Эл.учебник Шелухин начало. Автоматизация и механизация сортировочных

• Название: Автоматизация и механизация сортировочных
• Дата: 17.02.2023
• Размер: 3.04 Mb.
• Имя файла: Эл.учебник Шелухин начало.doc
• Тип: Учебник; #941474
• страница: 5 из 7

3.2. Рельсовые цепи

Нормально разомкнутые рельсовые цепи (РЦ), в которых не контролируется исправность элементов и рельсовых нитей, находят применение на сортировочных горках в качестве путевых датчиков, однако области их применения сокращаются.

В системах ГАЦ рельсовые цепи имеют специфические особенности: относительно малая длина; наличие предстрелочного участка (для стрелочных РЦ); повышенная шунтовая чувствительность и быстродействие; устойчивость при пониженном сопротивлении балласта.

Длина РЦ определяет интервал между скатывающимися отцепами, и чем он меньше, тем выше может быть скорость роспуска. В общем случае длина стрелочной горочной РЦ составляется из отрезков от: от изолирующих стыков до начала остряков (предстрелочный участок ); от начала остряков до изолирующих стыков перед крестовиной стрелки (рис.3.11).

Предстрелочный участок необходим для обеспечения полного перевода стрелки до вступления отцепа на её остряки, если




начало перевода совпало с моментом вступления отцепа на данную РЦ. Длина этого участка зависит от скорости движения отцепа ; времени перевода стрелки ; времени реакции путевого реле на наложение шунта:



На рис. 3.11 изображена схема нормально разомкнутой РЦ переменного тока частотой 25 Гц с реле типа ИМВШ-110 (ИРВ-110). Это основной тип РЦ, применяемый при любых видах тяги на вновь механизируемых и автоматизируемых горках, а также при реконструкции последних.

На стрелочных изолированных участках устанавливают магнитные педали. Одна педаль П1 находится на расстоянии 4 м, а другая – 5,5 м от остряков стрелки. Расстояние до педали П1 установлено из следующих соображений: окончание суммарного времени замедления повторителей педальных реле (2 с) должно наступить в момент, когда при движении отцепа с максимальной скоростью последний скат его сойдёт с РЦ, та первая ось второй тележки вступит на остряки. При потере шунта стрелка не переведётся, так как её остряк будет прижат соответствующим скатом к рамному рельсу.

Место педали П2 выбрано из расчёта, что если одновременно с проходом вагона над педалью уже начался перевод стрелки, то он закончится до прихода первой оси тележки отцепа к остряку.

Рельсовая цепь включает: ИС – путевое реле типа ИМВШ-110 или ИРВ-110; СП – обратный повторитель путевого реле, находящийся под током при свободном состоянии РЦ; ПТр – путевой трансформатор типа ПТМ-А или ПТМ; ФП – фильтр путевой типа ФП-25; - резистор ограничивающий типа ПЭ-25 номиналом 360 Ом; - резистор регулировочный того же типа номиналом 180 Ом; 1ПЧ – преобразователь типа АСШ-2-110; Пр – предохранитель 2 А; Пр-5А – предохранитель 5 А (один на горку); П1 и П2 – магнитные педали типа ПБМ-56; БМП – блок медленнодействующих повторителей типа БМП-62.


В БМП находятся:

1ПД, 2ПД – педальные реле типа РП7; 10ПСП, 20ПСП – повторители педальных реле типа РКН; 1ПОПСП, 2ПОПСП повторители

педальных реле типа КДР6-М; С1, С2 – конденсаторы типа КЭП-2, ёмкостью 400 мкФ, 30 В;R1, R2 – резисторы типа ПЭ-25, 50 Ом.

При свободной РЦ вторичная обмотка ПТр нагружена на сопротивление балласта (минимум 3 Ом). В контуре первичной обмотки устанавливается ток, которого недостаточно для срабатывания путевого реле ИС. В момент шунтирования рельсов (нормативный шунт 0,5 Ом) ток в контуре вторичной обмотки возрастает, что приводит к увеличению тока в контуре первичной обмотки и срабатыванию путевого реле ИС. Резистор ограничивает ток при малых сопротивлениях поездного шунта и соединительных проводов контура вторичной обмотки ПТр.

РЦ питается напряжением 110 В при частоте 25 Гц от преобразователя частоты ПЧ.

