Схема организации каналов связи на диспетчерском участке

 

Основные данные платы  Ц-32:

1) устройство сопряжения обеспечивает возможность коммутации до 32 блоков ТУ и ТС;

2)  скорость обмена данными – 2000 Бод;

3) ток регистрации логической единицы – не менее 5 мА;

4) ток регистрации логического нуля – не более 0,2 мА;

5) по Y - выходам входящий и выходящий ток при сопротивлении нагрузки 80 Ом составляет не менее 100 мА, по Х – выходам входящий и выходящий ток составляет не менее 10 мА;

6)  скорость изменения напряжения на выходах Y и X не должна быть более 1 В/мкс;

7) срок службы – не менее 10 лет.

Устройство Ц-32 функционально  состоит из:

1) входного устройства (содержит разъем на 25 контактов, через которые подается напряжение 12 В и 5 В, адрес, информационные и управляющие сигналы, дешифрация адреса);

2) устройства преобразования и усиления сигнала (регистры записи и инверторы);

3) выходного устройства (содержит разъем на 15 контактов, четыре однонаправленных усилительных передающих каскада с возможностью выдачи логического сигнала 0 В и 12 В, восемь двунаправленных приемо-передающих каскадов с возможностью выдачи логического сигнала 0 В и 12 В и возможностью считывания сигнала с внешних устройств);

4) буфера считывания;

Дешифратор адреса состоит  из дешифратора DD3, элемента 8И-НЕ и элементов 2ИЛИ-НЕ. Дешифратор адреса в зависимости от выставленного  адреса на адресную шину разрешает работу регистрам записи.

Регистры записи (DD5 и DD6) предназначены для управления выходными усилительными каскадами. Инверторы DD7 и DD8 служат для усиления сигнала с выходов DD5 и DD6.

Однонаправленный усилительный выходной каскад состоит из двухтактного транзисторного усилителя. Двунаправленный  усилительный приемопередающий каскад предназначен для усиления приема и  передачи информации и состоит из двухтактного транзисторного усилителя и оптрона. Оптрон является элементом приема (передачи) данных и служит для согласования схемы с внешней шиной.

 Буфер считывания  – элемент DD4, принимает данные через оптрон с устройства сбора информации и выставляет их на внутреннюю шину E1-E8.

Плата Ц-32 является цифровым устройством.

Блок ТС-32 предназначен для работы в составе комплекта  линейной аппаратуры и служит для съема информации с контролируемых объектов. Он обеспечивает опрос до 32  двухпозиционных объектов, имеет скорость обмена данными не менее 2000 Бод. Напряжение питания через защитный предохранитель от питающей батареи должно быть 20-40 В. Средний ток потребления блока ТС-32 – 15 мА. Напряжение логического нуля на информационных входах должно быть от 0 до 1 В, логической единицы – от 10 до 50 В. Средняя наработка на отказ – 115000 часов; средний срок службы– не менее 10 лет.

Функционально блок ТС-32 состоит из схемы питания, схемы  приемопередатчика, процессора, схемы считывания двухпозиционных объектов.

Схема питания предназначена для получения напряжения питания равного 5 В. Она состоит из ограничителя напряжения и стабилизатора напряжения.

Линейный приемопередатчик выполнен на элементе DA1 и предназначен для организации последовательного обмена данными с устройством Ц-32. Считывание и передача данных осуществляется процессором (DD2), а линейный приемопередатчик выполняет функцию интерфейса с устройством Ц-32. Приемник представляет собой элементы: DA1, VD2, VD3, R5, передатчик – DA1, R2, VS3, VD4.

Схема считывания представляет собой 16 двухканальных транзисторных оптронов, входы которых подключены через резисторы резисторной платы к входным сигналам, а выходы организованы в матрице 8х4. Управление вертикалями матрицы осуществляется с выходов процессора (RC0-RC7), а считывание состояния матрицы с выходов RA0-RA3. Считывание происходит через триггеры Шмитта.

Работой блока считывания управляет процессор, который содержит схему сброса, контрольный индикатор и задающий генератор.

Схема сброса (R7, R8, VS5, VT6, R10) предназначена для блокировки работы процессора при переходном процессе, пока напряжение питания не достигло 3 В.

Задающий генератор  является источником тактовой частоты  для работы процессора. Он выполнен на элементах: кварцевый резонатор на 4МГц, С4, С5 и R13.

Контрольный индикатор (VD5, R8) обеспечивает визуальный контроль работы блока ТС-32.

