МОДУЛЬ БЕСШЛЕЙФОВОЙ ДИАГНОСТИКИ ПРИЕМНЫХ КАТУШЕК И ПРИЕМНИКОВ АВТОМАТИЧЕСКОЙ ЛОКОМОТИВНОЙ СИГНАЛИЗАЦИИ Российский патент 2018 года по МПК B61L25/00 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Изобретение относится к области диагностических средств, в частности к модулю для диагностики приемных катушек и приемников автоматической локомотивной сигнализации.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Известна система диагностики локомотивной аппаратуры автоматической локомотивной сигнализации (АЛС) и приемная локомотивная катушка (патент RU 2383460, 10.03.2010), которая включает последовательно соединенные устройство управления генератором кодовых сигналов АЛС, генератор кодовых сигналов АЛС, сумматор, приемные локомотивные катушки, подключенные к локомотивной аппаратуре АЛС и к сумматору через соответствующую дополнительную диагностическую обмотку, кроме того, система снабжена счетчиком ошибок, соединенным с устройством сравнения, один из входов которого подключен через генератор кодовых сигналов АЛС к сумматору, а другой вход - к локомотивной аппаратуре АЛС.

Недостатками данной системы является недостаточная точность комплексной проверки приемных катушек и АЛС, т.к. известное решение не позволяет осуществлять генерацию различных тестовых сигналов с возможностью изменения их характеристик, в частности изменять спектр генерируемого диагностического сигнала.

Недостатками данной системы является:

- требует установку специальных приемных катушек, оборудованных диагностической обмоткой, невозможность проверки приемных катушек и приемника АЛС, при использовании стандартных приемных катушек, у которых отсутствует дополнительная диагностическая обмотка;

- отсутствие диагностики параметров приемной катушки (добротность, индуктивность).

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Задачей заявленного изобретения является создание новой конструкции модуля для бесшлейфовой диагностики приемных катушек и приемников автоматической локомотивной сигнализации.

Техническим результатом является обеспечение комплексной диагностики приемных катушек и приемников автоматической локомотивной сигнализации с помощью компактного бесшлейфового модуля.

Заявленный результат достигается за счет конструкции модуля бесшлейфовой диагностики приемных катушек и приемников автоматической локомотивной сигнализации, содержащий компактный корпус, содержащей средства индикации и установленные внутри корпуса на единой плате, объединенные общей шиной данных: блок цифро-аналогового и аналого-цифрового преобразования (ЦАП/АЦП), микроконтроллер, память, блок активации работы модуля, блок питания и блок интерфейса подключения, причем

- блок активации работы модуля выполнен с возможность генерации управляющего сигнала и его последующей передачи в микроконтроллер;

- микроконтроллер выполнен с возможностью генерирования управляющих сигналов для проведения процесса диагностики приемных катушек и приемников автоматической локомотивной сигнализации и передачи их в блок ЦАП/АЦП;

- блок ЦАП/АЦП выполнен с возможностью преобразования управляющих сигналов, поступающих от микроконтроллера, в частотный диагностический сигнал, который подается на приемные катушки и приемники автоматической локомотивной сигнализации, а также упомянутый блок ЦАП/АЦП выполнен с возможностью преобразования поступающих сигналов от приемных катушек и приемников автоматической локомотивной сигнализации и их передачи для обработки в микроконтроллер,

- микроконтроллер выполнен с возможностью на основе полученных данных от блока ЦАП/АЦП выполнять программную фильтрацию сигналов, полученных от приемных катушек и приемников автоматической локомотивной сигнализации, получать на основе упомянутых данных информацию о состоянии приемных катушек и приемников автоматической локомотивной сигнализации и передавать отфильтрованные данные в память, в которой хранятся данные о проведенной диагностике, причем микроконтроллер дополнительно выполнен с возможностью изменять спектр генерируемого диагностического сигнала в цепь приемных катушек;

- средства индикации выполнены с возможностью отображения сигнала о ходе диагностики на основании данных, полученных от микроконтроллера.

