Файл: 1. 1 Технология расформирования составов на сортировочных станциях.docx
Добавлен: 04.12.2023
Просмотров: 714
Скачиваний: 3
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
СОДЕРЖАНИЕ
1.1 Технология расформирования составов на сортировочных станциях
1.2 Предпосылки автоматизации производственного процесса на сортировочных горках
1.3 Расчет перерабатывающей способности сортировочной горки
2.1 Комплексная система автоматизированного управления сортировочным процессом
2.3 Электропитание устройств ГАЦ
3.1 Характеристика технико-эксплуатационных преимуществ проекта
3.3.2 Экономия эксплуатационных расходов, связанная с сокращением вагоночасов
3.3.3 Экономия расходов, связанных с оплатой труда эксплуатационного персонала
3.3.4 Экономия расхода топлива на выполнение маневровой работы
4 Искусственное освещение рабочего места ДСПГ
4.2 Методика расчета искусственного освещения. Характеристика ламп накаливания
4.3 Расчет искусственного освещения рабочего места дежурного по горке
, то этой длины может быть не достаточно для того, чтобы стрелка полностью перевелась до вступления на ее остряки первой колесной пары отцепа.
Похожая ситуация будет при автовозврате стрелки, если команда на автовозврат поступит прямо перед моментом окончания времени
. Следовательно для уменьшения длины предстрелочного участка одновременно с повышением быстродействия стрелочных электроприводов уменьшают время реакции путевого реле на наложение шунта.
На сортировочных горках занятость путевых участков должна надежно фиксироваться при нахождении на них хотя бы одной колесной пары при условии того, что головки рельсов могут быть загрязнены. При этом переходное сопротивление зачастую достигает 0,5 Ом и выше, что может привести к кратковременной потере шунта. В этих условиях ГРЦ должны обеспечивать высокую шунтовую чувствительность (0,5 Ом).
ГРЦ определяет интервал между скатывающимися отцепами и, чем он меньше, тем выше может перерабатывающая способность горки. Минимально допустимый интервал
между отцепами определяется по формуле:
, (2.2)
где – время реакции путевого реле на шунтирование ГРЦ, с;
– время перевода стрелки, с;
– время прохождения отцепа по стрелочному участку 
, с;
– время реакции путевого реле на снятие шунта с ГРЦ, с (см. рисунок 2.16).
С целью увеличения перерабатывающей способности горки уменьшают , снижая значения всех его составляющих за счет:
Таким образом, в системах ГАЦ к коротким РЦ предъявляют дополнительные требования по быстродействию, что связано с работой стрелок в режиме автовозврата и недопустимости даже кратковременной потери шунта при проследовании ТС по контролируемому участку. Отцеп должен быть обнаружен независимо от состояния балласта и загрязнения контактных частей рельсов и колесных пар.
Применение недорогих (но надежных в работе), не требующих частой подстройки УСО резко снижает нормы трудозатрат на обслуживание напольных устройств, повышает качество работы модели сортировочной горки, что в свою очередь открывает широкие возможности для точного отслеживания всех передвижений, обеспечивая автоматический съем информации как о скатывании вагонов на спускной части сортировочной горки, так и накоплении их в подгорочном парке.
УСО предназначено для фиксации осей и определения направления движения вагонов, контролировать исправность элементов устройства.
Устройство считывания осей состоит из: первичного датчика, состоящего из трех катушек индуктивности, размещаемых в одном корпусе, который закрепляется на рельсе, и преобразователя сигналов (ПС), размещаемого в напольном ящике вблизи пути (рисунок 2.17).
Рисунок 2.17 – Устройство счета осей
Датчик предназначен для фиксации осей вагонов, следующих по участку, ограниченному ИД и передачи информации на управляющий вычислительный комплекс, размещаемый на посту электрической централизации[19].
