Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

На протяжении всего существования Белорусской железной дороги железнодорожный транспорт нашей страны превратился в важнейшую отрасль народного хозяйства. В настоящее время объем перевозок грузов и пассажиров этим видом транспорта превышает объем перевозок, выполняемый другими видами транспорта.

В процессе своего развития железная дорога потребовала формирования особых требований для используемой аппаратуры автоматики, телемеханики и связи. В первую очередь эти требования затронули такие понятия как надежность и безопасность движения. Были разработаны устройства для контроля занятости перегона, для регулирования движения поездов, для управления стрелочным развитием станций.

В последнее время на железнодорожном транспорте сформировалось новое направление автоматики - контроль и диагностика технического состояния подвижного состава при движении поезда. Обеспечение высокого уровня надежности подвижного состава и безопасности движения поездов - важнейшие условия повышения эффективности и качества работы железнодорожного транспорта. Однако непрерывная интенсификация перевозочного процесса влечет за собой увеличение длины участков безостановочного следования, увеличение скорости движения и нагрузки на ось. Это приводит к увеличению числа отказов ходовых частей подвижного состава и, в первую очередь, вагонных букс.

Буксовый узел является одним из наиболее ответственных в железнодорожном подвижном составе, от исправной работы которого зависит безопасность движения и ряд технических показателей использования вагонов.

Существовавшая до последнего времени и в значительной мере сохранившаяся до сих пор система технического содержания железнодорожного подвижного состава включает в себя периодическое освидетельствование важнейших узлов вагонов, их технический осмотр и ремонт на станциях, контроль в пути следования.

В пути следования исправность вагонов контролируют локомотивная бригада, дежурные по станции и другие линейные работники железнодорожного транспорта. Однако такая система технического обслуживания подвижного состава, методы контроля буксовых узлов при движении поезда по участку безостановочного следования не удовлетворяют современным требованиям эксплуатации из-за их низкой эффективности, особенно в сложных климатических условиях и в ночное время.

Стремление преодолеть недостатки традиционных методов визуального контроля букс на ходу поезда привело к разработке новых методов и средств автоматического контроля букс. Работы в этом направлении на железных дорогах были начаты в 50-х годах прошлого века и развивались в направлении создания средств индивидуального и группового контроля букс.

Наиболее совершенный способ автоматического контроля основан на улавливании специальными напольными устройствами инфракрасной энергии, излучаемой корпусом буксы. Аппаратура автоматического контроля обеспечивает обнаружение перегретых букс и регистрацию информации о количестве и расположении таких букс в поезде. Аппаратурой в первую очередь оснащаются пункты контрольно-технического обслуживания и контрольные посты на участках безостановочного следования поездов.

В настоящее время производится совершенствование аппаратуры обнаружения перегретых букс. Направлениями в разработке новой аппаратуры и задачами модернизации существующей являются: расширение функциональных возможностей аппаратуры; объединение автономно работающих пунктов контроля букс в систему централизованного контроля; поиск более точных методов обработки, передачи и регистрации информации о греющихся буксах.

Объединение аппаратуры в единую централизованную систему является качественно новым направлением в развитии техники контроля состояния подвижного состава. Организация такой системы в пределах участка безостановочного следования поезда позволяет сократить капитальные затраты на оснащение линий аппаратурой контроля, обслуживающий персонал, одновременно контролировать наиболее ответственные узлы ходовых частей вагонов.

В системе централизованного контроля поездов можно обеспечить обработку телеметрической информации по сложным алгоритмам вплоть до наблюдения за процессом развития неисправностей в пути следования и за счет этого повысить качество контроля, более рационально использовать информацию о техническом состоянии подвижного состава в пути следования при управлении движением поездов на участке.

Таким образом, одной из задач совершенствования и развития аппаратуры обнаружения перегретых букс является построение единой информационной централизованной сети контроля подвижного состава на базе современной микропроцессорной техники.

В дипломном проекте мы будем модернизировать аппаратуры контроля подвижного состава на перегоне Зябровка - Тереховка. На данном перегоне была установлена система ДИСК в 2001 году, а ресурс аппаратуры 10 лет. Аппаратура ДИСК контролирует поезда только в правильном направлении, а система КТСМ-02 как в правильном, так и в неправильном направлении. Таким образом, целесообразно будет заменить два комплекта аппаратуры ДИСК одной микропроцессорной системой КТСМ-02.



1. Обзор аппаратуры обнаружения перегретых букс зарубежного производства

1.1 Аппаратура обнаружения перегретых букс компании SERVO CORPORATION OF AMERICA (США)

Аппаратура обнаруживает перегретые буксы по температуре задней стенки корпуса буксы, причем для каждой определяется превышение температуры корпуса буксы над температурой окружающего воздуха. Оборудование аппаратуры условно делится на напольное, постовое и станционное, которое представлено.

SERVO CORPORATION OF AMERICA

В состав напольного оборудования входят: два считывающих устройства с приемными капсулами 2, содержащими болометры, оптические системы и предварительные усилители, узлом заслонки 3 и устройствами обогрева 4; датчики прохода колесных пар 5--8, крайние из которых (5, 8) служат для

определения направления движения поезда, включения аппаратуры и открытия заслонок, а средние (6, 7) -- для образования зоны стробирования; кабельная соединительная коробка 9.

