На плате установлен дополнительный микроконтроллер фирмы Atmel типа AT89C55WD-24JI. Этот микроконтроллер отвечает за функции диагностики системы управления.
Общая синхронизация всех узлов модуля управления осуществляется от кварцевого генератора с частотой 24 МГц.
Модуль управления можно разделить на несколько функциональных узлов, что показано на блок-схеме:
- узел приема сигналов от ОД;
- узел анализа состояния цепей ОД;
- узел первичной обработки сигналов от ОД;
- узел расчета ускорения/замедления каждой колесной пары;
- узел формирования напряжений питания осевых датчиков;
- узел приема сигналов от сигнализаторов давления;
- узел анализа состояния цепей управления ЭПК;
- узел счета времени сброса воздуха из тормозных цилиндров;
- узел формирования сигналов управления ЭПК, закрытием дверей и управления МРТ;
- узел силовых ключей управления ЭПК;
- узел энергонезависимой памяти для хранения событий в системе управления;
- узел системного времени;
- узел хранения системных настроек;
- узел звуковой сигнализации;
- узел формирования интерфейса RS-232;
- узел опроса бортовых кнопок и выдачи сигналов управления светодиодным индикаторами “НОРМА” и “ОТКАЗ”, установленными по обоим бортам вагона.
Узел приема сигналов от ОД
Узел осуществляет прием сигналов от ОД. Он обеспечивает гальваническую развязку цепей ОД от модуля управления.
Входная часть узла выполнена на микросхеме TLP521-4. Это 4-х канальная оптотранзисторная микросхема. Сигналы от ОД в виде прямоугольных импульсов положительной полярности и длительностью 100 мкс поступают на вход микросхемы. Передача информации от ОД на узел приема в виде токовых сигналов обеспечивает помехоустойчивость канала передачи прямоугольных импульсов.
После оптопар сигналы поступают на входы триггеров Шмитта. Сформированные сигналы поступают на входы узлов первичной обработки сигналов от ОД. Эти же сигналы поступают на вход узла расчета относительного ускорения по каждой колесной паре и на вход узла анализа состояния цепей ОД.
Узел анализа состояния цепей ОД
Сформированные входные сигналы от ОД поступают на вход узла анализа состояния цепей. Узел представляет собой цифровой автомат, построенный на микросхеме ПЛИС фирмы Altera. По алгоритму считается, что цепи ОД исправны, если на вход автомата поступает сигнал логического нуля. Если на вход автомата поступает сигнал логической единицы в течении более 1,2 сек, вырабатывается сигнал аварии цепей ОД данной колесной пары. Так как длительность входных импульсов от ОД не превышает 100 мкс, эти импульсы не приводят к выработки сигналов аварии.
Сигналы состояния цепей ОД поступают на вход узла формирования сигналов управления и при сигнале аварии ОД блокируют канал управления электропневмоклапанами по данной колесной паре.
Узел первичной обработки сигналов от ОД
Узел представляет собой 4-х канальное устройство. Сигналы на вход узла поступают от узла приема сигналов от ОД. Каждый канал узла построен на микроконтроллере фирмы Atmel типа AT89C2051-24PI. В каждом микроконтроллере по заложенному алгоритму производится первичная обработка входных сигналов от ОД. После обработки через многоканальный буфер обмена информация передается в центральный процессор. Буфер обмена для каждого канала представляет из себя сдвиговый регистр с последовательной записью и параллельным чтением. Буфер обмена реализован в микросхеме ПЛИС фирмы Altera. Из первичных микроконтроллеров в буфер обмена информация передается в последовательном виде, а читается центральным процессором в параллельном.
Алгоритм обработки входных сигналов обеспечивает подавление помех, неизбежно появляющихся в линиях связи между ОД, как источниками информации, и модулем управления. В алгоритме использованы специальные математические методы фильтрации и сглаживания характеристик длительностей входных импульсов.
Каждый канал узла обработки снабжен светодиодным индикатором. Индикаторы установлены непосредственно на плате модуля управления возле микроконтроллеров. По свечению светодиода можно судить о состоянии конкретного канала. Если светодиод не светится – канал не работает. Если светодиод светится постоянно – нормальная работа. Если светодиод мигает – прием и первичная обработка информации от ОД производится, но при этом нет обмена с центральным процессором.
Узел расчета ускорения/замедления по каждой колёсной паре
Узел расчета ускорения/замедления представляет собой цифровой автомат, построенный на микросхеме ПЛИС фирмы Altera. Входными сигналами для расчёта ускорения/замедления колёсных пар являются импульсы от ОД.
Каждые 100 мс центральный процессор считывает из микросхемы знак (ускорение или замедление) и абсолютное значение величины ускорения или замедления по каждой колесной паре, измеренное на интервале за 1 секунду.
Эта информация передаётся на вход алгоритма по ускорению для принятия решения по выработке управляющих воздействий на ЭПК каждой колесной пары.
Узел формирования напряжений питания ОД
ОДМ-2М, устанавливаемые на вагон, двухканальные. Оба канала равноправные. Два канала используются для целей повышения живучести системы.
Выбор каналов осуществляется центральным процессором на основании информации, полученной от узла анализа цепей ОД. Если в течении более 1,2 секунды от ОД поступает сигнал неисправности, центральный процессор осуществляет переключение ОД на резервный канал.
Переключение каналов производится путем подачи напряжения питания на основной или резервный канал ОД. Определение «основной» или «резервный» канал ОД является чисто условным.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.