Комплекс автоматического диагностирования АДК-СЦБ
Комплекс автоматического диагностирования АДК-СЦБ разработан специалистами НПП «Югпромавтоматизация» г. Ростов-на-Дону. Технические решения по автоматизации функций контроля, диагностирования и технического обслуживания устройств СЦБ КД 62130-00-ДТР утверждены в 2002 г.
Комплекс диагностики 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 предотказ-ных 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 возможность оперативного просмотра результатов на экране АРМ ДК-ШН;
- передача результатов диагностирования на сервер КДК для просмотра протокольных форм информации о работе постовых и напольных устройств СЦБ (диагностических, динамических, текущих измерений и др.) и результатов самодиагностики технических средств АДК-СЦБ по запросу диспетчера ШЧ на экране АРМ ДК-ШЧД.
Структурная схема системы автоматизации диагностирования и контроля устройств и систем железнодорожной автоматики на основе использования комплексов ИВК-АДК приведена на рис. 1.18.
Измерительно-вычислительный комплекс автоматического диагностирования и контроля (ИВК-АДК) предназначен для непрерывного контроля технического состояния станционных устройств СЦБ, программной обработки поступающей информации, регистрации сбоев и отказов в работе технических средств и определения их причин, протоколирования и обмена информацией с системой верхнего уровня.
В ИВК-АДК использован модульный принцип построения. Он выполнен в виде конструктивно законченных составных частей—функциональных модулей дистанционного съема сигналов и первичных преобразователей, промышленного компьютера со специализированным прикладным обеспечением.
В базовый состав ИВК-АДК (рис. 1.19) входят следующие модули:
- центрального блока связи ЦБС, предназначенный для обмена информацией между модулями дистанционного съема сигналов ДСС (МДВ, МАВ) и промышленным компьютером, а также для отработки получаемой информации и выполнения логических операций;
- дискретного ввода МДВ, предназначенный для контроля дискретных сигналов напряжения постоянного и переменного тока;
-аналогового ввода МАВ, предназначенный для измерения аналоговых сигналов;
-аналогового ввода УГР, предназначенный для расширения функциональных возможностей аналоговых модулей МАВ.
Модули аналогового ввода МАВ и УГР организуют обработку аналоговых, а модули МДВ — дискретных сигналов. Встроенные программы анализируют параметры сигнала дискретностью от 100 мкс. Модули МАВ обеспечивают измерение параметров аналоговых и калибровку измерительных сигналов. Модули МАВ и МДВ формируют информационные поля с периодом обновления 50 мс. Модули центрального блока связи ЦБС в локальной сети обеспечивают синхронизацию и формирование параметров информационных моделей технологических процессов с погрешностью не более 50 мс.
Номенклатура и количественный состав комплекса ИВК-АДК для конкретного объекта диагностики определяется рабочим проектом и спецификой оборудования систем автоматики. Измерения параметров средствами ИВК-АДК определяются целесообразностью и технологической обоснованностью контроля, типом контролируемого сигнала и безопасностью схемы подключения.
Все контролируемые объекты разбиты на несколько групп. Каждая группа объектов имеет свой список неисправностей (отказов), характерных для объектов только данной группы:
- рельсовые цепи (отклонения напряжения; ложная занятость/свободность; пробой изолирующего стыка);
- кодирование блок-участков и маршрутов (отклонение параметров кодовых сигналов; отсутствие кодирования);
- централизованные стрелки (потеря контроля; время перевода; отклонение напряжения двигателя; снижение сопротивления изоляции);
- светофоры (ложное перекрытие; время перекрытия);
- выдержка времени для отмены маршрутов (отмена со свободного участка; поездная отмена; маневровая отмена; искусственная разделка);
- питание станционных систем (отклонение напряжения, тока заряда, тока нагрузки; потеря контроля);
-состояние изоляции (отклонение сопротивления; срабатывание сигнализатора заземления);
- отказы по дискретным сигналам (взрез стрелки; перегорание предохранителей; авария схемы контроля предохранителей; неисправность переезда).
Для обеспечения диапазона измерения сигналов в состав измерительных каналов включают первичные преобразователи (защитно-нормирующие резисторы, сигнальные трансформаторы, преобразователи тока в напряжение и др.) между устройствами и входами модулей согласно утвержденным схемам подключения.
При оснащении рабочих мест руководящего, оперативного, диспетчерского и обслуживающего персонала используют компьютеры типа IBM Pentium 3 (4) с мониторами, дисплеями и индикационными панелями, а для организации мобильных рабочих мест—компьютеры типа Notebook.
Программно-аппаратные средства ИВК-АДК автоматизируют контроль состояния и динамику изменения сигналов, измерение их аналоговых параметров и характеристик, проверку соответствия нормируемым параметрам и логический контроль действия устройств. Эти функции обеспечивают потребность систем автоматизации в данной информации при управлении, контроле, обслуживании, ремонте, проверке и тестировании отдельных устройств или их комплексов, а также при калибровке измерительных каналов.
