Устройство для считывания формируемой на подвижных объектах железнодорожного транспорта информации

Устройство для считывания формируемой на подвижных объектах железнодорожного транспорта информации

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

(В) RU (11) 20 (51) В 61 L 25 И

Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам

Ф

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

1 а «1 (21) 4918531/11 (22) 1203.91 (46) ЗО.1193 бюл. Ne 43-44

Pt) Мариупольский металлургический институт (72) Зайцев В.С. (73) Зайцев Вадим Сергеевич (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СЧИТЫВАНИЯ ФОРМИРУЕМОЙ НА ПОДВИЖНЫХ 06 ЕКТАХ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО. ТРАНСПОРТА ИНФОРМАЦИИ (57) Использование: для считывания формируемой на подвижных объектах железнодорожного трансРорта информации Сущность изобретения: устройство содержит пассивный кодовый датчик 1, установленную на подвижном объекте, приемную антенну 2, индуктор 3. преобразователь физической величины в аналоговый сигнал 4, установленную на подвижном объекте передающую антенну 5, установленную на пути приемную антенну 6, приемник 7, генератор 8 и блок управления 9. 4 ил.

2003544

Изобретение относится к области управления железнодорожным транспортом, На практике при решении некоторых эксплуатационных задач возникает необходимость получать с подвижных объектов железнодорожного транспорта, не имеющих автономных источников питания, дополнительную информацию, которая может быть сформирована на этом обьекте, Например, на металлургических заводах при перевозках расплавленного чугуна из доменного цеха в мартеновский или конверторный цеха в чугуновозных ковшах, размещаемых на специальных железнодорожных лафетах, большое значение имеет количество наливаемого в ковш чугуна при

его выпуске из доменной печи, Дело в том, что скорость остывания «угуна при его перевозке зависит от количества чугуна, наливаемого в ковш (при большей массе остывание идет медленнее), и от температуры чугуна, заливаемого в миксер, в мартеновскую печь или конвертор, зависят такие показатели, как расход энергоносителей, металлолома, кислорода и т.п, Чем выше температура заливаемого чугуна, тем лучше технико-экономические показатели мартеновского или конверторного передела, В настоящее время не существует надежного способа контроля количества валиваемого в ковш чугуна при выпуске его из доменной печи, B зонах выпуска чугуна и налива его в ковш невозможно из-за существующих тяжелых условий установить платформенные железнодорожные весы любой конструкции, так как железнодорожные пути засыпаются непрерывно окалиной, иногда заливаются жидким чугуном или шлаком.

Кроме того, весы необходима устанавливать возле каждой доменной печи, чтобы контролировать количества наливаемого чугуна именно в процессе его налива в ковш, поскольку по технологическим условиям невозможно взвешивать ковш на отдельно установленных ж/д весах и вновь, при необходимости, подавать эти ковши для доливки под печь.

Выходом из положения является оборудование каждого лафета устройством, позволяющим осуществлять локальное взвешивание и передачу данных по радио. каналу.

Аналогичная задача возникает и при необходимости контроля температуры чугуна в процессе его транспортировки, В этом случае возможно оборудование лафета преобразователями уровня инфракрасного излучения ковша с расплавленным чугуном в аналоговый сигнал и передача этого сигнала также по радиоканалу.

Вполне возможно контролировать таким образом также и температуру букс у колесных пар вагонов, разместив в районе подшипников чувствительные элементы (термопары или термосопротивления).

Наиболее близким из известных общедоступных источников к заявленному явля10 ется устройство (а,с. N 1341093, кл. В 61 L

25/02, 1986) считывания информации для транспортного средства, содержащее опросный узел, имеющий передатчик, приемник, выходом подключенный к информационному

"5 входу дешифратора, выход которого соединен с блоком выдачи информации, и узел опознавания, имеющий антенну, подключенную к управляемому атеннюатору, со единенному с отражателем, шифратор, 20 подключенный выходом к входууправляемого аттенюатора, а одним входом — к входу блока набора кода, С целью повышения помехоустойчивости опросный узел снабжен генератором импульсов с выходным резонансным передающим контуром, блоком формирования временных импульсов, выходом подключенным к тактовому входу дешифратора, а входом — к выходу генератора импульсов. узел опознавания снабжен блоком синхронизации временных интервалов, имеющим резонансный приемный контур на входе, выходом подключенный к другому входу дешифратора.

С помощью указанного устройства воз35 можна передача только постоянной информации, смена которой возможна только с помощью обслуживающего персонала. B устройство дополнительно введены первичный преобразователь физической величины

40 в аналоговый сигнал, аналого-цифровой преобразователь, блоки оперативной и постоянной памяти, преобразователь напряжения, передатчик.

