Устройство для контроля местоположения локомотива Советский патент 1992 года по МПК B61L23/18 

w

И

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.

V|

О

О

VI ел ел

Фиг. 2

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 они не могут отличить локомотив of вагона.

Наиболее близким пб технической сущности к заявляемому устройству является выбранное в качестве прототипа устройство для определения местонахождения локомотива (поезда), содержащее установленный на локомотиве передатчик и установленный на пути приемник с антенной, генератор тактовых импульсов, регистры, выходы одного из 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.

Указанная цель достигается тем, что устройство для контроля местоположения локомотива, содержащее установленный на локомотиве передатчик и установленные на пути приемник с антенной, регистры, одни РЫХОДЫ одного из которых соединены с одним из 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, Споком контроля угла поворота антенны, аналого- цифровым преобразователем, соединенным входом с выходом приемника, а выходом К-с информационным входом первого регистра, другие входы которого подключены к другим входам блока сравнения, выходом соединенного с тактовым входом другого регистра, информацинные входы которого подключены к информационным выходам блока контроля угла поворота антенны, 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,

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 свойство - : определяет местоположение локомотива на путевом развитии станции. Это

0 позволяет сделать вывод о соответствии технического решения критерию существенные отличия.

На фиг. 1 изображено путевое развитие примерной станции; на фиг, 2 - схемы сое5 динепия и содержимое генератора тактовых импульсов м узла задания и контроля направления, узла фисации и направления движения; на фиг, 3 - схема блока памяти. На фиг. 1, кроме путевого развития, по0 казаны три приемные антенны А1, А2,. A3, координатная сетка (каждая линия показывает направление максимальной чувствительности соответствующей антенной в различных положениях), точки 1Т, 2Т, ЗТ,

5 соответствующие центру путевого участка 1V, 2V, 3V. На фиг. 2 изображен генератор тактовых импульсов (ГТИ) с генератором (G) 1.1, счетчиком (СТ) 1,2, усилителем 1.3; узлы задания контроля направления (УЗКИ 1,

0 УЗКИ 2, УЗКИ 3) 2,12, 17 шаговым двигателем 2,1 и блоком контроля угла поворота (БКУП)2,2; антенны 3, 8, 13; заземлители 4, 9, 14; приемники 5, 10, 15; узлы фиксации направления (ФНУ1, ФНУ2, ФНУЗ) 6, 11.16

5 с аналого-цифровым преобразователем (АЦП) 6.1; регистрами 6.2, 6.3, 6,5 и блоком сравнения 6.4. На фиг. 3 показан блок памя- ти 7 с программируемыми постоянными запоминающими устройствами 7,1, 7.2,

0 генератором 7.3, компаратором 7.4, логическим злементом 7.5 и регистром памяти 7.6. Для контроля за положением локомоти- вэ используются три приемные антенны 3, 8, 13 и три комплекта оборудования, хотя

5 контроль за локомотивом можно осуществить и посредством двух онтенн.Третья антенна и комплект оборудования позволяют повысить достоверность отслеживания локомотива.

