CC BY
25
УДК 656.25
Прохорова Г.М. студент
Тихорецкий техникум железнодорожного транспорта Филиал Федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего образования «Ростовский государственный университет путей сообщения»
Россия, г. Тихорецк ОБОРУДОВАНИЕ СТАНЦИИ УСТРОЙСТВАМИ МИКРОПРОЦЕССОРНОЙ ЦЕНТРАЛИЗАЦИИ ЭЦ-ЕМ С УВЯЗКОЙ С СИСТЕМОЙ ДИАГНОСТИРОВАНИЯ И МОНИТОРИНГА (АДК-СЦБ) Аннотация: в статье освещены преимущества и особенности системы, а так же рассмотрена структура, принцип работы микропроцессорной централизации ЭЦ-ЕМ.
Ключевые слова: микропроцессорные системы, диагностика, мониторинг, безопасность, бесперебойность.
Prokhorova G.M.
Student
Tikhoretsky Railway School - branch Federal State Budget Educational Higher education institution "Rostov State Transport University"
Russia, Tikhoretsk EQUIPMENT OF THE STATION WITH DEVICES OF MICROPROCESSOR CENTRALIZATION ECC-EM
WITH THE DOUBLE WITH THE SYSTEM OF DIAGNOSING AND MONITORING (ADC-STP) Annotation. The article highlights the advantages and features of the system, as well as the structure, the principle of operation of the microprocessor centralization of EC-EM.
bywords: microprocessor systems, diagnostics, monitoring, security, continuity.
В настоящее время основная часть железных дорог оборудована релейными системами, где для управления стрелками и светофорами используются электромагнитные реле. Релейные системы исчерпали свои возможности и уступают дорогу современным системам.
Внедрение прогрессивных современных технологий, а именно микропроцессорных является самым перспективным развитием устройств сигнализации, централизации и блокировки (СЦБ).
Современная микропроцессорная централизация [1] - целый комплекс управления движения поездов с программной интеграцией подсистем автоблокировки, полуавтоматической блокировки, диспетчерской централизации, систем технической диагностики и мониторинга и др.
Рисунок 1 - Структурная схема ЭЦ-ЕМ
Микропроцессорная централизация ЭЦ-ЕМ (рисунок 1) создана для управления и контроля устройствами автоматики на станциях, с использованием передовых технологий, которые обеспечивают более высокий уровень ее надежности в работе и в обеспечении безопасности движения поездов за счет использования возможностей электронных технологий и 100% горячего резервирования основных элементов системы.
Наличие мощной внутренней диагностики системы позволяет выявлять предотказные состояния элементов централизации, контролировать все отказы с выводом их на экран рабочего места электромеханика СЦБ.
Согласно [2], разработка и внедрение электрической централизации (ЭЦ) на базе микропроцессорной техники реализует следующие задачи: сокращает эксплуатационные расходы за счет улучшения организации работы дежурного по станции (ДСП), количество релейной аппаратуры, численность обслуживающего персонала; повышает надежность системы ЭЦ за счет функций программных средств системы, в том числе автоматизированного рабочего места (АРМ) ДСП; снижает капитальные вложения за счет уменьшения производственных площадей, объемов и сроков строительства; осуществляет техническую диагностику с контролем состояния устройств ЭЦ, регистрацией их состояния; обеспечивает увязку с другими системами, что позволяет производить сопряжение и обмен
данными с системами разных уровней; уменьшает объемы проектирования микропроцессорных централизаций; улучшает условия и культуру труда.
Внедрение систем МПЦ на железных дорогах России показал их эксплуатационные и технические преимущества перед релейными системами, и открыло широкие возможности для их развития.
ЭЦ-ЕМ - это система нового поколения, использующая передовые технологии и предназначена для управления технологическим процессом на станции на базе управляющего вычислительного комплекса УВК РА с резервированием аппаратуры УВК РА стрелок и сигналов, разработанная в России.
Система ЭЦ-ЕМ по сравнению с релейными централизациями имеет более высокий уровень надёжности, безопасности движения поездов, имеет расширенный объём технологических функций и высокий уровень информативности для эксплуатационного и технического персонала о состоянии устройств СЦБ, а также возможность передачи различной информации в региональный центр управления перевозками, регистрации всех отказов устройств СЦБ и меньшую энергоёмкость.