Заявлено устройство для считывания

45 формируемой на подвижных объектах железнодорожного транспорта, содержащее установленные на подвижном объекте приемную антенну. блок формирования информации о контролируемом параметре, блоки

50 оперативной и постоянной памяти, преобразователь напряжения, блок формирования тактовых импульсов и передатчик, связанный с передающей антенной — а на пути — индуктор, блок управления и прием-, 55 ник с приемной антенной, отличающееся тем, что блок формирования информации о контролируемом параметре и преобразователь напряжения установлены на подвижном обьекте, на котором устройство снабжено элементами И вЂ” ИЛИ, НЕ, аналого2003544 цифровым преобразователем, блоками оперативной и постоянной памяти, тактовый вход последнего из которых соединен с выходом элемента НЕ, вход которого подключен к одному иэ выходов блока формирования тактовых импульсов. соединенным с тактовым входом блока оперативной памяти, адресный вход которого и адресный вход блока постоянной памяти соединены с другим выходом блока формирования тактовых импульсов, третий выход которого подключен к одному из входов элемента И-ИЛИ; два других входа которого соединены с выходами соответственно блока постоянной памяти и блока оперативной памяти, второй адресный вход последнего из которых под. ключен к выходу аналого-цифрового преобразователя, вход которого подключен к выходу блока формирования информации о контролируемом параметре, а входы питания блока формирования тактовых импульсов, блоков оперативной и постоянной памяти, аналого-цифрового преобразователя и передатчика, соединенного информационным входом с выходом элемента

И-.ИЛИ, подключены к выходам преобразователя напряжения, а на пути установлен генератор напряжения, подключенный выходом к индуктору. а входом — к одному выходу блока управления, к другому выходу которого подключен входом управления приемник.

В сравнении с известным устройством предлагаемое устройство. обладая теми же достоинствами (высокая надежность рабо" ты, пассивный кодовый. датчик не требует специального обслуживания), имеет более широкие функциональные возможности, так как позволяет передавать информацию, формируемую непосредственно нв подвижном объекте, а не записанную вне объекта, в постоянную память запоминающего блока в пассивном кодовом датчике:(ПКД), Сравнение пред лагаем ого технического решения с прототипом позволило определить его соответствие критерию "Новиана".

В результате патентно-информационных исследований не обнаружено аналогов, содержащих сходные признаки, обеспечивающие положительный эффект. Следовательно, предложенное устройство соответствует критерию "существенные отличия".

На фиг.1 показана упрощенная блочная схема устройства для считывания информации с подвижных обьектов железнодорожного транспорта; на фиг.2 — блочная схема пассивного кодового датчика и напольного устройства; на фиг.3 — принципиальная схема пассивного кодового датчика; на фиг.4 — . принципиальные схемы включения первичных преобразователей: а — тензометриче- . ского датчика в измерительную схему для

5 формирования входного сигнала о весе, б— термопары в измерительную схему для формирования входного сигнала о температуре.

На фиг.1 приняты следующие обозначения: 1 — пассивный кодовый датчик (ПКД); 2

10 — приемная антенна; 3 — индуктор; 4 — первичный преобразователь физической величины в аналоговый сигнал; 5 — передающая антенна; 6- приемная антенна напольного устройства; 7 — блок приема, формирования

15 и передачи информации; 8 — генератор; 9— блок управления генератором.

В принципе приемная и передающая антенны ПКД могут быть объединены в одной антенне, что практически реализуется

20 достаточно просто.

Пассивный кодовый датчик (ПКД) 1 на.чинает работать, когда приемный контур антенны 2 попадает в электромагнитное высокочастотное поле, создаваемое индук25 тором 3, Информация, содержащаяся в постоянном запоминающем блоке ПКД, и информация, формируемая первичным преобразователем 4 и поступающая в оперативный запоминающий блок ПКД. при

30 работе ПКД излучается передатчиком ПКД через передающую антенну 5. Эта информация поступает на приемную антенну 6 напольного устройства, которая подключена ко входу блока приема, формирования и пе35 редачи информации 7. Индуктор 3 получает питание от генератора 8, управляемого блоком управления 9.

Блок-схема устройства с первичным преобразователем для считывания инфор40 мации с подвижных объектов представлена на фиг.2.

На фиг.2 приняты следующие обозначения: 2 — приемный контур преобразователя напряжения; 3 — индуктор; 4 — первичный

45 преобразователь физической величины в аналоговый сигнал, 5 — антенна передатчика; 6 — приемная антенна напольного устройства; 7 — блок приема, обработки и передачи информации; 8 — генератор; 9—

50 блок питания и управления генератором; 10 — преобразователь напряжения; 11 — блок тактовых импульсов и логики; 12 — аналогоцифровой преобразователь (АЦП); 13- запоминающий блок с постоянной и

55 оперативной памятью; 14 — генератор несущей частоты (передатчик).