Вся работа блока ТС-32 осуществляется под управлением  программы, которая записана в память процессора.

Временная диаграмма  цикла обмена данными блока ТС-32 для четвёртого ключа четвёртой тетрады представлена на рисунке 6

 

 

 

 

Рисунок 6 – Временная диаграмма цикла обмена данными блока ТС-32

 

Информация блоком ТС-32 может сниматься как с лампочек табло, так и с контактов реле (рисунки 7, 8, 9, 10).

 

Рисунок 7 – Схема подключения блока ТС-32 №11

 

 

Рисунок 8 – Схема подключения блока ТС-32 №15

 

 

 

Рисунок 9 – Схема подключения блока ТС-32 №26

 

 

Рисунок 10 – Схема подключения блока ТС-32 №32

 

Схема увязки платы Ц-32 и блока ТС-32 со станционными устройствами приведена в приложении Б. Рассмотрим работу платы Ц-32 и блока ТС-32 №26.

Для того, чтобы выбрать  блок 26 ТС нажимаем кнопку 03АF и на шине адреса устанавливается адрес 03АF (в шестнадцатеричном коде), что соответствует  11101011111 (в двоичном коде).  При этом на выходе дешифратора DD3 адреса «14» устанавливается низкий потенциал, который поступает на вход «1» (ER) второго регистра (микросхемы DD6). На всех остальных выходах дешифратора устанавливается высокий уровень сигнала. Данные со входов D0..D7 регистра DD6(от шины данных) загружаются в регистр. Низкий потенциал на входе D2 регистра по команде «Запись» появится на выходе Q3 и далее поступает на инвертор DD8.2, инвертируется (появляется высокий потенциал) и, воздействуя на базы транзисторов VT7 и VT8, открывает VT7,  а VT8 - закрывает. На шине Y2 устанавливается уровень логической «1» по цепи: +12В – к-эVT7 – R16 – Y2.

Далее этот высокий потенциал  поступает на первый канал оптрона DA1 по цепи:  SYN+ - диод VD2- светодиод оптрона DA1.1 - SYN- и открывает его. На шине Х6(SYN-) устанавливается низкий потенциал (т.к. в двунаправленном передающем каскаде транзистор VT13 закрыт а VT14 – открыт;  через R30, оптрон DA3 и транзистор VT14 к шине Х6 подключена «земля»).

При этом открывается  транзистор оптрона DA1.1 и создается  вторая цепь прохождения тока: +5В– R5 - транзистор оптрона DA1.1 - земля. При  этом на выводе RВ5 центрального процессора DD2 устанавливается низкий потенциал, который воспринимается процессором как приход синхроимпульса.

Через резистор R15 положительный потенциал подается на триггер Шмитта (DD1.4), на выходе которого образуется инвертированный сигнал – логический ноль, который поступает на вход порта RA3 процессора DD2. Процессор DD2 на  выходе порта RC3 устанавливает низкий уровень сигнала, что приводит к опросу элемента оптронной матрицы. На вход блока ТС32 подается активный сигнал. Таким образом ток начинает протекать через светодиод оптрона DA8.2, при этом возбуждается транзистор оптрона DA8.2. Создается цепь протекания электрического тока:+5В – R15 – VD37- транзистор оптрона DA8.2 - вход процессора RС3 (поскольку там находился логический ноль). Таим образом срабатывает 4 ключ 4 тетрады блока ТС.

По приходу синхроимпульса процессор выставляет высокий потенциал с выхода RВ6, который  поступает на базу транзистора VT5 и открывает его, при этом срабатывает светодиод и открывается транзистор оптрона DA1.2. Создается цепь протекания электрического тока: +5В– к-эVT5 – светодиод оптрона DA1.1 – R2 – 0В.

Происходит переполюсовка SYN+  и SYN-,  приемо-передатчик выступает в качестве передатчика. Создается цепь прохождения электрического тока: X6(SYN)-транзистор оптрона DA1.2 - диод VD4 – Y2(SYN+). Транзистор оптрона DA1.2 и осуществляет передачу данных.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9 СХЕМЫ УВЯЗКИ ПО УПРАВЛЕНИЮ УСТРОЙСТВ ЛК ДЦ «НЕМАН» С АППАРАТУРОЙ ЭЦ НА СТАНЦИИ

 

Увязка по управлению устройств ЛК ДЦ «Неман» с аппаратурой  ЭЦ осуществляется с помощью блоков ТУ-16 и платы Ц-32. Блоки ТУ-16 принимают информацию от платы Ц-32 и управляют исполнительными устройствами ЭЦ согласно этой информации. В таблицах 5 и 6 приведен перечень команд на перевод стрелок и открытие выходного сигнала по маршруту приёма на путь 6П.

