Требования к размещению оборудования средств контроля аварийных букс

Комплекс технических средств КТСМ

Комплекс технических средств КТСМ-01Д предназначен для модернизации находящейся в эксплуатации аппаратуры обнаружения перегретых букс типа ПОНАБ-3 и ДИСК-Б путем замены электронных блоков в стойке перегонной на технические средства КТСМ-01Д.

При модернизации напольное оборудование и силовой отсек стойки перегонной сохраняются. Станционное оборудование модернизированной аппаратуры полностью заменяется и состоит из концентратора информации КИ-6М и комплекта АРМ оператора линейного поста контроля АРМ ЛПК (персональная ЭВМ типа IBM PC). Указанный комплект станционного оборудования является составной частью автоматизированной системы контроля подвижного состава АСК ПС. АРМ ЛПК поддерживает функции речевого оповещения и включения сигнализации, а один концентратор информации КИ-6М обеспечивает прием информации от четырех КТСМ-01 [5]. В состав комплекса входят:

− контроллер периферийный ПК-02ПД, представляет собой устройство с микропроцессорным управлением и является основным устройством комплекса, которое обеспечивает электрическое согласование с напольным и силовым оборудованием аппаратуры ДИСК-Б, ПОНАБ-3, а так же выполняет все «интеллектуальные» функции по обраотке сигналов.

Рисунок 17 Внешний вид КТСМ

− технологический пульт ПТ-03, предназначенный для диалогового тестирования и настройки комплекса и напольного оборудования обслуживающим персоналом в процессе ТО, использование ПТ позволяет практически отказаться от применения контрольно-измерительных приборов и значительно упростить проведение регламентных работ по обслуживанию перегонного оборудования;

− датчик температуры наружного воздуха;

− комплект эксплуатационных документов и ЗИП.

В режиме централизации контроля, когда сбор информации о нагреве букс производится с нескольких линейных пунктов контроля, информационное взаимодействие КТСМ-01Д с АРМом центрального поста контроля осуществляется через СПД на базе концентраторов информации КИ-6М.

КТСМ-01Д обеспечивает:

− выявление перегретых букс с температурой шеек осей выше 70⁰С;

− подсчет общего количества вагонов в контролируемом поезде - до 200; количество осей в вагоне - до 32; количество уровней квантования теплового сигнала – 70;

− определение перегретых букс при диапазоне скоростей движения поездов по участку контроля от 5 км/час до 200 км/час;

Передача (прием) информации осуществляется методом частотной манипуляции со скоростью 1200 бит/с, по двухпроводной физической линии связи длиной до 40 км или выделенному каналу тональной частоты.

Выявление перегретой буксы производится как по величине теплового уровня относительно температуры боковины тележки, так и по дополнительному признаку в виде отношения величины теплового уровня корпуса буксы к среднему значению тепловых уровней от остальных букс вагона для каждой стороны вагона.

Дополнительно КТСМ-01Д осуществляет:

− определение нагрева шкивов в пассажирских вагонах;

− определение среднего теплового уровня на каждую сторону поезда с целью контроля работы тепловых трактов;

− восстановление счетчика вагонов в случае сбоя по одному из датчиков счета осей;

− контроль состояния каждого из датчиков счета осей;

− определение типа подвижной единицы (локомотив, пассажирский или грузовой вагон);

− определение максимальной и минимальной скорости прохода контролируемого поезда;

− определение скорости каждого вагона на контрольном участке;

− подсчет общего количества осей в поезде;

− автоматическую и дистанционную диагностику работы всех составных частей комплекса и напольного оборудования;

− контроль момента открытия / закрытия заслонок;

− контроль температуры наружного воздуха;

− накопление и хранение информации о проконтролированных поездах при отказе канала связи с дальнейшей передачей накопленной информации после восстановления.

Во время прохода вагонных тележек контролируемого поезда через поле зрения приемников ИК-излучения тепловые сигналы ТСЛ и ТСП многократно преобразуются в восьмиразрядный двоичный код модулем МОТС и запоминаются в оперативной памяти ПК. После прохода каждой тележки центральный процессор ПК, производит обработку результатов преобразования по специальному алгоритму и принимает решение о степени аварийности проконтролированных букс с учетом показаний датчика температуры наружного воздуха ДТНВ (рисунок 18).

