Функциональное назначение систем диагностирования и мониторинга
 

Функциональное назначение систем диагностирования и мониторинга

Основные задачи научно-технической политики хозяйства СЦБ заключаются в том, чтобы снизить затраты на перевозки при обеспечении заданного уровня безопасности движения поездов. Для успешного выполнения этих задач необходимо сократить энергоемкость технических средств и технологических процессов, повысить производительность труда эксплуатационного штата при сокращении его численности.

В настоящее время для обслуживания устройств ЭЦ применяется профилактическая стратегия технического обслуживания (СТО), при которой периодичность всех работ жестко регламентирована и не зависит от фактического состояния устройств. Это приводит к высоким эксплуатационным затратам. При существующей системе технического обслуживания неизбежно возникают потери времени — непроизводительные временные затраты, которые подразделяются на:

- потери, вызванные низкой квалификацией и недостаточным опытом работников: увеличение сверх нормативного времени выполнения отдельных технологических операций, брак в работе, исправление брака в работе (своего и чужого), ожидание указаний руководителя работ;

- потери, обусловленные несовершенным характером технологического процесса', ручной способ измерений, низкая разрешающая способность и большие погрешности измерительных приборов вызывают необходимость многократного повторения одних и тех же технологических операций; поступающая эксплуатационному штату информация об отказах требует уточнения и может вызвать принятие нерациональных (с точки зрения затрат времени) реше-

- потери, связанные с неоптимальным планированием работ: непроизводительные передвижения эксплуатационного штата при переходе от одних устройств к другим или с одного вида работ на другой;

- потери, вызванные причинами, не зависящими от эксплуатационного штата: нарушение графика выполнения работ из-за плохих погодных условий, выхода из строя инструмента, не предусмотренных сбоев и изменений в графике движения поездов, отключение электроэнергии, несогласованности в действиях различных служб.

Для повышения эффективности технологического процесса по обслуживанию устройств СЦБ (в том числе и ЭЦ) необходима его автоматизация на основе перехода к стратегии обслуживания по фактическому состоянию, при которой все профилактические и ремонтные работы назначаются в зависимости от действительного технического состояния контролируемых объектов.

Используемые в настоящее время системы и средства диагностирования осуществляют, как правило, общий контроль процесса функционирования устройств ЖАТ. Эти системы не обеспечивают необходимый контроль качественных показателей технического обслуживания и не обладают возможностями прогнозирования процессов. С помощью имеющихся средств диагностирования можно контролировать не более 20—30 % параметров, которые необходимы для анализа состояния устройств ЖАТ. Это обусловлено следующими факторами: большим объемом параметров, подлежащих контролю; низким уровнем контролепригодности напольных устройств; отсутствием или высокой стоимостью специализированных датчиков и преобразователей для жестких условий эксплуатации; отсутствием необходимой нормативной базы и недостаток специалистов соответствующего профиля.

Благодаря переходу на новые информационные технологии в системах автоматизации управления и контроля на железнодорожном транспорте, с применением микропроцессорных систем железнодорожной автоматики изменяется процесс технической эксплуатации устройств и систем СЦБ.

При увеличении объема внедрения микропроцессорных систем ЭЦ, автоблокировки, диспетчерской централизации, контроля и систем передачи данных, включая волоконно-оптические линии связи BOЛC, возросла потребность в централизации результатов диагностирования устройств нижнего уровня автоматики и микропроцессорных систем.

Руководством Департамента СЦБ были определены основные задачи программы технического и технологического перевооружения хозяйства СЦБ: оснащение участков системами диспетчерского управления, контроля и технической диагностики; унификация систем ЖАТ и оборудование их встроенными и внешними средствами диагностирования; формирование многоуровневой системы управления и обеспечения безопасности движения поездов; организация удаленного мониторинга состояния и работы технических средств; создание системы сервисного и фирменного обслуживания средств ЖАТ.

Развитие средств вычислительной техники создало предпосылки для совершенствования систем диагностирования, позволило часть задач возложить на программное обеспечение и тем самым упростить аппаратную часть этих систем, повысить уровень автоматизации процесса диагностирования, обеспечить накопление и возможность математической обработки информации. Эффективность диагностирования может быть повышена за счет использования мониторинга состояния и функционирования устройств ЖАТ, реализуемого в виде сбора и централизованной обработки данных от средств диагностирования и от устройств ЖАТ.

Основными направлениями технического диагностирования являются:

- организация контроля технического состояния объектов ЖАТ— определение вида технического состояния объекта, в том числе отказа, на основе проверки соответствия значений параметров объектов нормативам и алгоритмам работы системы или модели;

-мониторинг технического состояния—дистанционный контроль (телеконтроль) технического состояния объектов по определенному алгоритму с накоплением информации и ее анализа с целью идентификации текущего состояния объекта и обеспечения прогнозирования изменения его состояния;

- прогнозирование технического состояния—определение технического состояния объекта с заданной (расчетной) вероятностью на предстоящий интервал времени;

- администрирование системы технического диагностирования и мониторинга — управление аппаратными и программными средствами системы с целью изменения конфигурации, поддержания работоспособного состояния и правильности функционирования.

