CC BY
14
Динамика систем, механизмов и машин, № 4, 2014
УДК 629.4.066
Ал. В. Костюков, Al.V. Kostyukov, e-mail:post@dynamics.ru Д.В. Казарин, D.VKazarin, e-mail:post@dynamics.ru А.В. Щелканов, A.V. Schelkanov, e-mail: post@dynamics.ru ООО «НПЦ «Динамика», г. Омск, Россия Ltd. "SPC "Dynamics", Omsk, Russia
МЕТОДИКА ДИАГНОСТИРОВАНИЯ ЭЛЕКТРОПНЕВМАТИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ ЭЛЕКТРОПОЕЗДОВ
METHODS OF ELECTRIC TRAIN PNEUTROMIC SYSTEM DIAGNOSTICS
В статье представлены результаты исследований по разработке методики диагностирования электропневматической системы электропоездов, позволяющей повысить достоверность при увеличении глубины и полноты диагностики.
The article presents the results of studies on the development of methods of diagnosing pneutronic system, which allows to increase the accuracy by increasing the depth and completeness of the diagnostics.
Ключевые слова: диагностика, электропоезд, электропневматическая система
Keywords: diagnostics, train, pneutronic system
Повышение интенсивности перевозок на пригородных железнодорожных линиях и требование обеспечения безопасности движения в условиях необходимости сокращения эксплуатационных затрат на содержание парка выдвигают адекватные требования к уровню надежности и качеству обслуживания оборудования пригородного подвижного состава.
Как показывает статистика, электропневматическая система и, входящее в нее оборудование, является наиболее подверженной влиянию «человеческого фактора» при обслуживании и ремонте, и наиболее повреждаемой в процессе эксплуатации. На ее долю приходится приблизительно 80 % всех повреждений и не менее 75 % всех затрат на обслуживание и ремонт.
В технологическом арсенале депо в основном используются средства контроля и диагностирования с низкой степенью автоматизации или вовсе без нее. Вследствие чего, методики диагностирования, основанные на использовании данных средств, обладают рядом недостатков, существенно снижающих их достоверность, основным из которых является влияние «человеческого фактора». Также данные методики не предусматривают поузловую диагностику и не способны диагностировать группы оборудования в комплексе, с учетом взаимного влияния. Кроме того, диагностирование требует существенных трудозатрат и высокой квалификации работников.
Кардинальное изменение сложившейся ситуации возможно лишь на основе автоматических систем диагностирования различных групп оборудования подвижного состава в комплексе.
Целью данной работы является повышение достоверности при увеличении глубины и полноты диагностики путем автоматизации процесса диагностирования, обеспечение ремонтной технологичности, а также снижение эксплуатационных расходов.
Для достижения поставленной цели необходимо решить ряд задач:
- разработать структуру высокоавтоматизированной системы, позволяющую диагностировать любые типы электросекций, обеспечив локализацию неисправных узлов;
- исключить из результата диагностики человеческий фактор;
158
Динамика систем, механизмов и машин, № 4, 2014
- ускорить процесс диагностирования, при обеспечении полноты диагностирования. В результате выполнения работы была разработана структура системы, представленная на рисунке 1, которая вошла в состав стационарной системы комплексной диагностики электропоездов.
1 дп
ЭВМ
■ 3 принтер
4 Блок связи с полевым обору до ванне VI |
-Планам
БлОк ПНвВМаТИКИ
7 БЛОК намерении
мэс
ПУЭПЦ
8 БЛОК питания, измерении и управления
-1-
_____1____
9 Блок иЗмйрйнин МЭС
ТГТГ7
10
БЛОК пневматики
14
15 МЭС
мв
+ + + + + + ******
■М2 Пневмозонцы
16 мэс
11 Сокдимитсли МЭС I
23
24 МЭС
34 ВВ ПК
гв/пв
25 МЭС
26 27 28 29 30 31 32 33
ПМ ТМ ПР ЭР Т1 тг ГР УР
+ + н м м
++++++++
13 Пневмозонды
Рис. 1. Автоматическая система диагностики электропневматической системы
Представленная автоматическая система диагностики электропневматической системы электросекции МВПС, содержит:
- диагностический пост ДП 1, в состав которого включены ЭВМ 2 с принтером 3 и блок связи с полевым оборудованием 4;
- подсистему управления электропневматическими цепями (ПУЭПЦ) 5, в состав которой включены блоки пневматики 6 и 10, блоки измерения сигналов межвагонных электрических соединений (МЭС) 7 и 9, блок питания, измерения и управления (БПИУ) 8, соединители МЭС 11, пневмозонды 12 и 13. Блок пневматики, в свою очередь, содержит эмулятор крана машиниста, что позволяет диагностировать прицепные электросекции в отдельности;
Объект диагностики содержит:
- моторный вагон (МВ) 14, включающий МЭС 14 и 15, питательную магистраль (ПМ) 17, тормозную магистраль (ТМ) 18, питательный резервуар (ПР) 19, зарядный резервуар (ЗР) 20, тормозные цилиндры (Т1 и Т2) 21 и 22;
- головной (ГВ) или прицепной (ПВ) вагон 23, включающий МЭС 24 и 25 (в случае прицепного вагона), ПМ 26, ТМ 27, ПР 28, ЗР 29, Т1 30, Т2 31, главный резервуар (Гр) 32, уравнительный резервуар (УР) 33(в случае головного вагона), высоковольтный подвагонный компрессор (ВВПК) 34.