Система в реальном времени осуществляет сбор, обработку и хранение информации о текущем состоянии станционных устройств железнодорожной автоматики [3]. На основании полученной информации реализуются технологические алгоритмы централизованного управления станционными объектами низовой и локальной автоматики с формированием и выдачей управляющих воздействий, при необходимости, пояснительных сообщений дежурному по станции (ДСП), о результатах процесса управления.
Средствами микропроцессорной техники обеспечена реализация всех функциональных задач ЭЦ, в том числе установка, замыкание, размыкание и отмена маршрута; поддержание разрешающих показаний светофоров и кодирования маршрутов с проверкой всех условий безопасности; разделки угловых заездов при маневровых передвижениях; подачи извещения на переезды, включения пригласительного сигнала, индивидуального перевода и автовозврата остряков стрелок, искусственного размыкания изолированных участков, установки и снятия макетов стрелок и изолированных участков, ограждения приемоотправочных путей.
Важной введенной функцией является протоколирование хода технологического процесса (управляющих действий ДСП, реакции на них системы, состояния постового и напольного оборудования). Перечисленные сведения фиксируются и хранятся в архиве рабочего места ДСП, защищенном от несанкционированного доступа. Они могут быть в любой момент извлечены и проанализированы. Анализ архивных записей о работе напольного оборудования (рельсовых цепей, светофоров, стрелок) позволяет выявлять перемежающиеся неисправности напольных устройств, что дает возможность использования этой информации в автоматизированном рабочем месте дежурного электромеханика (АРМ-ШН). По расположению
аппаратуры система является централизованной, на посту ЭЦ располагаются: технические средства рабочего места ДСП, УВК РА, постовые релейно-контактные устройства управления объектами ЭЦ, аппаратура АРМ ШН-СЦБ.
ЭЦ-ЕМ предусматривает решение средствами микропроцессорной техники, как задач управления и контроля объектами СЦБ на станции с рабочего места дежурного по станции, так и задач по соблюдению зависимостей стрелок и сигналов с целью обеспечения безопасности движения поездов.
При организации взаимодействия системы ЭЦ-ЕМ с вышестоящей системой дополнительно используется контролирующее согласующее устройство (КСУ), связанное со всеми персональными электронно-вычислительными машинами (ПЭВМ) АРМ ДСП и осуществляющее согласование и распределение информационных потоков по времени, протоколам обмена и направлениям с увязкой (перекодировкой) по смысловому значению. Основной функцией системы ЭЦ-ЕМ является централизованное управление станционными объектами низовой и локальной автоматики с различной степенью безопасности.
В качестве объектов низовой автоматики в системе ЭЦ-ЕМ, применяется существующее напольное оборудование - стрелочные электроприводы, светофоры, рельсовые цепи, переезды, а также постовое оборудование существующих систем перегонной автоматики автоблокировок и полуавтоматических блокировок.
Система ЭЦ-ЕМ может работать в трех режимах функционирования [4]: основной режим, вспомогательный и аварийный.
Для организации связи УВК РА с объектами управления позволяет обеспечить до 56 контролируемых дискретных входов на один модуль ввода и до 48 управляемых дискретных выходов на один модуль вывода. Общее суммарное ограничение по количеству модулей ввода и вывода на один шкаф составляет до 17. На станции с количеством стрелок до 40 устанавливается один шкаф под аппаратуру, что позволяет обеспечить необходимое количество дискретных входов (до 448) и выходов (до 432) в УВК РА.
В системе ЭЦ-ЕМ сохранены релейные схемы контроля и управления стрелками и сигналами. Системы управления на станции осуществлены на реле 1 класса надежности и конструктивно оформлены в виде типовых релейных стативов с расположенными и смонтированными на них реле согласно монтажным схемам проекта.
Система ЭЦ-ЕМ на базе УВК, как и все микропроцессорные системы, предъявляет более жесткие требования к надежности системы энергоснабжения по сравнению с системами релейных централизаций, которая должна обеспечивать бесперебойное электропитание шкафов УВК и АРМ ДСП. Совмещенная питающая установка, обеспечивающая
бесперебойное питание микропроцессорных централизаций, размещается в помещениях капитальных постов ЭЦ или в транспортабельных модулях.