В частном варианте реализации заявленного модуля микроконтроллер дополнительно выполнен с возможностью изменения алгоритма фильтрации и обработки сигналов принятого из цепи приемных катушек.

В частном варианте реализации заявленного модуля микроконтроллер дополнительно выполнен с возможностью изменять тестовую последовательность сигналов АЛС (АЛСН, АЛС ЕН), их амплитуду, частоту и фазу, а также добавлять к ним спектры помехи для генерируемого диагностического сигнала в цепь приемных катушек.

В частном варианте реализации заявленного модуля блок активации работы модуля связан со средством беспроводной связи.

В частном варианте реализации заявленного модуля средство беспроводной связи выполнено с возможностью приема управляющих сигналов от внешнего устройства управления.

В частном варианте реализации заявленного модуля внешнее устройство управления представляет собой локомотивное устройство управления и диагностики.

В частном варианте реализации заявленного модуля средство беспроводной связи представляет собой Wi-Fi приемопередатчик, GSM или GPRS модуль.

В частном варианте реализации заявленного модуля блок ЦАП/АЦП выполняет обмен сигналами с приемными катушками и приемниками автоматической локомотивной сигнализации через единый интерфейс или через группу интерфейсов, содержащих отдельные разъемы для приемных катушек и приемников АЛС.

В частном варианте реализации заявленного модуля средства индикации на корпусе устройства представляют собой средства световой индикации.

В частном варианте реализации заявленного модуля средства индикации на корпусе устройства представляют собой монохромный дисплей, ЖК-дисплей или сенсорный дисплей.

В частном варианте реализации модуль дополнительно содержит органы управления на корпусе, которые представляют собой тумблеры, кнопки или клавиатуру или их сочетания.

В частном варианте реализации заявленного модуля корпус выполнен противоударным.

В частном варианте реализации заявленного модуля дополнительно содержится блок измерения скорости.

Также технический результат достигается за счет системы бесшлейфовой диагностики приемных катушек и приемников автоматической локомотивной сигнализации, содержащей вышеуказанный модуль, приемные катушки и приемники сигналов АЛС, подключенные через единый интерфейс или группу интерфейсов к упомянутому модулю.

В частном варианте реализации системы содержатся локомотивные устройства управления и диагностики.

В частном варианте реализации системы локомотивные устройства и диагностики подключены к модулю диагностики через беспроводной канал передачи данных.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

На Фиг. 1 представлена схема модуля бесшлейфовой диагностики.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Согласно Фиг. 1 заявленный модуль бесшлейфовой диагностики (100) подключается через соответствующий блок интерфейса (103) к приемникам сигналов АЛС первой кабины и второй кабины (109, 110) и к приемным катушкам сигналов АЛС первой и второй кабины (111, 112).

Блок интерфейса для подключения (103) приемников АЛС и катушек через общую шину данных (105) обеспечивает обмен диагностических сигналов через блок ЦАП/АЦП (104) модуля (100).

Модуль (100) выполняет диагностику:

• при получении команды через блок активации (106), например, от локомотивных устройств управления, диагностики, подключенных через соответствующий интерфейс (не показан);

• при получении пользовательских команд от блока индикации и ввода (107), с помощью кнопок, дисплея, тумблеров и т.п., на основании который происходит генерирование управляющих сигналов, которые передаются в микроконтроллер (101).

Во время диагностики выполняется тестирование приемных катушек (111), и приемника сигналов (109), если присутствует нулевой сигнал выбора кабины от локомотивных дискретных сигналов. Во время диагностики выполняется тестирование приемных катушек (112) и приемника сигналов (110), если присутствует ненулевой сигнал выбора кабины от локомотивных дискретных сигналов.