Преобразователь напряжения 10, подключенный к приемному контуру 2, своими выходами подключен ко входам блоков тактовых импульсов и логики 11. первичного

2003544 ной памяти запоминающего блока 13, поступреобразователя 4. аналого-цифрового и реобразавателя 12, оперативного и постоянного запоминающего 13, передатчика 14 (генератора несущей частоты), пают на вход передатчика 14, в котором осуществляется амплитудная модуляция несущей частоты, генерируемой в этом же передатчике, Эта частота значительно выше частоты ЭМП, создаваемого индуктором 3, поэтому отсутствует их существенное взаВыход передатчика 14 подключен к передающей антенне 5.

Высокочастотное электромагнитное поле (ЭМП) создается индуктаром 3, подклюимное влияние

Модулированный высокочастотный сигнал излучается передающей антенной ПКД

5 и принимается приемной антенной 6 нанератором 9. Блок 9 решает задачу включения и отключения генератора в зависимости польного устройства. В блоке 7 сигнал обрабатывается, формируется информационный от конкретных условий работы.

Информационный сигнал с антенны передатчика 5 принимается антенной 6 блока приема, обработки и передачи информации 7.

Когда приемная айтенна 2 ПКД попадает в ЗМП, создаваемое индуктаром 3, наводи20 мая в ней ЭДС преобразуется преобразователем напряжения 1 и на входах всех блоков, входящих в состав ПКД, появляется питающее напряжение, Блок тактовых импульсов и логики 11 ляет деление частоты ЭДС, наводимой в антенне 2 высокочастотным ЭМП индуктара 3; формирует тактовые импульсы для блоков

12 (АЦП), 13 (запоминающий блок) и 14 (песле выпрямления диодам и ограничения стабилитронами),.необходимые для работы схемы, Реле К1 предназначено для.четкога включения передающего устройства 14.

Через диод VD3 палувалны питающего напряжения частотой, равной частоте, наведенной в приемной антенне 2 ЭДС, посту30 редатчик); осуществляет последовательный опрос оперативной и постоянной памяти за-. поминающего блока (13): формирует пакеты информационных сигналов и паузы мем<ду пакетами.

Блок 4 первичного преобразователя предназначен для преобразования физической величины в аналоговое напряжение. В пают на вход микросхемы DD 1, на которой осуществляется деление частоты этих импульсов на 16.

Микросхема DD 3 представляет собой счетчик, на входе которого появляются в двоична-десятичном коде все числа от 0 до качестве первичных преобразователей могут быть использованы тензаметрические сопротивления, теромпары, дифференциальнотрансформаторные преобразователи и т.п.

В блок 4, как правило, входит апераци15, используемые для установки адресов ячеек, из которых считывается информация, у микросхем 005 и 006, используемых в онный усилитель для усиления выходного сигнала преобразователя, качестве оперативной и постоянной памяти

Блок 12 представляет собой аналбго- 45 запоминающего блока 13. цифровой преобразователь, преобразуюС помощью микросхем 002 и 004 формируются тактовые импульсы, поступающие на входы с микросхем 005, 006 и на щий аналоговый сигнал поступающий с вход микросхемы 007, представляющей собой аналого-цифровой преобразователь.

Необходимо иметь в аиду, что вначале опрашивается микросхема DD5 (через инвертар 004.2 на входе с 006 в зто время запрет), затем, после появления на ножке 11 микросхемы 003 сигнала "1", осуществляется опрос микросхемы 006. а 005, в свою очередь, находится под запретом.

С помощью микросхемы 004.3 происходит выдача информационных сигналов, поступающих последовательно с микросхем нится постоянная информация (например о номере подвижного обьекта); которая также выдается при считывании.

Сигналы, появляющиеся последовательно на выходах оперативной и постоянченным к генератору 8, который получает питание от блока питания и управления re- 10 реализует следующие функции: осуществ- 25 первичного преобразователя 4, в цифровой (двоична-десятичный) код. Этот код подается на вход оперативного запоминающего блока, входящего в состав блока 13, и хранится там до поступления команды на считывание из блока логики 11, В блок памяти 13 входит также и постоянный запоминающий блок, в котором храпакет, соответствующий протоколу обмена с ЭВМ, осуществляется преобразование информации с целью передачи ее по линии связи и осуществляется сама передача.

На фиг.3 показана в качестве примера принципиальная схема устройства, реализующего предлагаемую идеа. Нумерация блоков соответствует фиг. 1,2.

Резонансный контур L6C6 преобразователя напряжения 10 подключен к приемной антенне 2, в которой индуктируется

ЭДС, обусловленная электромагнитным полем индуктора, С обмотки L5, индуктивно связанной с б, снимаются напрях<ения (па2003544

{56) Авторское свидетельство СССР

¹ 1341093, кл. В 61 1 25/02, 1986.

