Обозначение проводов в электрических схемах

Все электрические схемы цепей управления электропоезда «Сапсан», в частности и схемы контуров безопасности, имеют определенную нумерацию проводов согласно установленным требованиям технической документации фирмы «Siemens». В зависимости от исполняемой рабочей функции и принадлежности к системе управления каждый провод имеет идентификационную функциональную группу — первые две цифры номера провода. Номера и функции групп проводов приведены в табл. 8.4.

Группа	Функция группы
10	Главный ток
20	Управляющий ток
21	Токоприемники и главные выключатели
23	Управляющий ток (движение/торможение)
24	Система регистрации управляющего тока (SIBAS-KLIP)
28	Управление торможением/защита от юза
30	Вспомогательное оборудование
31	Преобразователи собственных нужд
32	Аккумуляторные батареи и распределение
34	Распределитель переменного тока
40	Надзор
41	Измерительный и защитный ток
42	Сигнальный ток
43	Средства обеспечения безопасности
44	Передача данных
45	Передача данных (сообщений СИП)
46	Голосовая связь СИП
47	Система аудио/видеоразвлечений
48	Поездная радиосвязь и дистанционная передача данных
49	Установки пожарной сигнализации
50	Освещение
51	Внешнее освещение
52	Внутреннее освещение
53	Освещение шкафов
60	Климатическая установка
61	Климатическая установка (пассажирский салон)
62	Климатическая установка (кабина машиниста)
62	Вспомогательное оборудование (обогрев/вентиляция)
70	Дополнительное оборудование
71	Стеклоочиститель/макрофон
72	Подача песка
74	Носовой обтекатель
75	Санузел
80	Управление дверьми
96	Зажим
97	Штекер
98	Шкаф электрооборудования заземления
99	Резервные линии

Контуры безопасности всегда активны в том случае, если на них подается напряжение. Главная задача функционального блока «Петля включена» заключается в том, чтобы обеспечить электропитание. Условием для этого являются включенные главный контактор батареи или переключатель буксировки. При включенном переключателе буксировки питание подается только на контур «Петля контроля стояночного пружинного тормоза» (ПКСТ) и контур «Петля экстренного торможения» (ПЭТ), остальные контуры остаются неактивными. Питание петель может осуществляться только с одной кабины машиниста в поезде, поэтому в качестве критерия для источника питания используется однозначный критерий — «Активная кабина машиниста». Нормальный режим (штатный режим эксплуатации) характеризуется тем, что кабина машиниста, а следовательно и контуры безопасности, с помощью переключателя направления движения 22S-01(«Реверсор»), выведенного из нулевого положения, активируются. Цепь питания переключателя направления движения подготавливается к работе в момент активации пульта управления замковым выключателем (рис. 8.50), который подготавливает в том числе цепь питания к переключателю направления движения. Следует помнить, что после поворота ключа в замке пульта управления, происходит переключение пар ЦБУ (ЦБУ— master, ЦБУ—slave), дополнительно ЦБУ производит определение БУТ-мастера (менеджера торможения), к примеру, при смене кабин управления при активном состоянии поезда. Поэтому не рекомендуется одновременно с поворотом ключа при активации пульта управления производить установку переключателя направления движения («Реверсор») в одно из рабочих положений («Вперед» или «Назад»). Для обеспечения стабильности протекания и нормального завершения вышеназванных процессов необходимо выдерживать паузу с интервалом (5—7 с), после которой можно производить установку переключателя направления движения в одно из активных положений!

Как видно из фрагмента электрической схемы, представленного на рис. 8.50, цепь элементов активации кабины машиниста получает питание +110 В от линии аккумуляторной батареи № 351532 при условии восстановленного автоматического выключателя АЗВ 22-F43 «Реверсор». По проводу № 220371 питание подводится к контактным группам замкового выключателя 22S-04 «Выключатель пульта с ключом», с поворотом ключа по проводу № 220306 получает питание катушка реле 22-К44 «Пульт задействован», которая своей контактной группой подготавливает цепь питания переключателя направления движения 22S-01. Далее после вышеописанной выдержки времени для обеспечения перехода в активный режим микропроцессорных элементов активной кабины машиниста (ЦБУ и т.д.) при постановке переключателя направления движения 22S-01 в одно из активных положений в зависимости от выбранного направления движения («Вперед» или «Назад») по проводу № 220302 получает питание катушка реле 22-К47 «Кабина машиниста активна», которое своей блокировкой по проводу № 220371 обеспечивает питание катушки реле времени 22-К45 «Кабина машиниста активна замедленный отпуск» (рис. 8.51) Также при активации переключателя направления движения 22S-01 по проводу № 430203 получает питание катушка реле 43-К39 «Система безопасности поезда шунтирование» (функция данного реле рассмотрена далее при описании режима «Виртуальное моделирование»).