Во время диагностики при диагностике катушек (111 или 112), микроконтроллер (101) формирует сигнал управления, который передается в блок интерфейса (103), который отключает от приемника (109 или 110) приемные катушки (111 или 112) и подключает их в одну цепь с блоком ЦАП/АЦП (104). Микроконтроллер (101) формирует цифровые данные (сигналы) для блока (101), который преобразует их в частотный диагностический сигнал, который подается через блок интерфейса (103) на приемные катушки (111, 112). Блок ЦАП/АЦП (104) оцифровывает значения сигнала тока и напряжения в цепи приемных катушек (111, 112) и передает полученные цифровые данные в микроконтроллер (101), который на основе этих данных выполняет программную фильтрацию сигналов напряжения и тока на частоте диагностического сигнала и определяет параметры приемных катушек (111, 112) и состояние приемных катушек (111, 112).

Во время диагностики при диагностике приемников (109, 110), микроконтроллер (101) формирует сигнал управления, который передается в блок интерфейса (103), который отключает от приемных катушек (111 или 112) приемник (109 или 110) и подключает его в одну цепь с блоком ЦАП/АЦП (104). Микроконтроллер (101) формирует цифровые данные сигналов АЛС для блока (104), который преобразует их аналоговый сигнал АЛС, который подается через блок интерфейса (103) на соответствующий приемник (109 или 110).

При получении данных от локомотивного устройства безопасности (113) обратной связи о принятых приемником 109(110) сигналов АЛС, микроконтроллер (101) модуля (100) автоматически определяет состояние приемника 109(110).

Микроконтроллер (101) модуля (100) передает результаты диагностики приемных катушек 111(112) и приемника сигналов 109(110) в блок индикации и ввода (107), которые впоследствии могут передаваться в локомотивные устройства управления и диагностики (не показаны). Передача упомянутой информации от модуля (100) может выполняться по проводному (при подключении через проводной интерфейс) или беспроводному каналу передачи данных (Bluetooth, Wi-Fi, GSM, GPRS).

Данные диагностики сохраняются в память (102) модуля (100).

Микроконтроллер (101) ожидает команду на запуск диагностики с помощью взаимодействия пользователя с блоком индикации и ввода (107) и/или через получения команды на запуск от блока активации (106). После активации модуль (100) анализирует локомотивные дискретные сигналы, в частности, поступающие от приемных катушек 111(112) и приемника 109(110). Дополнительно модуль (100) может получать данные от датчиков скорости, при их соответствующем подключении по проводному или беспроводному принципу связи.

Микроконтроллер (101) для диагностики приемных катушек 111(112) генерирует с помощью ЦАП блока (104) диагностический сигнал в цепь приемных катушек 111(112) и принимает ответный сигнал с помощью АЦП блока (104) из цепи приемных катушек 111(112) и выполняет его фильтрацию, при этом выполняя анализ отличия генерируемого сигнала и отфильтрованного. По результатам анализа отличий упомянутых сигналов определяется параметры приемных катушек 111(112) (индуктивность, добротность, полное, активное и реактивное сопротивления). На основании определенных параметров получают сведения о состоянии приемных катушек 111(112) (исправны/неисправны, обрыв, короткое замыкание, ухудшение параметров).

Микроконтроллер (101) для диагностики приемника АЛС 109(110) генерирует с помощью ЦАП блока (104) тестовую последовательность сигналов АЛС (АЛСН, АЛС-ЕН) и получает обратную связь по соответствующим интерфейсам блока (103) о принимаемых сигналах приёмником 109(110), сравнивает тестовую последовательность и принятые приемником 109(110) сигналы. По результатам выполненного сравнения сигналов из тестовой последовательности и ответных от приемников 109(110) получают данные о состоянии приемников 109(110) (исправен/несправен).

Результаты диагностики приемных катушек 111(112) и приемников 109(110) отображаются на блоке индикации (106) и сохраняются в памяти (102). Также, результаты диагностик и могут передаваться по беспроводному каналу передачи данных на устройство системы диагностики локомотива или удаленное средство индикации, например мобильный телефон или планшет.

