Система управления, безопасности и технической диагностики состава "СКИФ-М20"

    Система управления, безопасности и технической диагностики состава «СКИФ-М20», оборудование которой установлено на вагонах 81-775, 81-776 и 81-777, предназначена для безопасного управления составом, обеспечивает управление и диагностику оборудования вагонов состава в реальном масштабе времени.
    Система «СКИФ-М20» имеет дублирование на программно-аппаратном уровне.

    Система «СКИФ-М20» выполняет следующие функции:
    - обеспечение управления составом в ходовом режиме;
    - обеспечение управления составом в тормозных режимах;
    - управление электропневматическим тормозом в режиме замещения и по резервным цепям управления;
    - обеспечение экстренного торможения;
    - автоматическое ограничение скорости состава по сигналам с рельсовой линии;
    - обеспечение контроля соответствия фактической и допустимой скоростей движения;
    - обеспечение контроля готовности машиниста к выполнению мер по снижению скорости или остановки состава;
    - управление вспомогательным вагонным оборудованием (ПСН, установки кондиционирования воздуха (климатические установки), компрессорные агрегаты (мотор-компрессоры) и т.д.);
    - обеспечение технической диагностики вагонов состава;
    - обеспечение управления установок кондиционирования воздуха салонов вагонов по переключению режимов работы «зима-лето»;
    - обеспечение обмена информацией между устройствами системы по поездной, головной и вагонной линиям связи;
    - повагонное управление вагонным оборудованием с дистанционным отключением/блокировкой неисправного оборудования;
    - прием информации с основного и вспомогательного пультов машиниста и вывод информации на устройство отображения (монитор машиниста) и звуковой сигнализации;
    - отображение информации на мониторе машиниста о режиме управления составом;
    - отображение информации на мониторе машиниста о режиме технической диагностики вагонов состава и системы «СКИФ-М20» с выдачей сообщений и рекомендаций машинисту;
    - обмен информацией со стационарными устройствами системы централизации (при наличии соответствующей инфраструктуры);
    - определение местоположения состава на линии;
    - контроль непроезда станции (остановки состава в пределах станции);
    - выполнение автоматических режимов остановки состава на станции;
    - выполнение полуавтоматического и автоматического управления движением состава на линии (открытие/закрытие дверей, отправление со станции, движение по перегону, прицельная остановка на станции);
    - регистрацию параметров движения и диагностической информации с возможностью последующей обработки и отображения параметров движения в режиме реального времени;
    - передачу зарегистрированной информации о параметрах движения и диагностической информации с использованием оборудования передачи по беспроводной сети в режиме реального времени (при наличии соответствующей инфраструктуры);
    - блокирование открытия дверей на перегоне и с неправильной стороны на станции;
    - автоматическую идентификацию машиниста и запуска состава по специальным картам доступа;
    - синхронизацию всех систем с единым календарным временем (единым временем метрополитена).

    Установлен в аппаратном отсеке вагона 81-775 и предназначен для решения задач обеспечения безопасности движения, управления и технической диагностики состава, устанавливается на вагонах серий 81-775.

    Блок БКПУ-20 выполняет следующие функции:

    1) поездное управление и техническая диагностика вагонного оборудования, в том числе:
    - формирование команд управления ТП (тяговым приводом) и вагонным оборудованием;
    - диагностирование аппаратов и устройств оборудования вагонов с контролем безопасности движения;
    - ввод первоначальной информации и вывод информации на систему индикации в кабине управления;
    - прием управляющих сигналов от пультов управления и контроллера машиниста и вывод сигнализации о состоянии основного вагонного оборудования состава;
    - решение задач управления климатическими установками вагона в части включения режима «зима-лето», передачи часов реального времени и величины загрузки вагона, формирования и передачи признака остановки состава, формирования команд управления на тестирование климатической установки в режиме обогрева и охлаждения, отображения на МФДУ-12-СП информации о состоянии климатической установки;
    - контроль состояния системы обеззараживания воздуха в салоне;
    - решение задач блокирования в закрытом состоянии дверей кабины управления во время движения в головном и хвостовом вагонах;
    - обмен и обработка информации с основного и вспомогательного пульта управления по головной управляющей CAN-шине;
    - обмен и обработка информации от блока управления вагоном БУВ по поездной управляющей CAN-шине;
    - подготовка и обмен информацией по головной управляющей CAN-шине;
    - подготовка и передача информации в регистратор параметров движения поезда РПДП;
    - управление диммированием фар;
    - решение задач переконфигурации системы управления при наличии сигналов о неисправностях блоков, входящих в систему;
    - выполнение автоматических режимов остановки состава на станции;
    - автоведение состава в автономном и централизованном режимах.