Путевое реле ИС имеет только один контактный тройник, используемый для включения повторителя путевого реле СП, имеющего достаточный набор контактных групп. В цепи питания реле СП включён контакт фотоконтрольного реле ФК. В рассматриваемой РЦ максимальное время с момента наложения шунта до размыкания фронтовых контактов реле СП при наибольшем напряжении контрольной батареи (28 В) составляет не более 0,15 с, а максимальное время с момента снятия шунта до замыкания фронтовых контактов реле СП при наименьшем напряжении контрольной батареи (22В) – не более 0,35 с. Фильтры ФП защищают реле РЦ тягового тока на электрифицированных участках и на трёх РЦ, примыкающих непосредственно к электрифицированным путям.

При прохождении колеса над педалью П2 кратковременно срабатывает реле 2ПД, через контакт которого возбуждается реле 20ПСП, а через контакт последнего – реле 2ПОПСП. После окончания педального импульса оба реле повторителя продолжают удерживать якоря притянутыми за счёт замедления на отпускание. Суммарное замедление составляет 1,9 – 2,1 с. С момента срабатывания реле 20ПСП, а затем и 2ПОПСП цепь возбуждения реле СП будет разомкнута, и если даже в течение суммарного времени замедления путевое реле ИС будет возбуждаться из – за кратковременной потери шунта, то реле СП всё равно не возбудится. Аналогично работает реле при проследовании колеса над педалью П1

Необходимость обеспечения быстродействия горочной РЦ определяется условиями безопасности при максимальном темпе роспуска составов.

В системах ГАЦ к коротким РЦ предъявляют дополнительные требования по быстродействию, что связано с работой стрелок в режиме автовозврата и недопустимости даже кратковременной потери шунта при проследовании ТС по контролируемому участку. Отцеп должен быть обнаружен независимо от состояния балласта и загрязнения контактных частей рельсов и колёсных пар.

Однако на практике переходное сопротивление «колесо - рельс» нередко достигает 0,5 Ом и более, что является причиной кратковременной потери шунта. Повышенное загрязнение балласта на стрелочных участках солями, рудами и т. п. приводит к снижению сопротивления балласта до 3 Ом на 12,5 м, что уменьшает устойчивость работы коротких РЦ.
3.3. Фотоэлектрические датчики

Для фиксации нахождения подвижного состава на изолированной секции и исключения перевода стрелок под вагонами (в том числе и длиннобазными) и при потере шунта долгое время эксплуатируется фотоэлектрическое устройство (ФЭУ). Его устанавливают на головных и пучковых стрелках. Остальные стрелки оборудуются исходя из условий габарита.

Обнаружение отцепа в контролируемой зоне основано на экранировании ТС светового потока, поступающего в приёмник.

Основными узлами ФЭУ являются осветитель; фотодатчик; релейная ячейка типа РЯ-ФУ-72.

Осветитель имеет светофорную лампу типа ЖС-12-25, плосковыпуклую линзу диаметром 53 мм с фокусным расстоянием 80 мм, питающий трансформатор типа СТ-6 или СОБС-2. Такая же линза вместе с фоторезистором типа ФСК-1 составляет узел фотодатчика.

Луч света пересекает ось пути на уровне автосцепки, чтобы не фиксировать просветы между вагонами в отцепе. Точка пересечения луча света с осью пути А (рис. 3.12) должна отстоять от остряков на расстоянии 1,2 – 2,5 м. Это расстояние выбирают из условия, чтобы луч света пересекался любым вагоном, в том числе и





длиннобазным, до тех пор, пока первая ось второй тележки не вступит на остряки стрелки.

Для защиты фоторезистора от солнечных лучей, отражённых от боковых поверхностей, фотодатчика располагается с теневой стороны вагона.

Последовательно с фоторезистором включена обмотка реле Ф типа РП-7, расположенного в релейной ячейке РЯ-ФУ-72, собранной в корпусе типового штепсельного реле (рис. 3.13).

Схема релейной ячейки имеет резисторы типа МЛТ-1 (R1 = 5,1 кОм; R2 = 1,5 кОм; R3 = 12кОм; R4 = 51 кОм; R5 = 3,9 кОм; R6 = 12 кОм) и транзистор типа МП-25Б, нагрузкой которого является фотоконтрольное реле ФК типа НМШ-2-2000. при освещении фоторезистора через него протекает ток 1,1 – 2,0 мА, достаточный для того, чтобы реле Ф удерживало якорь у левого контакта Л. За счёт отрицательного смещения на базе транзистор Т открыт, а реле ФК находится под током. Если луч света перекрывается вагоном, то ток фоторезистора не превышает 0,5 мА.


Рис. 3.13. Схема включения ФЭУ

Реле Ф перебрасывает якорь к правому контакту П, выключает транзистор и обесточивает ФК.

