RU2358058C1

RU2358058C1 - Method for control of track machine and device for its realisation

Info

Publication number: RU2358058C1
Application number: RU2007138083/11A
Authority: RU
Inventors: Вадим Иванович Благинин (RU); Вадим Иванович Благинин; Виктор Гаврилович Недеев (RU); Виктор Гаврилович Недеев; Павел Александрович Тикин (RU); Павел Александрович Тикин
Original assignee: Открытое акционерное общество "Калужский завод "Ремпутьмаш"
Priority date: 2007-10-16
Filing date: 2007-10-16
Publication date: 2009-06-10

Abstract

FIELD: transportation.

SUBSTANCE: unit for control of track machine comprises control and measurement system, units of information assembly, control panel, detectors, remote control panel, unit for connection to it, transceivers. Remote control panel and unit for connection to it are joined to transceivers with the possibility of fixation of wireless communication channel operation start by arrival of the first message and tracking of wireless communication absence pause duration with the help of watchdog timer. In method, unit of machine control according to certain algorithm and appropriate program realises the following combination of operations: interrogates detectors of parametres and setters of commands joined to units and control devices, processes received information, generates signals for appropriate measuring and actuating devices and corrects realisation of finalising actions. At that input and output of information is carried out by wireless communication channel, realising connection between transceivers with microprocessor of communication unit and generator of interface for control and measuring system of control unit.

EFFECT: increased reliability of track machine operation due to introduction of remote wireless communication.

2 cl, 6 dwg

Description

Изобретение относится к железнодорожному транспорту, а именно к путевым машинам с дистанционным управлением.The invention relates to railway transport, namely to track machines with remote control.

Известным является блок управления, содержащий контрольно-измерительную систему с системным блоком, пультом управления и индикации, узлами сбора информации и выдачи команд, датчиками контроля работы рабочих органов путевой машины, бортовым компьютером (Руководство по эксплуатации контрольно-измерительной системы путевой машины «Дуоматик», АКИС 401713.016РЭ, г.Калуга, 2006 г.).Known is a control unit comprising a control and measuring system with a system unit, a control and display panel, information collection and command issuing units, sensors for monitoring the operation of the working elements of the track machine, an on-board computer (Operation manual for the control and measuring system of the track machine “Duomatic”, AKIS 401713.016RE, Kaluga, 2006).

Недостатком данной системы управления является ненадежная работа путевой машины вследствие того, что применение стационарного пульта управления не позволяет своевременно оценивать обстановку в технологической зоне работы путевой машины.The disadvantage of this control system is the unreliable operation of the track machine due to the fact that the use of a stationary control panel does not allow a timely assessment of the situation in the technological area of the track machine.

Наиболее известным является блок управления, содержащий контрольно-измерительную систему с системным блоком, пультом управления и индикации, выносным пультом управления, узлами сбора информации и выдачи команд, датчиками контроля работы рабочих органов путевой машины, бортовым компьютером (Руководство по эксплуатации контрольно-измерительной системы электробалластера "Компас-4Е",АКИС 401713027РЭ, г.Калуга, 2005 г.).The most famous is the control unit, which contains a control and measuring system with a system unit, a control and display panel, a remote control panel, information collection and command issuing units, sensors for monitoring the operation of the track machine working bodies, an on-board computer (Operation manual for the control and measurement system of the electric ballast Compass-4E, AKIS 401713027RE, Kaluga, 2005).

Недостатком является недостаточно высокая надежность управления путевой машиной из-за жесткой связи системного блока и выносного пульта контрольно-измерительной системы вследствие их конструктивной и эргономической привязки.The disadvantage is the insufficiently high reliability of the track machine control due to the tight connection of the system unit and the remote control of the control and measuring system due to their structural and ergonomic binding.

