ЖУРНАЛ «СТА» 4/2008

преобразователем производства НПО «Константа» (г. Магнитогорск). Основу тягового преобразователя составляет трёхканальный широтно!импульсный регулятор, выполненный на базе сило! вых модулей IGBT, который обеспечи! вает пуск двигателей, регулирование тока в якоре и обмотках возбуждения, регулирование подмагничивания глав! ных полюсов, перевод двигателей в ре! жим генератора с отдачей энергии как в тормозные реостаты, так и в контакт! ную сеть (рекуперация). Кроме регуля! тора в состав тягового преобразователя входят микропроцессорный модуль управления, устройство защиты от пе! ренапряжений и узел управления элек! тромеханическим тормозом вагона. Тяговый преобразователь имеет цифровой выход, по которому пере! даётся диагностическая информация: действующее значение тока в якорях тяговых двигателей, напряжение на служебном конденсаторе, коэффици! енты заполнения широтно!импульс! ных модуляторов регулятора (управле! ние током в якорях двигателей при раз! гоне и торможении, управление возбу! ждением модулятора возбуждения дви! гателей), позиция контроллера водите! ля, температура внутри регулятора, на! пряжение аккумуляторной батареи. Информация передаётся с использова! нием интерфейса RS!232 без сигналов CTS, RTS, DTR в виде непрерывного потока данных. Поток данных разбит на кадры по 16 байт. Каждый кадр несёт информацию о мгновенных зна! чениях параметров. Маркеров начала и конца кадра нет, что затрудняет обра! ботку информации. Получаемой от преобразователя информации недоста! точно для анализа режима работы дви! гателей. Необходимо измерять напря! жение контактной сети и скорость дви! жения вагона. Т ЕХНИЧЕСКАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ СИСТЕМЫ Как показал анализ, на рынке Рос! сии и СНГ не представлены информа! ционно!вычислительные системы для трамвайных вагонов, способные одно! временно выполнять функции инфор! мирования водителя о режимах работы двигателей и автоматически протоко! лировать эти параметры с дискретно! стью до 1 секунды. НПП «Резонанс» выпускает счётчик! регистратор электроэнергии РЭН500.3 для городского электрического транс! порта, который уже нашёл широкое применение. Однако данный счётчик позволяет анализировать лишь общий расход электрической энергии без де! тализации по времени. ЗАО «Канопус» (г. Златоуст), основ! ной поставщик тягового оборудования для Усть!Катавского вагоностроитель! ного завода, комплектует блоки управ! ления тяговым приводом информаци! онными модулями. Но эти модули про! токолируют только ошибки и ус! реднённые за смену параметры. Петербургский трамвайно!механи! ческий завод комплектует новые ваго! ны бортовой системой, обладающей широкими возможностями протоколи! рования данных, но её поставка от! дельно от вагона невозможна. Эти обстоятельства потребовали раз! работки оригинальной бортовой инфор! мационно!вычислительной системы для модернизированного вагона 71!605. Бортовая информационно!вычис! лительная система была разработана сотрудниками кафедры «Методы и средства измерения и автоматизации» Бийского технологического институ! та (филиала) ГОУ ВПО «Алтайский государственный технический уни! верситет им. И.И. Ползунова» при ак! тивном участии специалистов произ! водственно!технического отдела и де! по МУП «Трамвайное управление» г. Бийска. В качестве центрального устройства системы выбран панельный промыш! ленный компьютер PPC!103T произ! водства фирмы Advantech. Он выпол! нен в виде функционально за! вершённого моноблока, включающего в себя материнскую плату с интегриро! ванной периферией, жидкокристалли! ческий монитор с сенсорным экраном и блок питания. Компьютер рассчитан на работу в диапазоне температур от –25 до +50°C, в условиях вибраций, по! вышенной влажности и запылённости воздуха. Внешний вид панельного ком! пьютера PPC!103T показан на рис. 1. Вычислительные возможности PPC! 103T определяются центральным про! цессором Intel Celeron 850 МГц, ОЗУ объёмом 128 Мбайт, наличием жёсткого диска объёмом 100 Мбайт. Тип экрана жидкокристаллического дисплея — TFT, его разрешающая способность — 800 × 600 точек, размер диагонали — 10,4 дюйма. Компьютер имеет один порт Ethernet (100 Мбит/с) и 2 порта USB 1.1. Блок питания компьютера выполнен по обратноходовой схеме, что снижает уровень помех, проникающих из сети на материнскую плату. Питание ком! пьютера осуществляется от инвертора, преобразующего напряжение 24 В бор! товой сети в 220 В. Наличие инвертора ещё сильнее снижает уровень помех, проникающих в компьютер. Для получения достоверных данных от регулятора изготовлен блок гальва! нической развязки, наличие которого предотвращает попадание помех на вход порта RS!232. Для измерения напряжения контакт! ной сети и скорости движения вагона изготовлен блок УСО. Это собственная оригинальная разработка, выполнен! ная на основе однокристального мик! роконтроллера Atmega 16 фирмы Atmel. Измерительная часть блока УСО пита! ется от бортовой сети 24 В. Выход бло! ка имеет гальваническую развязку. Пе! редача данных от блока УСО к компью! теру производится через интерфейс RS!232 в одностороннем режиме в виде непрерывного покадрового потока дан! ных. Каждый кадр несёт информацию о мгновенных значениях параметров, из! меряемых УСО. Все кадры имеют 4!байтовый маркер начала. В блоке УСО предусмотрено 6 анало! говых входов измерения напряжения (0...1 В), 6 цифровых входов (логиче! ский 0 — менее 5 В, логическая 1 — 10...30 В). Для измерения скорости движения в вагоне установлен датчик вращения колёсной пары, использующий эффект Холла. Датчик подключён к счётному входу УСО. Схема расположения оборудования внутри трамвайного вагона представле! на на рис. 2. Компьютер ( 1 ) установлен в кабине водителя, блок УСО ( 2 ) — в пульте. Устройство сопряжения с тяго! вым преобразователем ( 3 ), имеющее схему гальванической развязки и пре! образователь уровней, расположено в шкафу электрооборудования за спиной СИС Т ЕМНА Я ИН Т Е Г РАЦИЯ / ГОРОДС КОЙ Т РАНСПОР Т 47 СТА 4/2008 www.cta.ru Рис. 1. Внешний вид панельного компьютера Advantech PPC 103T