Центральный блок управления (ЦБУ) предназначен:

• для организации обмена данными между отдельными блоками системы МПСУиД в вагоне электропоезда по четырем последовательным каналам передачи данных интерфейса RS485;
• организации обмена данными между отдельными вагонами электропоезда (сдвоенными электропоездами) по четырем линиям интерфейса Ethernet;
• организацию подключения к МПСУиД внешнего оборудования;
• определения количества и ориентации вагонов электропоезда (сдвоенного электропоезда);
• питания блоков управления контакторами (БУК), с возможностью автоматического отключения питания их каналов при необходимости;
• выдачи управляющих команд на исполнительные блоки, на основании полученной по линиям связи информации, в соответствии с заложенным алгоритмом;
• записи в энергонезависимую память, полученной и выдаваемой по линиям связи информации.

В каждом вагоне установлено по одному ЦБУ. В 1 (5) вагоне ЦБУ расположен в шкафу +115 в кабине управления. Во 2 (4) вагоне ЦБУ расположен в контейнере +364.20. В 3 вагоне ЦБУ расположен в контейнере +564.20.

Устройство

Блок ЦБУ представляет конструктивно-завершенное изделие, выполненное в металлическом корпусе, имеющем резьбовые отверстия для крепления к кронштейнам, а также элементы для крепления блока на DIN-рейку.

На корпусе блока расположены разъемы:

• X1 – для двух линий связи RS485 скорость 250 Кбит/с;
• Х2 – для двух линий связи RS485 скорость 57,6 Кбит/с;
• Х3 – для входных и выходных цепей питания;
• Х4-Х9 – для линий Ethernet.

Все элементы ЦБУ, конструктивно собраны на одной многослойной печатной плате, которая закрепляется внутри корпуса.

На корпусе ЦБУ, для заземления на корпус электропоезда имеется шпилька с резьбой Мб (рисунок 1.7).

Работа

Схема ЦБУ состоит из следующих функциональных узлов:

• узла подключения микроконтроллеров к линиям связи;
• узла линии связи RS485;
• узла коммутатора поездной линии;
• узла питания и сброса микроконтроллеров;
• узла управления и резервирования контакторов БУК.

А) Три внутренних канала ЦБУ выполнены на основе микроконтроллеров, которые подключены так, чтобы при выходе из строя одного контроллера ЦБУ мог продолжать работу.

Для обмена между блоком ЦБУ и остальными блоками системы МПСУиД используются две сдвоенные линии связи RS485. Каждая из линий связи подключена в блоке к своему узлу управления линией связи. Всего в ЦБУ четыре идентичных узла управления линиями связи:

• два узла схемы управления линиями связи RS485 скорость 250 Кбит/с (линии 1 и 2);
• два узла управления линиями связи RS485 скорость 57,6 Кбит/с (линии 3 и 4).

Для обмена между ЦБУ, установленными в разных вагонах электропоезда, используются линии Ethernet, которые управляются коммутаторами поездной линии.

Для возможности передачи данных из линии связи RS485 в линию Ethernet или наоборот используются дополнительные связи между узлами управления линиями связи и узлами коммутатора поездной линии (рисунок 1.8).

Б) Функциональная схема узла линии связи RS485 включает в себя мультиплексор, который служит для поочередного подключения микроконтроллеров 1, 2 и 3 и микроконтроллера поездной линии. Мультиплексор управляется микроконтроллером.

Для электрической изоляции цепей микроконтроллеров и линий связи RS485, а также с целью повышения помехозащищенности, используется гальваническая развязка.

Приемопередатчик RS485 преобразует данные из последовательного порта микроконтроллера в линию RS485.

Питание приемопередатчиков производится от источника питания (рисунок 1.9).

В) Узел коммутатора предназначен для преобразования данных от микроконтроллеров 1, 2 и 3 в три линии Ethernet.

Данные полученные от микроконтроллера 1, 2 и 3, через микроконтроллер поездной линии и коммутатор, преобразуются в пакет данный и направляются по одной из линий Ethernet, к которой подключен адресат этого пакета данных (через разъемы на корпусе Х4 – Х9).

Два коммутатора (поездной линии 1 и поездной линии 2) работают независимо друг от друга. Для возможности передачи данных из линии одного коммутатора в линию другого коммутатора, между коммутаторами имеется связь.

Для резервирования питания, каждый узел коммутатора поездной линии подключен к своему источнику питания.

Функциональная схема узла коммутатора поездной линии 1 и узла коммутатора поездной линии 2 представлена на рисунке 1.10.

Г) Схема узла питания ЦБУ, в случае отказа одного из каналов питания, сохраняет работоспособность МПСУиД без резервирования. При этом остаются работоспособными два микропроцессора и по одной линии межвагонного и поездного каналов передачи данных.

Схема сброса микропроцессора выполнена на основе микросхемы и при выдаче одновременных команд от других микропроцессоров позволяет произвести принудительный сброс команд от третьего микропроцессора. При наличии команды всего от одного микропроцессора, команда на сброс игнорируется.

Функциональная схема узла питания и сброса микропроцессоров приведена на рисунке 1.11.

Д) Схема управления контакторами БУК выполнена на операционном усилителе, оптроне и силовом транзисторе VT1 (VT2). При наличии команды о включении питания от двух микропроцессоров, транзистор открывается.

Схемой ЦБУ предусмотрено отключение одного из каналов блоков БУК при нарушениях в работе. При нормальной работе транзисторы VT1 и VT2 блока ЦБУ открыты и оба ключа БУК замкнуты. В случае обнаружения неисправности какого-либо канала БУК, приводящего к ложному открытию или пробою ключа БУК, блок БЦВ может выключить один из ключей. Основную роль в резервировании играют контакторы К1.1 и К1.2, которые подают питание минус 100 В на цепи контакторов БУК. В соответствие с этой схемой и схемой БЦВ в случае отказа одного из источников питания (ИП1 или ИП2), работоспособность МПСУиД сохраняется.

Функциональная схема управления и резервирования контакторов БУК приведена на рисунке 1.12.

Пульт проверки ЦБУ

Пульт проверки ЦБУ предназначен для проверки работоспособности ЦБУ при проведении сервисного обслуживания.

Пульт имеет четыре положения (рисунок 1.13):

• ЛС 57.6-1;
• ЛС 76.6-2;
• ЛС 250-1;
• ЛС 250-2.

Положение переключателя пульта проверки ЦБУ не влияет на работу МПСУиД и электропоезда.