Файл: Курсовой проект по дисциплине Микропроцессорные системы контроля исправности подвижного состава на тему Исследование и оценка использования различных признаков распознавания греющихся букс.pdf

12
В соответствии с приведенной классификацией, системы контроля, входящие в разные группы, решают свои специфические задачи. Однако, объединение информации, получаемой от различных устройств контроля, в общую информационную сеть, позволит отслеживать, при движении поезда, как динамику нагрева буксовых узлов, так и тенденции изменения технического состояния отдельных деталей и узлов подвижного состава, прибывающего на
ПТО. Создание единой базы данных и общей информационной сети позволяет получать информацию о параметрах технического состояния узлов и деталей контролируемого подвижного состава от устройств контроля, расположенных в любой точке контролируемого направления участка железной дороги.
При этом каждая система контроля должна передавать свою информацию в общий межсетевой интерфейс в едином формате сообщения. В этих условиях отдельные системы контроля объединяются не базовой аппаратурой, например,
ДИСК-2Б, а информационно, при соблюдении стандартного стыка и единого протокола сообщения. При выполнении этих условий комплекс устройств контроля открыт для расширения приборами любых разработчиков и изготовителей.
В едином информационном пространстве появляется возможность не только выявлять дефекты деталей и узлов подвижного состава, но и прогнозировать изменение их состояния во времени на этой основе разрабатывать политику технического обслуживания и ремонта. Для этого в базе данных следует иметь информацию, например, об отдельных вагонах и их конструктивных элементах, накопленную при прохождении через несколько пунктов контроля.
Кроме того, при использовании единого информационного поля нет необходимости объединять устройства контроля территориально в одном пункте.
Требование безусловного обеспечения безопасности движения поездов привело к тому, что наибольшее развитие получили системы контроля, входящие в первую группу и особенно это относится к детекторам перегретых букс.

13
Отечественные системы обнаружения перегретых букс ПОНАБ-3, ДИСК-Б,
ДИСК2-БТ и КТСМ-01.
2.2 Существующие средства и методы контроля.
ПТО размещаются на станциях массовой погрузки-выгрузки, сортировочных станциях. Здесь выполняется основной объём работ по техническому обслуживанию вагонов.
Для обеспечения тщательного осмотра скорость поезда в пунктах осмотра снижается до 30-40 км/ч. Во время остановки пассажирских поездов осмотр вагонов проводят сплошным осмотром буксовых узлов.
При визуальном осмотре буксовых узлов на ходу поезда по характерным внешним признакам можно обнаружить только явные отказы букс, причём главным образом только с подшипниками скольжения. Обнаружить буксу с роликовыми подшипниками на ранней стадии нагрева значительно труднее, особенно визуально.
Одним из путей увеличения безотказности движения является создание аппаратных методов контроля. Развитие устройств происходило в направлении групповых и индивидуальных методов контроля букс.
Индивидуальные средства контроля располагаются непосредственно в каждом буксовом узле. В качестве датчиков используются различные тепловые индикаторы. Достоинства данного метода контроля – простота, непрерывность контроля, независимость от внешних условий. В силу значительной стоимости и невысокой эффективности данные средства не нашли широкого распространения. Индивидуальными средствами контроля в нашей стране и за рубежом оборудуются пассажирские вагоны.
Групповые средства контроля размещаются в дискретных точках пути и последовательно контролируют буксы всех проходящих поездов. В этом случае