Контакты реле ФК включены в цепь питания повторителя путевого реле СП (см. рис. 3.11) и в схему управления стрелкой последовательно с контактом путевого реле.

При отказе ФЭУ из-за неблагоприятных метеорологических условий или выхода из строя элементов схемы нажатием специальной кнопки ВФК на горочном пульте можно возбудить реле ФК по его второй обмотке.

Достоинством ФЭУ являются:

работа в режиме пространственного контакта с обнаруживаемым объектом; простота реализации и эксплуатации; относительно низкая стоимость.

В то же время волны в оптическом видимом диапазоне подвергаются сильному затуханию в зависимости от состояния атмосферы (дождь, туман, снег, пыль). Запылённость и загрязнённость оптических линз горюче-смазочными материалами сильно отражается на нормальном функционировании ФЭУ.

Однако в солнечную погоду при проезде в контролируемой зоне вагонов с хорошо отражающими боковыми поверхностями в

приёмник ФЭУ поступают отражения в виде солнечных зайчиков, в результате чего вырабатывается команда ложной свободности. Следует также отметить, что длиннобазные восьмиосные цистерны с высоко поднятым основанием (1300 мм) и вагоны-транспортёры с низко опущенным (до 560 мм) основанием не обнаруживаются ФЭУ в виде узконаправленности излучения.

На основании вышеизложенного можно сделать вывод: используемый в устройствах горочной автоматики датчики, основанные на оптическом принципе, не удовлетворяют предъявляемым к ним требованиям из-за низкой помехозащищённости.
3.4 Радиотехнические датчики РТД-С

Радиотехнические датчики (РТД) обеспечивают пространственный контакт с обнаруженными транспортными средствами и могут работать в двух режимах обнаружения:

• приём отражённого сигнала (канал отражённого сигнала КОС);

• экранирование ТС, излучаемого передатчиком сигнала (канал прямого сигнала КПС).

Основным отличием РТД является их работа в сантиметровом (СВЧ) диапазоне электромагнитных волн. Используется свойство этого диапазона волн – отражаться от обнаруживаемых подвижных объектов. Применение волн диапазона СВЧ вызвано главным образом малой зависимостью их от погодных, климатических факторов и загрязнений.

Видимый диапазон волн (длина волны 0,4 – 0,75 мкм), используемый в ФЭУ, наиболее сильно подвержен влиянию метеоосадков, запылённости, загрязнённости. Чем больше длина волны излучаемого сигнала, тем меньше влияют на неё названные факторы.

Радиотехнический датчик (рис. 3.14) изготавливается в четырёх вариантах комплектации, позволяющих в виду их модульной конструкции строить различные алгоритмы обнаружения ТС.

На рис. 3.15, 3.16 показаны структурные схемы нескольких вариантов построения РТД. В схеме РТД (см. рис. 3.15) передающий модуль, включающий: генератор СВЧ-колебаний (ГСВЧ); генератор модулирующего сигнала (ГМС); передающую антенну А1 –



Рис. 3.14.Радиотехнический датчик РТД-С
устанавливается по одну сторону контролируемого участка железнодорожного пути, а приёмный модуль, состоящий из приёмной антенны А2; усилителя-ограничителя (УО); устройства фиксации (УФ) – по другую сторону участка.

Обнаружение ТС в такой схеме РТД осуществляется аналогично ФЭУ. При отсутствии на контролируемом участке (КУ) ТС, излучаемый антенной А1 передатчика сигнал попадает в приёмную антенну А2 и в УФ приёмника, реализующего пороговый алгоритм распознавания сигнала; вырабатывается сигнал логической единицы , свидетельствующий о том, что участок пути свободен.

При появлении ТС в зоне действия РТД излучаемый передатчиком сигнал экранируется, и в приёмную антенну А2 сигнал не попадает, что воспринимается устройством фиксации (УФ); вырабатывается сигнал логического нуля , свидетельствующий о занятости участка пути. Достоинством такой системы построения РТД является очевидная простота и





возможность осуществления непрерывного контроля работоспособности датчика.

На рис. 3.16 представлена схема построения РТД, реализующая алгоритм обнаружения ТС по приёму отражённого от него сигнала. При этом передающий и приёмный модуль располагаются по одну сторону контролируемого участка. При наличии ТС в зоне действия датчика излучаемый передающей антенной сигнал, отражаясь от боковой стенки, попадает в приёмную антенну А2. В результате в УФ при превышении уровня отражённого сигнала его порогового значения формируется сигнал , характеризующий занятость зоны контроля.