Ось оптической системы ориентирована на заднюю стенку корпуса буксы под углом 35° в вертикальной плоскости по отношению к плоскости пути и под углом 5° в горизонтальной плоскости относительно оси пути.

В качестве датчиков прохода колес в аппаратуре применены магнитные педали. Датчик крепится к рельсу с внутренней стороны колеи. Так как сигнал на выходе обмотки датчика пропорционален скорости изменения магнитного потока, то датчик подобного типа устойчиво работает при скорости движения поезда, превышающей 8 км/ч.

В состав постового оборудования входят: импульсные усилители тепловых сигналов 12, 13, блок контроля направления 10, испытательное устройство 11 и блоки электропитания болометра и постового оборудования (блоки питания на структурной схеме не показаны).

Назначение импульсных усилителей -- усиление и формирование сигналов с амплитудой, пропорциональной температуре корпуса буксы.

Устройство контроля направления выполняет 2 основные функции: определяет направление движения поезда и вырабатывает команды управления, обеспечивающие последовательность взаимодействия блоков и узлов аппаратуры.

При контроле поезда устройством контроля направления вырабатываются стробирующие импульсы, а после окончания контроля -- команды на закрытие заслонок, включение обогревателей и остановки двигателя самописца.

Испытательный блок предназначен для проверки усилительного тракта аппаратуры, ее регистрирующего оборудования. В режиме проверки испытательный блок подключается к входу импульсных усилителей и имитирует тепловые сигналы и сигналы датчиков прохода колес.

Станционное оборудование аппаратуры комплектуется трехканальным самописцем 16, блоком обработки данных 17, цифровым индикатором (электронным указателем) 18 и устройствами сигнализации 22, 23. Три канала самописца 19, 20, 21 предназначены для записи тепловых сигналов букс левой стороны поезда и правой стороны поезда, а также для отметки перегретых букс в поезде.

Блок обработки данных формирует сигнал «тревоги» в случае превышения выбранного порогового значения амплитудой сигнала буксы левой или правой стороны вагона или при превышении порогового значения разностью амплитуд сигналов букс одной колесной пары. Сторона поезда, на которой обнаружена перегретая букса, отмечается загоранием соответствующего оптического индикатора. При появлении на входе цифрового регистратора сигнала «тревоги» включается генератор, который вырабатывает акустический сигнал.

Служебная связь между постом и станцией организуется по отдельной физической двухпроводной линии связи с применением телефонных аппаратов 14, 15.

Конструктивно аппаратура выполнена в виде двух самостоятельных устройств (передающего и приемного), каждое из которых имеет отдельный блок электропитания. В аппаратуре активно использована часть спектра телефонного канала, имеющая относительно низкий уровень шумов (1200--3050 Гц). В этом диапазоне частот размещается до 11 каналов с несущими частотами 1275, 1445, 1615 и т. д. до 2975 Гц через каждые 170 Гц. Сообщения каждого канала передаются в линию по методу частотной модуляции ЧМ одной из перечисленных несущих частот.

1.2 Аппаратура обнаружения перегретых букс компании CSEE (Франция)

Аппаратура обнаружения перегретых букс компании CSEE построена по принципу аппаратуры телеизмерения с выдачей телеметрической информации на самописец. Основная особенность этой аппаратуры -- измерение абсолютного значения температуры задней стенки корпуса буксы и применение в качестве приемника ИК-излучения активного селективного фотодиода, который состоит из пластинки сурьмянистого индия, помещенной в поле постоянного магнита

(фотогальваномагнитный эффект). Подобный приемник не требует источника питания (под действием ИК-излучения он сам является источником ЭДС), практически безынерционен (постоянная времени менее 0,2 мкс) и низкоомный.

В состав напольного оборудования входят (рисунок 1.2) считывающие напольные камеры 1, 2, датчик прохода колесных пар 4, укрепленный на рельсе 3, рельсовая цепь наложения 8 (электронная педаль) и электронный блок 5, который размещен на штативе постового оборудования.

Малое сопротивление приемника ИК-излучения (R<50 Ом) позволило уйти от традиционного в аппаратуре обнаружения перегретых букс решения и вынести предварительные усилители из напольных камер в постовое оборудование без ухудшения отношения сигнал/шум на выходе приемо-усилительного тракта.

Датчик прохода колесных пар представляет собой высокочастотный транзисторный генератор с разомкнутым магнитопроводом резонансного контура. При появлении в зоне действия датчика (около 30 см) реборды колеса генерация срывается и формируется сигнал прохода колесной пары. Датчик, построенный на таком принципе, позволяет формировать сигнал прохода колес при скорости движения поезда 0--200 км/ч.

Рельсовая цепь наложения 3 работает на частоте 8,7 кГц и предназначена для своевременного открытия заслонок и запуска двигателей модуляторов напольных камер при подходе поезда к участку контроля.

Предварительные усилители 6, 7 постового оборудования соединены с напольными камерами коаксиальным кабелем. С выходов предварительных усилителей тепловые сигналы поступают на регулируемые аттенюаторы 9 которые выравнивают чувствительность приемников ИК-излучения обеих камер.