14 нет необходимости оборудовать весь вагонный парк устройствами контроля, что является достоинством метода. Учитывая инерционность процесса нагрева буксы, можно путём рационального размещения пунктов контроля свести к минимуму потери от дискретности контроля, то есть отслеживать динамику нагрева.
Из устройств группового контроля на практике наибольшее распространение нашли устройства, основанные на преобразовании энергии инфракрасного излучения букс.
2.2.1 Аппаратура ДИСК.
Подсистема ДИСК-Б предназначается для автоматического обнаружения перегретых (неисправных) буксовых узлов вагонов и локомотивов при проходе поездами пункта размещения ее перегонных устройств и выдачи обслуживаю- щему персоналу станции информации о наличии, расположении и количестве перегретых букс в поезде.
Базовая подсистема ДИСК-Б входит в состав автоматической системы комплексного контроля технического состояния подвижного состава на ходу поезда ДИСК-БКВ-Ц и может дополняться на отдельных пунктах контроля подсистемами обнаружения дефектов колес по кругу катания ДИСК-К, обнаружения волочащихся деталей ДИСК-В и централизации информации с линейных пунктов контроля технического состояния подвижного состава на ходу поезда ДИСК-Ц.
Подсистема ДИСК-Б обеспечивает контроль поездов, движущихся в одном направлении на однопутных и двухпутных линиях с электрической или автономной тягой.
Базовая подсистема ДИСК-Б состоит из перегонных и станционных устройств, связанных между собой двухпроводной кабельной линией связи.

15
Перегонные устройства, в свою очередь, состоят из напольного и постового оборудования. Напольное оборудование размещается непос- редственно на пути и включает в свой состав:
— две основные напольные камеры;
— две вспомогательные напольные камеры;
— три датчика прохода колесных пар типа ПБМ-56 или типа Д50 французской фирмы CSEE;
— путевую коробку с электронной педалью типа ЭП-1;
Постовое оборудование размещается и специальном отапливаемом помещении, сооружаемом вблизи участка установки напольных устройств, и включает в свой состав:
— стойку перегонную;
— блок термодатчиков;
Станционное оборудование размещается либо в помещении пункта технического осмотра вагонов (ПТО, ПКТО, КП), либо в помещении дежурного по станции (поста ЭЦ). В его состав входят:
— стойка станционная;
— блок сопряжения;
— пульт оператора станционный;
Работа подсистемы ДИСК-Б основана на улавливании теплового излучения корпусов букс при движении поезда с последующим преобразованием его в электрические сигналы, усилением, нормированием по длительности, передачей тепловых сигналов совместно с сигналами отметки прохода осей и вагонов на станцию, выделении по определенным критериям сигналов от перегретых букс и регистрацией информации о месте расположения таких букс в поезда. На рисунке 2.1 приведена структурная схема подсистемы ДИСК-Б.

16
Рисунок 2.1 - Структурная схема подсистемы ДИСК-Б.
На участке контроля по обеим сторонам колеи размещаются напольные считывающие камеры. Основные напольные камеры (НКПО, НКЛО) ус- танавливаются под углом 13° к оси пути, а вспомогательные (НКПВ, НКЛВ) — перпендикулярно оси пути.
Электронная педаль ЭП-1, включенная в состав напольного оборудования и обеспечивает выдачу команд управления к постовому оборудованию при наличии поезда в зоне контроля длиной около 50 м.
Датчики прохода колесных пар П1, П4, П5 предназначены для выработки сигналов отметки прохода колесных пар в определенной точке пути. По сигналам датчиков осуществляется счет осей и физических вагонов в поезде, а также управление работой устройств приемоусилительных трактов.

17
Блок усилителей, блок управления и блок передачи сообщений входят в состав стойки перегонной.
Оконечные усилители содержат также устройства нормирования сигналов по длительности и устройства температурной коррекции тепловых сигналов, которые управляются от блока термодатчиков, входящего в состав постового оборудования.
Блок управления включает в себя устройство отметки прохода физических вагонов, устройство формирования команд, устройство формирования импульсов от датчиков прохода колес, программно-задающее устройство и приемник обратного канала.
Блок передачи сообщений содержит 7 прямых каналов передачи сигналов с перегона на станцию и один обратный канал приема сигналов со станции, организованных частотным разделением полосы частот от 1,7 до 3,4 кГц
(ширина канала 180 Гц), а также групповые устройства сопряжения с кабельной линией связи.
Блок приема сообщений содержит 7 каналов приема сигналов, один канал передачи сигналов на перегон и групповые устройства сопряжения с линией связи.
Блоки преобразования и накопления включают в себя устройства преобразования аналоговых тепловых сигналов в цифровой код, счетчики количества физических вагонов в поезде и осей в вагоне, устройства запоминания информации на один проконтролированный вагон, устройство выработки кодового значения текущего времени и порядкового (за смену) номера поезда, устройства «Тревоги», а также передатчик обратного канала.