При отсутствии ТС на входе приёмной антенны А2 отсутствует отражённый сигнал, и на выходе формируется сигнал , свидетельствующий о том, что участок пути свободен.

Схема, представленная на рис. 3.16, представляет одноканальный вариант построения РТД – с каналом отражённого сигнала (РТД-КОС).

На рис. 3.15 показан двухканальный вариант построения РТД, представляющий собой комбинированную схему двух одноканальных РТД на базе двух КПС.

Здесь передающий модуль с антенной А1 установлен по одну сторону контролируемого участка, а по другую, в зоне действия диаграммы передающей антенны, помещены два приёмных модуля с антеннами А2 и А3.

Свободность участка регистрируется в том случае, если на входах РУ присутствуют напряжения и , характеризующие наличие сигнала в антеннах А2 и А3 соответственно. Отсутствие обоих сигналов в антеннах А2 и А3 при появлении ТС и полное экранирование

им излучаемого сигнала, как и частичное экранирование сигнала, поступающего в любую из приёмных антенн, приведёт к формированию на выходе РУ сигнала занятости участка – инверсные значения и .

Как видно, добавление к одноканальному варианту РТД лишь одного приёмника позволяет сформировать двухканальный датчик, что существенно повышает достоверность определения фактической свободность контролируемого участка.
Дальность действия радиолокационных устройств

Дальность действия радиолокационного устройства определяется расстоянием, на котором объект обнаруживается с заданными вероятностными характеристиками, – вероятностью правильного обнаружения и вероятностью ложного срабатывания .

Если устройство предназначено для измерения параметров движения или координат объекта, то дальность действия определяется заданной точностью измерения.

Определим дальность действия радиолокационного устройства в свободном пространстве без учёта влияния атмосферных условий и земной поверхности при приёме сигналов прямого излучения рис. 3.17.

Пусть передатчик, установленный вблизи контролируемого участка, генерирует СВЧ-колебания мощностью . Если предположить, что антенна радиолокационного устройства не направлена, то колебания излучаются во все стороны равномерно. Тогда, если приёмник удалён на расстоянии R от передатчика, то на его входе создаётся плотность потока мощности:
П_Пl = P_пер/4 R²



Если предположить, что антенна передатчика направленная, то следует учесть ее коэффициент направленного действия (КНД), который показывает, во сколько раз плотность

потока мощности направленной антенны больше мощности не направленной в заданном направлении.

С учётом введённого параметра плотность потока мощности на входе приёмной антенны:

.
Если приёмная антенна имеет эффективную площадь раскрыва , то мощность принимаемого такой антенной сигнала равна:

Воспользовавшись соотношением:

,

где – длина волны излучаемого сигнала, перепишем для мощности в канале приёма сигналов прямого излучения:

.

Между принимаемой мощностью и расстоянием до объекта имеется обратная квадратичная зависимость.

Для надёжного обнаружения объекта в каналах рассматриваемого вида необходимо, чтобы отношение мощности сигнала и мощности шума было достаточно велико. Для каждого вида радиолокационного устройства задачу надёжного обнаружения объекта (с заданной вероятностью) можно выполнить, если мощность принятого сигнала превышает некоторое пороговое значение в N раз. Минимальная амплитуда сигнала, соответствующая пороговому сигналу , называется чувствительностью приёмника:
.

Пороговому значению сигнала соответствует предельное расстояние , характеризующее дальность действия устройства. Подставив вместо его минимальное значение , найдём:

.

Полученное выражение называется уравнением дальности для случая приёма сигналов прямого излучения. Например, для увеличения в 2 раза дальности R необходимо мощность передатчика увеличить в 4 раза или в 4 раза снизить пороговый сигнал, т.е. увеличить в 4 раза чувствительность приёмника.

Наряду с термином «коэффициент направленного действия» (КНД) антенны часто используют понятие коэффициента усиления антенны G, который определяется как произведение КНД на коэффициент полезного действия (КПД) антенны, т.е.:

Структурная и функциональная схема РТД-С
Радиотехнический датчик защиты от перевода стрелок под вагонами (РТД-С) базового исполнения, как уже говорилось выше, имеет двухканальную структуру построения (см. рис. 3.15). в комплект датчика входят один передающий модуль ПРД и два приёмных модуля ПРМ. Оба приёмных модуля устанавливаются на одной крепёжной стойке, но на разной высоте. Это позволяет обеспечить фиксацию на стрелочном участке вагонов всех типов, поскольку нижний приёмник фиксирует вагоны с хребтовыми балками, а верхний – длиннобазные вагоны типа восьмиосных 120-тонных цистерн.