Средствами ИВК-АДК автоматизируются ввод-вывод, предварительная обработка, хранение, синхронный контроль и измерение величин токов и напряжений по совокупности подключенных сигналов, обмен информацией и передача данных, анализ параметров дискретных и аналоговых сигналов контролируемых внешних устройств в режиме реального времени с частотой 20 раз в секунду. Благодаря этому можно автоматизировать измерение и анализ изменения параметров сигналов, регламентируемых инструкциями технического обслуживания (ТО) для проверки устройств СЦБ, применяемых на сети дорог России. Высокая частота синхронного съема информации позволяет автоматизировать диагностирование работы устройств; идентифицировать события и временные параметры процессов; контролировать зависимости в работе устройств; выявлять «нештатные» ситуации, возникающие при сбоях и отказах в случаях неправильной коммутации электрических соединений при ремонтно-вос-сгановительных работах и возникновении внешних влияний в схемы зависимостей.
ИВК-АДК можно соединять с другими такими же измерительно-вычислительными комплексами объекта с помощью прикладных программных средств, которые используют при проектировании расширения локальной сети на крупных станциях и подключения удаленных объектов диагностирования. Дополнительно ИВК-АДК можно интегрировать с другими системами ЖАТ по согласованным протоколам обмена с целью получения результатов диагностирования и самодиагностики, формируемых встроенными средствами этих систем.
Выполнение задач автоматизации работ по технологическим картам (ТК) предполагает разработку и утверждение изменений технологии технического обслуживания устройств СЦБ.
В новой технологии обслуживания по фактическому состоянию устройств СЦБ должна определяться степень (вид, объем, перечень) автоматизации работ по технологическим картам.
Примеры объектов информации, диагностирования и основных технологических задач контроля и анализа работы устройств СЦБ приведены в табл. 1.2.
Для измерения токов перевода стрелочных приводов, токов заряда и потребления батарей, сопротивления изоляции применяется модуль УГР, выполняющий функции усилителя с гальванической развязкой, аналогово-цифрового преобразователя, передатчика кода АЦП в модули МАВ, МАВ2 или МДВ-02. Модуль УГР дополнительно решает вопросы повышения защиты от поражения электрическим током, увеличения помехозащищенности измерительного канала и является устройством цифровой передачи данных.
Модуль МДВУ предназначен для коммутации цепей постоянного тока и имеет 24 изолированных канала вывода.
Требования безопасного подключения ИВК-АДК к устройствам СЦБ. Для выполнения требований безопасного подключения модулей дискретного ввода к устройствам СЦБ каждый канал модуля МДВ имеет входной балластный резистор сопротивлением не менее 10 кОм. Кроме того, в целях повышения безопасности в эти же цепи включают «защитные» балластные резисторы сопротивлением не менее 20 кОм, 2 Вт.
Во входных цепях модулей МДВ-00 для уменьшения вероятности возникновения влияния между каналами с одним общим проводом устанавливают защитные диоды с максимальным обратным напряжением не менее 50 В.
Для исключения возможного влияния на устройства СЦБ дискретные сигналы подключают к модулям ввода МДВ-00 и МДВ-24-3 на свободные контакты реле. На рис. 1.20 даны примеры подключения схем контроля стрелок с пусковыми блоками ПС-220 и ПСТ.
В случае отсутствия свободных контактов реле допускается подключение модулей дискретных сигналов к лампам или светодиодам табло ДСП. Сигналы подключаются к модулям МДВ 1-01 и МДВ-24-3 по переменному току (например, полюса СХ, СХМ, обратный общий полюс MQ. На рис. 1.21 приведены примеры схем подключения МДВ к контрольным лампам повторителей светофоров (входного, выходного и маневрового), а на рис. 1.22 — к контрольным лампам режимов отмены и искусственной разделки маршрутов.
В случае отсутствия свободных контактов реле допускается подключение каналов модулей МДВ-00, МДВ-24-3 к цепям, содержащим обмотки реле. В таких случаях необходимо произвести анализ возможного влияния на работу устройств СЦБ.
Например, приведем анализ безопасности схем подключения сигналов комплекса в цепи контроля управления переводом стрелки. Подключение сигналов (см. рис. 1.20) производится к контактам 15(25) — перевода в «+», 16(26) — перевода в «-». В цепи управления переводом стрелки присутствуют реле НПС и ППС пускового стрелочного блока ПС-220. В цепи управления реле НПС установлена релейная защита от перевода стрелки, проверяющая занятость стрелочной секции и замыкание стрелки в маршруте. Реле НПС типа НМП — 0,2/220 при минимальном напряжении отпускания якоря 2,1 В и сопротивлении обмотки реле 220 Ом имеет ток отпускания якоря реле не более 9,5 мА.
