Разработка комплекта электрических схем маршрутной релейной централизации блочного типа
Введение
Целью дипломного проектирование являлась разработка комплекта
электрических схем маршрутной релейной централизации блочного типа (БМРЦ) для
использования их студентами техникума в качестве дополнительного материала при
изучении дисциплины «Станционные системы автоматики», а также создание
электронной библиотеки релейных блоков маршрутной релейной централизации и
библиотеки символов аппаратуры и оборудования СЦБ для использования при
курсовом и дипломном проектировании по темам данной дисциплины.
Для наиболее эффективного использования материал разработан в трех
вариантах: в качестве раздаточного материала на бумажном носителе в виде
отдельных схем и сборников (альбомов), на СD-диске с возможностью внесения дополнений и изменений, а
также в виде электронного варианта в базе данных техникума для использования
студентами при проектировании.
Перед нами стояли задачи по созданию комплекта технической документации:
Электронные библиотеки релейных блоков, символов аппаратуры и
оборудования СЦБ;
Выбор схематического плана станции с расположением на нем максимально
возможных типов релейных блоков наборной и исполнительной групп;
Альбом «Внутренние электрические схемы релейных блоков наборной и
исполнительной групп блочно»;
Альбом «Различные случаи расположения релейных блоков одиночных и
спаренных стрелок (НСО и С, НСС и С)»;
Электрическая схема межблочных соединений наборной группы блочной
маршрутной релейной централизацией при задании маршрутов;
Электрическая схема межблочных соединений исполнительной группы блочной
маршрутной релейной централизацией при замыкании, отмене и размыкании
маршрутов;
Альбом «Схемы управления напольными объектами электрической
централизации»:
схемы управления стрелками;
схемы управления огнями светофоров;
схемы ламп табло путей стрелочных переводов;
схемы контрольной индикации изолированных участков и состояния напольных
объектов электрической централизации;
различные случаи расположения маршрутных кнопок на плане станции и
применения релейных блоков маршрутного набора;
варианты расположения релейных боков и подключения шин питания в
зависимости от рода и направления маршрута.
Необходимость в создании такого рода технической документации и
электронной библиотеки вызвана отсутствием современных учебников по указанной
дисциплине, сложностью выполнения студентами курсовых и дипломных проектов на
тему блочной маршрутной релейной централизации, а также для обеспечения
студентов раздаточным материалом при аудиторных и самостоятельных занятиях.
При разработке диплома были рассмотрены программы Orcad, CorelDraw и другие, в которых были ранее
созданы схемы электрической централизации, но эти схемы не соответствовали
требованиям, предъявляемым к разработке такого рода технической документации.
Имели место технические ошибки, например: отсутствовали схемы включения угловых
кнопочных реле, схемы реле контроля положения и взреза стрелок, контроля
негабаритных секций; некоторые релейные блоки нельзя было отобразить зеркально,
то есть если блок сделан в четном направлении, то его невозможно преобразовать
так, чтобы он мог использоваться в нечетном направлении. Выше указанные
программы имеют сложный пользовательский интерфейс, их изучение не входило в
учебную программу по дисциплине «Прикладная информатика». Для проектирования
нами была выбрана программа Microsoft Visio.
Ознакомление с данной программой происходит в рамках компьютерной практики для
студентов IV курса специальности Автоматика и
телемеханики на железнодорожном транспорте.
Microsoft Visio представляет
собой приложение, в котором можно создавать чертежи, электрические схемы и
электронные библиотеки элементов, которые в дальнейшем можно неоднократно
использовать в других проектах. Интерфейс данной программы прост в обращении и
не создает сложностей при его изучении. Одним из достоинств программы Microsoft Visio является то, что проекты, созданные в ней легко
интегрируются в другие программы пакета Microsoft Office, что позволяет использовать созданные схемы не только
при создании раздаточного материала, но использовать элементы этих схем при разработке
методических пособий по другим темам дисциплин цикла "Автоматика и
телемеханика на железнодорожном транспорте».