Система электропитания ЭЦ-ЕМ (рисунок 3) состоит из: блока автоматического распределения нагрузки (АНР), который установлен в распределительном щите, устройств бесперебойного питания (УБП) и трансформаторного щита (ТЩ), размещенных в модуле питания. Контроль изоляции основных цепей питания выведен на монитор ПЭВМ РМ ДСП.
Напряжение подается в РЩ от двух или трех независимых внешних источников электроснабжения на вход схемы АНР, которая обеспечивает присутствие напряжения на её выходе, если хотя бы на одном из вводов оно удовлетворяет установленным параметрам. С выхода АНР напряжение поступает к нагрузкам, требующим гарантированного питания.
УБП обеспечивает бесперебойность электропитания на время отсутствия напряжения во всех фидерах, за счет преобразования постоянного напряжения резервного источника питания в требуемое переменное напряжение. Оба УБП работают как равноправные, то есть при отказе любого из УБП вся нагрузка автоматически перераспределяется на исправный УБП. Данное решение позволяет организовать полноценное питание всех гарантированных нагрузок в случае отказа одного из УБП, а также при выполнении технического обслуживания одного из устройств бесперебойного питания без отключения нагрузки.
Система самодиагностики позволяет электромеханикам, оперативно выяснить причину отказа и приступить к его устранению. Для того, чтобы станция работала безотказно, необходимо оборудовать станцию дополнительной системой диагностики АДК-СЦБ.
Создание и практическое внедрение микропроцессорных технологий открыли перспективы разработки многоуровневой системы технического диагностирования и мониторинга состояния устройств СЦБ с одновременным контролем выполнения регламентных и ремонтных работ [6]. Система диагностирования и мониторинга - это интегрированная система централизации и диспетчеризации результатов автоматизации технического диагностирования и мониторинга устройств СЦБ на станциях и перегонах, передаваемых в реальном режиме времени от станционных комплексов АДК (СК АДК-СЦБ) и перегонных комплексов АДК (ПК АДК-СЦБ) по каналам системы передачи данных сетевого оперативно-технологического назначения.
Система АДК построена по иерархическому принципу, предполагает несколько уровней централизации, базируется на комплексах автоматизации: на уровне дороги - комплекс КДК-ШД, ДДЦ-ТМ, на уровне отделения / ШЧ
- комплекс КДК-ШЧД (КДК-ШЧУ/ КДК-СС), на уровне линейных объектов
- станционные и перегонные комплексы АДК-СЦБ (СК АДК-СЦБ и ПК АДК-СЦБ), АДК-СЦБ сортировочной горки и парков.
Такая выстроенная многоуровневая система обеспечивает в реальном времени по всем уровням управления устройствами СЦБ мониторинг
технического состояния устройств СЦБ, выявление отказов и предотказных состояний, прогнозирование отказов устройств, комплексный анализ и интегральную оценку состояния станционных и перегонных устройств, автоматизацию технического обслуживания (ТО), контроль над выполнением ремонтных и регламентных работ.
СК АДК-СЦБ используется для выполнения следующих основных функций: сбор первичной обработки информации от постовых и напольных устройств ЭЦ, формирование и просмотр базы данных о работе устройств СЦБ с контролем отказных и предотказных ситуаций; хранение оперативной информации на флэш-диске ИВК-АДК (с выводом информации по запросу электромеханика на экран в виде таблиц или графиков); формирование, хранение и вывод протокола действий дежурного по станции при работе с устройствами СЦБ; накопление и протоколирование результатов самодиагностики технических средств АДК-СЦБ промышленным компьютером ИВК-АДК и возможности оперативного просмотра результатов на экране АРМ ДК-ШН; передачу результатов диагностирования на сервер КДК для просмотра протокольных форм информации о работе постовых и напольных устройств СЦБ (диагностических, динамических, текущих измерений) и результатов самодиагностики технических средств АДК-СЦБ по запросу диспетчера ШЧ на экране АРМ ДК-ШЧД.
В качестве аппаратно-программных средств, осуществляющих сопряжение ЭЦ-ЕМ с АДК-СЦБ, используется комплект контрольно-связующего устройства (КСУ РА). Электропитание КСУ РА осуществляется от шин бесперебойного питания СПУ. Для передачи данных между УВК РА и КСУ РА, предназначенных для СТДМ, используется стык RS-422, либо Ethernet в зависимости от исполнения УВК РА. Для передачи данных между СПУ и КСУ РА, предназначенных для СТДМ, используется стык Ethernet. Для передачи данных между КСУ РА и АДК-СЦБ используется стык RS-422, либо Ethernet в зависимости от исполнения АДК-СЦБ. Для функционирования КСУ РА достаточно связи с одним РМ ДСП из комплекта, которые связаны с комплектом КСУ РА через шкаф ЦПУ УВК РА МПЦ. Принятая от РМ ДСП в КСУ РА информация о состоянии контролируемых объектов перекодируется и направляется в АДК-СЦБ.
