Микропроцессорная система управления и диагностики оборудования МСУД-Н каждой секции электровоза предназначена для управления электрооборудованием в режимах тяги и электрического (рекуперативного) торможения и для контроля состояния этого электрооборудования с выдачей соответствующей информации на дисплей пульта машиниста головной (хвостовой) секции.
В состав МСУД-Н каждой секции входят:
- блок управления А55 (БУ-193), расположенный в высоковольтной камере;
- блок индикации А78 (БИ), расположенный на пульте машиниста;
- два блока сопряжения А81, А82 (БС-224), расположенных в противоположных концах кузова секции электровоза.
Блок управления А55 каждой секции с помощью кабеля 42 подключается к блоку сопряжения А81, формирующим бортовую информационную сеть.
От блока сопряжения А81 с помощью кабелей 30, 31 и разъемных соединителей X19, Х20, расположенных на лобовой части головной (хвостовой) секции, осуществляется передача информации для работы электровоза по СМЕ.
К блоку сопряжения А81 головной (хвостовой) секции подключается блок индикации А78 с помощью кабеля 44. При этом обязательно подключение трех разъемных соединителей Х4, Х5, X1 блока А78.
К разъемному соединителю Х5 блока сопряжения А81 и розетками X18, Х29 каждой секции подключаются провода от контроллера машиниста SM1 и маневрового переключателя S2 головной (хвостовой) секции для передачи сигналов на другую секцию в случае отказа в работе аппаратуры блока управления А55 данной секции.
Для реализации функций управления и диагностики оборудования блок управления А55 имеет следующие связи:
- для контроля схемы и состояния релейно-контакторного оборудования секции РКА, режима работы на разъемные соединители X10, X11 и X16 заводятся соответствующие сигналы, в том числе и по связям с аппаратурой систем КЛУБ-У и САУТ головных (хвостовых) секций;
- для контроля силовой схемы и протекающим в ней процессам на разъемные соединители Х13, X15 заводятся сигналы с датчиков напряжения ДН, контроля углов коммутации ДУК, скорости ДС и токов ДТ всех тяговых двигателей;
- формирование необходимой заданному режиму схемы цепей управления в режимах «Автоведение» и «Авторегулирование» осуществляется путем соответствующих переключений релейно-контакторных элементов, для чего они подключаются к разъемным соединителям X12, X17;
- управление ВИП U1, U2 и ВУВ U3 осуществляется через разъемный соединитель Х14 путем выдачи импульсов, отпирающих соответствующие тиристоры преобразователей U1 - U3.
Разработанный и записанный в памяти микроконтроллеров блока управления А55 алгоритм управления предусматривает автономное управление каждой секцией электровоза (от одной до четырех при работе электровозов по СМЕ). При этом первая секция выполняет функции ведущей, остальные реализуют режим подчиненного регулирования, выполняют функции ведомых.
Управление преобразователями осуществляется с помощью контроллера машиниста SM1 головной (хвостовой) секции или автоматически (по программе) путем изменения угла открытия тиристоров ВИП U1, U2, а в режиме электрического торможения также и путем изменения угла открытия тиристоров блока ВУВ U3.
Изменение угла открытия тиристоров осуществляется программным способом при помощи микропроцессорного контроллера МПК, входящего в состав блока управления А55.
Блок управления А55 содержит центральный микропроцессорный контроллер ЦМК и два микропроцессорных контроллера МПК1, МПК2, один из которых находится в холодном резерве.
Центральный микроконтроллер ЦМК предназначен для диагностики оборудования электровоза, формирования информации для визуального контроля на экране блока индикации А78 головной (хвостовой) секции и записи результатов обработки сигналов управления с блока регулирования.
Блок управления БУ-193
Блок БУ-193 включает в свой состав два идентичных микропроцессорных контроллера МПК1 и МПК2 и один центральный микропроцессорный контроллер ЦМК.
МПК1, МПК2 предназначены для управления коллекторными тяговыми двигателями электровоза, оснащенного выпрямительно-инверторными преобразователями ВИП-4000 (два блока ВИП-4000 включены параллельно) и выпрямительной установкой возбуждения ВУВ-24.
ЦМК предназначен для контроля состояния и управления оборудованием электровоза, диагностики его систем в соответствии с заложенным алгоритмом, формировании и передачи сообщений по последовательным мультиплексным каналам.
Аппаратура микропроцессорной системы управления и диагностики электрооборудования электровоза построена на программных принципах обработки информации с использованием одноплатных микроконтроллеров М167-1.
Требования к организации обмена, составу, кодированию информации и характеристикам электрических сигналов в магистральном канале соответствуют RS-485.
Технические данные БУ-193:
Скорость передачи информации по магистральному каналу, Кбит/с до 115
Разрядность центрального процессора 32
Быстродействие, оп/с 800 тыс.
Емкость оперативного запоминающего устройства, Кбайт 256
Емкость постоянного запоминающего устройства, Кбайт 512
Количество внешних запросов прерываний 56
Количество входных импульсных сигналов от датчиков скорости 6
Амплитуда входных импульсных сигналов датчиков скорости, В 50
Интерфейс связи с датчиками токовая петля с током 10мА
Количество входных аналоговых сигналов 16
Разрядность аналогово - цифрового преобразователя 10
Уровень входных сигналов от 0 до + 10В
Количество каналов ввода дискретных сигналов:
в контроллере МПК1 (МПК2) 26
в контроллере ЦМК 48
Уровень дискретных сигналов:
логический 0 от 0 до + 1,0В
логическая 1 от +30 до +80В
Максимальное количество выходных дискретных сигналов:
в контроллерах МПК1 (МПК2) 16
в контроллере ЦМК 24
Напряжение коммутации, В до +80
Ток активной или активно-индуктивной нагрузки, А до 1,5
Максимальное количество выходных импульсных сигналов 16
Амплитуда выходных импульсов не менее 20В на нагрузке 34 Ом
Последовательный интерфейс по стыку RS-232 со скоростью передачи информации 9600 бит/с
Входное напряжение питания 50В с пределом изменения от 36В до 70В
Вероятность безотказной работы аппаратных средств блока БУ-193 в течение 4000 час (200 000 км пробега электровоза) не менее 0,99
Время готовности БУ-193 к работе после длительного отстоя с момента включения при температуре окружающего воздуха выше минус 35 °С не более 10 секунд
Время готовности БУ-193 к работе после длительного отстоя с момента включения при температуре окружающего воздуха
выше минус 35 °С не более 10 секунд
ниже минус 35 °С не более 30 минут