Электропитание ИД осуществляется от сети переменного тока частотой 50 Гц напряжением 36 + 4 В. Потребляемый ток не более 0,05А.Первичный преобразователь датчика представляет собой совокупность трех катушек индуктивности без сердечника КИ1, КИ2, КИ3. Причем, две катушки КИ1 и КИ3 (рабочие), располагаются в корпусе горизонтально, их плоскости намотки параллельны рельсу, а третья К2 (вспомогательная) располагается между ними и ее плоскость перпендикулярна плоскости других катушек индуктивности. Катушки К1 и К3 служат для обнаружения колесных пар, а катушка К2 контролирует положение ИД относительно рельса. Вследствие этого преобразователь сигнала датчика строится по трехканальной схеме (рисунок 2.18).
Рисунок 2.18 – Функциональная схема УСО-М
Два канала ПС, рабочие, выполняют функции счетчиков осей движущегося вагона. Они практически симметричны и включают: резонансные каскады РК1 и РК3, компараторы сигналов К1 и К3, дискретные делители частоты сигнала Д1 и Д3, каскады оптоэлектронной развязки О1 и О3, индикаторы состояния каналов И1 и И3, и выходные цепи передачи сигналов на пост ЭЦ –СЧ1 и СЧ2. Третий канал выполняет в основном функции контроля работоспособности датчика и включает в себя те же функциональные узлы, что и основные каналы. Выходной сигнал вспомогательного канала представляет собой дискретный сигнал частотой 1 Гц, транслируемый на пост ЭЦ с выхода КИ - «Контроль исправности».
Ориентация катушек индуктивности датчика такова, что колесные пары вагона поочередно проезжают над катушкой КИ1, а затем над катушкой КИ3 в одном направлении, либо наоборот при обратном движении. В момент проезда колесной пары над соответствующей катушкой, регистрируется сигнал с соответствующего счетного выхода одного из каналов СЧ1, или СЧ2. При этом в случае регистрации равенства въехавших и выехавших осей через счетную точку, принимается решение о наличии либо отсутствии транспортного средства в зоне контроля. Помимо названной функции датчик позволяет фиксировать и направление движения транспортного средства, в зависимости от очередности во времени появления счетных импульсов с выхода первой или второй катушек КИ1 или КИ3.
В преобразователе сигналов имеется автогенератор опорного сигнала с кварцевой стабилизацией частоты. В исходном состоянии с выхода кварцевого генератора в каждый канал ПС датчика через делитель ДЧ, на вход резонансных каскадов РК1,РК2 и РК3 поступает сигнал опорной частоты.
Резонансные контура каскадов образованы индуктивностями катушек КИ, КИ2, КИ3 и собственными емкостями, которыми в процессе установки и настройки датчика подстраивают контура в резонанс или вблизи него. Эти сигналы с выходов резонансных каналов поступают на соответствующие компараторы, выполняющие функции пороговых элементов и при достаточном уровне сигнала транслируются через делители частоты Д1, Д2, Д3 и каскады оптоэлектронной развязки О1-О3 одновременно на встроенные индикаторы И1,И2,И3 и на соответствующие выходы в линию связи.
Таким образом в исходном состоянии на каждом счетном выходе СЧ1 и СЧ2 как и на контрольном, в линию на пост ЭЦ транслируются переменные дискретные сигналы, свидетельствующие о работоспособном состоянии датчика и отсутствии колесных пар вагона в зоне действия датчика. Одновременно в ПС светятся индикаторы И1-И3, один из которых мигает – И2 с частотой 1 Гц. Эта индикация предназначена для контроля функционирования датчика электромехаником.
При въезде колесной пары вагона в зону действия одной из катушек, например КИ1, изменяется начальная настройка резонансного контура РК1, и напряжение на его выходе, подаваемое на вход компаратора К1,уменьшается до величины, приводящей к его закрытию. Вследствие этого пропадает импульсный сигнал на счетном выходе СЧ1, гаснет индикатор И1, что свидетельствует о наличии колесной пары вагона в зоне катушки К1. При выезде колесной пары из зоны действия катушки КИ1, настройка резонансного контура РК1 восстанавливается, напряжение на входе компаратора К1 открывает его и на выходе этого канала возобновляется трансляция переменного дискретного сигнала.
