CC BY
15
УДК 629.423.004.58
Л. В. ПЕТРОВИЧ, С. М. ГОЛ1К (ДПТ)
ВИКОРИСТАННЯ ГРАФ-МОДЕЛЕЙ У ЗАДАЧАХ Д1АГНОСТУВАННЯ НЕСПРАВНОСТЕЙ В КОЛАХ УПРАВЛ1ННЯ ЕЛЕКТРОВОЗА ЧС7
Наведено пропозицп щодо модершзацп бортових дiагностичних пристро1в електровоза ЧС7 на n^CTaBi використання граф-моделей електричних шл управлшня для розрахунку мшмально! кiлькостi i мюця роз-ташування контрольних точок.
Предложен вариант модернизации бортовых диагностических устройств электровоза ЧС7 на основе использования граф-моделей электрических цепей управления для расчета минимального количества и места расположения контрольных точек.
A modernization option of onboard test units of the electric locomotive ChS7 on the basis of use of control electric circuits flow-charts for calculation of the minimal number and location of the control points has been proposed in the article.
Залiзничний транспорт Украши займае провщне мюце в единш транспортнш системi краши. Важливу роль вш вадграе у переве-зенш пасажирiв, приймаючи на себе велику частку всього пасажиропотоку, який розподь ляеться мiж всiма видами транспорту. Для задоволення потреб населення у перевезен-нях необхщно перш за все забезпечити без-пеку руху поIздiв та комфортнiсть пасажирiв. Все це вимагае ефективного використання технiчних засобiв, пiдвищення якостi обслу-говування пасажирiв i полiпшення експлуа-тацiI та ремонту рухомого складу, зниження собiвартостi перевезень та вщшукання резер-вiв для виконання цих завдань.
На електрифшованих залiзницях СНД i Укра1ни в пасажирському русi широко викори-стовуються електровози постiйного струму серп ЧС7 виробництва фiрми Шкода (Чехiя).
У iнвентарному локомотивному парку Укр-залiзницi на даний час знаходиться близько 60 електровозiв ЧС7.
На електровозах дано1 серiI' для полегшення пошуку вщмов у електричних колах управлшня локомотивними бригадами чи ремонтним пращв-никами передбачено бортовий зашб технiчного дiагностування «ПУМ-Шкода» типу 2К5Ь1.
Використання цього дiагностичного пристрою сприяе зменшенню кiлькостi неплано-вих ремонтiв, внаслiдок покращення якост перевiрки рухомого складу пiд час проведен-ня технiчного обслуговування та ремонту. Також знижуеться кшьюсть аваршних зупи-нок поIздiв на перегонах, затримок вщправ-лення поIздiв тощо, якi викликанi неспромо-жнiстю локомотивно! бригади вiдшукати та
усунути несправшсть, яка виникла в низько-вольтних колах електровоза. Таким чином, даш переваги сприяють зменшенню втрат, що несе Укрзалiзниця через потребу виконання непланових ремонив тягового рухомого складу та порушення графiка руху.
Проте, ^м наведених переваг, засiб техшч-ного дiагностування «ПУМ-Шкода» типу 2К8Ь1 мае певнi недолiки. Даний пристрш до-зволяе перевiряти низьковольтнi кола лише тд час стоянки електровоза та при вщсутност струму в його електричних колах, що перешко-джае слщкуванню за станом кiл управлiння тд час руху. Крiм того, панель керування знаходиться в машинному вщдшенш, що ви-кликае незручностi в експлуатацп. Слiд додати, що тд час аналiзу технiчного стану бортових дiагностичних пристро!в «ПУМ-Шкода» типу 2К8Ь1 на електровозах ЧС7 серiй 82Е1...82Е8 було виявлено, що на даний час щ пристро! знаходяться в несправному сташ або взагалi демонтоваш.