Передающий модуль ПРД излучает СВЧ-сигнал, который при отсутствии на стрелочном участке отцепа воспринимается каждым приёмным модулем ПРМ. На их выходах формируются сигналы управления контрольным реле, контакты которого включены в схему управления стрелочным электроприводом. Наличие на выходах двух приёмных модулей ПРМ сигналов управления является признаком свободности стрелочного участка.

При отсутствии сигнала управления на выходе одного, а тем более на выходах обоих приёмников, фиксируется состояние занятости стрелочного участка, что приводит к обесточиванию контрольного реле. Этим исключается возможность перевода стрелки.

Рассмотрим более детально принцип формирования управляющего сигнала для контрольного реле.

В составе РТД-С три модуля: передающий и два приёмных.

На рис. 3.18 и 3.19 приведены функциональные схемы передающего и приёмного модулей РТД-С.

Передатчик РТД-С состоит из следующих элементов: рупорная антенна А1; генератор сверхвысокочастотных колебаний ГСВЧ, выполненный на лавинно-пролётном диоде; стабилизатор тока СТ; модулятор М; генератор модулирующих сигналов ГМС; схема индикации СИ.



В приёмник РТД-С входят: рупорная антенна А2; сверхвысокочастотный детектор Д; усилитель-ограничитель сигнала (УО); пороговое устройство (ПУ); схема сравнения (СС); фазовые каскады ФИ1 и ФИ2; выходное устройство (ВУ).

Также в приёмном модуле предусмотрена система индикации СИ для контроля наличия сигнала на входе приёмника.
Принципиальная схема передающего модуля РТД-С

Принципиальная схема передающего модуля РТД-С приведена на рис. 3.20, а принцип действия передатчика радиотехнического датчика заключается в следующем. Сверхвысокочастотный сигнал с частотой = 9,8ГГц, модулированный по амплитуде импульсной последовательностью с частотой = 60 кГц, излучается антенной передатчика А3. генератор СВЧ-колебаний выполнен на лавинно-пролётном диоде (ЛПД), помещённом в объёмный резонатор А2. Генератор поставляется в модульном исполнении (ГЛДП) и соединён с антенной А3 посредством фланца.

Модуляция СВЧ-сигналов генераторов на ЛПД сложна, так как ЛПД критичен к броскам питающего напряжения. В схеме передатчика РТД-С для управления работой ЛПД предусмотрен стабилизатор тока, выполненный на транзисторе VT2. Режим работы стабилизатора тока определяется напряжением на стабилитроне VD4 и диоде VD5.

Начальное значение тока генерации ЛПД, соответствующее паспортному, устанавливается переменным резистором R10 в цепи эмиттера транзистора VT2. В передатчике РТД-С ток ЛПД контролируется на выходе 8 – 12 посредством измерения постоянного напряжения на резисторе R13 (ток 3 – 11 мА).

Модуляция СВЧ-колебаний осуществляется уменьшением тока ЛПД ниже тока генерации. Для этого параллельно стабилитрону VD4 и диоду VD5 подключен транзистор VT1, работающий в ключевом режиме. Когда на базе транзистора VT1 появляется напряжение положительной полярности от генератора модулирующего сигнала, транзистор открывается и шунтирует транзисторы VT4 и VT5. В результате напряжения на транзисторе VT2 становится равным падению напряжения на открытом транзисторе VT1 (0,5 – 1,0 В), и сопротивление транзистора VT2 резко возрастает. Это приводит




к резкому уменьшению тока, протекающего через ЛПД, его генерация «срывается».Таким образом, в передатчике РТД-С осуществляется 100 %-ная амплитудная модуляция СВЧ-сигнала.

Генератор модулирующего сигнала (ГМС) выполнен как генератор импульсов прямоугольной формы (микросхемы DD1, DD2). Задающий генератор ГМС на микросхемах DD1.1 и DD1.2 вырабатывают сигнал частотой – 120 кГц. Для обеспечения заданной формы импульсной последовательности со скважностью 2 используют триггер на микросхеме DD2.

Для согласования ГМС с модулятором на транзисторе VT1 в схеме предусмотрена цепь R5 – C6 и микросхема DD1.3. Сигнал для включения индикации на светодиоде VD7формируется интегратором, состоящим из элементов С8, R11, на инверторах DD1.4, DD1.5 и DD1.6.