Аналогично функционирует и другой рабочий канал, образованный катушкой КИ3. На посту ЭЦ в управляющем вычислительном комплексе ведется обработка поступающих с датчиков сигналов по алгоритму счета осей колесных пар, определению направления движения отцепа, занятости или свободности контролируемого участка.
Следует заметить, что работа вспомогательного канала, регистрирующего исправное состояние датчика не прекращается и при въезде колесной пары в зону действия датчиков, благодаря начальной настройке функциональных узлов компаратора.
Горочные светофоры устанавливаются в районе вершины горки. Показания горочного светофора, который сигнализирует желтым, зеленым, желто-зеленым, красным огнями и буквой «Н» (осаживание назад) маршрутного указателя, определяют темп (скорость надвига) составов. Горочными светофорами в автоматическом режиме управляет КВГ.
Для маневровых передвижений на пути сортировочного парка светофоры дополняют лунно-белыми огнями. Передвижение из сортировочного парка к вершине горки регулируют маневровые светофоры, которые используют и для ограждения замедлителей при проведении ремонтных работ.
В «ручном» режиме горочными светофорами управляет дежурный по горке посредством группы блокированных кнопок, при нажатии которых включаются реле сигнальных показаний Ж, З и Н.
Схема включения ламп светофоров обеспечивает, кроме включения указанных сигнальных показаний, сигнализацию желтым огнем при перегорании лампы зеленого огня и красным огнем при перегорании лампы желтого огня[1].
В основу работы горочного радиолокационного индикатора скорости РИС-В3М положен эффект Доплеpа, состоящий в том, что при перемещении источника СВЧ колебаний по отношению к наблюдателю и наоборот частота колебаний в месте наблюдения отличается от собственной частоты источника колебаний.
Генеpиpуемый приемопередающим модулем СВЧ сигнал, излучается антенной в направлении движущегося объекта и этой же антенной пpинимается отpаженный от объекта сигнал. Доплеpовская частота выделяется приемопередающим модулем и в виде гаpмонических колебаний поступает в блок обработки, где усиливается, фильтpуется, преобразуется в цифровой вид, обрабатывается в цифровом виде, а затем вновь преобразуется в аналоговый вид и уже в форме периодического сигнала прямоугольной формы поступает на выход РИС-В3М.
В скоростемере РИС-В3М реализован алгоритм скользящего, быстрого преобразования Фурье (БПФ).
Минимальная длительность периода доплеровской частоты равна 0,4 мс, частота соответствует 2,5 кГц и определяется максимальной скоростью отцепа 10 м/с = 36 км/ч. (1м/с = 3,6 км/ч). Максимальной длительности периода доплеровской частоты Tдоп=14,8 мс, соответствует частота 67,6 Гц, что соответствует минимальной скорости отцепа 0,27 м/с (1 км/ч).
Время анализа (счета) БПФ составляет 4 мс. Т.е. на выходе скоростемера всегда формируется усредненная оценка скорости на интервале 74 см с постоянным ее обновлением каждые 4 мс. За это время очередная оценка обновленной доплеровской частоты существенно измениться не может. На самом деле при максимальной скорости движения отцепа 8,5 м/с за 4 мс отцеп может проехать путь, равный 3,4 см.
Поскольку зона действия скоростемера начинается примерно за 3 – 4 м от замедлителя, то уже до въезда отцепа в замедлитель на выходе РИС-В3М появляется устойчивый сигнал в виде доплеровской частоты импульсной формы, соответствующий фактической скорости движения вагона.
Начало обработки сигнала скоростемера в УВК привязывается к моменту въезда первой колесной пары отцепа на рельсовую цепь замедлителя либо на точечный датчик счета осей, устанавливаемый не далее 1 м от начала замедлителя.
РИС-В3М устойчиво pаботает в условиях воздействия вибpационных нагpузок в диапазоне частот от 10 до 70 Гц с ускоpением до 3,8 g, а также сохpаняет pаботоспособность в любых атмосферных условиях: дождь, туман, иней, pоса.