В блоке запоминающих устройств 10 происходит преобразование тепловых сигналов переменной длительности и амплитуды в прямоугольные импульсы постоянной длительности (Ти=17 мсек) с амплитудой, пропорциональной температуре поверхности буксы. Сигналы управления формируются блоком 13.

Сформированные в блоках 10, 13 импульсы передаются телеграфным передатчиком 11 на трех частотах: 2580, 2460 и 2700 Гц. Первая частота выполняет функции управления, а вторая и третья используются для передачи с помощью амплитудной модуляции значений амплитуд тепловых сигналов соответственно левой и правой стороны поезда.

В приемнике станционного оборудования 16 происходит разделение по частоте принимаемых АМ-сигналов, их детектирование. Импульсы постоянной длительности и с амплитудой, пропорциональной температуре буксы, записываются на бумажную ленту двухдорожечного самопишущего регистратора 18. управляемого устройством 19.

Параллельно с регистратором эти же импульсы поступают в блок автоматической сигнализации 20, который по признаку абсолютного значения амплитуды теплового сигнала или по разности амплитуд двух сигналов букс одной колесной пары определяет в составе перегретую буксу.

Служебная телефонная связь в аппаратуре организуется с помощью режекторно-полосовых фильтров 12, 15, к которым подключаются телефонные аппараты 14, 17. 24, 25 путевые педали, датчик температуры наружного воздуха 22, релейный блок 21 , указатель перегретых букс 23. 1, 2, напольные камеры, аппаратура передачи данных (передатчик 11, канальные фильтры 12, 15);

Применение двух дополнительных педалей 24 и 25 позволило выполнить схему исключения из контроля локомотивов и схему контроля направления движения поезда. В аппаратуре предусмотрен автоматический контроль исправности отдельных функциональных узлов.

При выработке сигнала тревоги первого или второго уровня автоматически выдается на указатель перегретых букс информация о числе осей с головной части поезда до перегретой буксы и о стороне поезда, с которой расположена эта букса.



2. Система комплексного контроля технического состояния подвижного состава ДИСК - БКВ и ее подсистемы

Система комплексного контроля технического состояния подвижного состава ДИСК - БКВ включает в свой состав базовую подсистему ДИСК - Б для обнаружения перегретых букс, подсистему ДИСК-К для обнаружения дефектов колес по кругу катания, подсистему ДИСК-В для обнаружения волочащихся деталей. Базовая подсистема ДИСК-Б обладает функциональной и конструктивной завершенностью, позволяющей самостоятельно работать в условиях эксплуатации, а все остальные системы могут только дополнять ее на тех или иных пунктах контроля.

Аппаратура подсистемы ДИСК - Б предназначается для бесконтактного обнаружения на ходу поезда перегретых букс подвижного состава и выдачи обслуживающему персоналу на станции информации о наличии и расположении в поезде вагонов с такого вида неисправностями. Принцип действия аппаратуры подсистемы ДИСК - Б основан на восприятии чувствительными элементами импульсов ИК - излучения от задних (по ходу движения) стенок корпусов букс и от ступицы колеса. Подсистема ДИСК-Б, обнаруживающая перегретые буксы, является базовой и функционально законченной, т. е. может функционировать самостоятельно. Остальные могут работать лишь совместно с ней и дополняют ее возможности.

Принцип действия подсистемы ДИСК - К основан на измерении с помощью пьезоэлектрических датчиков ускорений рельса при ударе колеса с дефектом по кругу катания (ползун, навар, выщербины и т.д.) и выделении по определенным критериям сигнала информации в случаях, когда динамическое воздействие колеса на рельс превышает заданное пороговое значение.

Подсистема ДИСК - В вырабатывает сигнал наличия волочащейся детали при механическом соударении узлов и деталей вагона, выходящих за пределы нижнего габарита подвижного состава, с элементами напольного электромеханического датчика подсистемы.

Для сбора информации на центральных пунктах контроля, например в пунктах технического обслуживания подвижного состава ПТО или ПКТО, используют подсистему ДИСК-Ц. Она представляет собой комплекты приемо-передающей и регистрирующей аппаратуры и объединяет в одном месте информацию с нескольких линейных пунктов контроля. Централизация информации, как правило, проводится в пределах участка безостановочного следования поездов, а расстояния между линейными пунктами контроля 30--35 км.

После обработки сигналов устройствами постового оборудования подсистемы ДИСК-Б информация о состоянии букс вагонов передается к станционному оборудованию и регистрируется. При этом указываются порядковые номера вагонов (начиная с головы поезда) с перегретыми буксами, порядковый номер оси с перегретой буксой в вагоне, степень перегрева буксы, время контроля поезда, тип буксового узла, сторона поезда, общее количество вагонов в поезде, общее число вагонов с перегретыми буксами, исправность аппаратуры ДИСК.