1 Характеристика блочной маршрутной релейной централизации (БМРЦ)
В блочной маршрутной релейной централизации задание маршрутов осуществляется
нажатием кнопок начала и конца маршрута. Для выполнения этих команд аппаратура
подразделяется на наборную группу (маршрутный набор), исполнительную группу
(схемы установки и размыкания маршрутов) и схемы управления и контроля
напольными объектами.
Схемы наборной группы предназначены для реализации маршрутного способа
управления стрелками и сигналами светофоров. Реле, находящиеся в блоках
наборной группы, фиксируют действия дежурного по станции на аппарате управления
и автоматизируют перевод стрелок по трассе маршрута и открытие светофоров.
В наборной группе используются следующие типовые релейные блоки:
НПМ - управляет входным, выходным или маршрутным светофорами, маневровым
светофора с участка пути за поездным светофором или маневровым светофором с
пути, а также конечной кнопкой в поездном маршруте приема.
Назначение реле в блоке:
НКН - поездное кнопочное, включается при нажатии кнопки светофора начала
поездного маршрута;
КН - начальное маневровое кнопочное, включается при нажатии кнопки
светофора начала маневрового маршрута;
ПП - поездное противоповторное;
ОП - общее противоповторное для поездных и маневровых сигнальных реле;
ВК - вспомогательное конечное поездное;
ВКМ - вспомогательное конечное маневровое, определяет светофор до
которого или за который набирается маневровый маршрут.
НМI - управляет одиночным маневровым светофором в горловине станции, а
также вариантной кнопкой.
Назначение реле в блоке:
НКН - кнопочное, включается при нажатии кнопки светофора начала маршрута;
КН - кнопочное, включается при нажатии кнопки светофора конца маршрута;
ВКМ - вспомогательное конечное маневровое, определяет светофор до
которого или за который набирается маневровый маршрут;
ВП - вспомогательное поездное, определяет набор поездного варианта
маршрута;
МП - маневровое противоповторное;
АКН - автоматическое кнопочное, определяющее основной вариант маршрута и
позволяющее набирать сложные маршруты нажатием только двух кнопок - начала и
конца маршрута
НМIД - дополнительный к блоку НМI. Применяется один блок на каждые
шесть блоков типа НМ-1.
В блоке находятся шесть реле К - повторителей кнопок.
НМIIП - управляет маневровым светофором
из тупика или одним из светофоров, установленных в горловине в створе, или с
участка пути.
Назначение реле в блоке:
КН - маневровое кнопочное, включается при нажатии кнопки светофора начала
маневрового маршрута;
ВП - вспомогательное поездное, определяет набор поездного варианта
маршрута;
МП - маневровое противоповторное;
ВКМ - вспомогательное конечное маневровое, определяет светофор до которого
или за который набирается маневровый маршрут.
НМIIАП - управляет вторым маневровым
светофором, установленным в горловине в створе или с участка пути
Назначение реле в блоке:
КН - маневровое кнопочное, включается при нажатии кнопки светофора начала
маневрового маршрута;
ВП - вспомогательное поездное, определяет набор поездного варианта
маршрута;
МП - маневровое противоповторное;
ВКМ - вспомогательное конечное маневровое, определяет светофор, до
которого или за который набирается маневровый маршрут;
К - повторитель маршрутной кнопки;
АКН - автоматическое кнопочное, определяющее основной вариант маршрута и
позволяющее набирать сложные маршруты нажатием только двух кнопок - начала и
конца маршрута, а также набирать маневровые маршруты по светофору нажатием только
двух кнопок.
НСО*2 - управляет одиночными стрелками. Устанавливается один блок на две
одиночные стрелки.
Назначение реле в блоке:
1ПУ, 1МУ, 2ПУ, 2МУ - плюсовые и минусовые управляющие для включения
пусковых цепей перевода стрелок по набираемому маршруту.
НСС - управляет спаренными стрелками.