На пiдставi вищесказаного пропонуеться тд час проведення капiтального ремонту з подов-женням ресурсу електровозiв ЧС7 заводського типу 82Е1...82Е8 встановити дiагностичнi пристро!, якi б забезпечили здатшсть безперервно-го контролю за станом низьковольтних кш управлiння основними електричними апарата-ми електровоза з можливютю якнайшвидшого виявлення мiсця обриву чи короткого замикан-ня в даних електричних колах.
Для розробки дiагностичних пристро!в не-обхiдно визначити кшьюсть i мiсце розташу-вання контрольних точок, якi необхiднi для ло-калiзацiI несправностей та забезпечення стику-
вання пристрою з об'ектом дiагностування, тобто електричним колом. З щею метою скори-стаймося методикою визначення i мшiмiзацil контрольних точок, що наведена у [1].
Низьковольтш електричнi кола електровоза ЧС7 можуть бути класифшоваш як об'екти з дискретним принципом дп, процеси функцю-нування яких можуть бути виражеш певною змшою деяких кодових комбiнацiй. Для елеме-нтiв цих кiл справедливе сшввщношення
т,вих (; < ), (1)
де т7вих - вихщний параметр /-го елемента; твх - вхiдний параметр i-го елемента; твн -внутрiшнiй параметр i-го елемента; Ц - правило перетворення вхщного параметра у вихщний при заданих значеннях внутршнього параметра.
Вхщш та вихiднi параметри можна визна-чити за напрямом поширення потенцiального сигналу.
Якщо елемент 7 зв'язаний з елементом у та можна знехтувати завадами, то повинно бути справедливо:
т1 = ту . (2)
Кожен стан електрично! схеми повинен роз-рiзнятися на деякш сукупностi контрольних точок без безпосереднього контролю внутр> шнiх параметрiв елеменпв.
Внутрiшнi параметри призначаються залеж-но вщ типу елемента. Основними елементами низьковольтних кiл управлiння електровоза ЧС7 е блок-контакти, для яких внутршшми параметрами е провiднiсть у двох граничних випадках - нуль та безмежшсть. У випадку не-справносп будь-якого елемента на його виходi може бути зафiксована або «константа 1» або «константа 0». До такого роду несправностей вщносяться: коротке замикання, обрив кола i несправносп, якi призводять до них, напри-клад, за!дання або псування рухомо! частини електромагнiтного реле.
Для визначення кшькосп та мiсця розта-шування контрольних точок Представимо структуру електричного кола управлшня пев-ним апаратом за допомогою граф-моделi, яка складена з скшченно! множини потужнiстю п елементiв
N = { «1,п2 «п} .
Якщо множину N розбити на тдмножини
N1 с N, N2 с N,..., Ny с N, причому для будь-
яких NiNj
У
П N1NJ = 0, (3)
7=1; у=1
7 *}
то отримаемо сюнченну множину потужшстю у гiлок граф-моделi
е={N1, N2,., .
Ц гшки породжують структуру електричного кола, перетинаючись мiж собою в певних вузлах. Сукупнiсть вузлiв буде визначена мно-жиною Р потужнiстю с
Р = { ^ P2,^^^, Р^ .
Необхiдно визначити потужнiсть х множини Т контрольних точок
Т = {^¡2,•• •,¡х} .
Потужнють множини контрольних точок визначаеться за формулою
Х=с + п-у. (4)
Вихщну кiлькiсть контрольних точок х можна зменшити. Розглянемо процес мiнiмiза-цл з використанням орiентованого графа, вершинами якого е всi контрольш точки, якi визначенi за (4), а кожна дуга - це деякий елемент електричного кола. Напрям дуги вщповщае напрямку руху сигналу вщ входу елемента до його виходу. Кожнш вершиш графа вщповщае число вихщних параметрiв, яке рiвне кiлькостi вхiдних дуг. Внутрiшнi параметри щентифшуються тiльки з дугами. Через вихщш параметри опосередковано оцiнюються внутршш параметри елементiв електричного кола. Тому скороченню пщля-гають вершини графа, яю входять у пщмно-жину Т с Т
Т = {ф е Т, Г и Г"V * 0; [ > 2] V [ > 2]}, (5)
де - потужнiсть Г; - потужнiсть Г"V, тобто тi вершини, як вище були класифiкованi як вузли. За винятком тих вершин, котрi вщ-повiдають точкам подачi впливiв в електрич-ному колi. Звщси, першим обмеженням е за-борона скорочення контрольних точок, що належать елементам впливу. Також не пщляга-
ють скороченню контрольнi точки, яю забезпе-чують nepeBipKy «землп> у однопровщних електричних схемах.