    2) обеспечение безопасности движения, в том числе:
    - прием сигналов с рельсовой линии (основные и резервные катушки);
    - прием и обработка информации от колесных датчиков скорости и расчет фактической скорости движения состава;
    - определение допустимой и предупредительной скорости;
    - непрерывный контроль соответствия фактической и допустимой скорости;
    - контроль готовности машиниста к выполнению мер по снижению скорости или остановки состава;
    - формирование команды разрешения хода и требование тормозного режима с указанием вида тормоза;
    - управление ключами разрешения хода, стоп.

    3) определение местоположения состава на линии на основе RFID-технологий с дополнительными режимами управления и обеспечения безопасности движения (контроль непроезда станции, блокирование открытия дверей с противоположной стороны платформы, автоматическое ограничение скорости движения на заданных участках (кривых, стрелочных переходах)).

    Блок БКПУ-20 включает в себя следующие ячейки:
    - устройство УДС − 4 шт.;
    - источник питания БК-2М − 1 шт.;
    - устройство ключей УКБК-М или УКМС − 2 шт.;
    - процессор ПЦУ-М − 1 шт.;
    - процессор ПЦБ-М − 2 шт.;
    - рама БКПУ-20 − 1 шт.

    Является частью распределенной системы управления составом и связан с системой посредством поездной магистрали, а также основной частью распределенной системы управления вагонным оборудованием и другими системами, объединенными последовательной вагонной магистралью.
    Блок управления вагоном БУВ устанавливается на кронштейнах рамы кузова каждого вагона и предохраняется от падения на путь четырьмя страховочными тросами.

    Блок БУВ предназначен для сопряжения магистрали управления поездом с магистралью управления вагоном и выполняет следующие функции:
    - обмен информацией с блоком БКПУ-20 по поездной магистрали;
    - обмен информацией с вагонным оборудованием по вагонной магистрали;
    - обмен информацией с дверным оборудованием по дверной магистрали;
    - идентификацию вагона в составе;
    - диагностику состояния автоматов защиты питания вагонного оборудования;
    - управление тормозным оборудованием и его диагностику при помощи адаптера;
    - управления тормозным оборудованием АДУТ-М;
    - управление и диагностику блока управления тяговым приводом БУТП;
    - управление и диагностику климатических установок салона и кабины управления;
    - управление и диагностику преобразователя собственных нужд ПСН;
    - управление и диагностику блока управления противоюзными устройствами БУПУ;
    - управление и диагностику блоков управления дверями БУД;
    - управление и диагностику зарядного устройства накопителя энергии ЗУНЭТ;
    - управление и диагностику освещения салона;
    - управление и диагностику мотор-компрессоров;
    - управление и диагностику токоприемников;
    - прием информации о потребленной и рекуперированной электроэнергии от счетчиков электроэнергии из комплекта БРУ.

    В состав блока БУВ входят следующие устройства:
    - преобразователь напряжения PSM 833-TW − 1 шт.;
    - модуль связи с CAN-интерфейсами CAN 831-T − 1 шт.;
    - процессорный модуль CPU 833-TG − 1 шт.;
    - модуль цифрового ввода DIT 732-TW − 1 шт.;
    - модуль цифрового вывода DOT 732-TW − 1 шт.

    Установлен на столешнице пульта машиниста основного с правой стороны и предназначен для представления машинисту визуальной информации о всех режимах эксплуатации состава, состоянии поездного и вагонного оборудования и управления вагонными и поездным оборудованием с помощью сенсорного ввода с экрана.