Назначение реле в блоке:
ПУ1, МУ1, ПУ2, МУ2 - плюсовые и минусовые управляющие для включения
пусковых цепей перевода стрелок по набираемому маршруту;
УК - угловое кнопочное, определяет возможность задания маршрута по
минусовому положению съезда и исключает возможность задания маршрута по
плюсовому положению стрелки.
НН - содержит комплект реле направлений, которые фиксируют род и
направление движения.
Назначение реле в блоке:
П - поездное в маршруте нечетного направления;
О - поездное в маршруте четном направления;
ПМ -маневровое в маршруте нечетного направления;
ОМ - маневровое в маршруте четного направления;
ВПМ - вспомогательное маневровое в маршруте нечетного направления;
БДШ - диодов, в котором находятся 20 диодов для развязки схем включения
угловых кнопочных реле УК.
Полную схему наборной группы составляют из четырех цепей межблочных
соединений:
- включение кнопочных реле НКН и КН;
- включение автоматических кнопочных реле АКН;
- включение управляющих стрелочных реле ПУ и МУ;
- схема соответствия для включения поездных и маневровых начальных реле с
проверкой соответствия друг другу фактического положения стрелок и команды на
их перевод.
Схемы исполнительной группы реле предназначены для установки, замыкания,
автоматического размыкания и искусственного размыкания маршрутов с проверкой
условий безопасности движения поездов. В исполнительной группе используются
следующие типовые релейные блоки:
П - блок приемоотправочного пути, контролирующий его состояние и
обеспечивающий исключение враждебных маршрутов.
Назначение реле в блоке:
ЧКС и НКС - контрольно-секционные четного и нечетного направления;
ОКС - общий повторитель контрольно-секционных реле;
ЧИ и НИ - исключающие четного и нечетного направлений, предназначены для
исключения встречных маршрутов;
П1 - повторитель путевого реле.
С - стрелочно-коммутационный блок; контролирует положение стрелок и
коммутацию схем в соответствии с установленным маршрутом.
Назначение реле в блоке:
ПК и МК - контроля положения стрелки (плюсовое контрольное и минусовое
контрольное);
ВЗ - взреза стрелки, контролирует положение ходовых и охранных стрелок, а
также свободность негабаритных стрелочно-путевых участков.
СП - блок стрелочно-путевого участка, контролирующий его состояние,
обеспечивающий замыкание стрелок в маршруте и размыкание их при проследовании
поезда по участку.
Назначение реле в блоке:
КС - контрольно секционное;
1М и 2М - маршрутные, контролируют прохождение поезда по маршруту;
З - замыкающее, контролирует задание и размыкание маршрута;
РИ - искусственного размыкания маршрута;
Р - размыкания маршрута, служит для возбуждения маршрутных реле, если они
по каким-то причинам не возбудились после прохода поезда;
СП1 - повторитель путевого реле, проверяет занятость первой секции за
светофором.
УП - блок бесстрелочного участка пути в горловине станции, контролирующий
его состояние, последовательное размыкание секций в поездном маршруте и
исключающий лобовые маневровые маршруты на этот участок.
Назначение реле в блоке:
КС - контрольно секционное;
1М и 2М - маршрутные, контролируют прохождение поезда по маршруту;
З - замыкающее, контролирует задание и размыкание маршрута;
РИ - искусственного размыкания маршрута;
Р - размыкания маршрута, служит для возбуждения маршрутных реле, если они
по каким-то причинам не возбудились после прохода поезда;
П1 - повторитель путевого реле; проверяет занятость первой секции за
светофором;
1КМ и 2КМ - конечные маневровые, определяют конец маневрового маршрута
при задании его на бесстрелочный участок, а также для исключения встречных
маневровых маршрутов на участок пути в горловине станции. Выполняют роль
замыкающих реле.
МI - блок управления маневровым
светофором, расположенным на границе двух стрелочных участков в горловине
станции
Назначение реле в блоке:
КС - контрольно секционное;
С - сигнальное;
Н - начальное, определяет начало маневрового маршрута от данного
светофора;
КМ - конечное маневровое, определяет конец маневрового маршрута у данного
светофора в попутном направлении;
ОТ - отмены маршрута;
ИП - известитель приближения, контролирует состояние рельсовой цепи перед
светофором;
О - огневое, контролирует целостность нитей ламп светофора.