Блок индикации и ввода (107) может иметь различное конструктивное исполнение, например, средства индикации, входящие в блок (107), могут представлять собой средства световой сигнализации (лампочки, светодиоды) или дисплей. Дисплей может выполняться монохромным, цветным ЖК-дисплеем или сенсорным, обеспечивающим также ввод управляющих параметров. Средства ввода блока (107) могут представлять собой кнопки, тумблеры, клавиатуру (механическую или сенсорную) или упомянутый сенсорный дисплей.

Беспроводная связь модуля (100) с внешними устройствами реализуется с помощью введения в его конструкцию соответствующего устройства, обеспечивающего данный тип связи, например Bluetooth модуль, Wi-Fi приемопередатчик, NFC модуль, GSM или GPRS модем.

Блок интерфейсов (103) может содержать обусловленный необходимостью конструктивного исполнения набор соответствующих разъемов для обеспечения проводного подключения диагностируемых устройств или внешних устройств для приема/передачи информации. Также в его состав могут входить интерфейсы обеспечения беспроводной связи, которые могут выполняться независимо от наличия модуля беспроводной связи в конструкции самого модуля (100). Приемные катушки 111(112) и приемники сигналов АЛС 109(110) могут подключаться в соответствующие им разъемы (группу интерфейсов) через блок (103), либо подключаться через единый универсальный интерфейс блока (103).

Корпус модуля выполняется противоударным и антивандальным.

Микроконтроллер (101) дополнительно может реализовывать следующие функции:

• изменять спектр генерируемого диагностического сигнала в цепь приемных катушек 111(112); Данная функция позволяет более глубоко оценить параметры приемных катушек: параметры добротности и индуктивности на разных частотах при разных амплитудах тестового сигнала;

• изменять алгоритм фильтрации и обработки сигналов, принятых из цепи приемных катушек 111(112); Данная функция позволяет определить параметры приемных катушек в условиях наводки на приемные катушки сигналов из рельсовых цепей;

• изменять тестовую последовательность сигналов АЛС (АЛСН, АЛС ЕН), их амплитуду, частоту и фазу, а также добавлять к ним спектры помехи для генерируемого диагностического сигнала в цепь приемных катушек 111(112); Данная функция позволяет выполнить более глубокую диагностику приемника сигналов АЛС: определить чувствительность приемника и оценить прием сигнала приемником АЛС в условиях помех;

• изменять алгоритмы работы с внешними устройствами, подключенными по проводным и/или беспроводным интерфейсам;

• обеспечивать различные протоколы обмена данными.

Изобретение относится к области диагностических средств для проверки аппаратуры автоматической локомотивной сигнализации. Система бесшлейфовой диагностики приемных катушек и приемников автоматической локомотивной сигнализации содержит установленные внутри корпуса на единой плате и объединенные общей шиной данных блок цифро-аналогового и аналого-цифрового преобразования ЦАП/АЦП, микроконтроллер, память, блок активации работы модуля, блок питания и блок интерфейса подключения. Причем к модулю через блок интерфейса подключается устройство локомотивной безопасности, приемники сигналов АЛС первой и второй кабин и приемные катушки сигналов АЛС первой и второй кабин. Достигается обеспечение комплексной диагностики приемных катушек и приемников автоматической локомотивной сигнализации. 2 н. и 14 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Модуль бесшлейфовой диагностики приемных катушек и приемников автоматической локомотивной сигнализации, содержащий компактный корпус, содержащий средства индикации и установленные внутри корпуса на единой плате, объединенные общей шиной данных: блок цифро-аналогового и аналого-цифрового преобразования (ЦАП/АЦП), микроконтроллер, память, блок активации работы модуля, блок питания и блок интерфейса подключения, причем

- блок активации работы модуля выполнен с возможность генерации управляющего сигнала и его последующей передачи в микроконтроллер;