Способ управления путевой машиной реализуется путевой машиной с блоком управления, включающим контрольно-измерительную систему с системным блоком, пультом управления и индикации, выносным пультом управления, узлами сбора информации и выдачи команд, датчиками контроля работы рабочих органов путевой машины, бортовым компьютером. Недостатком способа управления путевой машиной и устройства его реализующего является недостаточная надежность управления системами путевой машиной из-за несвоевременного проведения анализа проводимых операций в технологической зоне работы машины, обусловленного конструктивными эргономическими свойствами рабочего места оператора.The track machine control method is implemented by a track machine with a control unit, including a control and measuring system with a system unit, a control and display panel, a remote control panel, information collection and command issuing units, sensors for monitoring the operation of the track machine working bodies, an on-board computer. The disadvantage of the control method of the track machine and the device that implements it is the lack of reliability of the control systems of the track machine due to the untimely analysis of operations in the technological zone of the machine, due to the structural ergonomic properties of the operator’s workplace.

В основу изобретения положено решение задачи: повышение надежности работы путевой машины за счет введения дистанционной беспроводной системы связи и большей свободы действий оператора, что позволяет своевременно оценивать и анализировать фактическую обстановку в технологической зоне работы путевой машины.The basis of the invention is the solution of the problem: improving the reliability of the track machine by introducing a remote wireless communication system and greater freedom of action of the operator, which allows you to timely assess and analyze the actual situation in the technological area of the track machine.

Данный результат достигается тем, что способ управления путевой машиной, согласно которому с помощью ЭВМ блок управления машины по определенному алгоритму и соответствующей ему программе осуществляет следующую совокупность операций:This result is achieved by the fact that the way to control the track machine, according to which using the computer the control unit of the machine according to a certain algorithm and its corresponding program performs the following set of operations:

- опрашивает связанные с агрегатами и органами управления, соответственно, датчики параметров и задатчики команд,- Interrogates associated with units and controls, respectively, parameter sensors and command switches,

- обрабатывает полученную информацию,- processes the received information,

- формирует сигналы для соответствующих измерительных и исполнительных органов,- generates signals for the relevant measuring and executive bodies,

- проверяет реализацию заключительных действий,- verifies the implementation of the final actions,

- включает проведение ввода и вывода информации по беспроводному каналу связи между приемопередатчиками с микропроцессором блока связи и формирователем интерфейса контрольно-измерительной системы, при этом прием данных от приемопередатчика проводят по программе прерывания с фиксированием начала работы беспроводного канала связи по поступлении первого сообщения и отслеживанием длительности паузы отсутствия беспроводной связи с помощью сторожевого таймера.- includes inputting and outputting information via a wireless communication channel between transceivers with a microprocessor of a communication unit and an interface generator of a control and measuring system, while receiving data from a transceiver is carried out according to an interrupt program with fixing the start of a wireless communication channel upon receipt of the first message and monitoring the pause duration lack of wireless communication using a watchdog timer.

Это достигается тем, что блок управления путевой машины, содержащий контрольно-измерительную систему, пульт управления, узлы сбора информации и выдачи команд, датчики контроля работы рабочих органов путевой машины имеет пульт дистанционного управления, блок связи с ним, приемопередатчики, при этом пульт дистанционного управления и блок связи с ним соединены с приемопередатчиками с возможностью проведения ввода и вывода информации по беспроводному каналу связи, фиксирования начала работы беспроводного канала связи по поступлении первого сообщения и отслеживания длительности паузы отсутствия беспроводной связи с помощью сторожевого таймера.This is achieved by the fact that the control unit of the track machine, comprising a control and measuring system, a control panel, nodes for collecting information and issuing commands, sensors for monitoring the operation of the working bodies of the track machine, has a remote control, a communication unit with it, transceivers, and a remote control and the communication unit with it is connected to transceivers with the possibility of inputting and outputting information via a wireless communication channel, recording the beginning of the wireless communication channel upon receipt of the first of posts and track length of the pause lack wireless communication using the watchdog timer.

Сущность изобретения поясняется чертежами.The invention is illustrated by drawings.

На фиг.1 изображена путевая машина с блоком управления и дистанционным пультом, общая блок-схема.Figure 1 shows a track machine with a control unit and a remote control, a general block diagram.

