Описание и работа УОИ

УОИ является ядром микропроцессорной системы управления, предназначенной для реализации алгоритмов управления и регулирования основного и вспомогательного оборудования локомотивов, а также для выполнения функций бортовых диагностических устройств.

В соответствии с установленным прикладным ПО УОИ обеспечивает обмен информацией по последовательным каналам связи (RS-232, RS-485 или RS-422) с устройствами, входящими в состав МСУ-ТП (ДМ, ИТ, ЭРД, ДМ второй секции).

УОИ представляет собой шкаф с двумя дверцами. Внутри верхней части шкафа расположены крейты (четыре этажа), в которые, по направляющим, вдвигаются блоки. Внутри нижней части шкафа расположен крейт (один этаж), в который, по направляющим, вдвигаются входные и выходные платы. На лицевых панелях плат располагаются штепсельные соединители (блочные части) к которым подключаются кабели, соединяющие УОИ с объектом управления.

Состав УОИ:

- плата выходная силовых ключей ПВСК

- плата входная дискретных датчиков ПВДД;

- плата входная дискретных датчиков ПВДД;

- плата входная аналоговых датчиков ПВАД;

- плата входная частотных датчиков ПВЧД;

- плата входная блока управления выпрямителем ПВБУВ;

- плата коммутации питания ПКП;

- блок силовых ключей БСК;

- блок коммутации дискретных датчиков БКДД;

- блок интерфейса внутренней магистрали БИВМ;

- блок управления силовых ключей БУСК;

- блок обработки дискретных датчиков БОДД;

- блок обработки частотных датчиков БОЧД;

- блок обработки аналоговых датчиков БОАД;

- блок управления выпрямителем БУВ;

- блок питания датчиков БПД1;

- блок питания датчиков БПД3;

- блок питания БП3;

- блок питания БП;

- блок переключения резерва БПР;

- блок компьютера БК;

- блок дисководов БД;

- блок каналов связи БКС

ПВСК предназначена для соединения блока силовых ключей (БСК) со схемой локомотива. Плата содержит резистивно-диодные цепи защиты транзисторов БСК от перенапряжения и два внешних разъёма 2РМД45Б50Ш8В1.

ПВДД платы (2 штуки) предназначены для приема двухпозиционных сигналов по 160 каналам с активным уровнем напряжения +110В ±20...30 %. Платы содержат по два разъема (Х5 – Х8) и обеспечивают соединение с пятью БКДД из каждого полукомплекта.

ПВАД предназначена для сопряжения входных сигналов аналоговых датчиков с блоками БОАД обоих полукомплектов. ПВАД обеспечивает подключение к УОИ 52 датчика. Для подключения датчиков используются два разъема Х13 (4…20мА и ±5мА), Х14 (± 5мА) и разъем Х11 (± 50 мА).

ПВЧД предназначена для сопряжения и фильтрации сигналов, принимаемых с частотных датчиков с БОЧД и выдачи питания на частотные и аналоговые датчики. Плата содержит разъемы Х4 и Х12 для приема сигналов из схемы локомотива (Х12) и питания датчиков (Х4). Плата предназначена для передачи информации в БОЧД обоих полукомплектов.

ПКП предназначена для подключения к УОИ бортового напряжения питания тепловоза 110 В через разъем Х1 от вольтодобавочного устройства (ВДУ), коммутации шин минус 110В БСК (разъем Х), защиты блоков питания от перенапряжения, приема напряжения синхронизации для БУВ возбуждения тягового генератора и выдачи управляющих сигналов тиристорам УВВ через разъем Х23.

БСК блок силовых ключей предназначен для выдачи двухпозиционных сигналов управления. Управление БСК осуществляется от блока управления силовыми ключами (БУСК).

Параметры коммутируемых цепей:

- напряжение – 110 В;

- ток нагрузки до 2 А;

- вид нагрузки – активно-индуктивный;

- схема включения – с общим “плюсом”;

- количество ключей на плате - 12.

БКДД предназначен для приема двухпозиционных сигналов по 32 каналам с ПВДД, их коммутации и выдачи на вход БОДД по сигналам, вырабатываемым микроконтроллером БОДД.

БИВМ предназначен для гальванической развязки процессора от остального оборудования УОИ и выработки сигналов внутренней магистрали:

- двунаправленной шины данных BD0…BD7;

шины адреса BA0…BA7;

- шины управления BWR, BRD.

Для каждого блока на внутренней магистрали зарезервирован свой оригинальный адрес, который распознается дешифратором, расположенном на этом блоке. Все обращения по внутренней магистрали обязательно сопровождаются адресом. Команда записи сопровождается сигналом BWR, при этом информация с шины данных записывается в выбранный блок. Команда чтения сопровождается сигналом BRD, информация с адресуемого блока выдается на шину данных.

