходит запись информации с АЦП 6.1 в регистр 6.2, Исходя из вышесказанного следует, что в регистре

6,3 находится информация аб уровне сигнала, которую зафиксировал приемник при нахождении антенны в предыдущем положении (при предыдущем шаге), а в регистре 6.2 — информация об уровне сигнала в настоящий момент. Состояние выходов регистров не одинаково, чта контролируется блоком 6.4. В момент, когда антенна направлена на локомотив, уровень сигнала на приемной антенне максимальный. Это максимальное значение уровня сигнала на антенне посредством приемника 5 и АЦП 6.1 в двоичном коде поступает в регистр 6.2. При следующем шаге, когда направление антенны изменилось и антенный сигнал несколько снизился, значение нового уровнй сигнала поступает в регистр 6.2, после перезаписи — в регистр 6.3 информация из регистра 6.2. Так как в регистре 6.2 двоичное число (атабражение уровня антенного сигнала) меньше двоичного числа регистра 6,3, то на выходе блока 6,4 повышается потенциал. Па фронту упомянутого изменения потенциала происходит запись информации о пала>кении антенны (о направлении на локомотив) в регистр 6.5, которая будет храниться до конца очередного оборота антенны.

Аналогично описанному работают второй и третий тракты приема антенных сигналов.

На вход ППЗУ 7.1 (фиг. 3) поступает информация с узлов 6 и 11, что полностью определяет координату локомотива. Это

ППЗУ имеет такую прошивку, что каждому адресу на входе (каждый адрес состоит из двух полуадресов, которые определяются узлами 6 и 11) соответствует путевой участок (не обязательно соответствует рельсовой цепи, как правила такой участок значительна короче рельсовой цепи). При движении локомотива могут быть такие точки на пути (зоны между двумя окружностями на фиг. 1), где из-за дискретности работы шаговых двигателей обнаружения локомотива не происходит. В зом случае на выходе устройства (выхад 0 блока 7 на фиг. 3) сохраняется

1766755 т т зт информация о его прежнем местонахождении. Это осуществляется посредством четвертого регистра 7.6. При совпадении информации на выходе обоих ППЗУ 7.1 и 7.2 на выходе компаратора 7.4 повышен потенциал, что делает элемент 7.5 прозрачным для импульсов с генератора 7,3. По фронту импульса с генератора происходит запись информации с выходов Q ППЗУ 7.1 в регистр

7.6. Необходимость установки генератора

7.3 вызвана тем, что при движении локомотива и длительном совпадении информации на выходах обоих ППЗУ 7.1 и 7,2 (при очередном повороте антенны наступает совпа.дение состояний выходов ППЗУ) не происходит скачка (повышения потенциала) на выходе компаратора 7.4. (потенциал постоянно высок), а следовательно, и записи обновленной информации в регистр 7.6.

Элементная база, на которой может быть построено предложенное устройство, микроэлектронная и содержит ИМС: .К155ЛГЗ (1 1, 7.3), К155ИР1 (6.2, 6.3, 6.5, 6.6), 564И Е9 (1.2), 564ИП2 (6.4, 7.4) 3; усилитель t.3 может быть построен на любой известной схеме, обеспечивающей достаточный импульс тока на выходе, устройства задания и контроля направления 2 аналогичны шаговомуискателю, где роль шагового двигателя выполняет обмотка с храповым механизмом;а роль устройства контроля положения антенны -щетки и ламели, В качестве ППЗУ

7.1 и 7.2 наиболее подходящими являются

ИМС КР556РТ16.

Анализ заявляемого устройства показал, что по сравнению с устройствами аналогичного назначения, заявляемое устройство обеспечивает контроль местоположения не просто подвижного состава, а контроль местоположения локомотива, что

5 позволяет использовать предложение для исключения проезда маневровых светофоров.

Формула изобретения

Устройство для контроля местоположе10 ния локомотива, содержащее установленный на . локомотиве передатчик и установленные на пути приемник с антенной, регистры памяти местоположения локомотива, один выход одного из которых

15 соединен с одним из входов блока сравнения, а тактовые входы — с тактовыми выходами генератора тактовых импульсов, блок памяти путевых участков, о т л и ч а ю щ е.е— с я тем, что, с целью повышения достовер20 ности, оно снабжено соединенным с генератором тактовых импульсов шаговым двигателем поворота антенны, блоком контроля угла поворота антенны. аналого-цифровым преобразователем, соединенным

25 входом с выходом приемника, а выходом— с информационным входом первого регистра памяти местоположения локомотива, другие входы которого подключены к другим входам блока сравнения, выходом сое30 диненного с тактовым входом другого регистра памяти местоположения локомотива, информационные входы которого подкл1очены к информационным выходам блока контроля угла поворота антенны, а выходы

35 — к информационным входам блока памяти путевых участков.

1766755

Рма

Составитель Ю.Полевой

Техред М.Моргентал Корректор П,Гереши

Редактор Л,Волкова

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 3512 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва. Ж-35. Раущская наб., 4/5