28/10/2020

ИНОВАЦИИ В АВТОМАТИЧНИ ПРЕЛЕЗНИТЕ УСТРОЙСТВА ПРОИЗВЕДЕНИ В БЪЛГАРИЯ

***брой 9 “Железопътен транспорт”, 2011 г.***

Фирма “БАЛКАН-САСТ” ЕООД е дъщерно дружество на АЖД Прага, една от водещите фирми в Европа за производство на системи и устройства за безопасност в железопътния, автомобилния транспорт и метрополитена. Основният предмет на дейност на БАЛКАН-САСТ е проектиране, производство, монтаж и сервиз на системи за безопасност в железопътния транспорт. През 2006 г. фирмата проектира, произведе и монтира за експлоатация в НК”ЖИ” първото в България автоматично прелезно устройство, базирано на релейна логика, отговарящо на ТС-ЖИ 002-2005. Днес фирмата предлага първото у нас автоматично прелезно устройство АПУ от ново поколение, в което релейната логика е заменена напълно от индустриален микроконтролер с интегрирано ниво на безопасност SIL 3.

След създаването си през 2004 г. започна работа по създаването и развитието на гамата автоматични прелезно устройства /АПУ/ на фирма Балкан САСТ на базата на принципите и философията за безопасно поведение на съществуващите в НК”ЖИ” АПУ имащи следната блокова схема:

 

Още в процеса на работа през 2005г. възникнаха допълнителни изисквания:

  • Работа с броячи на оси /БО/.
  • Сигнализиране на водачите на МПС с лунно бяла мигаща – трета светлина.
  • Използване на нов тип лампа 12V/20/20W за шосейните сигнали за покриване на свето техническите норми.
  • Табло за далечна информация /ТДИ/ с увеличен брой информации.
  • Нова по-надеждна система за захранване включително с необслужваема акумулаторна батерия /АБ/.

Релейните схеми бяха адаптирани за работа с БО, но релейното управление и контрола на нишките на новия тип лампи се оказаха неефективни. Наложи се създаването на нов микропроцесорен модул за управление и контрол. Новият модул е основен градивен елемент на Блок електронен /БЕ/ под наименованието „Универсална платка за управление на сигнали” /УПУС/. Въвеждането на БЕ доведе до съкращаване на релейната логика, от която отпаднаха част от релетата.

C:\Documents and Settings\Administrator\My Documents\My Pictures\upus.jpg

Модулът УПУС има следните характеристики:

  • Модерна елемента база – микроконтролер PIC.
  • Управлява и контролира две двунишкови лампи едновременно.
  • Поддържа два типа лампи – 20V/7/7W и 12V/20/20W.
  • Осигурява плавен старт на запалването на лампата.
  • Допуска обвръзка с релейна логика.

Модул УПУС се предлага и във вариант за вграждане в съществуващи АПУ под наименованието „Блок за управление на бяла мигаща светлина” /БУБМ/.

За замяна на късите електрони релсови вериги /КЕРВ/ използвани в старите системи бе създаден точков пътен датчик ДП-2. Той е съставен от сензор, които с помощта на носач се монтира към релсата и блок електронен БЕ намиращ се в трансформаторна кутия ТК до ЖП линията.

ДП-2 има следните характеристики:

  • Ползва модерна елемента база – микроконтролер PIC.
  • Активен контрол в реално време на монтажа на сензора спрямо релсата, целостта на обвръзката със сензора и работоспособността на цялото устройство.
  • Функционална и електрическа съвместимост с КЕРВ.
  • Приложим е на релси тип S49 и UIC60.
  • Не допуска спиране на подвижен състав върху сензора.

ДП-2 е монтиран в експлоатация на прелеза 51+114 Съединение – Панагюрище през 2006г.

Таблото за далечна информация ТДИ бе създадено по нова безконтактна микропроцесорна схема, реализираща обратна съвместимост със съществуващите АПУ и позволяваща разширяването на функционалността в бъдеще.

C:\Documents and Settings\Administrator\My Documents\My Pictures\tdi.jpg

ТДИ има следните характеристики:

  • Модерна елемента база – микроконтролер PIC.
  • Безконтактна галванично отделена входно-изходна схема за управление и контрол.
  • Двуредов текстов LCD дисплей и LED индикация.
  • Обратна съвместимост със съществуващите АПУ.
  • Възможност за разширяване на функционалността.