    На экране МФДУ-12-СП отображается необходимая информация:
    - в режиме ручного управления составом;
    - в режиме контроля поездного оборудования перед началом движения состава;
    - в режиме технической диагностики оборудования в процессе движения состава;
    - в режиме аварийных ситуаций.

    Информация на экране МФДУ-12-СП отображается в цвете в виде букв (русский и латинский алфавиты), цифр, символов, графиков.
    Управление вагонным оборудованием осуществляется с помощью сенсорного датчика, размещенного непосредственно на экране МФДУ-12-СП.

    МФДУ-12-СП выполняет следующие функции:
    - формирует и отображает на экране информацию в штатном режиме работы, а именно: текущую дату и время, информацию о режиме движения состава, состоянии быстродействующих выключателей, состоянии дверей, давлении в напорной и тормозных магистралях, максимальном и минимальном давлении в тормозных цилиндрах, текущей, допустимой и предупредительной скорости, состоянии экстренного тормоза, разрешении хода АРС, режима работы АРС;
    - организует и выводит на экран параметры по запросу, а именно: токи потребления тягового привода, токи потребления мотор-компрессора, ток потребления вагонного оборудования, тяговое или тормозное усилие, состояние вагонного оборудования ВО (включено/отключено, исправно/неисправно), давления в тормозных цилиндрах, в скачковых камерах, в стояночном тормозе, напряжения бортсети, значения счетчиков потребленной и отданной электроэнергии;
    - формирует информацию для инициализации системы в режиме подготовки к движению;
    - формирует информацию в режиме повагонного управления;
    - формирует сообщения и рекомендации машинисту.

    Установлен на столешнице в центральной части пульта машиниста основного и предназначен для представления машинисту визуальной информации о всех режимах эксплуатации состава, состоянии поездного и вагонного оборудования и управления вагонными и поездным оборудованием с помощью сенсорного ввода с экрана.

    На экране МФДУ-19-СП отображается необходимая информация:
    - о фактической скорости состава;
    - о допустимой, предупредительной, рекомендуемой скоростях;
    - о состоянии системы безопасности;
    - о состоянии вагонного оборудования (двери, климатическая система);
    - список станций заданного маршрута.

    Установлен в аппаратном отсеке вагона 81-775 и предназначен для:
    - обеспечения торможения состава в режиме резервного управления;
    - обеспечения торможения состава в режиме экстренного торможения (петля безопасности);
    - контроля петли безопасности (обрыв прямого или обратного проводов), проходящей через весь состав от головного вагона к хвостовому и обратно;
    - контроля отсутствия замыканий между петлей безопасности и бортсетью;
    - контроля тока, текущего через петлю безопасности;
    - контроля тока, текущего через вентили пневмотормоза (ВТ1 и ВТ2);
    - передачи контролируемой информации и состояния блока по CAN-линии в БКПУ-20.

    Блок тормоза безопасности выполняет следующие функции:
    - формирует гальванически развязанное от бортовой сети питание 50 В для петли безопасности;
    - контролирует целостность состояния петли безопасности с отключением питания;
    - принимает команды с основного пульта управления «Тормоз экстренный», «Тормоз резервный», «Торможение», «Отпуск». При переходе на резервное управление БТБУ выдает сигнал «Индикация» на пульт машиниста;
    - при резервном управлении формирует команды на ВТ1 и ВТ2;
    - при экстренном торможении отключает питание петли безопасности 50В и переходит в ждущий режим. Выход из ждущего режима возможен при восстановлении целостности петли безопасности, а также отключении и включении питания блока;
    - передает информацию о состоянии команд с пульта управления (нажатие), о величинах контролируемых токов и состоянии петли безопасности (замкнута, разомкнута, наличие замыкания) по головной магистрали CAN.

    Установлен в блоке тормозного оборудования БТО 073 (или в контейнере тормозного оборудования КТО), установленного на кронштейнах рамы кузова каждого вагона и предназначен:
    - для приема сигналов с аналоговых датчиков давления;
    - для формирования команд управления вентилями тормоза ВТ1, ВТ2 при основном и резервном управлении.