Таблица 5 – Команды перевода стрелок по маршруту приёма на 6П по светофору Н

Стрелка	Положение	Импульс ТУ	Блок/Вывод	Тетрада/Ключ
1/3	“  ̶  ”	1/3М	33-3	1т. 1кл.
5/7	“ + ”	5/7П	33-5	1т. 4кл.
11/13	“ + ”	11/13П	33-17	2т. 2кл.
17/19	“  ̶  ”	17/19М	33-27	3т. 3кл.
21	“  ̶  ”	21М	33-35	4т. 1кл.
23	“  ̶  ”	23М	33-39	4т. 3кл.

 

Таблица 6 – Команда на открытие сигнала в маршруте приёма на 6П по светофору Н

Сигнал	Команда	Импульс ТУ	Блок/Вывод	Тетрада/Ключ
Н	открытие	Н	12-1	1т. 2кл.

 

Блок ТУ-16 предназначен для работы в составе комплекта линейной аппаратуры и служит для управления  исполнительными устройствами.

Основные параметры  блока:

1) блок обеспечивает  возможность как круглосуточной, так и сменной работы с учетом  проведения технического обслуживания;

2) обеспечивает управление 16 исполнительными устройствами, скорость обмена данными до 2000 Бод;

3) напряжение питания  блока ТУ осуществляется через  замкнутый предохранитель от контрольной батареи 20-40 В. Верхний и нижний пределы не должны выходить за указанные границы. Форма питающего напряжения в данном диапазоне может быть произвольной. Средний ток потребления блока ТУ не более 15+10 N (мА) , где N – количество открытых в данный момент ключей;

4) рабочий ток в  цепях управления объектами блока ТУ не менее 200 мА, при напряжении равном 24 В и сопротивлении равном 100 Ом;

5) Выходное коммутируемое  напряжение в цепях управления  не более 37 В;

6) средняя наработка на отказ  не менее 93000 часов; средний  срок службы не менее 10 лет.

Функционально блок состоит из:

1)   схемы питания (предназначена для получения напряжения 5 В);

2)   линейного приемопередатчика;

3) управляющего процессора со схемой сброса, задающим генератором и контрольным индикатором;

4)   схемы управляющих  ключей.

Входное напряжение через резисторы R3, R4 резисторной платы поступает на ограничитель напряжения процессорной платы, который выполнен на элементах VS1, R1, VT1. Этот каскад ограничивает напряжение подаваемое на линейный стабилизатор на уровне 40 В. Линейный стабилизатор выполнен на элементах R4, VS3, VT5. Конденсаторы С1, С2 и С3 выполняют функции фильтрации.

Линейный приемопередатчик выполнен на элементах DA1, DA2, VD3, VD2, VD4, VS2, VT4, R5, R6, R7. Он предназначен для организации последовательного обмена с устройством Ц-32. Считывание и передача данных осуществляется процессором, а линейный приемопередатчик выполняет функцию согласования интерфейса в линии обмена данных с платой Ц-32 и физическими уровнями сигналов на процессоре, а также приемопередатчик является гальваническим изолятором. Первый канал оптрона DA1 выполняет функцию приема синхронизирующих тактов,  а второй – приема данных. Первый канал оптрона DA2 включает или выключает шлейф обмена данными.

Схема управляющих ключей представляет собой 16 одинаковых ключей с гальванической изоляцией. Транзисторы VT2, VT3, VT10, VT11, VT13, VT14, VT17, VT18, VT21, VT22, VT23, VT24, VT31, VT32, VT33, VT34 выполняют функцию токовых усилителей между процессором и излучателем оптрона. Транзисторы VT6, VT7, VT15, VT16, VT25, VT26, VT19, VT20, VT27, VT28, VT29, VT30, VT35, VT36, VT37, VT38 являются повторителями выходных транзисторов оптронов и подключены непосредственно к нагрузке. Эти транзисторы имеют встроенный защитный диод (защита от обратного напряжения), подключенный между коллектором и эмиттером. Стабилизаторы VS4, VS5, VS8 - VS21 ограничивают напряжение на нагрузке на уровне 40 В в момент выключения ключа, если нагрузка имеет индуктивный характер.