C:\Documents and Settings\Administrator\My Documents\My Pictures\bzb12.jpg

За контрол на състоянието на АБ служи блок защита батерия БЗБ. Схема следи напрежението на АБ, дава индикация за режима на работа и при необходимост изключва товара от АБ.

БЗБ има следните характеристики:

  • Модерна елемента база – аналогови компаратори.
  • LED индикация на състоянието.
  • Управлява външен мощен контактен елемент.

От 2008 г. БЗБ се произвежда в нова версия 1.6 със следните характеристики:

  • Модерна елемента база – микроконтролер PIC.
  • Подобрен работен алгоритъм.
  • Четири режима на работа.
  • Ръчен старт.
  • Индикация за високо напрежение.

Новосъздаденото автоматично прелезно устройство с релейна логика наречено с фирмено съкращение АПУ-Мб придоби следния вид:

C:\Documents and Settings\Administrator\Desktop\big_apuua1[1].jpg

Автоматичното прелезно устройство АПУ-Мб е изградено върху 19” шкаф съдържащ релейната логика, съставена от първокласни релета тип РЕЛ, касета за модулите на блок електронен /БЕ/ и токозахранването /ТЗУ/.

През 2010 г. АПУ-Мб получи сертификат за интегрирано ниво на сигурност SIL4 по стандарта EN50129 от VUZ Чехия.

АПУ-Мб е монтирано в експлоатация на 52 прелеза на територията на България от 2006 г.

Въпреки своята еволюция съществуващите АПУ са ограничени от особеностите на релейната логика:

  • Невъзможност за самопроверка за работоспособността.
  • Различна релейна схема според предназначението.
  • Ограничени възможности за разширение.
  • Необходимост от различни типове релета.

Ясно е, че възможностите на релейната логика са изчерпани. Множеството нейни недостатъци предизвикаха търсене на алтернатива на релейната логика с подходящ контролер. Специализираните контролери, който се предлагат от няколко фирми са със сложна архитектура и неприемлива себестойност. От друга страна стандартните индустриални контролери имат необходимите възможности при приемлива себестойност.

През 2009 г. във фирма Балкан САСТ започна работата по създаването на АПУ от ново поколение със следните характеристики:

  • Модерна елемента база – стандартен индустриален микроконтролер.
  • Функционална съвместимост със съществуващите системи.
  • Унифициране – различните разновидности на АПУ са с общ хардуер, но различени приложни програми – софтуер.
  • Безконтактен контрол и управление.
  • Възможност за работа с лампи и светодиоди LED.
  • Връзка с ТДИ по кабелен или оптичен модем.
  • Възможност за дистанционна диагностика и запис на събитията.

PSR.jpg

За целта бе подбран микроконтролер от серията TRISAFE на Phoenix contact със следните основни характеристики:

  • Интегрирано ниво на сигурност SIL 3.
  • Работно напрежение от 24V и широк работен температурен диапазон.
  • Галванично отделени и защитени интегрирани вход/изходи с възможност за разширение.
  • Достъпно визуално програмиране.

C:\Documents and Settings\Administrator\My Documents\My Pictures\efuse.jpg

За да бъде осигурена адекватна защита по напрежение на БЕ и контролера бе създаден 24V безконтактен електронен предпазител eFuse със следните характеристики:

  • Модерна елемента база – микроконтролер PIC.
  • Безконтактна комутация.
  • Възможност за избор на четири номинални стойности на тока – 2А, 4А, 8А и 16А.
  • Контактна и LED индикация на състоянието.
  • Ръчен, автоматичен или дистанционен старт.

C:\Documents and Settings\Administrator\My Documents\My Pictures\pws2.jpg

Сензорът и БЕ на ДП-2 бяха обединен в нов точков сензор за колооси PWSensor със следните подобрения спрямо ДП-2:

  • Нов мощен микроконтролер dsPIC.
  • Допуска спиране на подвижен състав върху сензора.
  • Възможност за измерване на скорост на движение до 200 Км/ч.
  • Възможност за комуникация с централен модул броящ оси.
  • Нова оптимизирана конструкция на сензора и носача.