    Адаптер АДУТ-М выполняет следующие функции:
    - обмен информацией с блоком управления вагоном БУВ по интерфейсу CAN2.0В;
    - прием и преобразование аналоговых сигналов от датчиков давления;
    - давление в тормозном цилиндре первой тележки ДД1;
    - давление во втором тормозном цилиндре второй тележки ДД2;
    - давление в тормозной магистрали ДД3;
    - давление в скачковой камере ДД4;
    - давление в авторежиме первой тележки ДД5;
    - давление в авторежиме второй тележки ДД6;
    - давление в напорной магистрали ДД7;
    - давление в камере стояночного тормоза ДД8;
    - формирование команд управления вентилями тормоза ВТ1 и ВТ2 при основном и резервном управлении;
    - выдачу напряжения +15В для питания датчиков давления. АДУТ-М дополнительно осуществляет:
    - прием величины давления в цепи управления ТЦ ДД9;
    - прием величины давления в дополнительном ресивере КТБ ДД10;
    - управление 2-мя дополнительными цепями пневматических клапанов.

    В состав АДУТ-М входит:
    - устройство обработки информации и управления;
    - встроенный источник питания.

    Установлено в левой тумбе пульта машиниста основного и выполняет следующие функции:
    - прием и обработку информации с основного пульта машиниста;
    - прием и обработку информации с контроллера машиниста;
    - принимает сигналы состояния основного РВ (реверсора).

    Установлен в количестве двух штук на кронштейнах рамы кузова каждого вагона и предназначен:
    - для приема и обработки дискретных сигналов от вагонного оборудования (состояние блок-тормозов, состояние токоприемников);
    - для приема и обработки информации от датчика тока мотор-компрессора (резервируется), тока потребления вагонным оборудованием, напряжения контактной сети;
    - для приема и обработки сигнала с датчика исправности мотор-компрессора;
    - для приема и обработки информации от датчиков перегрева букс;
    - для приема и обработки сигналов КЗ от устройства контроля КЗ и формирование команды тестирования УККЗ;
    - для формирования команд управления вагонным оборудованием (отжатие токоприемников);
    - для приема и обработки информации от датчиков давления авторежима.

    Установлен на кронштейне рамы кузова вагона 81-775 перед передней тележкой и осуществляет радиочастотную связь с путевыми датчиками, установленными в междурельсовом пространстве.

    Установлено на столешнице пульта машиниста основного с левой стороны и выполняет следующие функции:
    - ограничение доступа управления составом;
    - автоматическую идентификацию машинистов по смарт-картам;
    - синхронизацию времени системы управления с единым временем метрополитена.

    Установлено на кронштейне в передней части рамы кузова вагона 81-775 и предназначено для получения значений фактической скорости и координаты впереди идущего состава для расчета допустимой скорости движения состава.

    Установлен в аппаратном отсеке вагона 81-775 и предназначен для диагностики всего оборудования состава в режиме реального времени и по данным за последние периоды эксплуатации состава.

    Установлен в аппаратном отсеке вагона 81-775 и предназначен для регистрации параметров состояния состава и сохранения зарегистрированной информации в рабочих и аварийных условиях.

    Установлен на каждой буксе вагонов состава и предназначен для подачи сигнала в систему управления о перегреве подшипников буксы.

    В качестве измерителя скорости движения состава применен блок измерителя скорости БИС-03-02 в комплекте с двумя датчиками вращения шестерни ДВШМП-2-01.

    Блок измерителя скорости БИС-03-02 установлен в аппаратном отсеке и состоит из следующих модулей:
    - модуль связи МС-03;
    - модуль преобразователя измерительного скорости МПИС-02;
    - модуль питания МП-0502В3-01.

    Блок измерителя скорости БИС-03-02 обеспечивает гальваническую и функциональную связь между модулями МПИС-02, МС-03 и МП-0502В3-01, прием, обработку и преобразование сигналов от датчиков вращения шестерни ДВШМП в значение скорости вагона (в виде цифрового кода и частотного сигнала синусоидальной формы), а также передачу информационных сообщений из внутренних CAN-шин во внешние CAN-шины.
    Гальваническая и функциональная связь между модулями обеспечивается при помощи базовой несущей конструкции и установленной в ней кросс-платы.