БУСК предназначен для управления БСК. Блок принимает информацию с внутренней магистрали о состоянии ключей, хранит ее в регистрах и выдает в БСК. Информация, хранимая в регистрах БУСК, доступна для чтения. Это используется для контроля исправности оборудования. Блок содержит 48 однобитных регистров и может управлять 48 ключами. Выходы регистров БУСК управляют силовыми ключами БСК. Каждый БСК имеет 12 выходных ключей, которые через ПВСК подключаются к схеме тепловоза. Плата ПВСК содержит резистивнодиодные цепи защиты транзисторов БСК от перенапряжения и два разъема (Х9, Х10). Плата предназначена для передачи информации из БСК обоих полукомплектов. Переключение выходов БСК осуществляется коммутацией цепей -110 В в ПКП.

БОДД предназначен для преобразования сигналов с активным уровнем напряжения 110 В в гальванически разделенные сигналы с уровнем ТТЛ и передачи информации об их состоянии в БК. БОДД имеет 8 входов. Для расширения количества дискретных входов до 160 используются модули БКДД, которые работают под управлением БОДД. БОДД содержит микроконтроллер, который выполняет последовательный опрос каналов дискретных входов, фильтрацию и хранение полученной информации во внутренней памяти микроконтроллера, а также ее передачу в БК по внутренней магистрали УОИ.

БОЧД предназначен для приема сигналов с амплитудой от 10 до 15В и частотой 0,01...4000 Гц по 8 каналам, с основной погрешностью не выше 1% измерения периодов и выдачи информации на внутреннюю магистраль УОИ.

БОАД предназначен для приема 61 аналогового сигнала с датчиков давления, преобразователей измерительных тока и напряжения, датчиков перемещения с параметрами от –5 В до + 5 В. и выдачи информации по запросу на внутреннюю магистраль. Блок имеет реперные источники положительного и отрицательного напряжения для диагностики исправности блока. Скорость преобразования аналого-цифрового преобразователя (АЦП) – 1,5 мкс, основная погрешность – не более ±1 %.

БУВ предназначены для формирования сигналов управления тиристорами, а также для приема информации о режиме работы и угле управления тиристорами с внутренней магистрали от БК.

БПД1 предназначен для питания датчиков LEM, давления, преобразователей измерительных тока и измерителя температуры.

БПД3 предназначен для питания датчиков частоты вращения колесных пар и сигнализаторов уровня жидкости.

БП предназначен для питания БК, БД, БКС, БПР, БИВМ, БУСК, БОДД, БОАД, БОЧД и БУВ.

БПР предназначен для формирования сигналов переключения полукомплектов и контроля всех напряжений, вырабатываемых УОИ. Также БПР осуществляет передачу информации о неисправностях питания в БКС по последовательному интерфейсу и индикацию неисправностей питания на лицевой панели блока.

БК предназначен для реализации алгоритмов работы МСУ-Т.Э

БДблок дисководов предназначен для использования на этапе отладки и настройки микропроцессорной системы управления. БД позволяет сохранять и считывать информацию с 3,5"дискет. В состав БД входят два 3,5" дисковода фирмы “Mitsumi”, или аналогичные. Дисководы подключены посредством разъёмов XS1, XS3 типа IDC-34F. Питание на дисководы подаётся через разъёмы XS2, XS4 типа HU-4.

БКС предназначен для сопряжения уровней сигналов шести последовательных интерфейсов стандарта RS232, расположенных на БК, с уровнями сигналов других стандартов.. Все цепи последовательных интерфейсов гальванически развязаны от БК.

Блоки и платы снабжены лицевыми панелями и штепсельными соединителями типа 612С (DIN41612). Блоки и платы могут перемещаться по направляющим и вставляются в ответные части разъёмов, укреплённых на задней части крейтов. Позади крейтов располагаются жгуты электромонтажа УОИ.

Для обеспечения высокой надёжности работы УОИ имеет резерв, т.е. в состав устройства входят два одинаковых полукомплекта (набора плат) «А» и «Б». В каждый момент времени один из них находится в работе и называется «Активным полукомплектом», второй – «Резервным полукомплектом». Переключение полукомплектов осуществляется вручную (двухпозиционным тумблером, расположенным на верхней панели устройства).

Безаварийная и продолжительная работа УОИ зависит от правильного технического обслуживания и ухода за ним в эксплуатации.

Таблица 42 – Перечень работ, выполняемых при ТО и ТР

Таблица 43 – Возможные неисправности в работе датчика-реле давления