На пунктах контроля, не оборудованных сигнальными световыми указателями наличия неисправных вагонов в поездах, может устанавливаться речевой информатор, предназначенный для автоматического оповещения по радиоканалу машиниста локомотива и отдельному громкоговорителю дежурного по станции о наличии выявленных неисправностей в поезде, проследовавшему по участку размещения перегонного оборудования средств контроля. Речевой информатор работает в комплексе с аппаратурой ДИСК - БКВ, ПОНАБ -3 и со стационарными радиостанциями поездной радиосвязи PC - 6, 43 РТС - А2 - ЧМ и им подобным. В передаваемом речевым информатором сообщении машинисту локомотива содержатся сведения о направлении движения пребывающего поезда, станции прибытия поезда и виде тревоги, требующей остановки поезда на перегоне или станции.

В аппаратуре ДИСК - Б для обмена информацией организовано семь прямых каналов и один обратный, которые занимают частотный диапазон 1890--3150 Гц. Нижняя часть тонального спектра используется для ведения служебных переговоров. Прямые каналы специализированы по видам информации: ВД - наличие волочащихся частей; ДК - уровень динамики колеса; ТЛ - тепловые сигналы уровней нагрева левых букс; ТП - тепловые сигналы уровней нагрева правых букс; КП - наличие поезда на участке контроля; О - отметка сосчитанных осей; OB - сигналы отметки вагонов. Сигналы передаются на станцию методом амплитудной модуляции. Обратный канал (1890 Гц) используется для управления работой перегонного поста при его тестировании с пульта оператора станции.

При работе подсистемы ДИСК-БКВ в режиме централизованной обработки на станции дополнительно устанавливается передающий комплект подсистемы ДИСК-Ц, с использованием которого результаты контроля пересылаются на центральный пункт. В этом случае печатающие устройства переносятся на центральный пункт, а на станции остается пульт оператора, которым пользуется обслуживающий персонал при отказе каналов связи или устройств центрального пункта.

Подсистема ДИСК-Ц позволяет выполнять тестовую проверку периферийных устройств по командам с пульта, а также контролировать состояние аппаратуры в режиме проверки "на себя". Команды тестирования передаются по обратному каналу со скоростью 75 Бод.

В этой подсистеме информация передается по прямому каналу со скоростью 1200 Бод методом частотной манипуляции.



3. Принцип работы и состав дистанционной информационной системы контроля ДИСК-Б

3.1 Работа аппаратуры

Работа системы ДИСК-Б основана на управлении теплового излучения корпусов букс при движении поезда с последующим преобразованием его в электрические сигналы, усилением, нормирования подвижности передачи тепловых сигналов совместно сигналами отметки прохода осей и вагонов на станции, выделении по определённым критериям сигналов о перегретых букс и регистрации информации на месте расположения таких букс в поезде.

Рисунок 2.1 - Структурная схема аппаратуры ДИСК

На участке контроля по обеим сторонам колеи размещаются напольные считывающие камеры (НКПО, НКЛО) устанавливаются под углом 13 градусов к оси пути. Вспомогательные перпендикулярно к оси пути (НКПВ, НКЛВ). Каждая напольная камера содержит приемник ИК излучения (баллометр БП-2) снабжено узконаправленным оптической системы, предварительный усилитель сигналов, узел заслонки входного окна и элементы электрического подогрева камеры, оптическая система основных напольных камер ориентирована на задний по ходу движения поезда стенки корпусов букс, а вспомогательные на по ступенчатую часть колеса с наружной стороны. К каждой напольной камеры от постового оборудования подходит 2 кабеля через которые подаются тепловые сигналы букс, сигналы управления работы камеры и электропитания. Высокочастотная цепь наложения (электрическая педаль ЭП-1) включенная в состав напольного оборудования присоединяется с помощью перемычек к рельсам и обеспечивают выдачу команд управления к постовому оборудованию при наличии поезда в зоне контроля длинной около 50 м. Датчики прохода колёсных пар Д1, Д2, Д5 предназначенных для выработки сигналов отметки прохода колесных пар в определённой точки пути по сигналам с датчиков осуществляется счет осей и физических вагонов поезда, а так же управление работой устройств приема усилительных тактов. В качестве датчиков могут использоваться отечественные типы ПБМ-56 питания, типа Д-50, каждый крепится с помощью кронштейна к одному из рельсов.

Постовое оборудование представлено в виде стояк (стойка перегонная и станционная).

Стойка перегонная содержит блок управления, блок передачи сообщений, блок усиления, блок термодатчиков.

Блок усилителей - содержит 4 одинаковых субблока оконечных усилителей ОУ тепловых сигналов поступающих от напольных камер.

ОУ - содержат устройства нормирования сигналов по длительности и устройства температурной коррекции тепловых сигналов, которые управляются от блока термодатчиков, входящего в состав постового оборудования и размещаемого с наружи постового помещения.

Блок управления - включает в себя устройства отметки прохода физических вагонов, устройства формирования команд, устройства формирования импульсов от датчика прохода колес, программно - задающее устройство и приемник обратного канала.

Блок передачи - содержит 7 прямых каналов передачи сигналов, перегона на станции, и один обратный канал приема сигнала со станции организованным разделением полосы частот от 1,7 до 3,4 Кгц. Ширина канала 180 Гц, а так же групповые устройства сопряжения с кабельной линией связи.