МII - блок маневрового сигнала,
управляет маневровым светофором стоящим в створе со светофором противоположного
направления, светофором с неизолированного пути или из тупика.
Назначение реле в блоке:
КС - контрольно секционное;
С - сигнальное;
Н, КМ - начальное и конечное реле, определяют начало и конец маневровых
маршрутов противоположных направлений;
ОТ - отмены маршрута;
ИП - известитель приближения, контролирует состояние рельсовой цепи перед
светофором;
О - огневое, контролирует целостность нитей ламп маневрового светофора.
МIII - блок маневрового светофора,
управляющий маневровым светофором с бесстрелочного изолированного участка пути
в горловине станции или с приемоотправочного пути
Назначение реле в блоке:
КС - контрольно секционное;
С - сигнальное;
Н - начальное, определяет начало маршрута от данного светофора;
ОТ - отмены маршрута;
ИП - известитель приближения, контролирует состояние рельсовой цепи перед
светофором;
О - огневое, контролирует целостность нитей ламп светофора.
ВI - блок выходного сигнала,
управляющий выходным или маршрутным светофором на одно направление и
обеспечивающий сигнализацию красным, желтым, зеленым и лунно-белыми огнями.
В блоке находятся реле:
С - поездное сигнальное;
МС - маневровое сигнальное;
ЛС - линейное сигнальное, выбирает разрешающее показание светофора в
зависимости от состояния первого участка удаления;
О - огневое, контролирует целостность нитей лам светофора.
ВII - блок выходного сигнала,
управляющий выходным и маршрутным светофором на два направления и
обеспечивающий сигнализацию красным, желтым, зеленым, двумя желтыми (зелеными)
и былым огнями.
Назначение реле в блоке:
С - поездное сигнальное;
С1 - повторитель поездного сигнального;
МС - маневровое сигнальное;
2ЗС - вспомогательное сигнальное, участвует во включении двух желтых
(зеленых) огней;
О - огневое, контролирует целостность нитей лам светофора;
2ОЗ - огневое вспомогательное, контролирует целостность нитей
дополнительного желтого (зеленого) огня.
ВД - дополнительный блок поездного светофора, включаемый вместе с блоками
ВI или ВII для выходных светофоров, а также используемых в схемах
установки и размыкания маршрутов для необходимых зависимостей входного
светофора. Назначение реле в блоке:
КС - контрольно-секционное;
Н - начальное поездных маршрутов;
НМ - начальное маневровых маршрутов;
ОН - общий повторитель поездного и маневрового начального реле;
ИП - известитель приближения; контролирует состояние рельсовой цепи перед
светофором;
ОТ - отмены маршрута.
Полную схему исполнительной группы составляют из восьми цепей межблочных
соединений:
- включение контрольно-секционных реле КС;
и 3 - включение поездного С или маневрового МС сигнального реле. Цепь
маневрового сигнального реле МС используется также для включения маршрутных
реле 1М и 2М;
и 5 - включение маршрутных реле 1М и 2М. 5-ая цепь используется также для
включения дополнительного сигнального реле ЛС или 2ЗС в блоках ВI, BII;
- включение реле разделки стрелочных и бесстрелочных участков маршрута Р;
- включение индикации свободного состояния изолированных участков;
- включение индикации занятого состояния изолированных участков.
