Sterowanie złożonymi urządzeniami i maszynami dużych mocy i pracujących na wysokich napięciach nie jest sprawą łatwą. Nieprawidłowe sterowanie skraca żywotność niektórych urządzeń, może także być przyczyną częstych awarii systemowych, a w skrajnych przypadkach może mieć katastrofalne i nieodwracalne skutki (pożary, porażenia prądem). Z tego względu do obsługi systemów zasilania musi być dobrany odpowiednio przeszkolony personel, który nie tylko umie obsługiwać powierzony mu system sterowania, ale także powinien dobrze znać cały system zasilania.
Najlepiej przeszkolony człowiek jest jednak istotą zawodną i popełnia błędy, które nie muszą wynikać z jego lekceważenia pracy. Zmęczenie wdaje się we znaki szczególnie w ostatnich godzinach pracy, wtedy też człowiek myśli o końcu niekiedy męczącej służby i zdarza się, że popełnia błędy. Niektóre błędy mogą mieć duże znaczenie w funkcjonowaniu całego systemu. W związku z tym w układach automatyki człowiek jest wspomagany przez urządzenia uzależniające i ryglujące, które uniemożliwiają mu dokonanie błędnej operacji. Na urządzeniach uzależniających opiera się cały system zabezpieczeń ruchu kolejowego, który jest bardzo skomplikowany. Urządzenia uzależniające i ryglujące stosowane są zarówno w systemie zasilania pojazdów trakcyjnych jak i w samych pojazdach trakcyjnych. System ten polega na tworzeniu blokad pomiędzy poszczególnymi zespołami i uniemożliwia wykonanie operacji w kolejności niezgodnej.
W starszych rozwiązaniach urządzenia ryglujące i uzależniające występowały w postaci dźwigni mechanicznych, zamków kluczowych lub też rygli elektromagnetycznych. Tego typu rozwiązania były skomplikowane i obsługiwanie ich było czasochłonne, ale stanowiły wystarczające blokady.
Uzależnienia mechaniczne składały się z dźwigni, które połączone były z napędami odpowiednich łączników. W zależności od sytuacji jedna dźwignia blokowała drugą przez co niemożliwe było przestawienie dźwigni napędu danego łącznika. Dopiero uruchomienie pierwszej dźwigni, które powodowało przesunięcie rygla i odblokowanie drugiego umożliwiało przestawienie napędu inne łącznika. Wymuszało to sterowanie urządzeniami w odpowiedniej kolejności co zapewniało bezpieczną pracę urządzeń.
W uzależnieniach kluczowych rolę rygli pełniły zamki kluczowe uruchamiane za pomocą kluczy. W zależności od rozwiązania klucze mogły tkwić w zamkach lub wisieć na tablicy w dyżurce. Tego typu rozwiązanie było czasochłonne i sprawiało kłopoty.
Lepszym rozwiązaniem od wymienionych były rygle i zamki elektromechaniczne. Rygiel składał się z cewki nawiniętej na rdzeń, który wzbudzony przyciągał dźwignie urządzenia, które blokował. Cewka włączona była w obwód styków pomocniczych poszczególnych urządzeń i wzbudzenie mogło nastąpić tylko wtedy, gdy wszystkie styki były zamknięte, a więc wtedy, gdy wymagane czynności zostały wykonane. Uzależnianie za pomocą rygli elektromechanicznych dawało dużo większe możliwości niż uzależnienia mechaniczne. Rygle elektromechaniczne nie zajmowały tyle miejsca i nie były kłopotliwe w eksploatacji.
Wprowadzenie automatyki zdalnego sterowania z centrum wykluczyło możliwość sterowania przestarzałymi ryglami mechanicznymi na podstacji, które zresztą już wcześniej zostały wyparte przez rygle elektromechaniczne. Pełna automatyka jednak daje możliwość stworzenia blokad w pełni elektrycznych. W rozwiązaniu tym dyspozytor wcale nie musi zwracać uwagi na istniejące blokady. W przypadku, gdy dyspozytor steruje urządzeniem na podstacji w sposób prawidłowy blokady same się eliminują, natomiast w przypadku prób przeprowadzenia błędnych operacji blokady wykluczają taką możliwość.
Aby uświadomić istotę działania blokady uzależniającej stworzyłem poniższy rysunek. Blokada widoczna na rysunku przedstawia zależność między odłącznikiem a wyłącznikiem szybkim. Jak wiadomo wyłącznik szybki to urządzenie przystosowane do wyłączania prądów zwarciowych i przeciążeniowych, natomiast odłącznik służy tylko do stworzenia przerwy w obwodzie. W związku z tym, przypadkowe otworzenie odłącznika pod dużym prądem (nawet roboczym) spowodowałoby powstanie łuku co mogło by zniszczyć noże odłącznika. W związku z tym blokada ma za zadanie:
- uniemożliwić zamknięcie wyłącznika szybkiego, gdy odłącznik jest otwarty;
- uniemożliwić otwarcie odłącznika, gdy wyłącznik szybki jest zamknięty.