    Модуль преобразователя измерительного скорости МПИС-02, являющийся средством измерения скорости, предназначен для выполнения следующих функций:
    - измерения скорости движения состава по двум независимым каналам методом преобразования частоты амплитудной модуляции входного сигнала при работе с параметрическим индуктивным датчиком вращения шестерни ДВШМП редуктора колесной пары;
    - преобразования измеренного значения скорости в цифровой код для передачи его во внутреннюю CAN-шину;
    - преобразования измеренного значения скорости в частотный сигнал синусоидальной формы и передачи его в АРС;
    - обеспечение собственной диагностики.

    Модуль МПИС-02 в каждом из двух каналов преобразовывает частоту прохождения зубьев шестерни (большого зубчатого колеса БЗК) редуктора колесной пары в рабочей зоне датчика ДВШМП, в значение скорости движения вагона Vизм с учетом следующих значений:
    - диаметра шестерни DБЗК редуктора колесной пары, соответствующего данному каналу;
    - количества зубьев шестерни Z редуктора колесной пары.
    Ввод значений, а также съем диагностической информации выполняются по шинам CAN 1 и CAN 2 с помощью модуля связи МС-03.

    Модуль связи МС-03 предназначен для выполнения следующих функций:
    - преобразование формата сообщения с результатами измерений скорости движения состава от модуля МПИС-02 в формат сообщения для передачи его во внешнюю CAN-шину (для индикации на пульте машиниста основном);
    - формирование сигнала «ДВИЖЕНИЕ»;
    - обеспечение проверки модуля МПИС-02 на вагоне совместно с системой АРС во время стоянки состава с помощью переносного стендового оборудования;
    - формирование и передачу во внутреннюю шину CAN 1 тестового сообщения для проверки измерительных трактов скорости модулей МПИС-02;
    - формирование и передачу в модуль МПИС-02 программирующего сообщения в соответствии с протоколом обмена информацией;
    - ввод и изменение программируемых параметров модуля МПИС-02 при помощи кнопок, расположенных на лицевой панели модуля;
    - индикацию: измеряемых модулем МПИС-02 параметров движения, запрограммированных параметров модуля МПИС-02, результатов контроля модуля МПИС-02 встроенной системой диагностики, названия меню;
    - регистрацию неисправностей модуля МПИС-02 и шин CAN в своей энергонезависимой памяти;
    - управление трехцветным индикатором текущего состояния «СОСТОЯНИЕ», расположенным на его лицевой панели.

    Модуль питания МП-0502В3-01 предназначен для обеспечения функциональных модулей блока БИС-03 стабилизированным напряжением питания 5 В. В модуле имеется встроенный контроль состояния. Индикация наличия неисправностей осуществляется при помощи светодиодного индикатора «СОСТОЯНИЕ», который отображает следующее:
    - зеленый – изделие исправно;
    - красный – неисправность;
    - не работает – отсутствует выходное напряжение.

    Датчики ДВШМП-2-01 – бесконтактные, приспособленные для эксплуатации в условиях загрязнения маслами, устанавливаются на корпусах редукторов второй и третьей колесных пар каждого вагона 81-775 над большим зубчатым колесом. Рабочий зазор между зубом шестерни и датчиком ДВШМП должен составлять (1,5-2,0) мм.
    Датчик состоит из стального стакана с резьбой на части внешней поверхности.
    Внутри размещены плата катушек и плата промежуточная. Плата катушек расположена в торцевой части стакана так, что первая и вторая катушки индуктивности равноудалены относительно плоскости, проходящей через ось стакана и центры лысок на корпусе.
    Для защиты от агрессивных внешних воздействий плата покрыта слоем эпоксидного компаунда.
    К торцевой площадке в задней части стакана с помощью зажима подключен гибкий кабель с розеткой.
    Внутренняя полость стакана вместе с промежуточной платой залита компаундом. При прохождении зуба шестерни редуктора в зоне чувствительности катушек датчика происходит поочередное увеличение их индуктивности.