18 2.2.2 Аппаратура ПОНАБ 3.
Аппаратура ПОНАБ-3 построена по принципу систем телесигнализации и реализует наиболее распространенный в мировой практике способ контроля исправности буксовых узлов железнодорожного подвижного состава по уровню инфракрасной энергии, излучаемой корпусом буксового узла в окружающее пространство. На рисунке 2.2 приведена структурная схема аппаратуры ПОНАБ-
3.
Рисунок 2.2 - Структурная схема аппаратуры ПОНАБ-3
В аппаратуре ПОНАБ-3 сообщение о наличии и расположении перегретой буксы в поезде передается только в момент ее обнаружения.

19
Применение такого способа передачи сообщений позволило в значительной степени повысить помехозащищённость аппаратуры за счет резкого снижения объемов передаваемой информации на один поезд.
Устройство автоконтроля ПОНАБ-3 обеспечивают выдачу на реги- стрирующее устройство информации о результатах проверки аппаратуры после прохода каждого поезда через участок контроля.
В аппаратуре ПОНАБ-3 применяется удобная форма представления результатов контроля, обеспечивающая документальность регистрируемых данных. Результаты контроля выводятся на печатающее устройство, а места расположения перегретых букс в поезде указываются не в осях или условных вагонах, как это имеет место в других моделях аппаратуры, а в физических подвижных единицах (указание порядкового номера физической подвижной единицы).
В состав напольного оборудования входят: напольная камера левая НКЛ, напольная камера правая НКП, датчики прохода колес Д1—Д3, рельсовая цепь наложения РЦН и 2 соединительные муфты СМ.
Каждая напольная камера размещается с внешней стороны рельса под углом 13° к оси пути и содержит узконаправленную оптическую систему, приемник инфракрасного излучения (болометр), предварительный усилитель сигналов, запирающую заслонку и другие элементы конструкции.
Оптическая система напольной камеры ориентируется в зону встречи ее с корпусом буксового, узла (зона стробирования), выбираемую в промежутке между датчиками Д1 и Д2.
Датчики Д1—Д3 устанавливаются с внутренней стороны одного из рельсов и вырабатывают электрические сигналы при проходе колесных пар подвижных единиц в зоне их размещения. Расстояния от напольной камеры до датчика Д1 и между датчиками Д1—Д2 выбираются из условия обеспечения требуемой зоны стробирования, а между датчиками Д1 и ДЗ из условия обеспечения работы устройства распознавания физических подвижных единиц.

20
Сигналы от датчиков подаются через соединительные муфты СМ к устройствам постового оборудования.
Рельсовая цепь наложения предназначена для выработки команд управления в момент появления и удаления поезда из зоны контроля ПОНАБ-3 и размещается вблизи напольных камер.
Постовое оборудование ПОНАБ-3 включает в себя блок управления БУ,
2 усилителя сигналов от букс. У (правой и левой сторон), 2 устройства логической обработки сигналов от букс УЛОС, 2 формирователя сигналов от датчиков прохода колес ФС1 и ФС2, блок отметчика вагонов БОВ, блок управления передачей БУП, блок запоминающего устройства БЗУ, блок счета вагонов БСВ, электронный передатчик кода ЭПК. и передатчик частотно- модулированных сигналов ПЧМС.
Блок БУ вырабатывает сигналы управления работой напольных камер, блока БУП и других устройств аппаратуры при проходе поезда по участку контроля и формирует программу сигналов для автоматической проверки исправности устройств после удаления поезда с участка контроля.
Усилители У обеспечивают необходимое усиление сигналов от букс, поступающих на их входы с предварительных усилителей. Сигналы с выходов усилителя поступают на входы УЛОС, где их логически обрабатывают для вы- деления сигналов от перегретых букс.
Формирователь ФС1 предназначен для выработки строб-сигнала на время прохода каждой колесной пары между датчиками Д1 и Д2, а также для формирования сигнала на блок БОВ в момент прохода колесной пары над датчиком Д1.
Формирователь ФС2 вырабатывает и подает на вход блока БОВ сигналы в момент прохода колесных пар над датчиком ДЗ.
Блок БОВ распознает при движении поезда по сигналам с датчиков Д1 и
ДЗ физические подвижные единицы независимо от их осности и вырабатывает сигнал отметки прохода физической единицы в момент, когда последняя колесная пара подвижной единицы находится над датчиком ДЗ.

