TRAMVAY OTOMATİK MAKAS KONTROL SİSTEMİ PROJENİN AMACI: Tramvay hattındaki makasların makinist tarafından araç üzerinden otomatik olarak kontrol edilmesi. SİSTEMİN GENEL YAPISI Tramvay Otomatik Makas Kontrol Sistemini araç üstü ve hat boyu olarak ikiye ayırabiliriz. Sistem; Fese verici (araç üzerinde), Anten, Talep alıcısı, Röle kartı, Kontrol kartı, Motor + Valf ve Sinyal lambasından (hat boyunda) oluşur. Araç üzerindeki fese vericide, 3200 khz modüleli 90 ve 110 khz frekanslarında iki sinyal üretilerek verici antenle, yol üzerinde iki ray arasına yerleştirilmiş olan alıcıya gönderilir. 90 khz düz yol talebi 110 khz manevra talebi (makasın durumuna göre sağa veya sola )için kullanılır. Talep makinist tarafında joistik ile makas bölgesine gelmeden belirlenmiş talep noktasında verilir. Fese verici sürekli olarak düz talep frekansı gönderir konumundadır manevra talebi için joistik uygun konuma getirilir. Feseden gönderilen sinyaller raylar arasına yerleştirilen anten ile alınıp alıcı kartında seviyesi yükseltilerek talep kartına iletilir. Talep kartına gelen sinyalin hangi talebe (düz veya manevra talebi) ait olduğu tesbit edilerek Kontrol kartına iletilir. Kontrol kartındaki mikroişlemci ilk olarak talep süresini kontrol eder eğer talep tanımlanmış şartlara uygun ise makas sensörlerine bakarak makasın konumunu belirler. Makasın konumu gelen taleble aynı ise makas motoru enerjilendirilmez, uygun değilse makas motoru enerjilendirilerek makas talep yönüne uygun pozisyona getirilir. Mikroişlemci talep aldıktan sonra 30 sn içinde aracın Makas Sonu Sensörünün (MSS) önüne gelmesini ve 30 sn içinde makas bölgesini terk etmesini bekler, bu süre içinde gelebilecek diğer talepleri dikkate almaz. Araç talep verip MSS nin önüne geldiği zaman Makas Tahrik Motoruna giden enerji kesilerek makasın herhangi bir nedenle konum değiştirmesi engellenmiş olur. Araç MSS nin önünden tamamen geçtikten sonra sistem güvenlik nedeniyle 30 sn süreyle yeni talepleri dikkate almaz, dolayısıyla makas bölgesine girecek olan araçların arasında minimum 30 sn ara bulunması lazımdır. 1
RÖLE KARTI Girişler : Makas sensörleri (S 1, S 2, S 3, S 4 ) Arıza Makas Sonu Sensörü (MSS) Motor + Valf 24VAC Çıkışlar : Motor + Valf Sinyal lambası ( Yeşil, Sarı, Kırmızı ) 24VDC Röle Kartı üzerinde bulunan trafolar ve röleler vasıtasıyla makas tahrik motoru ve sinyal lambalarını sürer. Röle kartına gelen makas sensörleri bilgileri ile makasın hangi yöne tanzim edilmiş olduğu anlaşılır ve bu bilgi sinyal lambası ile makinistlere gösterilir. Makas ne tarafa oturmuşsa o yöne ait makas sensörlerinden röle kartındaki yön rölelerinin bobinine gelen 24 V ile o yöne ait yön rölelerini çeker. Arıza rölesinin orta ucuna gelen 24V normalde kapalı ucundan alınarak 1. yön rölesinin orta ucuna gelir. 1. yön rölesinin çekmesiyle rölenin normalde açık ucundan alınarak 2. yön rölesinin orta ucuna gelir, 2. yön rölesinin de çekmesiyle 24 V rölenin normalde açık ucundan alınarak sinyal lambası yön rölesinin bobin ucuna gelerek röleyi çektirir. Bu rölenin orta ucuna gelen 220 V normalde açık ucundan geçerek sinyal lambasını yakar. Arıza Rölesi 1.Yön Rölesi 2. Yön Rölesi Sinyal Lambası Rölesi SİNYAL LAMBASI 220V 24V S1 S2 2