Общими задачами всех автоматизированных систем технического диагностирования (СТД) являются: распознавание состояния устройств в процессе их работы; обнаружение неисправности, идентификация видов и типов отказов (дефектов); устанавление причины неисправности и ее локализация; определение времени развития неисправности; прогнозирование развития возникших неисправностей, а по результату распознавания выдача в управляющую систему информации для выбора и принятие соответствующих решений; определение стратегии дальнейшей эксплуатации (необходимого обслуживания или ремонта).

Методы и способы поиска неисправностей в контролируемой системе зависят от сложности технических устройств и программно-аппаратных средств, их контролепригодности, определения критериев работоспособности; параметризации и классификации отказов; определения взаимовлияния отказов и их безопасности; безопасной работы в аварийных режимах функционирования системы.

Особое значение автоматизация технической диагностики (АТД) приобретает на линейных участках железной дороги в зонах «безлюдной» автоматизации, поскольку возникает возможность по результатам автоматического диагностирования учитывать особенности работы технических средств конкретного объекта и исключить планово-предупредительный подход; перейти к техническому обслуживанию «по состоянию», т.е. прогнозировать предотказное состояние (выдавать рекомендации по регулировке и ремонту). При непрерывном автоматическом контроле, осуществляемом средствами СТД, возможно прогнозировать интервалы времени, в течение которых объект должен работать исправно, локализовать неисправность — определить место, вид неисправности (что очень важно, так как не менее 60—80 % времени ремонта уходит на поиск и определение неисправности), уменьшить опасность неожиданных отказов за счет прогнозирования и непрерывности контроля.

Основные и вспомогательные функции в системах ЖАТ реализуются на базе информации от первичных датчиков, а также формируемых данных, используемых в математических моделях систем. Для обеспечения функционирования исполнительной, управляющей частей и прикладных программных систем АТД необходима дополнительная информация от средств диагностирования, являющихся составной частью контролируемого объекта, а также от средств диагностирования, выполненных конструктивно отдельно. Таким образом, в любой современной системе ЖАТ наличие дополнительных устройств и программно-аппаратных средств АТД является необходимым системным компонентом.

Для технической диагностики состояния объектов ЖАТ применяют стационарные и мобильные системы диагностирования и переносные диагностические комплексы.

Стационарные системы диагностирования разделяются на специализированные для отдельных видов устройств ЖАТ (например, рельсовых цепей, кабельных сетей, устройств электропитания и др.) и универсальные для комплексного диагностирования систем ЖАТ.

Мобильные системы диагностирования размещают на подвижном составе (вагоне-лаборатории, дрезине и т.п.) или на автотранспорте и применяют там, где по технологическим или экономическим условиям нецелесообразно или невозможно применение стационарных систем.

Переносные диагностические комплексы, реализуемые на базе переносных компьютеров, применяются для повышения эффективности поиска неисправностей, проведения ремонта о-восстановительных работ.

Структура системы технического диагностирования и мониторинга устройств ЖАТ строится по многоуровневому иерархическому принципу с целью решения следующих основных задач: автоматизации контроля эксплуатации устройств ЖАТ (обеспечение оперативного и управляющего персонала достоверной информацией для выработки решений); локализации мест нарушения нормальной работы устройств ЖАТ и определения неисправной аппаратуры (автоматическое оповещение оперативного персонала об аварийных ситуациях); создания общесетевой системы мониторинга состояния и функционирования устройств ЖАТ; формирования баз данных и алгоритмов их обработки; прогнозирования по результатам обработки полученной информации динамики изменения параметров контроля для планирования процесса технического обслуживания и ремонта устройств ЖАТ; расширения номенклатуры контролируемых и измеряемых параметров напольного оборудования ЖАТ; интеграции с действующими и создаваемыми информационными и управляющими системами различных служб железнодорожного транспорта.

Система диагностирования должна иметь следующие режимы работы:

- режим обнаружения неисправных приборов, блоков и участков электрических цепей при штатной проверке функционирования;

-режим комплексного или выборочного измерения параметров устройств ЖАТ; - диалоговый режим (рекомендации по выполнению необходимых управляющих воздействий на проверяемую систему, проверке и настройке соответствующих параметров).