При отсутствии модулирующего сигнала на вход транзистора VT1 подаётся низкий потенциал, и транзистор VТ2 обеспечивает номинальный ток ЛПД. В результате ГСВЧ непрерывно вырабатывает немодулированный СВЧ-сигнал. Одновременно с этим микросхемы DD1.5 и DD1.6 переключаются и, создавая высокий потенциал на выходе, уменьшают ток, протекающий через светодиод VD7, который гаснет, свидетельствуя об отсутствии модулирующего сигнала.

Стабилизатор напряжения передающего модуля РТД-С состоит из выпрямителя VT1, сглаживающего фильтра на элементах С1, R1 и С3, и стабилизатор на диоде VD3 и предназначен для обеспечения постоянного напряжения 7,2 – 9,0 В для питания ГМС, модулятор и схемы индикации. Питание ГСВЧ осуществляется от нестабилизированного источника постоянного тока, состоящего из выпрямителя VD2 и сглаживающего фильтра на элементах С2, R2 и С4, преобразующего переменное напряжение 12 В, получаемое через сигнальный трансформатор из сети переменного тока напряжением 220 В.
Принципиальная схема приёмного модуля РТД-С

Принципиальная схема приёмника РТД-С приведена на рис. 3.21.

Сигнал, излучаемый передатчиком, принимается приёмной антенной А1 и после детектирования VD1 подаётся на вход двухкаскадного усилителя-ограничителя на микросхемах DA1, DA2.




Коэффициент усиления усилителя можно регулировать резистором R8. Функции порогового элемента выполняет триггер Шмита DD1.1. для обеспечения заданных характеристик обнаружения пороговое напряжение триггера установлено равным 3,4 – 3,6 В амплитудного значения переменного модулирующего сигнала. Это напряжение контролируется при настройке РТД-С на выходе 5, на который подаётся сигнал после пикового детектора на элементах VD3, R18 и C9.Для повышения помехоустойчивости приёмника в схеме предусмотрен делитель на элементе DD3 с коэффициентом деления n = 10. Выходной переменный сигнал с частотой 60 кГц подаётся на один вход схемы сравнения, выполненной на элементе DD1.3. на другой вход СС подаётся напряжение управления с выхода второго приёмника (вывода 11 – 12) через схемы ИЛИ-НЕ на элементе DD2.3. В результате при наличии обоих сигналов на входах схемы DD1.3 (переменное импульсное и постоянное напряжение логического «О») с выхода схемы сравнения поступает переменный сигнал на фазоинверсные каскады VT1, VT2, нагрузкой которых служит трансформатор VT2. С вторичной обмотки трансформатора выпрямленное напряжение подаётся на обмотку исполнительного реле (выводы 17 – 19). Выходное постоянное напряжение на этих выводах не менее 18 В на нагрузке 1,8 кОм. Исполнительное реле может быть удалено на расстояние до 1 км от датчика при сечении жил кабеля не менее 1 мм . Как показывает опыт эксплуатации РТД-С, напряжение на выходе приёмника на нагрузке сопротивлением 1,8 кОм составляет 22 – 24 В.

Ограничение дальности размещения исполнительного реле диктуется допустимым падением напряжения полезного сигнала в кабеле, которое при малых значениях тока не превышает 1,5 В на расстоянии до 2 км, а также наведённым напряжением помех, которое не должно превышать 2 – 3 В. В схеме предусмотрена индикация для визуального контроля работоспособности приёмника (элементы DD1.2, DD2.2 и VD8).

Питание усилителя управления на фазоинверсных каскадах осуществляется от двухполярного источника, состоящего из выпрямителя VD5 и сглаживающего фильтра на конденсаторах С11 – С14.
Остальные устройства схемы приёмника получают питание через дополнительный фильтр, выполненный на элементах R20, С15, R21 и С16. Стабилитрон VD6 предназначен для защиты элементов схемы от перенапряжения источника питания в условиях эксплуатации.
Размещение РТД-С в плане

Правильное размещение датчиков РТД-С и их пространственная настройка (юстировка) в эксплуатации, являются определяющими факторами, влияющими на достоверность их функционирования.

Обнаружения ТС производится в ограниченной зоне стрелочного участка, в строго фиксированной зоне контроля. Поэтому, учитывая технические требования к РТД-С и реальные габариты стрелочного участка и ТС, производят выбор координат расположения модулей передатчика и приёмников устройства в плане для обеспечения высокой достоверности обнаружения любых вагонов в заданных границах контролируемой зоны (КЗ). Длина контролируемого участка (рис. 3.22) выводится из условия:


Для стрелочного перевода с маркой крестовины 1/6 находим длину остряков стрелки = 5,4 м.

Длина предстрелочного участка равна:


Г
де – максимальная скорость движения отцепа; – время перевода стрелки; – время срабатывания исполнительных элементов схемы.