Мiнiмально можлива кшьюсть контрольних точок в електричному кол^ що пiдлягаe контролю, може бути визначена на n^craBi (4) як:
X mm =С+П-У-С^ (6)
де с - потужшсть пiдмножини T1, елементи яко! вiдповiдають yмовi (5), i тому виключа-ються з врахуванням обмежень.
На пiдcтавi описано! моделi було розроб-лено граф-моделi електричних кш управлш-ня швидкодiючим вимикачем (рис. 1) i елек-тропневматичними вентилями приводу про-
мiжного контролера першо! секцп електровоза ЧС7 (рис. 2) та визначено мшмальну кшьюсть та мюце розташування контрольних точок. Ц точки на рисунках позначен чорними крапками з суцшьними пронумеро-ваними cтрiлками.
Наприклад, у колi котушки контактора 479 управлшня швидкодтчим вимикачем -точки 5, 8, 26 i 38. У колi утримуючо! котушки швидкодтчого вимикача - 5, 8, 18 i 33. Даш контрольш точки необхщно зв'язати iз св^лодюдами, якi будуть знаходитися на спещальнш панелi в кабiнi машинicта, по аналоги з дiагноcтичним пристроем застосо-ваним на електровозах ЧС7 серп 82Е9.
Рис. 1. Граф-модель електричних кш управлшня швидкодшчим вимикачем електровоза ЧС7
Граф-моделi схеми кiл управлшня електровоза зображеш у виглядi лiнiй, над якими наведено умовне позначення елемента зпдно з принциповою схемою. Проводи, що з'еднують елементи умовно показан крапками з номерами вщповщно до принциповоI еле^^ич^^' схеми. Напрям розподiлу потенцiалу и проть кання струму вказано стршками з врахуванням взаемодiI апараив кiл управлiння при 1х
спрацюванш. Ранiше подiбна методика побу-дови граф-моделей використовувалась в щ-лях дiагностування кiл управлiння електровоза ВЛ80К [2].
Крiм того граф-моделi електричних кiл мо-жуть бути використаш для побудови програм пошуку несправностей локомотивними бригадами i ремонтними працiвниками.
ш
та я
о
а:
е-
о
to го
го to го
Я Я
X
а. to
ё
ё to я'
го to го Я
О
я я
го Cd
S
3
Cd го Я н я
я я та я
Cd
ё о
о
TI
о §
Я
о to го та а:
Я го та В
о
го to го
я
о
Cd
о
и> а:
Л О
Б1БЛ1ОГРАФ1ЧНИЙ СПИСОК
1. Бородин А. А. Сокращение числа контрольных точек в электрических цепях ЭПС методами анализа графической модели / А. А.Бородин , В. В. Привалов , Ю. К. Чудаков // Труды ВЗИИТа. - М., 1972. - Вып. № 61 - 193 с.
2. Андреев А. А. Техническое обслуживание электровозов переменного тока / А. А. Андреев, В. В. Крощнев. - М.: Транспорт, 1982. - 156 с.
3. Карасев И. И. Машинисту об электровозе ЧС7 / И. И. Карасев , Л. П. Ратомский. - М.: Транспорт, 1994. - 223с.
Надшшла до редколегп 22.03.2005