Диапазон измеpяемых скоpостей РИС-В3М от 1,5 до 35 км/ч. При необходимости, программным путем диапазон измеряемых скоростей может быть расширен до диапазона от 0,4 до 46 км/ч.
Излучение СВЧ сигнала антенной РИС-В3М не пpедставляет опасности для эксплуатационного персонала, при соблюдении правил эксплуатации.
Вагонные замедлители предназначены для регулирования скорости движения отцепов посредством их торможения на спускной части горки и на подгорочных сортировочных путях.
Похожая ситуация будет при автовозврате стрелки, если команда на автовозврат поступит прямо перед моментом окончания времени
. Следовательно для уменьшения длины предстрелочного участка одновременно с повышением быстродействия стрелочных электроприводов уменьшают время реакции путевого реле на наложение шунта.На сортировочных горках занятость путевых участков должна надежно фиксироваться при нахождении на них хотя бы одной колесной пары при условии того, что головки рельсов могут быть загрязнены. При этом переходное сопротивление зачастую достигает 0,5 Ом и выше, что может привести к кратковременной потере шунта. В этих условиях ГРЦ должны обеспечивать высокую шунтовую чувствительность (0,5 Ом).
ГРЦ определяет интервал между скатывающимися отцепами и, чем он меньше, тем выше может перерабатывающая способность горки. Минимально допустимый интервал
между отцепами определяется по формуле: , (2.2)где
– время реакции путевого реле на шунтирование ГРЦ, с; – время перевода стрелки, с; – время прохождения отцепа по стрелочному участку , с; – время реакции путевого реле на снятие шунта с ГРЦ, с (см. рисунок 2.16).С целью увеличения перерабатывающей способности горки уменьшают
, снижая значения всех его составляющих за счет:- и – применения быстродействующих ГРЦ;
- – применения быстродействующих стрелочных электроприводов;
- – сокращения длины стрелочных участков.
Таким образом, в системах ГАЦ к коротким РЦ предъявляют дополнительные требования по быстродействию, что связано с работой стрелок в режиме автовозврата и недопустимости даже кратковременной потери шунта при проследовании ТС по контролируемому участку. Отцеп должен быть обнаружен независимо от состояния балласта и загрязнения контактных частей рельсов и колесных пар.
2.2.6 Устройство счета осей
Применение недорогих (но надежных в работе), не требующих частой подстройки УСО резко снижает нормы трудозатрат на обслуживание напольных устройств, повышает качество работы модели сортировочной горки, что в свою очередь открывает широкие возможности для точного отслеживания всех передвижений, обеспечивая автоматический съем информации как о скатывании вагонов на спускной части сортировочной горки, так и накоплении их в подгорочном парке.
УСО предназначено для фиксации осей и определения направления движения вагонов, контролировать исправность элементов устройства.
Устройство считывания осей состоит из: первичного датчика, состоящего из трех катушек индуктивности, размещаемых в одном корпусе, который закрепляется на рельсе, и преобразователя сигналов (ПС), размещаемого в напольном ящике вблизи пути (рисунок 2.17).
Рисунок 2.17 – Устройство счета осей
Датчик предназначен для фиксации осей вагонов, следующих по участку, ограниченному ИД и передачи информации на управляющий вычислительный комплекс, размещаемый на посту электрической централизации[19].
Электропитание ИД осуществляется от сети переменного тока частотой 50 Гц напряжением 36 + 4 В. Потребляемый ток не более 0,05А.Первичный преобразователь датчика представляет собой совокупность трех катушек индуктивности без сердечника КИ1, КИ2, КИ3. Причем, две катушки КИ1 и КИ3 (рабочие), располагаются в корпусе горизонтально, их плоскости намотки параллельны рельсу, а третья К2 (вспомогательная) располагается между ними и ее плоскость перпендикулярна плоскости других катушек индуктивности. Катушки К1 и К3 служат для обнаружения колесных пар, а катушка К2 контролирует положение ИД относительно рельса. Вследствие этого преобразователь сигнала датчика строится по трехканальной схеме (рисунок 2.18).