Время перевода стрелки при применении стрелочного привода СБПГ-4 составляет 0,5 – 0,6 с, время срабатывания исполнительных элементов схемы РТД-С – не более 0,1 с. Максимальная скорость движения отцепа принимается равной 7,0 – 8,5 м/с.

Тогда длина предстрелочного участка (см. рис. 3.22) равна:

м.

Длина зоны контроля составляет:

м.

Выбор координат установки стоек для размещения модулей РТД-С производится в пределах определённых для данной конструкции габаритов, которые учитывают реальные размеры подвижных единиц и рельсовой цепи.

Определяющим фактором правильного размещения датчика в КЗ является достоверное обнаружение занятости участка с момента вступления первой оси первой тележки (колёсной пары) отцепа на границу предстрелочного участка и до момента выезда последней оси отцепа за границу остряков стрелки.

Этот фактор принят во внимание из соображений того, что при таком расположении отцепа на стрелочном участке гарантируется недопущение несанкционированного перевода стрелки под отцепом. При этом определяются ближняя и дальняя (относительно направления движения отцепа) границы контроля. Вылет кузова вагона от оси крайней колёсной пары, как правило, составляет около 2,3 м, а ширина кузова вагона принимается равной 3,3 м. Следует также учитывать, что ширина погрузочной площадки вагона-транспортёра составляет всего 2,5 м. расстояние и по прямой между лицевыми краями передающего и приёмных модулей не должно превышать 10 м.

Расстояние от оси пути до оси стойки на основании максимальных габаритов подвижных единиц выбирается не менее 2870мм.

Крепёжные стойки должны устанавливаться таким образом, чтобы обнаружение РТД-С начиналось только после занятия отцепом предстрелочного участка, а прекращалось не ранее, чем последняя колёсная пара отцепа выедет из зоны остряков стрелки. В идеальном случае освобождение стрелочного участка должно регистрироваться с момента выезда последней колёсной пары отцепа из зоны остряков.
На основании этих соображений стойку ПРД устанавливают в начале стрелочного участка таким образом, чтобы при вступлении первой колёсной пары отцепа на изолирующие стыки РЦ отцеп начинал попадать в зону действия диаграмм антенн РТД-С (рис.3.23).

Стойку с ПРМ устанавливают по диагонали от ПРД по другую сторону пути в зоне остряков стрелки таким образом, чтобы контроль зоны прекращался не ранее, чем после захода последней колёсной пары на остряки стрелки, но не захватывал бы зону следующей РЦ после стрелки. Благодаря такому размещению модулей РТД-С достигается оптимальный охват зоны контроля стрелочного участка.При выборе предельных дальностей установки модулей длина контролируемой зоны (КЗ) не будет превышать 8,5 м для одиночной стрелки, учитывая вышеприведённые размеры.

При установке датчика для контроля двух стрелок в створе КЗ каждой стрелки уменьшается по причине увеличения разноса модулей относительно оси пути. Поэтому в данном случае расположения модулей ПРД выбирается на большем расстоянии от начала РЦ, чем в случае с одинарной стрелкой. Это позволяет смещать ПРМ в зону остряков стрелок для соблюдения условия контроля дальней границы КЗ, посредством чего можно добиться наиболее оптимального контроля обоих стрелочных участков.



Размещение модулей в вертикальной плоскости

На размещение модулей РТД-С по высоте также налагаются определённые ограничения. Для выбора оптимальной установки и юстировки антенн модулей руководствуются следующими соображениями.

Передатчик и приёмник размещают на одинаковых стойках, высота которых не превышает 1,7 м. на стойке ПРД устанавливают один передатчик, а на стойке ПРМ – два приёмника: основной и дополнительный (условное обозначение). Необходимость установки двух модулей ПРМ объясняется тем, что оба приёмника хорошо обнаруживают наиболее массовые вагоны с хребтовой балкой. Однако размещение основного модуля к тому же направлено на обнаружение вагонов с низко опущенным основанием (вагоны-транспортёры), а дополнительного – для уверенного обнаружения вагонов с высоко поднятым основанием, без хребтовой балки (восьмиосные цистерны).

Для выбора координат установки модулей приведём некоторые габаритные размеры вагонов: высота хребтовой балки 1 м; высота погрузочной площадки транспортёра 0,8 м; расположение низа несущей балки транспортёра 0,5 м; расположение низа котла цистерны 1,33 м. Все размеры принимаются относительно верхнего уровня головки рельса (ВУГР), т.е. её плоскость принимается за начало отсчёта вертикальных размеров.

