СПЕЦИАЛЬНАЯ ЧАСТЬ. до лабораторної роботи № 4

 

до лабораторної роботи № 4

з курсу «Чисельні методи»

для студентів базового напрямку

040204 «Прикладна фізика»

 

 

Укладачі: Глинський Я.М., канд. фіз.-мат. наук, доц.

Гоблик Н.М., ст. викл.

Гошко З.О., асистент

Ряжська В.А., канд. фіз.-мат. наук, доц.

 

 

Комп’ютерне складання: Ряжська В.А.

 

СПЕЦИАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

 

3.1 Назначение стенда «Работа КТСМ-02»

Стенд предназначен для изучения работы комплекса КТСМ-02, а также напольной камеры КНМ-05. Стенд будет использоваться в учебном процессе по специальности «Автоматика и телемеханика дневного и заочного отделения», а также слушателями ФПК.

Стенд выполнен на микросхемах серии К561.

Схема позволяет имитировать перемещение колесной пары (КП) по участку контроля, работу напольного и постового оборудования.

Колесная пара имитируется светящимися светодиодами. Процесс сканирования (измерение теплового сигнала) буксового узла имитируется мигающими светодиодами (мигание обеспечивается генератором на микросхеме DD5.1-DD5.3, конденсатором С1 и резисторами R58 и R51).

Работа светодиодов обеспечиваются с помощью электронных ключей на транзисторах КТ315Г, КТ361Г и ключами на микросхеме КТ561 КТЗ.

Управление ключами производится логической схемой выполненной на микросхемах серии К561.

Эти микросхемы выполнены на полевых транзисторах по КМОП- технологии. Они могут работать в широком интервале изменения питающего напряжения от 3 до 15 В, что снижает требования к источнику питания. Потребляемая мощность составляет доли милливатт. Эта серия микросхем обладает высокой помехоустойчивостью. Допустимое значение уровня помехи до 30% от напряжения источника питания. Для защиты от пробоя статическим или наведенным от силовых цепей электричества в структуру микросхем введены защитные диоды.

Уровни «нуля» и «единицы» зависят от значения напряжения источника питания. За «0» микросхема принимает сигнал в пределах (0-0,3) Uип, а за «1» в пределах (0,7-1,0) Uип.

Рисунок 4.1- Схема логического элемента 2ИЛИ-НЕ

На рисунке 4.1 приведена схема логического элемента 2ИЛИ-НЕ (К561 ЛЕ5). Эта микросхема используется в схеме стенда.

Транзистор VT1 и VT2- основные, а транзисторы VT3 и VT4- нагрузочные. Если один из входов (например Х2) подана «1», то транзистор VT1 открыт, а VT3 закрыт. Через открытый канал транзистора VT1 выход элемента соединяется с корпусом и на выходе устанавливается низкое напряжение – «0».

3.2 Работа логической схемы

Перемещение КП обеспечивается последовательным нажатием кнопки «КП». Высокий уровень сигнала («1») поступает на вход «S» триггера DD1.1. Триггер переходит в единичное состояние и передним фронтом выходного сигнала триггера, емкость счетчика DD2.1 (схема К561 ИЕ10) увеличивается на единицу. Двоичный код на выходе счетчика управляет дешифратором DD3 (К561 ИД1).

Сигнал высокого уровня («1») на выходе дешифратора с каждым нажатием кнопки перемещается с выхода 0 до выхода 9. Нулевой выход это исходное положение. А «единица» на выходе 9 срабатывает счетчик в нулевое состояние. При этом светодиод высвечивает так же строку контроля, поясняя какие действия происходят на контрольном участке.

1. После первого нажатия кнопки «КП» высвечивается пояснительная строка «1ая КП заходит на участок контроля» и мы видим высвечиваемую светодиодами КП приближающуюся к участку контроля. При этом шунтируется рельсовая цепь и мигающие светодиоды указывают на выдаваемый «электронной педалью ЭП1» сигнал «РЦН», с помощью которого система оповещается о заходе КП на участок контроля.

2. После второго нажатия кнопки «КП» появится «1» на выходе 2 дешифратора DD3. Высвечивается пояснительная строка «открытие заслонки НК». Поступают импульс на вход «S» триггера открытия заслонок (ТО3) на микросхеме DD1.3. Триггер запоминает открытое состояние заслонок. Сброс его произойдет только появление «1» на выходе 8 дешифратора. На лицевой панели стенда справа мы наблюдаем имитацию открытия состояния заслонки. С помощью горящих белых светодиодов.

3. После третьего нажатия кнопки «КП» высвечивается надпись «КП в зоне датчика Д1» и на лицевой панели стенда светящаяся КП перемещается в зону датчика Д1. В аппаратуре запускается схема распознавания прохода вагона.

4. После четвертого нажатия кнопки «КП» высвечивается пояснительная надпись «КП в зоне между датчиком Д2 и Д3». При нахождении КП в этой зоне идет сканирование буксового узла основными напольными камерами ПОНК (правая основная НК) и ЛОНК (левая основная НК) снизу под углом 52°, что мы и наблюдаем на лицевой панели стенда на структурной схеме НК. При этом мигающими светодиодами обеспечивается имитация перемещения сигнала от открытой заслонки в болометр, а затем в предварительный усилитель и блок микроконтроллера.

5. После пятого нажатия кнопки «КП» высвечивается надпись «КП в зоне датчика Д3». При этом КП перемещается в зону датчика Д3 и и вспомогательные напольные камеры сканируют подступичную часть буксового узла с целью определения неисправности тормозной системы. При неисправности тормозной системы тормозные колодки воздействует на КП и происходит нагрев диска колеса сразу нескольких колесных пар.

6. Сигнал с выхода 6 дешифратора (после 6 нажатия кнопки «КП») обеспечивает зажигание надписи «формируется сообщение для передачи на станцию» и мигающими светодиодами высвечивается имитация сигнала передаваемого на станцию.

7. Сигнал с выхода 7 дешифратора (после седьмого нажатия кнопки «НК») обеспечивает зажигание надписи «КП в зоне датчика Д4» и высвечивается КП в зоне этого датчика.

8. После восьмого нажатия на кнопку «КП» зажигается надпись «последняя КП уходит с участка контроля». При этом сбрасывается триггер DD1.3 (триггер открытого состояния заслонки), гаснут белые светодиоды имитирующие открытое состояние заслонки.

9. После девятого нажатия кнопки «НК» происходит сброс счетчика DD2.1 и схема переходит в исходное состояние.