Реле 22-К45 «Кабина машиниста активна замедленный отпуск» — реле времени, которое с задержкой (t = 1 с) осуществляет подачу питания на катушки реле 22-К46 «Кабина машиниста активна замедленный отпуск-1» и реле 22-К48 «Кабина машиниста активна замедленный отпуск-2». Блокировочные контакты всех реле имеются и в цепи ячеек аналоговых контроллеров типа SKS, соответственно вся алгоритмическая последовательность активации и деактивации контактных элементов реле, фактическое состояние блоков и их блокировочных контактов отслеживается ЦБУ путем передачи оцифрованных данных по шинам MVB посредством станций SIBAS-KLIP. По проводам функциональной группы № 2 производится сбор и обмен данными между станциями SIBAS-KLIP и ЦБУ по многофункциональной шине MVB.

Блокировочные контакты (13—14) реле 22-К48 «Кабина машиниста активна замедленный отпуск-2» обеспечивают питание от провода № 432304 катушки реле времени 43-К45 «Питание петли», которое с выдержкой времени (t = 1 с) осуществляет подачу питания на катушки реле 43-К17, 43-К18, 43-К19 «Замедленное включение» (рис. 8.52), блокировочные контакты которых осуществляют задание направления протекания тока по замкнутому контуру петель безопасности в зависимости от активированной кабины управления (см. рис. 8.51, 8.52). Данные элементы образуют в активированной кабине машиниста функциональный модуль «Начало петли». Идентичный модуль в неактивной кабине замыкает линии управления и состояния контуров безопасности, тем самым реализуя контрольно-исполнительные функции петли, т.е. контуры безопасности переходят в штатный активный режим, осуществляя подачу питания на катушки реле состояния контуров, что представляет собой функциональный модуль «Конец петли». Соответственно, в случае смены кабин управления функциональные полномочия вышеупомянутых модулей являются взаимозаменяемыми.

Режим «Виртуальное моделирование»

На основании ранее рассмотренных принципов активации контуров безопасности и конструкционного решения можно сделать вывод, что петли всегда питаются напряжением только от активной кабины машиниста.

Критерием для активирования функционального блока «Петля включена» в зависимости от режима эксплуатации поезда служат:

• выведенный из состояния «0» переключатель направления движения;
• активная схема моделирования VR-Sim в качестве замены для одного не выведенного из положения «0» переключателя направления движения;
• включенный на третичной панели выключатель «Буксировка» (для контроля над состоянием стояночных пружинных тормозов).

Поскольку имеются эксплуатационные режимы, при которых ни одна кабина машиниста не активна (например, при смене кабин машиниста при активном состоянии электропоезда), а петли тем не менее должны оставаться активными, вспомогательное включение (имитация) моделирует активную кабину машиниста, т.е. в данной ситуации эксплуатационного состояния поезда реализуется режим «Виртуальное моделирование» (VR-Sim). При включении главного контактора аккумуляторной батареи от провода № 321532 (см. рис. 8.52) через нормальное положение АЗВ 43F-01 «Петли безопасности» по проводу № 432401 через нормально замкнутую блокировку 43К-42 «Буксировка» (81—82) получает питание провод № 432903, который в свою очередь осуществляет подачу питания на катушку реле 43К-20 «Моделирование виртуальной реальности» через нормально замкнутую блокировку реле 22-К47 «Кабина машиниста активна без задержки», так как «Реверсор» 22S-01 находится в положении «0». Соответственно реле 43К-20 «Моделирование виртуальной реальности», замкнув блокировку 43К-20, осуществляет подачу питания на провод № 432902, обеспечивая при этом подачу питания на контур «Петли экстренного торможения». Блокировкой реле 43К-20 также подается питание на реле 43-К45 «Питание петли» и прочие элементы функционального модуля «Начало петли». Таким образом, активируется режим симуляция «Кабина машиниста активна» или режим «Виртуальное моделирование» на головном вагоне, на котором включено питание аккумуляторной батареи. Фрагмент электрической схемы вышеописанного режима представлен на рис. 8.53. С помощью активной симуляции «Кабина машиниста активна» на петли подается питание, и реле петель становятся или остаются активными даже при неактивной кабине машиниста, так как в линии управления петли отсутствует размыкание. Поведение петель при включении зависит от отдельных вмешивающихся в петлю систем. Вмешательство в структуру системы, объединенной в петлю, во время процесса трогания с места приводит к отключению петли. Переход в нормальный режим происходит при активации кабины машиниста путем выведения рукоятки направления движения из положения «0». Этот режим может осуществляться как из кабины машиниста, которая была активна последней, так и из другой кабины машиниста поезда. При смене кабины используется свойство отключения петель, если заняты несколько кабин машинистов в поезде. При оставлении кабины машиниста в соответствующем головном вагоне включается и автоматически переходит в активный режим функциональный блок симуляции «Кабина машиниста активна» или «Виртуальное моделирование».