- микроконтроллер выполнен с возможностью генерирования управляющих сигналов для проведения процесса диагностики приемных катушек и приемников автоматической локомотивной сигнализации и передачи их в блок ЦАП/АЦП;

- блок ЦАП/АЦП выполнен с возможностью преобразования управляющих сигналов, поступающих от микроконтроллера, в частотный диагностический сигнал, который подается на приемные катушки и приемники автоматической локомотивной сигнализации, а также упомянутый блок ЦАП/АЦП выполнен с возможностью преобразования поступающих сигналов от приемных катушек и приемников автоматической локомотивной сигнализации и их передачи для обработки в микроконтроллер,

- микроконтроллер выполнен с возможностью на основе полученных данных от блока ЦАП/АЦП выполнять программную фильтрацию сигналов, полученных от приемных катушек и приемников автоматической локомотивной сигнализации, получать на основе упомянутых данных информацию о состоянии приемных катушек и приемников автоматической локомотивной сигнализации и передавать отфильтрованные данные в память, в которой хранятся данные о проведенной диагностике, причем микроконтроллер дополнительно выполнен с возможностью изменять спектр генерируемого диагностического сигнала в цепь приемных катушек;

- средства индикации выполнены с возможностью отображения сигнала о ходе диагностики на основании данных, полученных от микроконтроллера.

2. Модуль по п. 1, характеризующийся тем, что микроконтроллер дополнительно выполнен с возможностью изменения алгоритма фильтрации и обработки сигналов, принятых из цепи приемных катушек.

3. Модуль по п. 1, характеризующийся тем, что микроконтроллер дополнительно выполнен с возможностью изменять тестовую последовательность сигналов АЛС, АЛСН, АЛС ЕН, их амплитуду, частоту и фазу, а также добавлять к ним спектры помехи для генерируемого диагностического сигнала в цепь приемных катушек.

4. Модуль по п. 1, характеризующийся тем, что блок активации работы модуля связан со средством беспроводной связи.

5. Модуль по п. 4, характеризующийся тем, что средство беспроводной связи выполнено с возможностью приема управляющих сигналов от внешнего устройства управления.

6. Модуль по п. 5, характеризующийся тем, что внешнее устройство управления представляет собой локомотивное устройство управления и диагностики.

7. Модуль по п. 4, характеризующийся тем, что средство беспроводной связи представляет собой Wi-Fi приемопередатчик, GSM или GPRS модуль.

8. Модуль по п. 1, характеризующийся тем, что блок ЦАП/АЦП выполняет обмен сигналами с приемными катушками и приемниками автоматической локомотивной сигнализации через единый интерфейс или через группу интерфейсов, содержащих отдельные разъемы для приемных катушек и приемников АЛС.

9. Модуль по п. 1, характеризующийся тем, что средства индикации на корпусе устройства представляют собой средства световой индикации.

10. Модуль по п. 1, характеризующийся тем, что средства индикации на корпусе устройства представляют собой монохромный дисплей, ЖК-дисплей или сенсорный дисплей.

11. Модуль по п. 1, характеризующийся тем, что дополнительно содержит органы управления на корпусе, которые представляют собой тумблеры, кнопки или клавиатуру, или их сочетания.

12. Модуль по п. 1, характеризующийся тем, что корпус выполнен противоударным.

13. Модуль по п. 1, характеризующийся тем, что дополнительно микроконтроллер выполнен с возможностью получать данные от датчиков скорости.

14. Система бесшлейфовой диагностики приемных катушек и приемников автоматической локомотивной сигнализации, содержащая модуль по любому из пп. 1-13, приемные катушки и приемники сигналов АЛС, подключенные через единый интерфейс или группу интерфейсов к упомянутому модулю.

15. Система по п. 14, характеризующаяся тем, что содержит локомотивные устройства управления и диагностики.

16. Система по п. 15, характеризующаяся тем, что локомотивные устройства и диагностики подключены к модулю диагностики через беспроводной канал передачи данных.