На фиг.2 представлена блок-схема распределенной сети контроллеров под управлением бортового компьютера.Figure 2 presents a block diagram of a distributed network of controllers under the control of an on-board computer.

На фиг.3 представлена блок-схема работы пульта дистанционного управления.Figure 3 presents the block diagram of the remote control.

На фиг.4 представлена блок-схема работы пульта дистанционного управления (показана подпрограмма прерывания).Figure 4 presents the block diagram of the remote control (shows the interrupt routine).

На фиг.5 представлена блок-схема работы блока связи с пультом дистанционного управления.Figure 5 presents a block diagram of the operation of the communication unit with the remote control.

На фиг.6 представлена блок-схема работы блока связи.Figure 6 presents a block diagram of the operation of the communication unit.

Блок управления 1 путевой машины 2 включает контрольно-измерительную систему 3, подключенную к формирователю интерфейса 4 блока связи 5 с пультом дистанционного управления 6, соединенного с управляющим микропроцессором 7 блока связи 5, связанным с приемопередатчиком 8. Пульт дистанционного управления 6 снабжен аналогичным приемопередатчиком 8. Приемопередатчики 8 представляют собой модули беспроводной передачи телеметрических данных в диапазоне частот 2,4 ГГц и могут осуществлять один из стандартов передачи данных. Приемопередатчик 8 подключен к микропроцессору 7 пульта дистанционного управления 6.The control unit 1 of the track machine 2 includes a control and measuring system 3 connected to the interface former 4 of the communication unit 5 with a remote control 6 connected to the control microprocessor 7 of the communication unit 5 connected to the transceiver 8. The remote control 6 is equipped with a similar transceiver 8. The transceivers 8 are modules for the wireless transmission of telemetric data in the frequency range 2.4 GHz and can implement one of the standards for data transmission. The transceiver 8 is connected to the microprocessor 7 of the remote control 6.

Контрольно-измерительная система 3 представляет собой разветвленную вычислительную сеть узлов сбора информации и выдачи команд 9, выполненных в виде контроллеров, обозначенных буквой, работающих под управлением бортовой ЭВМ 10. Каждый контроллер является узлом сбора данных и выдачи управляющих команд и управляется в последовательной связи бортовым компьютером. Узел сети контроллеров собирает информацию и выдает команды по индивидуальному алгоритму, заложенному в программу контроллера 9, преобразует данные и передает или принимает их по каналу связи с бортовым компьютером 10 согласно сетевому протоколу.The control and measuring system 3 is a branched computer network of nodes for collecting information and issuing commands 9, made in the form of controllers, marked with a letter, operating under the control of the on-board computer 10. Each controller is a node for collecting data and issuing control commands and is controlled in serial communication by the on-board computer . The network node of the controllers collects information and issues commands according to an individual algorithm embedded in the program of the controller 9, converts the data and transmits or receives them via the communication channel with the on-board computer 10 according to the network protocol.

Пульт дистанционного управления 6 представляет собой узел распределенной сети контроллеров 9 с формирователем интерфейса 4 и включает клавиатуру 14, подключенную к регистру дискретных входов 11, индикаторы 12, подключенные к регистру дискретных выходов 13, потенциометры 15, подключенные к входам аналого-цифрового преобразователя (АЦП) 16, цифроаналоговый преобразователь 17 (ЦАП), подключенный к стрелочным индикаторам 19, управляющий микропроцессор 7, источник питания 18 в виде аккумуляторной батареи.The remote control 6 is a node of a distributed network of controllers 9 with an interface shaper 4 and includes a keyboard 14 connected to the digital input register 11, indicators 12 connected to the digital output register 13, potentiometers 15 connected to the inputs of the analog-to-digital converter (ADC) 16, a digital-to-analog converter 17 (DAC) connected to the dial indicators 19, a control microprocessor 7, a power source 18 in the form of a battery.