Układ składa się z odłącznika (7) i wyłącznika szybkiego (1), których styki główne połączone są obwodem trakcyjnym, a styki pomocnicze (3) i (8) obwodem sterowania. Wyłącznik szybki napędzany jest elektromagnetycznie i działa na przychwyt magnetyczny. Wyłącznik oprócz cewki wyzwalającej (4) posiada także cewkę załączającą (5), która pełni jednocześnie funkcję cewki trzymającej. Dźwignia styków głównych połączona jest mechanicznie z dźwignią styków pomocniczych. Jeden ze styków pomocniczych wyłącznika - zwierny (ten, który zamyka się w momencie zamknięcia styków głównych) włączony jest w obwód podtrzymujący zasilanie cewki trzymającej. Natomiast styk rozwierny (ten, który otwiera się w momencie zamknięcia styków głównych) włączony jest w układ napędu odłącznika.
Odłącznik ma napęd silnikowy (10). Oprócz styków głównych posiada on także styki pomocnicze (8). Jeden z tych styków znajduje się w obwodzie zasilającym cewkę załączającą wyłącznika. Przyciski załączający (11) i wyłączający (12) w praktyce przy sterowaniu zdalnym zastąpione mogą być małymi przekaźnikami wzbudzanymi z centrum, jednak dla ułatwienia zrozumienia zastąpiłem je na rysunku przyciskami grzybkowymi.
Prześledźmy teraz poszczególne fazy pracy układu.
otwarty odłącznik i wyłącznik - w tej sytuacji nie jest możliwe zamknięcie styków wyłącznika, gdyż częścią obwodu zasilania cewki załączającej (5) jest styk pomocniczy odłącznika (8), który jest otwarty. Natomiast jest możliwe zamknięcie odłącznika (7). W takim stanie styk rozwierny wyłącznika będący częścią obwodu napędu odłącznika jest zamknięty. zamknięcie odłącznika - dyspozytor poprzez przekaźnik umieszczony w skrzynce z napędem (10) wzbudza silnik napędzający dźwignię odłącznika. Prąd płynie przez napęd (10) oraz styk rozwierny wyłącznika - odłącznik się zamyka. zamknięcie wyłącznika - dyspozytor dokonuje zamknięcia wyłącznika poprzez podanie impulsu na przekaźnik (na rysunku zastąpiony przyciskiem załączającym (11)). W ten sposób zamyka się droga dla prądu, który płynie przez zamknięty styk pomocniczy odłącznika (8), przycisk wyłączający (12), przycisk załączający (11) i cewkę załączającą (5). Następuje zamknięcie styków wyłącznika, jednocześnie zamyka się styk pomocniczy zwierny wyłącznika i otwiera styk rozwierny wyłącznika. Ponieważ styk zwierny stanowi podtrzymanie zasilania cewki trzymającej (5), więc po zamknięciu przez niego płynie prąd. Jednocześnie po zamknięciu się styków przekaźnik (przycisk załączający (11)) przestaje być wzbudzony. W związku z tym, że styk rozwierny się otwiera następuje przerwa w obwodzie napędu odłącznika. normalna praca - odłącznik i wyłącznik są zamknięte. Prąd płynie przez styk pomocniczy odłącznika (8), przekaźnik (przycisk wyłączający (12)), styk zwierny wyłącznika i cewkę trzymającą (5). W tym stanie zgodnie z zasadą działania blokady dyspozytor nie ma możliwości otwarcia odłącznika. Dzieje się tak, ponieważ styk rozwierny wyłącznika stanowiący część obwodu zasilania napędu odłącznika (10) jest otwarty. zadziałanie wyłącznika - z chwilą zadziałania wyłącznika otwierają się styki główne i zwierne pomocnicze, natomiast zamyka się styk rozwierny. Obwód podtrzymujący działanie cewki trzymającej (5) zostaje przerwany. Zamyka się obwód napędu odłącznika. W razie potrzeby dyspozytor ma możliwość samoczynnie otworzyć wyłącznik wzbudzając przekaźnik (przycisk wyłączający (12)). otwarcie odłącznika - otwarcie styków głównych wyłącznika spowodowało zamknięcie styku rozwiernego, który stanowi część obwodu napędu odłącznika. Dyspozytor ma możliwość otworzyć odłącznik.
Jeszcze innym nowoczesnym rozwiązaniem, które można zastosować przy sterowaniu komputerowym jest blokada programowa. Program zainstalowany w komputerze, przez który dyspozytor steruje pracą urządzeń na podstacji i szlaku jest tak zaprogramowany, że uniemożliwia wysłanie błędnego polecenia do urządzeń. Wszystkie operacje zachodzące podczas pracy urządzeń są przesyłane do centrum. Komputer dokonuje operacji i porównuje stan poszczególnych urządzeń (zamknięty/otwarty, załączony/wyłączony). Jeśli operacja, której chce dokonać dyspozytor jest niezgodna ze stanem pracy urządzeń to komputer nie zezwala na jej dokonanie i informuje o tym dyspozytora. Na przykład: odłącznik w podstacji jest otwarty i informacja o tym przesłana jest do pamięci komputera. Próba zamknięcia wyłącznika się nie powiedzie, ponieważ w pamięci istnieje zapis, że odłącznik jest otwarty.
![[Rozmiar: 16664 bajtów]](tla i obrazki/blokada.gif)