Рисунок 18 Структурная схема комплекса КТСМ-02

Модуль МОПД периферийного контроллера по сигналам датчиков прохода осей осуществляет отсчет порядковых номеров осей и вагонов, а также определяет моменты начала и окончания прохода в поле зрения приемников ИК-излучения колесных пар, тележек, вагонов и поезда. Полученную информацию модуль МОПД передает центральному процессору.

Если центральный процессор ПК принял решение о необходимости выдачи сообщения о степени аварийности буксы, то он начинает передачу в линию связи информации о вагоне, в котором обнаружена дефектная букса. После выхода поезда из зоны действия РЦН по сбросу сигнала РЦ ПК передает в линию связи информацию о проконтролированном поезде.

Информация по линии связи поступает в концентратор информации системы СПД, а затем в АРМ ЦПК для последующей обработки, накопления, отображения и регистрации. Из АРМ ЦПК в ПК по линии связи периодически передаются пороговые значения тепловых уровней. Центральный процессор ПК производит сравнение тепловых сигналов от букс контролируемого поезда с последними принятыми от АРМа ЦПК значениями тепловых уровней и производит передачу информации о проконтролированном вагоне только в случае превышения значений этих уровней.

В интервалах между поездами обслуживающий персонал может проводить проверку и регулировку оборудования с использованием технологического пульта ПТ. С помощью клавиатуры пульта ПТ подаются команды периферийному контроллеру ПК на выполнение операций по управлению заслонками и контрольными лампами напольных камер. Периферийный контроллер в свою очередь выводит на индикатор технологического пульта контрольную информацию, а также результаты измерений параметров приемоусилительных трактов и данные о состоянии путевых датчиков.

Блок сопряжения и управления БСУ предназначен для согласования входных цепей и цепей управления ПК-02 с выходными цепями и схемами управления аппаратуры. Помимо согласования БСУ осуществляет дополнительную гальваническую развязку электрических цепей РЦН и питания ЭП-1 между БСУ и ПК, для которых используется напряжение 24 В силового щита аппаратуры ПОНАБ-3.

При заходе поезда на участок контроля блок БСУ формирует сигнал захода поезда, который поступает на вход оптронной развязки модуля МОПД контроллера ПК. Под воздействием этого сигнала модуль МОПД передает команду «заход поезда» и переходит в режим отметки вагонов.

Открытие заслонок в напольных камерах при заходе поезда производится модулем МОПД. После приема команды «Заход поезда» ПК блокирует ввод команд с клавиатуры пульта, сбрасывает включенные ранее с пульта режимы, отключает режим автокомпенсации постоянной составляющей приемно-усилительных трактов и переходит в режим контроля буксовых узлов подвижного состава.

При проходе первой колесной пары поезда над датчиком Д2 ПК формирует строку данных о заходе поезда на участок контроля для передачи в АРМ ЦПК и выводит на индикатор ПТ информацию о времени захода поезда в виде: «1235», где первая и вторая цифры соответствуют десяткам и единицам часов, третья и четвертая цифры соответствуют десяткам и единицам минут.

При движении поезда в правильном направлении каждая колесная пара подвижного состава проходит поочередно над датчиками прохода осей Д1, Д2 и Д3. Сигналы по цепям «Д1», «Д2» и «Д3» в той же последовательности через блок БСУ поступают на входы формирователей модуля МОПД периферийного контроллера. Приняв последовательность сигналов МОПД переходит в режим отметки осей и вагонов. Если последовательность сигналов отличается от приведенной выше (движение поезда в неправильном направлении), то отметка осей и вагонов модулем МОПД не производится. Отметка вагона производится модулем МОПД по сигналам от датчиков Д1 и Д3, сигнал от датчика Д2 используется для восстановления отметки вагона после сбоя.

По сигналам от датчиков Д1, Д2 и Д3 (рис 19) модуль МОПД производит подсчет количества осей в поезде. Результат подсчета количества осей, прошедших над каждым датчиком, по окончании контроля поезда передается в модуль ПК.