. Электронные библиотеки релейных блоков, символов аппаратуры и
оборудования электрической централизации
.1 Общие сведения
Необходимостью создания новой библиотеки релейных блоков исполнительной и
наборной групп блочной маршрутной релейной централизации вызвало тем, что блоки
в существующих библиотеках не отвечают установленным стандартам, в них имеются
ошибки, то есть блоки не соответствуют блокам, находящихся в типовых проектных
решениях. Некоторые блоки нельзя делать в "зеркальном" отображении,
то есть если блок сделан в четном направлении, то его при помощи
"мышки" или панели форматирования (Action) невозможно сделать так, чтобы он мог использоваться
в нечетном направлении. Также блоки в этих библиотеках невозможно
переворачивать. В состав существующих библиотек входят не все типы блоков и
поэтому, учитывая все выше сказанные отклонения, приходилось студентам
проектировать блоки самим, что сопровождалось потерей времени. Существующие
библиотеки блоков сделаны в разных программах Corel Draw, Orcad
и других, поэтому блоки в них нарисованы по-разному, что вызывает сомнения в
том, какой из блоков изображен правильно. Пользование этими библиотеками
релейных блоков создает затруднение у студентов при составлении схем в курсовых
и дипломных проектах.
Предлагаемая библиотека релейных блоков разработана в информационной
программе Microsoft Visio. Перед тем, как сделать библиотеку блоков, были
выполнены схемы самих блоков при использовании библиотеки символов, включающую
в себя разные виды релейных контактов, типы реле, резисторы, конденсаторы и так
далее. В состав библиотеки входят схемы всех типов релейных блоков: НПМ, НМI, НСС, НСО, НМIIП, НМIIАП, П, УП, СП, С, МI, МII, МIII, ВI, ВII, ВД, НН,
БДШ, а также приведены схематические рисунки некоторых вариантов их
установки.
Новая библиотека релейных блоков использовалась при разработке некоторых
частей данного дипломного проекта. Например, при составлении электрических схем
межблочных соединений наборной и исполнительной групп блочной маршрутной
релейной централизации на схематическом плане станции, при разработке альбома
«Внутренние электрические схемы блоков наборной и исполнительной групп».
В ходе дипломного проектирования, также была отредактирована и пополнена
библиотека символов аппаратуры и оборудования электрической централизации. Все
библиотеки выполнены в соответствии с требованиями стандарта Новосибирского
техникума железнодорожного транспорта СТП НТЖТ 001-2005. Библиотеки будут
размещены для общего доступа в локально-вычислительной сети техникума.
Данные электронные библиотеки могут использоваться при проектировании
систем сигнализации, централизации и блокировки студентами при разработке
курсовых и дипломных проектов по специальности 220204 Автоматика и телемеханика
на железнодорожном транспорте.
.2 Руководство пользования электронными библиотеками
Для начало работы необходимо запустить программу Microsoft Visio и
создать новый документ. После чего, при помощи кнопки (Open) на панели инструментов открыть библиотеку блоков,
библиотека находится в папке, расположенной в локально-вычислительной сети
техникума, и доступна для общего доступа в режиме чтения. Библиотека загрузится
с левой стороны окна программы (рисунок 1).
Для размещения блока на поле документа необходимо перетащить его из
библиотеки при помощи левой кнопки "мыши". После чего с ним можно
производить различные операции, пользуясь панелью форматирования (Action).
После того, как на поле документа размещены все необходимые для
проектирования релейные блоки, произвести их соединение при помощи инструментов
расположенных на панели рисования (Drawing).
Использование библиотеки символов аппаратуры и оборудования электрической
централизации производится аналогично.
Рисунок 1 - Интерфейс программы Microsoft Visio
3 Схематический план и размещение релейных блоков на плане станции
Одной из задач дипломного проекта являлось разработка схем межблочных
соединений наборной и исполнительной групп. В связи с этим были рассмотрены
разные варианты путевого развития с различным количеством блоков. В результате
остановились на данном путевом развитии (рисунок 2).
Рисунок 2 -
Схематический план станции
Предпочтение такому путевому развитию было отдано из-за удобного
обучения, простоты разработки схем межблочных соединений и размещения блоков на
плане станции. Таким образом, при разработке маршрутной релейной централизации
для данного путевого развития, используются все блоки наборной группы (рисунок
3), и девять из десяти блоков исполнительной группы (рисунок 4).
Рисунок 3 -