При внедрении микропроцессорной централизации ЭЦ-ЕМ должно обеспечиваться безопасное и бесперебойное движение поездов в заданных режимах и условиях применения, технического обслуживания и ремонта в течение всего периода эксплуатации.
Отказы устройств СЦБ вызывают задержки поездов, а в некоторых случаях при неправильных действиях эксплуатационного персонала могут привести к аварийным ситуациям. Поэтому одной из важнейших задач работников дистанций сигнализации, централизации и блокировки является обеспечение безопасной и бесперебойной работы устройств СЦБ.
Эксплуатационная надежность системы ЭЦ-ЕМ достигается за счет [7] применения трех управляющих вычислительных каналов комплекса УВК РА, в которых синхронно решаются одни и те же задачи. При выходе из строя одного вычислительного канала система будет продолжать выполнение всех своих функций в полном объеме за счет работы двух других вычислительных каналов, резервирования ПЭВМ АРМ ДСП. При этом одна из ПЭВМ является рабочей, другая ПЭВМ находится в горячем резерве, третья - холодный резерв, и за счет возможности замены неисправных модулей УВК без остановки всей системы.
Под безопасностью системы понимаются заложенные в систему решения (на программном и аппаратном уровнях), направленные на исключение несанкционированных управляющих воздействий системы, которые могут привести к нештатным ситуациям работы железнодорожной станции.
Под повышением надежности устройств СЦБ следует понимать уменьшение количества отказов и сокращение времени восстановления. Для разработки мероприятий по повышению надежности устройств СЦБ необходим глубокий и всесторонний анализ информации об отказах, позволяющий установить их реальные причины.
На уровне процессоров УВК РА в каждом вычислительном комплексе обеспечивается синхронное решение задач системы, отключение вычислительного канала, устойчиво (более 2-3 циклов) формирующего управляющую информацию, отличную от двух других вычислительных каналов. При этом УВК переходит с трехканального в двухканальный режим работы остановка работы УВК при продолжительном отличии формируемой управляющей информации в двух вычислительных каналах (в двухканальном режиме работы); периодический контроль статической части базы данных систем путем сравнения ее значений на всех трех или двух вычислительных каналов. При несовпадение каких-либо значений базы данных одного из вычислительных каналов со значений базы данных одного из вычислительных каналов со значением других вычислительных каналов в трехканальном режиме работы, этот канал выключается, в двухканальном режиме работы выключается весь УВК РА, контроль динамической части базы данных, производящийся в каждом цикле работы системы.
На уровне подсистемы ввода-вывода в каждом вычислительном канале обеспечивается двукратное считывание контрольной информации с каждого датчика сначала с нормального разомкнутого (фронтового) контакта, а затем с нормально замкнутого (тылового); трехкратный опрос каждого входа УВК в течение одного секундного цикла и формирование интегральной оценки состояния датчика в данном цикле.
На уровне устройств сопряжения модулей ввода-вывода, УВК с устройствами управления и контроля низовой и локальной автоматики обеспечивается контроль соответствия обратных связей управляющим воздействий, производимый при помощи блоков МБКО для каждого модуля
вывода МВУ; тестирование выходов управляющего вычислительного комплекса путем регулярного кратковременного опроса цепей обратной связи выходов МВУ с целью исключения выдачи ошибочных управляющих сигналов раньше, чем срабатывает исполнительной устройство.
Подводя итоги, важно отметить достоинства системы ЭЦ-ЕМ перед другими системами ЭЦ. В основу построения ЭЦ-ЕМ положено полное использование микропроцессорной современной базы и последних достижений компьютерных технологий. Система ЭЦ-ЕМ 100% горячее и холодное резервирование всех компонентов технических средств и АРМов.