На основании этих соображений ориентировочно модули основного и дополнительного приёмника устанавливаются на следующих высотах по отношению к ВУГР (рис. 3.24, 3.25): передатчик – не выше 1,5 м; основной приёмник – около 0,5 м; дополнительный приёмник – около 1,5 м.

Для обеспечения требуемых характеристик достоверности обнаружения необходимо правильно ориентировать модули относительно друг друга с учётом габаритов ТС.

Для обеспечения примерно равных значений уровней СВЧ-сигнала на входах антенн ПРМ передатчик ориентируют на срединную координату подвеса приёмников.

Необходимо учитывать ширину ТС, за счёт которой происходит перекрытие СВЧ-излучения ПРД, что влияет на достоверность обнаружения различных типов ТС. В случае установки комплекта РТД-С для контроля двух стрелок в створе (двойной стрелки)








необходимо более тщательно выбирать координаты установки и ориентировку модулей, учитывая поперечные сечения и высоты различных типов вагонов.

Критерием правильного выбора координат размещения приёмо-передающих модулей РТД-С и их пространственной настройки (юстировки) служат характеристики достоверности обнаружения вагонов. Расчёт их – задача весьма сложная, требующая выполнения весьма трудоёмких математических операций, связанных с расчётом напряжённости электромагнитного поля излучения передатчика в различных сечениях, оценки степени экранирования вагоном излучаемого сигнала, расчётом уровня сигнала, поступающего в приёмник и т.д. Поэтому при проектировании оборудования стрелочных зон датчиками РТД-С пользуются программным пакетом, реализующим имитационную модель функционирования РТД-С на стрелочном участке, которая может быть использована в учебном процессе. Ограничимся лишь изложением результатов подобных расчётов, рассмотрев практические рекомендации по размещению РТД-С в зоне стрелочного участка.

Графоаналитическим методом с помощью ЭВМ проводится комплексный анализ и выбор места расположения устройства в плане обеспечения требуемой достоверности обнаружения отцепа в заданных границах зоны контроля.

Независимо от вариантов конструктивного крепления на стойках модулей РТД-С (торцом или боком, слева или справа от стойки) координаты размещения стоек и высоты подвеса могут выбираться одними и теми же.

Крепёжную стойку с передающим модулем ПРД помещают в начале стрелочного участка в пределах установленных габаритов приближения строения (анализ плана стрелочного участка). Расстояние от крепёжной стойки до ближайшего рельса не должно быть меньше 2,1 м (см. рис. 3.23). Приемные модули ПРМ крепят на аналогичной стойке, которую устанавливают по диагонали от передающего модуля по другую сторону пути в зоне остряков стрелки. При этом следует учитывать, что максимальная дальность расположения модулей относительно друг друга составляет 10 м.

При размещении ПРД в плане следует учитывать, что расстояние от начала изолирующего стыка РЦ до стойки = 0 – 400 мм; а при размещении стойки с ПРМ – расстояние от начала изолирующего стыка РЦ до стойки ПРМ = 6 – 8,9 м. Расстояние между стойками вдоль оси пути не превышает 9 м. Допустимо дополнительное смещение стоек одновременно в одном направлении вдоль оси пути и = 0 – 1200 мм. Также необходимо учитывать, что длина РЦ стрелочного участка составляет не более 11,4 м, а длина предстрелочного участка – ≤ 6 м.

После размещения устройства в плане необходимо правильно установить модули по высоте и прицелить их на определённые высоты относительно уровня головки рельса ВУГР (см. рис. 3.24). При установке и юстировке модулей РТД-С следует учитывать габаритные размеры подвижного состава, приведённые выше, такие, как расположение низа котла цистерны 1,33 м; высота погрузочной площадки транспортёра 0,8 м.

При использовании укороченных штанг установочные размеры модулей на крепёжных стойках несколько изменены.

В результате проведения комплексного анализа выработаны установочные размеры модулей РТД-С на крепёжных стойках, которые приводятся в табл. 3.1.



Юстировка антенн (модулей ПРД и ПРМ1, ПРМ2) должна быть выполнена со всей тщательностью в соответствии с инструкцией по установке РТД-С. Несоблюдение технологии юстировки и установленных ориентиров приводят к резкому ухудшению характеристик достоверности обнаружения.

При такой установке и ориентации модулей РТД-С обеспечивается фиксация на стрелочном участке железнодорожных вагонов всех существующих типов, что свидетельствует о высокой достоверности обнаружения транспортных средств и обеспечивает высокую надёжность работы устройства РТД-С.