159
Динамика систем, механизмов и машин, № 4, 2014
ЭВМ по заданному алгоритму производит управление электропневматическими цепями; измеряет напряжение на поездных проводах и давление в магистралях и резервуарах системы, включает/выключает компрессор. В заданные моменты времени ЭВМ получает результаты измерений, рассчитывает вектор диагностических признаков, формирует экспертные сообщения, производит оценку технического состояния системы. При диагностике головной
электросекции, в заданные моменты времени, ЭВМ выдает предписания оператору, который их выполняет и подтверждает выполнение нажатием программной кнопки, после чего ЭВМ проверяет правильность выполнения предписаний по измеренным напряжениям в цепи электросекции. При не выполнении или неправильном выполнении предписаний испытания прекращаются, причина прекращения испытаний фиксируется в памяти и отображается на мониторе. Таким образом, исключается влияние человеческого фактора на результат диагностики. По окончанию испытаний ЭВМ автоматически формирует акт испытаний с результатами диагностики и заключением о годности к эксплуатации.
На основании представленной структуры, в соответствии с изложенными принципами функционирования, были разработаны алгоритмы диагностирования электропневматической системы электропоезда. В частности, разработана оптимальная, с точки зрения временных затрат, последовательность проверок пневматической подсистемы, согласно которой время диагностирования не превышает 40 минут. Разработанная последовательность полностью соответствует нормативным документам и расширена рядом дополнительных проверок по сравнению с требуемыми.
Таким образом, предложенная методика обеспечивает наиболее достоверное определение неисправностей, а также обладает высокой степенью автоматизации, что в свою очередь предотвращает влияние «человеческого фактора». Методика, обеспечивает комплексную диагностику электропневматической системы электросекции, с учетом взаимного влияния узлов и подсистем друг на друга, в результате чего обеспечивается полнота диагностики. Достигнутая глубина и полнота диагностики в совокупности с малыми временными затратами позволяет существенно сократить время устранения неисправностей, а также затраты на диагностику ремонт и обслуживание электропоездов, способствует повышению качества ремонта, и как следствие, способствует повышению безопасности на железных дорогах.
Данная методика диагностирования внедрена и успешно прошла испытания в 11-ти депо для 15 серий электропоездов.
За время эксплуатации диагностических комплексов продиагностировано более 1000 секций электропоездов различных серий при этом выявлено около четырех тысяч неисправностей. Достоверность диагностирования, определенная по результатам разборок и ревизий узлов, неисправность в которых была обнаружена, составила не менее 95 %. Полнота выявляемых неисправностей при этом превысила 86 %, что подтверждено результатами наладки и эксплуатации электропоездов. Применение созданного решения позволяет сократить время, затрачиваемое на обязательный послеремонтный контроль и наладку электропоезда, не менее чем в 7 раз.
Новизна реализованных технических решений подтверждена рядом патентов и свидетельств о регистрации программ для ЭВМ.
Библиографический список
1. Пат.71103 Российская Федерация, МПК В60Т 17/22, 001Ь 5/28. Стенд для испытаний тормозного оборудования локомотива / Муртазин А.В., Сосновских А.В; заявитель ЗАО НПЦ «ТОРМОЗ». - №2007138255/22; заявл.15.10.07; опубл. 27.02.08.
2. Инструкция по эксплуатации тормозов подвижного состава железных дорог, ЦТ-ЦВ-ЦЛ-ВНИИЖТ/277: утв. Первым министром путей сообщения от 16 мая 1994 г. / МПС РФ. - М., 2002. - 116 с.
160
Динамика систем, механизмов и машин, № 4, 2014
3. Пат.2386943 Российская Федерация, МПК G01M 17/08. Система комплексной диагностики электросекций моторвагонного подвижного состава / Костюков В.Н., Костюков Ал.В., Стариков В.А., Лагаев А.А., Казарин Д.В.; заявитель и патентообладатель Общество с ограниченной ответственностью НПЦ "Динамика" - Научно-производственный центр "Диагностика, надежность машин и комплексная автоматизация". - № 2008138513; заявл. 26.09.08; опубл. 20.04.10, Бюл. № 11.
4. Пат.2457966 Российская Федерация, МПК В60Т 17/22, G01M 17/08. Способ диагностики технического состояния автотормозной системы электросекций мотор-вагонного состава / А.В. Щелканов, В.Н. Костюков, Ал.В. Костюков; заявитель и патентообладатель Общество с ограниченной ответственностью НПЦ "Динамика" - Научно-производственный
центр "Диагностика, надежность машин и комплексная автоматизация". - №200813851/13; заявл. 10.05.2011; опубл. 10.08.2012, Бюл. № 22 .
5. Kazarin, D. Stationary complex diagnostic system for electric trains. 6 International Conference on Condition Monitoring and Machinery Failure Prevention Technologies / A. Kostyukov, A. Lagaev, D. Kazarin. - Ireland, Dublin, 2009. - P. 1105 - 1109.