21
Блоки БУП. БЗУ, БСВ, ЭПК и ПЧМС входят в состав аппаратуры передачи данных. Блок БСВ предназначен для подсчета числа вагонов, прошедших по участку контроля Функции управления работой передающей части АПД выполняет блок БУП. Блок ЭПК формирует кодовые комбинации при передаче информации и посылает их на вход ПЧМС. Блок БЗУ согласует скорости поступления сигналов на АПД и передачи кодовых комбинаций в канал связи.
В состав станционного (регистрирующего) оборудования входит приемник частотно-модулированных сигналов Пр ЧМС, электронный приемник кода ЭПрК, блок контроля БК, печатающее устройство ПУ, пульт оператора ПО и устройства сигнализации УС, устанавливаемые у дежурного по станции.
Электронный приемник кода предназначен для приема кодовых комбинаций и выдачи их на печатающее устройство.
Блок БК контролирует уровень сигнала в канале связи и наличие поезда на участке размещения напольного оборудования, а также управляет работой схемы пульта оператора.
2.2.3 Аппаратура КТСМ.
Массовое распространение комплексов технических средств для модернизации аппаратуры ПОНАБ-3 (КТСМ -01) на сети дорог началось 1999 году, и было обусловлено тем, что для обнаружения перегретых букс использовались устаревшие морально и физически приборы типа ПОНАБ-3 и
ДИСК-Б. В этих условиях, применение КТСМ-01 было целесообразно, так как позволяло при минимальных затратах получить современную аппаратуру контроля.
При модернизации сохраняются напольное и силовое оборудование, а вместо станционного - устанавливается АРМ линейного поста контроля.
Используемый в комплекте станционного оборудования концентратор

22 информации КИ-6М является узлом системы передачи данных СПД, следовательно, без дополнительных устройств, линейный пункт контроля непосредственно подключается к системе централизации. К одному АРМ линейного пункта контроля одновременно могут быть подключены до четырех перегонных комплектов КТСМ-01Д.
Наряду с массовой модернизацией ПОНАБ-3 все более остро вставала проблема «старения» аппаратуры ДИСК-Б, поэтому в 2001 г. был освоен выпуск более совершенной аппаратуры - КТСМ-01Д. Комплекс КТСМ-01Д обеспечивает возможность модернизации аппаратуры ПОНАБ-3, так и ДИСК-Б.
Состав комплекса КТСМ-01Д:
- контроллер периферийный ПК-02ПД, представляет собой устройство с микропроцессорным управлением и является основным устройством комплекса, которое обеспечивает электрическое согласование с напольным, силовым оборудованием аппаратуры ДИСК-Б и кроме того, выполняет все
«интеллектуальные» функции по обработке сигналов.
- технологический пульт ПТ-03, предназначенный для диалогового тестирования и настройки комплекса и напольного оборудования обслуживающим персоналом в процессе технического обслуживания, использование технологического пульта позволяет практически отказаться от применения контрольно-измерительных приборов и значительно упростить проведение регламентных работ по обслуживанию перегонного оборудования
- датчик температуры наружного воздуха;
- комплект ЗИП;
- комплект эксплуатационных документов.
Основными техническими характеристиками КТСМ-01Д является:
- выявление перегретых букс с температурой шеек осей выше 70 0С, не менее
- 90%;
- выявление перегретых букс с температурой шеек осей выше 140 0С, не менее
- 95%.