Для реализации задач диагностирования и мониторинга устройств ЭЦ на заданной станции выбран аппаратно-программный комплекс АДК-СЦБ, широко внедряемый в настоящее время на сети железных дорог России. Измерительно-вычислительные средства АДК-СЦБ в автоматическом режиме выполняют контроль состояния и динамики изменения сигналов, измерение их параметров и характеристик, проверку соответствия нормируемым параметрам и логический контроль действия устройств ЭЦ. За счет программной обработки поступающей информации ведется непрерывное диагностирование устройств ЭЦ регистрация сбоев и отказов с выявлением причины, протоколирование и обмен со смежными системами и системами верхних уровней.
Микропроцессорная централизация ЭЦ-ЕМ является одной из перспективных систем при модернизации старых устройств. С точки зрения эффективности внедрения, имея менее значительную стоимость, чем зарубежные аналоги, она обеспечивает в полной мере современный уровень безопасности движения поездов и высокую пропускную способность железных дорог страны.
Использованные источники:
1.Тильк, И.Г. Критические технологии в хозяйстве автоматики и телемеханики / Тильк И.Г., Ляной В.В. // Автоматика, связь, информатика. -2011. - №1. - 56 с.
2.Рогачева, И.Л. Эксплуатация и надежность систем электрической централизации нового поколения: Учебное пособие для техникумов и колледжей железнодорожного транспорта / И.Л. Рогачева - М.: Маршрут, 2006. - 218 с.
3.Типовые материалы для проектирования 410417-ТМП. Микропроцессорная электрическая централизация стрелок и сигналов ЭЦ-ЕМ. СПб.: Гипротранссигналсвязь, 2001.- 70 с.
4.Комплект документации технического рабочего проекта. Техническое описание системы ЭЦ-ЕМ. «Электрическая централизация стрелок и сигналов на базе УВК РА (ЭЦ-ЕМ)». - СПб.: Гипротранссигналсвязь, 2000. -41 с.
5.Сапожников, В.В. Электропитание устройств железнодорожной автоматики, телемеханики и связи / В.В.Сапожников, Н.П. Ковалев, В.А. Кононов, А.М Костроминов, Б.С. Сергеев. - М.: Маршрут, 2005. - 453 с.
б.Федорчук, А.Е. Автоматизация технического диагностирования и мониторинга устройства ЖАТ (система АДК-СЦБ) / А.Е. Федорчук, А.А.Сепетый, В.Н. Иванченко. - М.: ФГБОУ «Учебный - методический центр по образованию на железнодорожном транспорте», 2014. - 96 с.
УДК 629.45
Проценко Г.С. студент
Тихорецкий техникум железнодорожного транспорта Филиал Федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего образования «Ростовский государственный университет путей сообщения»
Россия, г. Тихорецк ОРГАНИЗАЦИЯ ПРОИЗВОДСТВЕННОГО ПРОЦЕССА ДЕПОВСКОГО РЕМОНТА ГРУЗОВЫХ ВАГОНОВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ СОВРЕМЕННЫХ МЕТОДОВ РЕМОНТА Аннотация: в статье освещен асинхронный гибкий поток ремонта грузовых вагонов, его преимущества по сравнению с традиционными методами ремонта; описано транспортное устройство, которое является главным рабочим органом гибкого вагоноремонтного потока.
Ключевые слова: методы организации производства, ремонт вагонов, асинхронный гибкий поток, транспортный агрегат, безопасность движения поездов.
Protsenko G. S.
Student
Tikhoretsky technical school of railway transport branch Federal state budgetary educational institutions of higher education "Rostov state University of Railways"
Russia, Sochi, Tikhoretsk THE ORGANIZATION OF THE PRODUCTION PROCESS DEPOT REPAIR OF FREIGHT WAGONS USING MODERN REPAIR METHODS Abstract: the article deals with the asynchronous flexible stream of repair of freight cars, its advantages compared to traditional methods of repair; described transport device, which is the main working body of flexible car-repair stream.
Key words: methods of organizing production, car repairs, asynchronous flexible stream transport unit, traffic safety of trains.
Увеличение объемов перевозок грузов требует внедрения вагонов нового поколения, которые бы смогли обеспечить все потребности перевозчиков. Но такое внедрение невозможно без обновления ремонтной базы с применением новых технологий и модернизацией ремонтного процесса. Ремонт подвижного состава является ключевым фактором, от которого необходимо отталкиваться при создании новых вагонов, так как не все изобретения возможно внедрять в сегодняшних условиях, когда