Arıza durumu mikroişlemci tarafından belirlenir. Arıza durumunda mikroişlemci P0.5 portunu sıfıra düşürür. Optoküplör iletime geçerek arıza çıkışını 24 V a çeker. Bu 24 V ile transistör iletime sokulup arıza rölesinin bobin ucu sıfıra çekilerek röle çektirilir. Böylece arıza rölesinin orta ucuna gelen 24 V normalde açık ucundan alınarak sinyal lambası arıza rölesinin bobin ucuna gelerek röleyi çektirir. Rölenin orta ucuna gelen 220 V normalde açık ucu üzerinden arıza lambasını yakar. Arıza Rölesi Sinyal Lambası Arıza Rölesi 220V SİNYAL LAMBASI 24V 24V Makas sonu sensöründen röle kartındaki MSS rölesinin bobin ucuna araç yokken 24 V gelir. MSS nin önünde araç yoksa röle çekik durumdadır. MSS rölesinin normalde açık ucuna gelen 220 V araç yokken motor sürme rölelerine gider, araç MSS nin önüne (MSS makasın ortasına yerleştirilmiştir) geldiği zaman MSS rölesi bıraktığı için motor sürme rölelerine giden 220 V kesilir. Böylece araç makas bölgesini terk etmeden herhangi bir nedenle motorun enerjilenerek makas pozisyonunu değiştirmesi donanım olarak engellenmiş olur. MSS Rölesi Motor +Valf Sürme Röleleri(MOT1B, MOT2B) 220V MOTOR+VALF SOL YÖN MOTOR+VALF SAĞ YÖN 24V MOT1A MOT2A 3
Röle Kartına motor sürme bilgileri Kontrol Kartından gelir. Kontrol kartına gelen makas tanzim talepi doğrulrutusunda mikroişlemci 5V seviyesinde olan P0.0 ve P0.1 ( veya P0.3, P0.4) değişimli olarak sıfıra çeker. Sağa dayalı makas tipinde makası düzyola almak için P0.0 ve P0.1, makası sağ yola tanzim etmek için P0.3 ve P0.4 kullanılır. Sola dayalı makas tipinde makası düzyola almak için P0.3 ve P0.4, makası sol yola tanzim etmek için P0.0 ve P0.1 kullanılır. Bu şekilde trafoların primeri üzerinde kare dalga oluşturarak sağa dayalı makas tipinde Mot1A (sola dayalı makas tipinde Mot2A) rölesi üzerinden Mot1B (Mot2B) rölesini çektirir. Mot1B (Mot2B) rölesinin orta ucuna MSS rölesinin orta ucundan gelen 220 V normalde açık ucundan geçerek motor + valf i enerjilendirir, makasın istenilen yöne tanzim edilmesini sağlar. KONTROL KARTI Girişler : Talep Düz Talep Manevra MSS Makas Sensörleri (S 1, S 2, S 3, S 4 ) 12 VAC 24 VDC Çıkışlar : Motor + Valf (sağ yön) Motor + Valf (sol yön) Arıza Mikroişlemci, sistemdeki ekipmanların durumlarını sürekli kontrol ederek sistemin güvenli bir şekilde çalışmasını sağlar ve kontrol kartına gelen bilgileri değerlendirerek gerekli çıkışları verir. Talep bilgileri Kontrol kartına 0 veya 24 V olarak gelir. Eğer talep varsa Kontrol kartına 0V gelir. Optokuplör iletime geçerek mikroişlemcinin P1.1 veya P1.2 nolu portunu sıfıra çeker. Böylece mikroişlemciye talep bilgisi iletilmiş olur. Mikroişlemci talep bilgisini aldıktan sonra ilk olarak talep süresini kontrol eder. Eğer talep süresi 100 ms den büyük 10 sn den küçük ise 4
talepi değerlendirir. Talep süresi belirtilenlerin dışında ise : 100 ms den küçük ise dikkate almaz, 10 sn den büyük ise kalıcı arızaya geçer. Mikroişlemci talep süresinin kontrolünden sonra talep yönü ile makasın konumunu kontrol eder. Talep edilen yön ile makasın konumu aynı ise mikroişlemci makas tahrik motoruna enerji vermez, aracın makas bölgesini terk etmesini bekler. Makasın konumu ile talep edilen yön aynı değilse mikroişlemci motora 5 sn süreyle enerji verir ve makasın istenilen konuma oturup oturmadığını makas sensörlerine 1 sn arayla bakarak kontrol eder. Makas istenilen konuma oturmuşsa yön lambasını yakarak araç geçişine izin verir, oturmamışsa arıza lambasını yakarak trafiği engeller. Makas istenilen konuma oturmamışsa manuel müdahele ile araç geçişi sağlanabilir. Makas sensörü arızası düzeltilebilir arıza kapsamındadır. Makas geçici nedenle yerine oturmamışsa (örneğin dil ucuyla ray arasına cisim sıkışması) dışarıdan müdahele ile istenilen konuma oturursa arıza kalkar ve sistem normale döner. MSS den kontrol kartına makas üzerinde araç yokken 0 V araç varken 24 V gelir. MSS önünde araç varken gelen 24 V optokuplör üzerinden mikroişlemcinin P1.5 nolu portunu sıfıra çeker. Mikroişlemci makas üzerinde araç var bilgisini alınca 30 sn içinde aracın makas bölgesini terk etmesini bekler, bu süre içinde makas tahrik motorunun enerjilenmesi donanım olarak röle kartında engellenir. Araç makas bölgesini tamamen terk ettikten sonra mikroişlemci gelen talepleri 30 sn süreyle güvenlik nedeniyle