По сигналам от датчиков Д2 и Д3 модуль МОПД передает команды управления каналами тепловых сигналов модуля МОТС. При заходе первой колесной пары тележки в зону действия датчика Д2 модуль МОПД передает команду «Начало строба», по которой начинает производиться считывание тепловых сигналов с периодом равным 1 мс, а также определение максимального значения сигналов от букс по каждой стороне. При заходе колесной пары тележки в зону действия датчика Д3 модуль МОПД передает команду «Конец строба», по которой ММК записывает в память максимальные значения сигналов от букс и переходит в режим определения минимального значения тепловых сигналов от боковин тележки по каждой стороне до момента захода следующей колесной пары тележки в зону действия датчика Д2. По сигналу «Д3» от последней колесной пары тележки ММК прекращает считывание тепловых сигналов.

При заходе остальных колесных пар тележки в зону действия датчика Д2 модуль МОПД передает команду «Начало строба», по которой ММК записывает в память минимальные значения сигналов от боковин тележки, переходит в режим поиска максимального значения сигналов от букс по каждой стороне и продолжает считывание тепловых сигналов.

При заходе последней колесной пары вагона в зону действия датчика Д3 модуль МОПД передает команды «Конец строба» и «Отметка вагона». После приема команды «Отметка вагона» ММК производит обработку записанной в памяти информации и формирует блок данных о вагоне. В процессе обработки сравнивается, уровень теплового сигнала от каждой буксы с уровнем, принятым от АРМа ЦПК, если уровень теплового сигнала хотя бы одной буксы в вагоне превысит нормативный уровень, то ПК передает блок данных о вагоне в АРМ ЦПК.

В процессе прохода поезда по участку контроля ПК выводит на индикатор пульта информацию следующего вида:

«02 024 04», где «02» - количество локомотивов в поезде на текущий момент контроля (от 00 до 99); «024» - порядковый номер проконтролированной подвижной единицы в поезде (включая локомотивы, до 200); «04» - количество осей в проконтролированной подвижной единице (до 32).

После освобождения поездом РЦН МОПД формирует контрольную программу, представляющую собой имитацию прохода одного четырехосного вагона с тепловыми сигналами. При установлении сигнала «КРЦ» МОПД запускает программный таймер на интервал времени 6 - 8 с (время переходного процесса в каналах тепловых трактов), затем МОПД выдает команду «Начало строба», проверяет состояние сигналов контроля заслонок левой камеры и правой камеры.

По окончании контрольной программы модуль МОПД передает команду окончания контроля поезда и переходит в режим автодиагностики. Приняв команду окончания контроля поезда ММК формирует и передает в линию связи строку данных о поезде, переходит в режим автодиагностики и выводит на индикатор пульта информацию о поезде:

«1239 056 0 06 08», где «1239» - время окончания контроля поезда (часы и минуты, в данном примере 12 ч 39 мин); «056» - минимальная скорость прохода поезда по участку контроля в км/ч (в данном примере 56 км/ч); «0» - признак сбоя отметки вагонов модуля МОПД («1» - был сбой отметки вагонов, «0» - нет сбоев отметки вагонов); «06» - средний тепловой уровень на поезд по левой стороне (от 0 до 70); «08» - средний тепловой уровень на поезд по правой стороне (от 0 до 70).

Включение регулировочных режимов производится обслуживающим персоналом вводом соответствующих команд с клавиатуры пульта ПТ.

Информативность и достоверность показаний в КТСМ повышается за счет применения более совершенных методов обработки и передачи данных. При использовании традиционного метода измерения амплитуды уровня теплового сигнала состояние контроли­руемого буксового узла оценивается более дифференцированно по 70 уровням нагрева (для сравнения в аппаратуре ДИСК-Б 39 уровней). Кроме того, в аппаратуре КТСМ использован дополнительный информатив­ный параметр. Он характеризует соотношение текущего значения амплитуды теплового сигна­ла и среднего. Это позволяет производить слежение за динами­кой нагрева буксового узла в течение длитель­ного времени на протяженном участке движе­ния поезда, а следовательно обнаруживать буксовые узлы на ранней стадии развития де­фекта.

При дальнейшем совершен­ствовании была создана система КТСМ-02. Она представляет со­бой систему автоматического контроля (рис 19.), которая может вклю­чать одну или несколько подси­стем обнаружения дефектов уз­лов и деталей подвижного состава (букс, колес, тормозов, габарита и др.). В аппаратуре КТСМ-02 применяются на­польные камеры КНМ новой конструкции с креплением на рельс (рис 19). Это повышает чувстви­тельность и помехоустойчивость аппаратуры за счет сокращения расстояния от приемника теп­лового излучения до корпуса буксы.