Стойка станционная включает в себя: блок приема сообщений, преобразования, накопления и автономной работы.

Блок приема сообщений - содержит 7 каналов приема сигналов, 1 канал передачи сигналов на перегон и групповые устройства сопряжения с линии связи.

Блоки преобразования и накопления - включают в себя: устройства преобразования аналоговых тепловых сигналов в код, счетчики количества физических вагонов в поезде и осей в вагоне, устройства запоминания информации на один проконтролированный вагон, устройства выработки кодового значения текущего времени и порядкового номера поезда (за смену), устройства тревоги, а так же передатчик обратного канала.

В состав блока автономной работы входят устройства накопления информации о вагонах, в которых обнаружены перегретые буксы (неисправность колёсной пары, волочащиеся детали), устройства распознавания типа буксового узла и устройства сопряжения.

В состав станционного оборудования входят так же пульт оператора станционный, блок сопряжения и печатающее устройство УП-1.

С заходом поезда на участок контроля за 10-15 м до напольного оборудования (шунтируется РЦН ЭП-1) и сигнал наличия поезда на участке контроля поступает в блок управления, по этому сигналу формируется команды на открытие заслонок напольных камер и включается в работу перегонных и станционных устройств.

Команда на включение в работу станционных устройств передается по 5 каналу аппаратуры передачи сообщений постоянным уровнем сигнала в канале. По команде включения в работу аппаратуры снимается запрет с логических схем, при этом с пульта оператора выдается световая сигнализация наличие поезда на участке контроля. Все указанные операции заканчиваются до захода первого колеса локомотива в зону действия датчика Д-1.

При заходе первого колеса в зону действия датчика Д-4 по сигналу с блока управления открываются коды ячеек памяти оконечных усилителей подключённых к основным напольным камерам и сигналы от корпусов букс полученные при проходе колеса от датчика Д-4 до датчика Д-5 за счет восприятия баллометрами ИК излучения букс, усиливаются и запоминаются в ячейках памяти (амплитудное значение сигнала пропорциональное температуре корпуса буксы).

При проходе первого колеса в зоне действия датчика Д-5 по переднему фронту сигнала от датчика с блока управления открываются входные ячейки памяти ОУ, подключенных к вспомогательным напольным камерам, а по заднему фронту сигнала от датчика они закрываются, и тепловые сигналы от поступичных частей колеса, так же усиливаются и запоминаются в своих ячейках памяти.

По заднему фронту сигнала датчика Д-5, блок управления вырабатывает импульс считывания тепловых сигналов с ячеек памяти (длительность импульса 17 мсек.) и поступает на 4 и 3 каналы блока передачи сообщений соответственно. Одновременно на 6 канал этого блока подаётся сигнал отметки прохода колеса над датчиком Д-5 длительностью 17 мсек. Тепловые сигналы и сигналы отметки прохода колеса передаются в линию связи к станционному оборудованию. При изменении температуры окружающего воздуха с блока термодатчиков оконечных усилителей осуществляется коррекция амплитудного значения тепловых сигналов от основных напольных камер с тем, чтобы амплитуда сигнала была одинаковой при одном и том же значении температуры шейки оси во всем диапазоне температуре наружного воздуха. Использование вспомогательных камер позволяет устранить случаи пропуска перегретых букс, когда температура их корпуса ниже уровня настройки (отсутствует крышка или корпус загрязнен).

При проходе колесных пар вагона, локомотива над датчиками Д-1,Д-4,Д-5 по сигналам датчиков отметчик вагонов вырабатывает импульс отметки прохода физической подвижной единице не зависимо от числа осей в ней (до 14 осей), когда последнее колесо проходит датчик Д-5. Сигнал отметки прохода вагона длительность 17 мсек. передается по 7 каналу блока передачи сообщения, тепловые сигналы левой и правой стороны поезда с выходных каналов приема сообщений 3-4 поступают на преобразователи аналоговый код, где амплитуда сигнала преобразуется в двоично-десятичный код, (максимальное значение 39). Сигнал отметки вагонов и осей с каналов приема 7-6 соответственно поступает на счетчики количества вагонов и осей. При поступлении каждого сигнала отметки осей, кодовое значение тепловых сигналов и номера осей в вагоне может выдаваться в буферный накопитель, а при поступлении сигнала отметки прохода вагона в блок сопряжение. Решение о выдачи информации выдаётся по постовым устройствам с регулированным значением порогом срабатывания. Устанавливая определённое значение порога, можно обеспечить выдачу информации на печать с любого уровня амплитуды теплового сигнала (максимальная информация о нагреве букс 4 осей в пределах каждого вагона). Буферный накопитель служит для согласования скоростей поступления информации и её распечатке. Уровень настройки подсистемы ДИСК-Б на обнаружении перегретых букс с определённым значением температуры шейки осей устанавливается пороговым элементом, входящим в состав устройства тревоги.