Система управления путевой машиной работает следующим образом.The control system of the track machine works as follows.

При подаче питания на пульт дистанционного управления 6 начинает работать микропроцессор 7, осуществляя ввод данных с АЦП 16 и регистра дискретного входа 11, преобразовывая коды для передачи по беспроводному каналу связи посредством приемопередатчика 8, и вывод данных, полученных по беспроводному каналу связи посредством приемопередатчика 8 и преобразованных в регистр дискретного выхода 13 и ЦАП 17 для передачи по беспроводному каналу. Прием данных от приемопередатчика 8 беспроводного канала микропроцессор 7 пульта дистанционного управления 6 производит по программному прерыванию (фиг.3). На начальном этапе канал связи идентифицируют и при условии готовности к работе канала связи устанавливают флаг готовности канала и непрерывно проводят прием и идентификацию сообщений, получаемых по беспроводному каналу от контрольно-измерительной системы 3 через блок связи 5 с пультом дистанционного управления 6. Для передачи данных инициализируют порт связи с приемопередатчиком 8 и блоком связи 5 с формирователем интерфейса 4 распределенной сети контроллеров 9, устанавливают флаг канала и проводят ввод данных с формирователя интерфейса 4 распределенной сети контроллеров и вывод данных на приемопередатчик 8 беспроводного канала связи, сбрасывают флаг канала связи и обнуляют выходной буфер. При выходе из подпрограммы проводят обработку прерывания канала беспроводной связи со стороны распределенной сети.When power is supplied to the remote control 6, the microprocessor 7 starts to work, entering data from the ADC 16 and the digital input register 11, converting the codes for transmission over the wireless communication channel through the transceiver 8, and outputting data received over the wireless communication channel through the transceiver 8 and converted to a discrete output register 13 and a DAC 17 for transmission over a wireless channel. The data from the transceiver 8 of the wireless channel, the microprocessor 7 of the remote control 6 produces a software interrupt (figure 3). At the initial stage, the communication channel is identified and, when the communication channel is ready for operation, the flag of the channel readiness is set and the messages received via the wireless channel from the control and measuring system 3 are continuously received and identified through the communication unit 5 with the remote control 6. For data transfer, initialize a communication port with a transceiver 8 and a communication unit 5 with an interface former 4 of a distributed network of controllers 9, set the channel flag and enter data from the interface former 4 as a distributed network of controllers and data output to the wireless communication channel transceiver 8, the communication channel reset flag and the output buffer is zeroed. When exiting the subroutine, interruption processing of the wireless channel from the distributed network is carried out.

Бортовой компьютер 10 работает по определенному алгоритму и соответствующей ему программе, заложенной в память компьютера, выполняя управление машиной в автоматическом режиме и одновременно отрабатывая команды оператора.The on-board computer 10 operates according to a certain algorithm and the corresponding program stored in the computer's memory, controlling the machine in automatic mode and at the same time fulfilling operator commands.

Claims

1. A way to control the track machine, according to which, using a computer, the machine control unit, according to a certain algorithm and the corresponding program, performs the following set of operations: it polls the parameters sensors and command controllers associated with the units and controls, processes the received information, generates signals for the relevant measuring and executive bodies and verifies the implementation of the final actions, characterized in that the input and output of information is carried out by wireless connecting the communication channel between the transceivers with the microprocessor of the communication unit and the driver of the interface of the control and measuring system of the control unit, while receiving data from the transceiver is carried out according to the interrupt program with fixing the start of the wireless communication channel upon receipt of the first message and monitor the duration of the pause of the absence of wireless communication using a watchdog timer.

2. The control unit of the track machine, which includes a control and measuring system, a control panel, nodes for collecting information and issuing commands, sensors for monitoring the operation of the working bodies of the track machine, characterized in that a remote control, a communication unit with it, transceivers are inserted the remote control unit and the communication unit with it are connected to the transceivers with the possibility of fixing the beginning of the wireless communication channel upon receipt of the first message and tracking the duration of the pause no wireless with watchdog.