Рисунок 2.18 – Функциональная схема УСО-М
Два канала ПС, рабочие, выполняют функции счетчиков осей движущегося вагона. Они практически симметричны и включают: резонансные каскады РК1 и РК3, компараторы сигналов К1 и К3, дискретные делители частоты сигнала Д1 и Д3, каскады оптоэлектронной развязки О1 и О3, индикаторы состояния каналов И1 и И3, и выходные цепи передачи сигналов на пост ЭЦ –СЧ1 и СЧ2. Третий канал выполняет в основном функции контроля работоспособности датчика и включает в себя те же функциональные узлы, что и основные каналы. Выходной сигнал вспомогательного канала представляет собой дискретный сигнал частотой 1 Гц, транслируемый на пост ЭЦ с выхода КИ - «Контроль исправности».
Ориентация катушек индуктивности датчика такова, что колесные пары вагона поочередно проезжают над катушкой КИ1, а затем над катушкой КИ3 в одном направлении, либо наоборот при обратном движении. В момент проезда колесной пары над соответствующей катушкой, регистрируется сигнал с соответствующего счетного выхода одного из каналов СЧ1, или СЧ2. При этом в случае регистрации равенства въехавших и выехавших осей через счетную точку, принимается решение о наличии либо отсутствии транспортного средства в зоне контроля. Помимо названной функции датчик позволяет фиксировать и направление движения транспортного средства, в зависимости от очередности во времени появления счетных импульсов с выхода первой или второй катушек КИ1 или КИ3.
В преобразователе сигналов имеется автогенератор опорного сигнала с кварцевой стабилизацией частоты. В исходном состоянии с выхода кварцевого генератора в каждый канал ПС датчика через делитель ДЧ, на вход резонансных каскадов РК1,РК2 и РК3 поступает сигнал опорной частоты.
Резонансные контура каскадов образованы индуктивностями катушек КИ, КИ2, КИ3 и собственными емкостями, которыми в процессе установки и настройки датчика подстраивают контура в резонанс или вблизи него. Эти сигналы с выходов резонансных каналов поступают на соответствующие компараторы, выполняющие функции пороговых элементов и при достаточном уровне сигнала транслируются через делители частоты Д1, Д2, Д3 и каскады оптоэлектронной развязки О1-О3 одновременно на встроенные индикаторы И1,И2,И3 и на соответствующие выходы в линию связи.
Таким образом в исходном состоянии на каждом счетном выходе СЧ1 и СЧ2 как и на контрольном, в линию на пост ЭЦ транслируются переменные дискретные сигналы, свидетельствующие о работоспособном состоянии датчика и отсутствии колесных пар вагона в зоне действия датчика. Одновременно в ПС светятся индикаторы И1-И3, один из которых мигает – И2 с частотой 1 Гц. Эта индикация предназначена для контроля функционирования датчика электромехаником.
При въезде колесной пары вагона в зону действия одной из катушек, например КИ1, изменяется начальная настройка резонансного контура РК1, и напряжение на его выходе, подаваемое на вход компаратора К1,уменьшается до величины, приводящей к его закрытию. Вследствие этого пропадает импульсный сигнал на счетном выходе СЧ1, гаснет индикатор И1, что свидетельствует о наличии колесной пары вагона в зоне катушки К1. При выезде колесной пары из зоны действия катушки КИ1, настройка резонансного контура РК1 восстанавливается, напряжение на входе компаратора К1 открывает его и на выходе этого канала возобновляется трансляция переменного дискретного сигнала.
Аналогично функционирует и другой рабочий канал, образованный катушкой КИ3. На посту ЭЦ в управляющем вычислительном комплексе ведется обработка поступающих с датчиков сигналов по алгоритму счета осей колесных пар, определению направления движения отцепа, занятости или свободности контролируемого участка.
Следует заметить, что работа вспомогательного канала, регистрирующего исправное состояние датчика не прекращается и при въезде колесной пары в зону действия датчиков, благодаря начальной настройке функциональных узлов компаратора.