При превышении амплитуды теплового сигнала правой и левой стороны поезда установленного значения порога, вырабатывается сигнал тревоги, по которому включается звуковая и световая сигнализация на пульте оператора. При этом параллельно с выдачей в блок автономной работы и запоминается (порядковый номер вагона и стороны поезда, в которой расположена перегретая букса). Всего блок автономной работы может запомнить информацию о 16 вагонах. При настройке подсистемы в условиях эксплуатации уровень выдачи информации на печать устанавливается ниже уровня обнаружения перегретых букс (при настройке ДИСК-Б на обнаружение перегретых букс температура шейки оси выше 140 градусов, информация на печать выдаётся о буксах с нагревом шейки оси выше 100 градусов) в этом случае при остановки поезда по показаниям аппаратуры представляется возможность произвести ремонт неисправного буксового узла, но и осмотреть буксовые узлы с существенным отклонением их температуры от нормальной, что повышает выявляемость букс.

При обнаружении подсистемой перегретой буксы по команде с блока автономной работы в момент контрольной программы, срабатывает реле «Тревога 1» и через его контакты организуется цепь управления работой сигнального указателя «Перегретая букса» и включаются ячейки сигнализации на аппаратуре дежурного по станции. Реле «Тревога 2» срабатывает в момент обнаружения высокочастотных букс.

В состав станционного оборудования включен различитель типа букс, принципы работы которого основан на распознавании типов буксового узла по амплитудному признаку всех букс одного вагона (температура нормально работающих букс с подшипником скольжения значительно выше температуры нормально работающих роликовых букс). Признак типа буксового узла («+» - букса скольжения, «-» - букса роликовая) отпечатывающая после информации о порядковом номере вагона, а соответствующий сигнал подаётся в устройство тревоги для задания различных уровней порогового значения, при том или ином типе буксового узла (при роликовой буксе порог срабатывания выше, чем при буксе скольжения, т. к. для роликовой буксы выше допустимая температура ее корпуса).

При удалении поезда с участка контроля перегонных устройств по сигналу с рельсовой цепи наложения, блок управления вырабатывает команду «конец поезда», по которой закрываются заслонки напольных камер, запускаются программно-задающее устройство и аппаратура переключается в режим автоконтроля. Команда на переключение режима станционных устройств передается понижением постоянного уровня сигнала в канале 5 блока передачи сообщений. В режиме автоконтроля имитируется проход шестиосного вагона с высоким уровнем нагрева букс (3 оси при открытой заслонке и 3 оси при закрытой заслонке) и информация о контрольном вагоне фиксируется блоком сопряжения. По результатам расшифровки этой информации можно судить о настройки основных устройств системы. После выдачи информации о контрольном вагоне на печать выдается о порядковом номере поезда за смену (с регистра номера поезда) и о времени окончания его контроля (часы, минуты, секунды). На этом цикле контроля поезда заканчивается и на логические цепи накладывается запрет работы, а печатающий механизм выключается.

В подсистеме ДИСК-Б заложена возможность контроля ряда цепей и устройств в режиме их проверки или настройки, в том числе и перегонных, по командам, задаваемым со станции. С этой целью станционное оборудование содержит передатчик обратного канала, позволяющий формировать и передавать к перегонным постовым устройствам в кодовом виде 7 команд. По этим командам имитируются различные режимы контроля поезда перегонными устройствами, и результаты контроля выдаются на печатающее устройство станционного оборудования. Анализ напечатанной информации позволяет судить о работоспособности подсистемы или локализовать место ее неисправности.

Базовая подсистема ДИСК-Б может дополнять на отдельных пунктах контроля подсистемами обнаружения дефектов колес по кругу катания ДИСК-К, обнаружения волочащихся деталей ДИСК-В или подсистемой централизации информации ДИСК-Ц.

3.2 Назначение и работа составных частей напольного оборудования

Напольное оборудование базовой подсистемы (ДИСК-Б) для обнаружения перегретых букс, размещается напротив помещения для аппаратуры и занимает участок пути около 50 м.

В состав напольного оборудования входит:

- 2 основные и 2 вспомогательные напольные камеры;

- 4 ограждения напольных камер от волочащихся деталей;

- 3 датчика прохода осей электронная РЦН типа ЭП-1;

- 2 кабельные муфты типа УКМ-12;

- путевая коробка;

- блок термодатчиков.

Начальных устройств соединения с постовым оборудованием, соответствующим кабелем. В качестве датчика может использоваться педали ДАС, ПБМ-56 , Д-50 . Датчики предназначены для получения электрических сигналов в момент прохода колес подвижной единице.

Принцип действия датчика основан на наведение в катушке ЭДС индикации за счет уменьшения, магнитного потока разомкнутой магнитной цепи, в момент прохода гребня, колеса в воздушном зазоре, образовано головкой рельса и постоянным магнитом.

Датчик Д-50 автогенераторного типа и принцип его работы основан на срыве автогенерации при заходе колеса в зону чувствительности датчика и перераспределением ферромагнитных масс в зоне чувствительности детектора.

Длина зоны детектности составляет 250-300 мм. Электрическая РЦН электрическая педаль 1 представляет собой совмещенную в одной конкуренции приемную и питающую части. РЦН с частотой питающего тока 5 Кгц заимствована из комплекта аппаратуры АПС. Зона действия педали составляет: на заходе поезда 10-15 м, на удалении поезда 40-50 м.