Так, переход на более прогрессивную технологию эксплуатации и обслуживания устройств электрической централизации на основе автоматизации процессов определения технического состояния позволит повысить оперативность реагирования эксплуатационного штата на изменения состояний контролируемых объектов (за счет функционирования в реальном масштабе времени); уменьшить количество отказов, приносящих ущерб (за счет своевременной фиксации и устранения предотказных состояний контролируемых объектов); сократить время восстановления в случае отказа (за счет уменьшения времени поиска и устранения неисправностей).

Внедрение системы диагностирования и мониторинга позволит повысить эффективность эксплуатации за счет: снижения количества отказов и сбоев в работе устройств ЖАТ; оптимизации режимов работы рельсовых цепей и других устройств с регулируемыми параметрами; повышения технологической дисциплины (путем увеличения степени достоверности данных о состоянии устройств ЖАТ, пути, электроснабжения); снижения трудоемкости управления процессом эксплуатации устройств ЖАТ; повышения безопасности и сокращения времени задержки поездов при возникновении нештатных ситуаций.

Система технического диагностирования и удаленного мониторинга устройств и систем ЖАТ с централизованной обработкой результатов в АРМах дежурных электромехаников, диспетчеров ШЧ, отделения, управления дороги, опорного центра организуется по иерархическому принципу (рис. 1.4) и обеспечивает следующие уровни автоматизации диагностирования и контроля:

- уровень управления дороги (комплексы КДК-ШД);

- уровень дистанций или отделений (комплексы КДК-ШЧД);

- уровень линейных объектов ЖАТ на станциях и перегонах (станционные комплексы АДК-СЦБ).

На уровне центров размещаются пункты централизации диагностирования — комплексы КДК, а на уровне станций располагают пункты диагностирования — комплексы АДК.

Средства верхнего уровня комплекса диагностирования устройств СЦБ формируют:

- на уровне служб Ш (СЦБ), ЕЦДУ (дороги), региональных РЦУПов — на основе сервера диагностирования, мониторинга и прогноза состояния систем железнодорожной автоматики (КДК-ШД) с организацией специализированной сети АРМов (мобильных и стационарных) диспетчера службы Ш и доступа к базе данных с АРМов инженера дорожной лаборатории (ШЛ), ДНЦ (поездного диспетчера) и руководящего персонала службы СЦБ (ШГ);

- по объектам дистанции — контрольно-диагностические комплексы диспетчеров ШЧ (КДК-ШЧД) на основе сервера баз данных диагностической информации по технологически обоснованным зонам с организацией специализированной сети АРМов (мобильных и стационарных) электромехаников, диспетчера ШЧ и доступа к базе данных с АРМов руководящего персонала дистанции (ШЧУ, ШЧГ, ШЧ).

Объектами контроля и диагностирования в этом комплексе являются станционные и перегонные устройства ЖАТ (с централизованным размещением аппаратуры на постах ЭЦ, ГАЦ, АБ контейнерного типа), а также устройства и системы ЖАТ с встроенными средствами диагностирования.


Средства нижнего уровня — подсистемы (комплексы) автоматизации функций диагностирования, контроля и техобслуживания устройств железнодорожной автоматики (АДК-СЦБ) на станциях и сортировочных горках, оборудованных действующими и разрабатываемыми устройствами микропроцессорных систем: ЭЦ (РПЦ, МПЦ), АБ, ДЦ, ДК и ГАЦ.

На основе конкретного анализа функционального назначения различных систем технической диагностики можно выделить в каждой из них две составляющие, которые обеспечивают выполнение определенных видов работ: диагностирование и мониторинг.

Система диагностирования должна обеспечить:

- сбор, первичную обработку и передачу информации о технологических процессах на объектах контроля;

- автоматическую регистрацию событий (изменения параметров или состояния устройств ЖАТ);

- формирование баз данных;

- прогнозирование по результатам обработки полученной информации тенденций и динамики изменения контролируемых параметров;

- локализацию мест нарушения нормальной работы устройств ЖАТ и определение неисправной аппаратуры;

- контроль работоспособности, автоматическое тестирование системы и средств диагностирования, автоматическую калибровку измерительных подсистем;

-интеграцию с действующими и создаваемыми системами контроля и управления;

- взаимодействие с базами данных АСУ-Ш.

Система мониторинга должна обеспечивать:

- графическое отображение участков контроля (динамическое отображение состояния устройств ЖАТ, сообщений о нарушениях нормальной работы устройств СЦБ, пути, электроснабжения с различными уровнями детализации, контроль работы ДСП);

- регулируемую централизацию данных и регулируемый доступ к базам данных для решения задач управления, планирования, сервисного и фирменного обслуживания устройств ЖАТ;

- возможность удаленного доступа к распределенным компонентам для мониторинга систем ЖАТ и изменения алгоритма диагностирования.

Admin добавил 12.06.2011 в 20:25
Вы можете дополнить или изменить данную статью, нажав кнопку Редактор