C:\Documents and Settings\Administrator\My Documents\My Pictures\upus2.jpg

За работа със светодиоди LED и обвръзка с контролер модулът УПУС претърпя усъвършенстване до версия УПУС2 със следните подобрения:

  • Нов мощен микроконтролер dsPIC.
  • Запазена обратна съвместимост с УПУС.
  • Възможност за управление и контрол на лампи и светодиоди LED.
  • Възможност за честотно управление и обвръзка с контролер.
  • Прецизно регулиране на параметрите.

C:\Documents and Settings\Administrator\My Documents\My Pictures\LED.jpg

Като алтернатива на лампата 12V/20/20W на шосейните сигнали бе създаден светодиоден LED модул, окомплектован със съответните LED драйвери. Модулът има следните характеристики:

  • Два независими LED кръга, съответстващи на нишките в лампата.
  • Предвиден за управление и контрол от УПУС2.
  • Ниска консумация и висока надеждност спрямо лампата.
  • Отговаря на изискванията за осветеност и видимост.

C:\Documents and Settings\Administrator\My Documents\My Pictures\bzb3.jpg

Новата е версия и Блока за защита на батерията. Във БЗБ версия 3 комутиращият елемент не е външен, а е вграден в новия по-голям корпус на БЗБ.

C:\Documents and Settings\Administrator\My Documents\My Pictures\etdi.jpg

Създаден бе нов комуникационен модул CDM за модемна обвръзка на АПУ с ТДИ. Модулът има следните характеристики:

  • Мощен микроконтролер dsPIC.
  • Интегриран кабелен модем или свързване към външен оптичен модем.
  • Възможност за обвръзка с релейна логика или контролер.
  • Възможност за предаване на диагностична информация към ТДИ.

Все още се работи по безконтактен модул за управление и контрол на бариерни механизми /БМ/, позволяващ обвръзка с микроконтролер със следните характеристики:

C:\Documents and Settings\Administrator\My Documents\My Pictures\bdm.jpg

  • Мощен микроконтролер dsPIC.
  • Управление и контрол на два БМ.
  • Защита по ток и напрежение.
  • Гъвкав алгоритъм за управление.
  • Възможност за обвръзка с релейна логика или контролер.

C:\Documents and Settings\Administrator\My Documents\My Pictures\csen.jpg

За обвръзка и контрол на състоянието на сензора PWS се работи по модул Csensor със следните хараклтеристики:

  • Мощен микроконтролер dsPIC.
  • Възможност за работа с два сензора PWS.
  • Броене на колооси.
  • Отчитане на скорост и изчисляване на изравнителен интервала.
  • Възможност за обвръзка с релейна логика или контролер.

Блоковата схема на новата състем автоматично прелезно устройство АПУ-К има следния вид:

C:\Documents and Settings\Administrator\My Documents\My Pictures\apu-k.jpg

АПУ-К е изпълнено в 19” статив, заемайки само част от него. Запазено е разположението на репартиторът за обвръзка с външни съоръжения. Възможна е по-компактна реализация в подходящ шкаф.

Очаква се през 2011г. АПУ-К да получи разрешение за провеждане на експлоатационни изпитания в НК-ЖИ.

За изминалите шест години фирма Балкан САСТ е въвела в експлоатация в НК”ЖИ” пет иновации в областта на АПУ, една е в експлоатационни изпитания, четири очакват разрешение за експлоатационни изпитания с АПУ-К и три са все още на ниво прототип.

Използването на контролер вместо релейна логика в АПУ открива нови възможности – същото да бъде приложено при релейните гарови централизации. Това би дало възможност за замяна на остарелите релейни групи запазвайки функционалността на системата. Също така би дало възможност за използване модерна компютърна визуализация и управление от Touch-screen LCD дисплей, вместо от съществуващите остарели пулт манипулатори.

Освен технически иновациите са и функционални. Ако се използват цялостно техническите възможности на АПУ-К може значително да бъде намалено и фиксирано на определена стойност /например 30 секунди/ времето, през което АПУ е затворено. Допълнително може да бъде поставена светлина табела отброяваща времето, оставащо до преминаването на влака по подобие на светофарните уредби в градовете. Това би довело до повишаване на безопасността. Разбира се подобна иновация към момента изисква промяна в нормативната уредба.