dikkate almaz. Aktif makas sensörlerinden (S 1, S 2 veya S 3, S 4 ) Kontrol kartına 24 V gelir. Makas düz yola tanzim edildiğinde: sağa dayalı makas tipinde S 1 ve S 2, sola dayalı makas tipinde ise S 3, S 4 aktifdir. Makas sapan yola tanzim edildiğinde: sağa dayalı makas tipinde S 3, S 4, sola dayalı makas tipinde S 1 ve S 2, aktifdir. Aktif sensörlerden gelen 24 V optoküplörü iletime sokarak mikroişlemcinin P3.1, P3.2 veya P3.5, P3.6 sıfıra çeker. Mikroişlemci bu portları sürekli kontrol ederek makasın konumunu ve durumunu kontrol eder. Portlar lojik 0011 veya 1100 olmalıdır. Diğer durumlarda sistem arızaya geçer. Sensör arızası geçicidir eğer arıza durumu herhangi bir nedenle ortadan kalkarsa sistem normala döner. Kontrol kartından motor sürme, arıza ve de arıza tipi çıkışları vardır. Kontrol kartına makas tanzim talebi geldiğinde mikroişlemci talep yönüne göre P0.0, P0.1 veya P0.3, P0.4 portlarını değişimli olarak 0 ve 5 V yapararak optoküplör üzerinden Röle kartındaki trafonun 5
pirimerinde kare dalga oluşturarak motor sürme rölelerini (MOT1A, MOT2A) çektirir. Sistemde üç tip arıza vardır: makas sensörlerinden kaynaklanan arıza, makas sensörü arızası, talep süresi arızası. Mikroişlemci bu tip arızalar oluştuğunda P0.5 nolu portunu sıfıra çeker ve optoküplör üzerinden arıza çıkışını 24 volta çeker. 24 V Röle kartındaki transistörü iletime sokarak arıza rölesinin bobin ucunu toprağa çeker. Rölenin orta ucuna gelen 24 V normalde açık ucunda alınarak arıza lambasını yakar. Arıza tipi yazılım olarak tesbit edilir. Arıza oluştuğunda mikroişlemci arıza tipini tesbit ederek P0.6 portuna bağlı olan arıza tipi ledini arıza tipine göre flaş ettirir. Makas sensörü arızasında led 1 sn yanar 1 sn söner. Makas sonu sensörü arızasında led 1 sn yanar 5 sn söner. Talep arızası durumunda arıza led i 5 sn yanar 5 sn söner. ALICI KARTI / ANTEN Araç üzerindeki fese vericiden gönderilen sinyalleri almak için iki ray arasına alıcı anten yerleştirilmiştir. Anten üzerindeki ferit bobin feseden gönderilen sinyali alır. Sinyal RC ile daha yüksek genlik elde etmek için kompanze edilir. Kompanze edilen sinyal transistör üzerine düşürülerek kuvvetlendirilir. Yaklaşık iki kat kuvvetlendirilen sinyal transistörün kollektöründen kablo ile talep kartına gönderilir. TALEP KARTI Fese vericiden gönderilen sinyaller anten ile alınarak talep kartına iletilir. Talep kartı sistemde kullanılan frekanslara göre ayarlanmıştır. Sistemin hangi modüleli frekanslara duyarlı olacağı talep kartı üzerindeki LM565 entegreleri ile ayarlanıyor. Birinci LM 565 (IC1) kilitleneceği taşıyıcı frekansa (90 khz veya 110 khz) entegrenin 4-5 nolu uclarına bakarak P2 potansiyometresi ile ayarlanır. İkinci LM 565 (IC2) modülasyon frakansına (3200 Hz) P3 potansiyometresi ile entegrenin 4-5 uclarına bakarak ayarlanır. Antenden talep kartına gelen modüleli sinyal kuvvetlendirilerek 1. LM565 gelir. Burada taşıyıcı frekans ayarlanan frekansa uygunluğu kontrol edilir. 2. LM565 de modülasyon işareti kontrol edilirerek eğer sinyal bant genişliği içerisinde ise komparatörün normalde 12 V olan 7 6
nolu bacağı sıfıra düşer. Komparatörün çıkışından alınan bu bilgi Kontrol Kartına talep isteği olarak olarak gider. VERİCİ KARTI Fese verici kartında sistemde kullanılan 3200 Hz modüleli 90 ve 110 khz sinyaller üretilir. Modülasyon (3200 Hz) işareti 40106 nın 2 nolu bacağına bakılarak R2 potansiyometresi ile ayarlanır. LM 566 entegresinde taşıyıcı işaret üretilir. LM 566 in 6 nolu bacağına bakılarak taşıyıcı işaret 90 khz ve röle çektirilerek 110 khz e ayarlanır. 40106 da üretilen modülasyon sinyali LM 566 de taşıyıcı işaretin üzerine bindirilir. Modüleli işaret push-pull transistörleri ile kuvvetlendirilerek ferit anten üzerinden alıcıya gönderilir. 7