Рисунок 19. Расположение напольной камеры в КТСМ-02

При данном креплении наполь­ной камеры расстояние между корпусом буксы и болометром сокращается. Это приводит к повышению чувствительности и помехозащищенности метода вследствие улучшения соотноше­ния сигнал/шум.

Кроме это­го, при таком методе крепления камеры ориен­тация приемных капсул сохраняется в течение длительного времени и не требует дополни­тельной юстировки, так как объект контроля и приемник теплового излучения работают в од­ной системе координат. Эксплуатационные рас­ходы на трудоемкую и требующую значитель­ных затрат времени ориентацию оптических систем снижаются.

Одной из причин появления "ложных" показаний при обна­ружении перегретых букс явля­ется зависимость температуры смотровой крышки от энергии солнечного из­лучения. В слу­чае ориентации на нижнюю часть корпуса указанные ошибки контро­ля исключаются.

Кроме того, простота крепле­ния напольной камеры позволя­ет достаточно быстро ее демон­тировать, а ремонтные и регулировочные работы квали­фицированно выполнять в усло­виях КИП.

Актуальность использования рассматриваемых напольных ка­мер резко возрастет при перево­де подвижного состава на кас­сетные буксовые узлы, когда в эксплуатации будут одновремен­но буксы различных типов. На­польные камеры комплекса КТСМ-02 не потребуют переориентации, а проблемы распознавания букс и корректировки критерия отбраковки решаются на программ­ном уровне.

В состав постового оборудования входят: блок преобразования и контроля ВПК, блок силовой коммутационный БСК, технологический пульт ПТ, а также датчик температуры наружного воздуха ДТНВ (рис. 19).

Блок БПК выполняет все "интеллектуаль­ные" функции: преобразует и обрабатывает сиг­налы от путевых датчиков, формирует и пере­дает подсистемам контроля управляющие сигналы, получает от этих подсистем данные об аварийных подвижных единицах и передает эту информацию в линию связи. Дополнительно БПК вырабатывает сигналы управления и диагности­ки состояния оборудования, работающего в со­ставе комплекса. В блоке имеются средства тес­тирования и настройки комплекса персоналом в процессе ТО.

Оборудование БПК и другие подсистемы, ра­ботающие в составе комплекса, питаются от блока БСК. Он автоматически переключается на резервный фидер питания при отключении основного.

Достоинством данной системы является возможность ее рас­ширения, так как подсистемы контроля состояния отдельных узлов и деталей подвижного со­става объединены информацион­но и имеют общий сетевой ин­терфейс, стандартные стыки и единый протокол сообщений.

Массовое распространение комплексов технических средств для модернизации мо­рально и физически устаревшей аппаратуры ПОНАБ-3 на сети до­рог началось в 1999 г. Таким образом, комплекс КТСМ-01Д, КТСМ-02 являются современными техническими средствами для обнаружения пе­регретых букс.

Оборудование средств контроля устанавливается на подходе к станции, где предстоит остановка поездов в случае обнаружения в них неисправных подвижных единиц с учетом остановки поезда с неисправными подвижными единицами на том же пути, на который ему был приготовлен маршрут приема.

Перегонное оборудование должно располагаться на той части перегона, где по тяговым расчетам систематически не применяется служебное торможение, не производитсяпроверка действия тормозов и частые остановки поездов, реализуются наибольшие из допустимых скорости движения; на прямых участках пути и не менее чем на 500 м по ходу движения поездов от кривых радиусом менее 1000 м. Напольное оборудование должно размещаться в местах, не подверженных снежным заносам, скоплению талых и ливневых вод, на устойчивом полотне, балластный слой которого не подвержен пучению и разжижению. Напольные устройства должны устанавливаться посередине рельсового звена (на участках бесстыкового пути ­на расстоянии не менее 10 м от стыка).

При выборе мест размещения перегонного оборудования необходимо учитывать возможность доставки к этим местам обслуживающего персонала (наличие вблизи автомобильных дорог, остановочных пунктов электропоездов и др.). Предпочтительно размещение этого оборудования осуществлять вблизи охраняемых переездов и других обслуживаемых сооружений.

Дата добавления: 2014-12-16