Входные цепи каналов ввода содержат защитные резисторы сопротивлением не менее 20 кОм, 2 Вт, ограничивающие ток в случае «короткого замыкания» между каналами модуля или в случае обрыва (одновременно в двух местах) обратного провода при одновременном пробое защитного диода до величины не более 0,59 мА. Ток реле НПС меньше минимального тока отпускания якоря реле в 16 раз, что обеспечивает условие его безопасной работы. Входной сигнал при подключении модуля аналогового ввода МАВ к устройствам СЦБ имеет гальваническую развязку между группами каналов напряжением не менее 2 кВ, что исключает возможность влияния на устройства СЦБ между цепью питания модуля и гальванически развязанными группами каналов аналогового ввода.
В измерительных цепях, где возможно влияние неисправностей входных цепей модуля МАВ, устанавливаются защитно-нормирующие резисторы, величина которых определяется расчетом, исходя из минимального влияния на измерительный сигнал и чувствительности модуля. Например, при измерении напряжения на путевом реле И (рис. 1.23) входное сопротивление модуля ограничено резисторами R1 и R2, равными 50 кОм, 2 Вт. Сопротивление нормирующего резистора R3 составляет более 100 кОм, что почти вдвое превышает входное сопротивление (54,5 кОм), разрешенного к применению измерительного прибора Ц4380.
Для измерения напряжения в рельсовых цепях станционных устройств ЭЦ и автоблокировки должны использоваться гальванически развязанные каналы с напряжением не менее 2 кВ. Защитно-нормирующие резисторы устанавливаются на том же сгативе, где размещается аппаратура рельсовых цепей. Измерение токов AЛCH должно производится с использованием модуля УГР.
Областью применения комплекса АДК-СЦБ являются станции, оборудованные различными системами ЭЦ. Комплекс АДК-СЦБ позволяет решать следующие технологические задачи:
- минимизация регламентных работ, выполняемых вручную и требующих измерений параметров устройств;
-совершенствование технологии обслуживания и повышения производительности труда;
- повышение надежности и безопасности движения поездов в условиях сокращения численности обслуживающего персонала;
- непрерывный автоматический сбор, обработка, хранение и протоколирование, контроль и диагностирование состояний устройств СЦБ в реальном масштабе времени (создание информационного архива работы источников электропитания, светофоров, рельсовых цепей, стрелочных электроприводов, вагонных замедлителей и других устройств в ходе выполнения технологического процесса);
- формирование целостной картины действий оперативного персонала при работе с устройствами СЦБ в ситуациях, влияющих на безопасность движения;
-документирование информации для анализа ситуаций отказов устройств, причин их возникновения и неправильных действий обслуживающего персонала;
- формирование и передача результатов диагностики диспетчеру ШЧ для принятия решений по проведению текущих или ремонтно-восстановительных работ.
Выполнение основных функций комплекса АДК-СЦБ осуществляется посредством автоматического функционирования встроенного программного обеспечения на основе информации с напольного и постового оборудования.
Снимаемые с устройств СЦБ сигналы проходят первичную обработку в модулях дистанционного съема сигналов ДСС (модули аналогового и дискретного вводов) и через центральный блок связи ЦБС поступают в промышленный компьютер ПК ИВК (см. рис. 1.19). К блоку ИВК АДК подключаются мобильные или стационарные АРМ ДК-ШН. Диагностические протоколы, собранные на линейных пунктах, передаются на сервер диагностики дистанции (в компьютер КДК-ШЧД).
На диагностическом экране имеется возможность детального анализа информации о поездной обстановке и работе устройств на станции. Например, контроль процесса перевода стрелки по напряжению, току и сопротивлению изоляции позволяют определить место и причину неисправности. При наличии на контролируемой станции неисправных объектов на карте участка данная станция выводится красным цветом.
После внедрения автоматизированного рабочего места АРМ-ШНЦ на центральном посту ДЦ Куйбышевской железной дороги сложился следующий алгоритм работы с комплексом:
- просмотр протокола сбоев устройств СЦБ за сутки;
- подробный анализ сбоев, нарушений отклонений от норм в устройствах СЦБ;
- составление мероприятий и рекомендаций по их устранению и предотвращению;
- ознакомление начальника участка и старшего электромеханика с выявленными недостатками;
- передача составленных мероприятий электромеханику на конкретную станцию к 8 ч утра;
- контроль выполнения мероприятий в течение рабочей смены.
На станциях, где внедрили АДК-СЦБ, повысилось качество содержания рельсовых цепей, стрелочных переводов, удалось более точно настроить время замедления сигнальных реле светофоров и т.д. Появилась возможность аргументировано предъявлять претензии дистанции электроснабжения по качеству работы фидеров и фиксировать неправильные действия отдельных ДСП при пользовании устройствами СЦБ.