Напольная камера предназначена для размещения в ней и защиты от механических и климатических воздействий, приёмной капсулы включенной в себя болометр и электрический усилитель. Напольная камера состоит из приёмной капсулы, корпуса, кожуха , 2-х узлов ввода кабеля, узла заслонки, узла контрольной лампочки, платформы, обогреватели и рамы.

На платформе установлено 4 амортизатора типа АП-2 , на которые крепятся плита приёмной капсулы.

Приёмная капсула выполнена в виде отдельного съемного узла, внутри её корпуса установлена плата с элементами. Герметизация внутри полости капсулы обеспечивается резиновыми прокладками, а экранирование стальными приёмниками на передней части капсулы установлены: узел крепления болометра, а на задний узел ввода сигнальный кабель. Приемная капсула содержит приемник ИК излучения и схему усиления. В процессе контроля вагонов с нормальными греющимися буксами предварительный усилитель обеспечивает на выходе импульсы "+" полярности, амплитудой 0,1-0,3 В.

3.3 Назначение составных частей постового оборудования

В состав постового оборудования входят: перегонная стойка, блок термодатчиков, ЩВИ, щитки подключения основного и резервного питания.

Оборудование за исключением блока термодатчиков, размещается в обогреваемом электрическими печами помещении и соединяется соответствующимся кабелем с напольным оборудованием, линий связи и источника электроснабжения.

Перегонная стойка - предназначена для усиления и обработки сигналов поступающих от напольного оборудования, а так же для передачи обработанной информации. В состав стойки входят: силовая часть с катушками, блок управления, блок усиления и блок АПД. В состав силовой части входят 2 трансформатора, феррорезонансный стабилизатор напряжения, клемневые групповые колодки и плата с элементами. В качестве элементов размещены:

- 2 субблока силового выпрямления (СВ.);

- 4 субблока терморегулятора (ТРМ);

- 2 штепсельных реле, размещенных радиаторах выпрямительные диоды.

А так же тумблеры, розетки и предохранители, это оборудование размещается в силовом отсеке стойки закрываемой щите.

Блок передачи сообщений - является передающим компонентом аппаратуры передачи телеметрической информации, в системе ДИСК-Б и предназначена для преобразования исходных сообщений в сигналы пригодные для передачи по линии связи, соединяющей постовое и станционное оборудование системы.

Блок содержит:

- 7 однотипных передатчиков,

- субблок групповых устройств ГУ-1,

- субблок вилки линейных фильтров ФДК.

Электропитание осуществляется, от источника постоянного тока 12 В. Передача сообщений осуществляется методом амплитудной модуляции, каждый передатчик блока настраивается на одну фиксированную частоту (несущая частота). Несущие частоты передатчиков отличаются друг от друга на 180 Гц.

1 передатчик = 2070 Гц;

2 передатчик = 2250 Гц;

3 передатчик = 2430 Гц;

4 передатчик = 2610 Гц;

5 передатчик = 2790 Гц;

6 передатчик = 2970 Гц;

7 передатчик = 3150 Гц;

обратный канал = 1350 Гц.

Ширина рабочей полосы частот каждого канала 140-160 Гц. 7 информационных каналов занимают спектр частот от 2000 до 3220 Гц. Нижняя часть спектра частот телефонного канала (до 1700 Гц) используется для организации служебной телефонной связи ШН.

Разделение спектра частот служебной телефонной связи и информационных каналов осуществляются с помощью вилки фильтров ДК-1,7.

По информационным каналам передаются: сигналы наличия волочащихся деталей, уровня динамики колеса, тепловые сигналы уровня нагрева левой буксы, уровня нагрева правой буксы, сигналы отметки вагонов, наличие поезда на участке контроля, отметки осей.

Все сигналы кроме сигнала отметки поезда поступают на входы каналов в виде прямоугольных импульсов с амплитудой пропорциональной уровню обнаруженной неисправности и с постоянной длительностью (17 сек).

ОК - фильтр верхних частот, пропускает только верхние частоты.

Каждый передатчик содержит:

- генераторы несущего колебания - Г;

- модулятор - М;

- усилитель;

- голосовой канальный фильтр;

- субблок групповых устройств - ГУ 1.

Помимо группового усилителя и развивающего устройства, содержит так же имитатор контрольных сигналов, устройства управления имитатором приемника обратного канала.

При нажатии кнопочного переключателя ''контроль'', на лицевой панели блока ГУ 1 занимается цепь питания реле Р1. Реле Р1 и Р2 сработав, своими контактами переключают все входы субблоков передотчик к выходу имитатора контрольных сигналов.

Передатчик сообщений предназначен для преобразования сигналов сообщений в амплитудно-модулированные сигналы канальной частоты. Сигналы сообщений (модулированные) представляют собой импульсные последовательности переменной амплитуды.

Субблок ГУ 1 содержит ряд устройств, предназначенных для обеспечения нормального функционирования блока передачи сообщения.

В состав субблока входят 3 самостоятельных устройства это:

- групповой усилитель ГУС;

- имитатор контрольных сигналов ИКС с элементами ручного и автоматического подключения этих сигналов по входам каналов;

- приемник обратного канала.