Воздействие данного режима можно устранить, если отключить все петли на третичной панели кабины машиниста, в которой произведено включение аккумуляторной батареи при активации поезда из «холодного» состояния. В момент смены активной кабины в поезде оставляемая кабина машиниста из-за активной симуляции переходит в статус «Кабина машиниста активна», а активируемая кабина переходит в реальный активный статус после перевода в ней переключателя «Реверсор» в положении «V» — «Вперед» или «R» — «Назад». Это приводит к отключению петель, а следовательно к отмене режима симуляции «Кабина машиниста активна» («Виртуальное моделирование»). Таким образом, в поезде оказывается активной только одна кабина машиниста, и контуры безопасности снова активируются. Описанный выше процесс по времени переключения режимов длится около 1 с и из-за своей непродолжительности не приводит к существенной потере давления в тормозной магистрали, так как при переключении режимов кратковременно происходит подача питания на катушки реле быстродействующих тормозных клапанов БТК (NO-5). В текущем режиме эксплуатации не допускается занимать обе кабины машинистов. Если такая попытка предпринимается, все контуры петель безопасности отключаются и среди всего прочего инициируется экстренное торможение с разрядкой тормозной магистрали, путем активации БТК. Следует помнить, что для обеспечения стабильности протекания автоматического перехода и смены вышеназванных режимов, необходимо перед оставлением кабины машиниста (действует симуляция «Кабина машиниста активна») все шунтирующие переключатели петель привести в нормальное положение («Включено»). Таким образом, реле состояния неисправных петель сразу же отключаются. При активации новой кабины машиниста, т.е. при выведении переключателя направления движения из положения «0», необходимо снова выключить шунтирующие переключатели неисправных петель, которые по какой-либо причине были до этого шунтированы в процессе эксплуатации поезда. Благодаря этому вновь представляется возможным активировать контуры петель безопасности в штатный режим посредством другой кабины управления. Если при смене кабины машиниста шунтирующие переключатели оставляют в положении «Выключено», петли отключаются только при активации новой кабины машиниста. В данном случае их необходимо активировать путем включения шунтирующих переключателей на третичной панели. Если шунтирующий переключатель в неактивной кабине машиниста находится в положении «Выключено», сообщение об этом передается машинисту электропоезда. Шунтирующий переключатель БТК при смене кабины машиниста при наличии неисправности оставляется в положении «Выключено» для того, чтобы воспрепятствовать неправильному срабатыванию быстродействующего тормозного клапана при выходе SIBAS-KLIP. К тому же при активации режима экстренного торможения посредством БТК в обоих вагонах SR B в штатном режиме реализации данного вида торможения срабатывают оба клапана БТК, но допускается и режим эксплуатации с одним БТК. В режиме эксплуатации «Поезд отключен» и при выключенной аккумуляторной батарее главный контактор АБ отключен, поэтому питание контуров петель безопасности и управление ими так же, как и питание, отключены. В этом состоянии отключены и реле состояния петель, соответственно никакой разрядки тормозной магистрали от БТК не произойдет, так как быстродействующие тормозные клапаны активируются при наличии напряжения в цепи управления согласно концепции тормозной системы высокоскоростного электропоезда «Сапсан».

Контроль состояния системы безопасности в описанных коммутационных режимах автоматического переключения отслеживает дополнительный контур петли «Система безопасности шунтирование» (см. рис. 8.53). Данный контур обеспечивает питание электрических цепей системы безопасности поезда при переходных процессах переключения электрического питания контуров безопасности, а также возможность реализации экстренного торможения поезда в случае необходимости его применения в цепях контуров запроса вышеуказанного вида торможения.

Понятие критерия остановки

Различные контрольно-исполнительные функции контуров петель безопасности, которые не должны менять свое штатное состояние во время движения поезда (например шунтирование на «третичной» панели переключателя «Петли экстренного торможения»), блокируются с помощью критерия остановки. Сигнал «г < 5 км/ч», или критерий остановки, формируется системой управления тормозами посредством вспомогательных контакторных элементов (BGT) — блоков управления тормозами (БУТ) всех вагонов электропоезда «Сапсан». Для обеспечения правильного доступа к формированию нормального режима активации или деактивации контуров важнейших петель безопасности, таких как ПЭТ — петля экстренного торможения, ПКТ — петля контроля тележки и ПКПТ — петля контроля стояночного тормоза, конечный сигнал критерия остановки формируется в головном вагоне. Как только блок управления тормозами (БУТ-мастер) в вагоне в активной кабине SR B получает сигнал с вагона DR T, он сразу же в свою очередь передает системе управления поездом сигнал о его остановке. Данный критерий действует в алгоритмах управления вышеперечисленных контуров петель безопасности.

Следует помнить, что в случае необходимости шунтирования этих контуров производить данную манипуляцию необходимо соблюдая критерий остановки, т.е. на остановке или при г < 5 км/ч. В противном случае электропоезд будет остановлен принудительным торможением в экстренном режиме! На рис. 8.54 показан фрагмент электрической зависимости и формирование описанного функционального критерия контуров петель безопасности.