0 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

5 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 очередком 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 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 входом синхронизации третьего регистра 6.5, входы 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 (ППЗУ) 7.1, к вторым входам (части адресных входов) подсоединены выходы второго узла фиксации направления (ФНУ2) 11, которые также подсоединены и к второму ППЗУ (PRQM2) 7,2, к другим входам которого подсоединены выходы блока 16. Выходы ППЗУ 7.1 соединены с четвертым регистром 7.6 и входами компаратора 7.4, к вторым входам которого подсоединены выходы второго ППЗУ 7.2. Выходы компаратора 7,4 через 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 радиосигнала с локомотива протекает следующим образом (будет описан только один тракт приема, остальные два работают совершен- . но аналогично). Локомотивный генератор (не показан) излучает радиосигнал из какой- то точки станционного пути, например точки 2 Т (фиг. 1). Этот сигнал принимается тремя вращающимися антеннами. Скорость вращения антенн должна быть такой, чтобы полный оборот каждой антенны заканчивался за время хода маневрового локомотива при максимальной скорости движения по участку протяженностью 3-5 м. С увеличением скорости вращения возрастает точность определения координаты локомотива. Вращение всех трех антенн зависит от работы генератора 1.1. Каждый третий импульс генератора врез счетчик (счетчик Джонсона) и усилитель 1.3 поступает на входы шаговых двигателей (работают по принципу шаговых искателей) и вращают все три антенны. На выходах счетчика 1.2 поочередно повышается потенциал. При повышении потенциала на выходе счетчика 1.2 осуществляется перепись информации в регистр 6.2 из АЦП 6.1. На вход АЦП выступает изменяющийся по амплитуде сигнал постоянного тока с приемника 5. Изменение величины сигнала происходит главным образом потому, что остронаправленная антенна 3 получает разный по уровню сигнал из-за собственного вращения. После каждого шага (очередного поворота антенны в следующую позицию на несколь- 5 ь ко градусов), что было вызвано повышением 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 10 счетчика. Затем при повышении потенциала на 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 об уровне сигна- 15 ла, 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 20 регистров не одинаково, что контролируется блоком 6.4. В момент, когда антенна направлена на локомотив, уровень сигнала на приёмной антенне максимальный. Это максимальное значение уровня сигнала на ан- 5 тенне 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 уровня 0 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 (отображение уровня антенного сигнала) меньше двоичного числа регистра 6,3, 5 то на выходе блока 6-4 повышается потенциал. По фронту упомянутого изменения потенциала происходит запись информации о положении антенны (о направлении на локомотив) в регистр 6.5, которая будет хра- 0 питься до конца очередного оборота антенны.

Аналогично описанному работают второй и третий тракты приема антенных сигналов.

5 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 0 двух полуадресов, которые определяются узлами 6 и 11) соответствует путевой участок (не обязательно соответствует рельсовой цепи, как правило такой участок значительно короче рельсовой цепи). При движении 5 локомотива могут быть такие точки на пути (ооны между двумя окружностями на фиг. 1). где из-за дискретности работы шаговых двигателей обнаружения локомотива не происходит. В эом случае на выходе устрой- ства (выход 0 блока 7 на фиг. 3) сохраняется

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 совпадение 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: К155АГЗ (1.1,7.3), К155ИР1 (6.2,6.3, 6.5, 6.6), 564ИЕ9 (1.2), 564ИП2 (6.4, 7.4) 3; усилитель 1.3 может быть построен на любой известной схеме, обеспечивающей достаточный импульс тока на выходе, устройства задания и контроля направления 2 аналогичны шаговому искателю, 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 анаit tr эт

Л)

Фцс

логичного назначения, заявляемое устройство обеспечивает контроль местоположения не просто подвижного состава, а контроль местоположения локомотива, что

позволяет использовать предложение для исключения проезда маневровых светофоров.

Формул а изо бретени я Устройство для контроля местоположения локомотива, содержащее установленный на локомотиве передатчик и установленные на пути приемник с антенной, регистры памяти местоположения локомотива, один выход одного из которых

соединен с одним из входов блока сравнения, а тактовые входы - с тактовыми выходами генератора тактовых импульсов, блок памяти путевых участков, отличаю щее- с я тем, что, с целью повышения достоверкости, оно снабжено соединенным с генера- тором тактовых импульсов шаговым двигателем поворота антенны, блоком контроля угла поворота антенны, аналого-цифровым преобразователем, соединенным

входом с выходом приемника, а выходом - с информационным входом первого регистра памяти местополохсения локомотива, другие входы которого подключены к другим входам блока сравнения, выходом соединенного с тактовым входом другого регистра памяти местоположения локомотива, информационные входы которого подключены к информационным выходам блока контроля угла поворота антенны, а выходы

- к информационным входам блока памяти путевых участков.

Pit я Э