2.2.7 Горочные светофоры
Горочные светофоры устанавливаются в районе вершины горки. Показания горочного светофора, который сигнализирует желтым, зеленым, желто-зеленым, красным огнями и буквой «Н» (осаживание назад) маршрутного указателя, определяют темп (скорость надвига) составов. Горочными светофорами в автоматическом режиме управляет КВГ.
Для маневровых передвижений на пути сортировочного парка светофоры дополняют лунно-белыми огнями. Передвижение из сортировочного парка к вершине горки регулируют маневровые светофоры, которые используют и для ограждения замедлителей при проведении ремонтных работ.
В «ручном» режиме горочными светофорами управляет дежурный по горке посредством группы блокированных кнопок, при нажатии которых включаются реле сигнальных показаний Ж, З и Н.
Схема включения ламп светофоров обеспечивает, кроме включения указанных сигнальных показаний, сигнализацию желтым огнем при перегорании лампы зеленого огня и красным огнем при перегорании лампы желтого огня[1].
2.2.8 Скоростемеры
В основу работы горочного радиолокационного индикатора скорости РИС-В3М положен эффект Доплеpа, состоящий в том, что при перемещении источника СВЧ колебаний по отношению к наблюдателю и наоборот частота колебаний в месте наблюдения отличается от собственной частоты источника колебаний.
Генеpиpуемый приемопередающим модулем СВЧ сигнал, излучается антенной в направлении движущегося объекта и этой же антенной пpинимается отpаженный от объекта сигнал. Доплеpовская частота выделяется приемопередающим модулем и в виде гаpмонических колебаний поступает в блок обработки, где усиливается, фильтpуется, преобразуется в цифровой вид, обрабатывается в цифровом виде, а затем вновь преобразуется в аналоговый вид и уже в форме периодического сигнала прямоугольной формы поступает на выход РИС-В3М.
В скоростемере РИС-В3М реализован алгоритм скользящего, быстрого преобразования Фурье (БПФ).
Минимальная длительность периода доплеровской частоты равна 0,4 мс, частота соответствует 2,5 кГц и определяется максимальной скоростью отцепа 10 м/с = 36 км/ч. (1м/с = 3,6 км/ч). Максимальной длительности периода доплеровской частоты Tдоп=14,8 мс, соответствует частота 67,6 Гц, что соответствует минимальной скорости отцепа 0,27 м/с (1 км/ч).
Время анализа (счета) БПФ составляет 4 мс. Т.е. на выходе скоростемера всегда формируется усредненная оценка скорости на интервале 74 см с постоянным ее обновлением каждые 4 мс. За это время очередная оценка обновленной доплеровской частоты существенно измениться не может. На самом деле при максимальной скорости движения отцепа 8,5 м/с за 4 мс отцеп может проехать путь, равный 3,4 см.
Поскольку зона действия скоростемера начинается примерно за 3 – 4 м от замедлителя, то уже до въезда отцепа в замедлитель на выходе РИС-В3М появляется устойчивый сигнал в виде доплеровской частоты импульсной формы, соответствующий фактической скорости движения вагона.
Начало обработки сигнала скоростемера в УВК привязывается к моменту въезда первой колесной пары отцепа на рельсовую цепь замедлителя либо на точечный датчик счета осей, устанавливаемый не далее 1 м от начала замедлителя.
РИС-В3М устойчиво pаботает в условиях воздействия вибpационных нагpузок в диапазоне частот от 10 до 70 Гц с ускоpением до 3,8 g, а также сохpаняет pаботоспособность в любых атмосферных условиях: дождь, туман, иней, pоса.
Диапазон измеpяемых скоpостей РИС-В3М от 1,5 до 35 км/ч. При необходимости, программным путем диапазон измеряемых скоростей может быть расширен до диапазона от 0,4 до 46 км/ч.
Излучение СВЧ сигнала антенной РИС-В3М не пpедставляет опасности для эксплуатационного персонала, при соблюдении правил эксплуатации.
2.2.9 Вагонные замедлители
Вагонные замедлители предназначены для регулирования скорости движения отцепов посредством их торможения на спускной части горки и на подгорочных сортировочных путях.