Формула изобретения 35

I .формирования тактовых импульсов, соедиУСТРОЙСТВО ДЛЯ СЧИТЫВАНИЯ

РМИРУЕМОИ HA П()ДBNXHbtX DEb- 1ивной памЯти, адРесный вх д KOT0Por0 и

ЕКТАХ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНС-:адресный вход блока постоянной памяти

ПОРТА ИНФОРМАЦИИ, 40 соединены с другим выходом блока формисодержащее установленные на подвиж- рования тактовых импульсов, третий выход .ном объекте приемную антенну, блок фар- которого подключен к одному из входов мирования информации о контролируемом элемента И - ИЛИ, два других входа котопараметре, преобразователь напряжения, рого соединены с выходами соатветственблок формирования тактовых импульсов, 45 но блока постоянной памяти и блока блоки оперативной и постоянной памяти и оперативной памяти, второй адресный передатчик, связанный с передающей ан-:,вход последнего из которых подключен к теннай, а на пути - индуктор, блок управле- выходу аналого-цифрового преобразоватеиия и приемник с приемной антенной, !ля, вход которого подключен к выходу блоотличающееся тем, что блок формирования 50 ка формирования информации о информации а контролируемом параметре контролируемом параметре, а входы питаи преобразователь напряжения установле- ния блока формирования тактовых импульны на подвижном объекте, снабженном сов, блоков оперативной и постоянной элементами И - ИЛИ, НЕ, аналого-цифра- памяти, аналого-цифрового преобраэовавым преобразователем, блоками аператив- теля и передатчика, соединенного инфор55 ной и постоянной памяти, тактовый вход мационным входом с выходом элемента И последнего из которых соединен с выхо- - ИЛИ, подключены к выходам преобразодом элемента НЕ, вход которого подклю- вателя напряжения, а на пути установлен чен к одному из выходов блока генератор напряжения, подключенный вы-

DD5 и DD6, на базу транзистора /Т1. Эти сигналы модулируют несущую частоту, генерируемую ячейкой в составе контура L1C1, транзистора VT1 и конденсатора связи С2.

Модулированная частота с обмотки L2, 5 связанной индуктивно с L1, поступает на усилительный каскад, собранный на транзисторе МТ2 и излучается передающей аннтненой 5, включенной последовательно с резонансной цепочкой L4C8, причем L4 10 имеет индуктивную связь с обмоткой L3, включенной в коллекторную цепь VT2.

С помощью элементов V01, V02, R1, микросхем 002 и DD 4.1 формируется пауза между информационными пакетами, Дли- 15 тельность паузы равна длительности информационного пакета, В качестве микросхемы DD7 (блок 12) используется аналого-цифровой преобразо-. ватель К572ПВ1 (см, книгу Аналоговые и 20 цифровые интегральные микросхемы, Справочное пособие под ред. С.В. Якубовского, Москва, Радио и связь, 1985 г., с. 359).

Микросхема DD7 имеет на выходе три двоична-десятичных разряда, что и показа- 25 но на фиг.3.

Все остальные разряды микросхемы

DD5 (013, 014, 015, и 016) и все разряды микросхемы 006 показаны подключенными к общему полюсу. Это означает, что во. 30 всех ячейках записаны логические "Нули".

Для получения "логической единицы" в каком-либо разряде необходимо перерезать соответствующую дорожку, соединяющую выход микросхемы с общим полюсом.

Это позволяет записать в запоминаю- . щий блок 13 пять десятичных разрядов любой постоянной информации. На вход микросхемы 007 преобразуемый аналоговый сигнал поступает от первичного преобразователя (блок 4).

На фиг.4а показана принципиальная схема включения тензометрического датчика Йт в измерительную схему для формирования входного сигнала о весе для микросхемы 007 (см. Климовицкий M,Ä., Шишкинский В.И. Приборы автоматического контроля в метрологии, М.: Металлургия, 1979, с. 204; Аналоговые и цифровые интегральные микросхемы. Справочное пособие, с. 294).

На фиг, 4б показана принципиальная схема включения термопары Т в измерительную схему для формирования входного сигнала о температуре для микросхемы DD7.

Таким образом, изложенное выше позволяет сделать вывод о том, что введение в схему прототипа дополнительных элементов и узлов существенно расширяет вазможности устройства, позволяя передавать информацию. формируемую на подвижном объекте, не имеющем автономных источников питания.

200Э544

12 ходом к индуктору, а входом - к одному вы которого подключен входом управления ходу блока управления. к другому выходу, приемник.

2003544 а) Заказ 3301

Тираж Подписное

НПО "Поиск" Роспатента

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

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

Составитель В. Зайцев

Редактор Т. Павловская Техред М.Моргентал Корректор B. Петраш