Приемник обратного канала предназначен для приема команд дистанционного управления постовым оборудованием системы. На вход приемника команды управления поступают в виде амплитудного модулированного сигнала, а на выходе они преобразуются в последовательность импульсов.

Субблок ФДК предназначен для частотного разделения разговорного и информационного трактов аппаратуры передачи-приема сообщений. Содержит фильтр верхних частот К-1,7 МГц и фильтр нижних частот Д-1,7 МГц, объединенных в вилку линейных фильтров. Субблок универсален и может использоваться как на передающем так и на приемном концах аппаратуры.

Информация, передаваемая каналами.

1 канал - наличие волочащихся деталей;

2 канал - уровень динамики колес;

3 канал - уровень нагрева левой буксы;

4 канал - уровень нагрева правой буксы;

5 канал - передача контрольного сигнала, проверки работы линии связи;

6 канал - отметка оси;

7 канал - отметка вагона;

8 канал - команды управления.

Блок усилителей обеспечивает необходимое усиление тепловых сигналов поступающих от всех четырёх напольных камер, корректировку их по амплитуде , в зависимости от температуры воздуха и преобразования их для передачи в линию связи.

В состав блок входят:

- 3 источника питания СП 1, 12 В;

- 1 источник СП 3, 15 В;

- оконечные усилители ОУ - расположены на левой панели блока, таким образом, что слева находится усилители вспомогательных камер, а справа основных камер.

Оконечный усилитель ОУ состоит из:

- схемы усиления и преобразования сигнала;

- схемы термокоррекции, схемы выделения максимального сигнала.

Схема термокоррекции при увеличении температуры наружного воздуха уменьшает сигнал тепловой во всем диапазоне температур.

Субблок ОУ осуществляется усиление теплового сигнала, фиксацию нулевого уровня, стробирование полезного сигнала, формирование его постоянной длительностью 17 мсек., коррекцию его амплитуды в зависимости от температуры наружного воздуха.

Блок термодатчиков состоит из 4 проволочных катушек выполненных из терморезисторов и термодатчика, срабатывающего при температуре окружающего воздуха около 0 градусов.

Катушки термодатчиков подключаются с помощью кабеля и узлом термокоррекции соответствующих оконечных усилителей.

Блок выполнен в виде коробчатой конструкции, размещается снаружи постового помещения.

Блок управления перегонной стойки осуществляет управление работой напольных камер, формирует отметки прохода подвижной единицы, управляет работой приемо-усилительного тракта, осуществляется автоконтроль работоспособности аппаратуры, преобразует информацию для передачи и в канале связи и выполняет ряд дополнительных вспомогательных функций.

Блок управления содержит:

- источники питания СП 1 и СП 2;

- субблок формирования импульсов с педалей ФИП;

- субблок отметчика вагонов ОВ;

- формирователь команд перегонный ФКП;

- программно - задающие устройства ПЗУ;

- субблок цепей согласования ЦС;

- приёмник обратного канала ПрОК;

- ряд свободных мест для установки субблоков под системой обнаружения волочащихся деталей ДИСК-В.

В зависимости от типа использования датчиков прохода осей блок управления устанавливается в соответствии субблока ФИП.

Субблок используется совместно с датчиками прохода осей и служит для формирования импульсов колёсных пар и согласования работы датчиков с интегральными микросхемами.

Формирователь импульсов с педали осуществляется формирования импульсов прохода осей над педалью ВМ 56.

Субблок ФИП состоит из 6 одинаковых узлов. В состав каждого узла субблока входит:

- интегратор;

- компаратор;

- формирователь импульса задержки;

- триггер прохода осей с инвертора.

Субблок ОВ осуществляет фиксацию прохода последней оси физической единицы подвижного состава над первым и последним датчиком прохода осей. В состав блока входит два счётчика суммирующим и вычитающим.

Субблок формирования команд для перегонного оборудования осуществляет управление работой оконечных усилителе и рядом узлов напольного оборудования, формирует сигналы и команды управления на аппаратуру передачи сообщений, отметчик вагонов, программно - задающим устройства и выполняет ряд дополнительных функций позволяющих изменять режимы работы аппаратуры ДИСК.

Субблок ФКП состоит:

- схемы дублирования РЦН;

- схемы определения направления движения поезда и управление заслонками напольных камер;

- схемы формирования сигнала прохода поезда и запуска ПЗУ;

- схемы установки триггеров аппаратуры в исходное состояние;

- схемы управления оконечными усилителями;

- схемы распределения импульсов датчиков прохода осей;

- схемы управления термокоррекции и коэффициента передачи оконечных усилителей.

Субблок ПЗУ предназначен для управления работой различных устройств в режиме автоконтроля и в режиме настройки аппаратуры

Субблок ПЗУ состоит:

- генератора;

- счетчика на 96 единиц с цепями запуска и остановке;

- схемы формирования задержки сигнала о выключении ПЗУ.

Субблок ЦС аппаратуры ДИСК осуществляется формирования сигналов на контрольные лампы напольных камер, управляет открытием и закрытием заслонок напольных камер фиксаторами уровня основных и вспомогательных камер, преобразует информационные сигналами для передачи их в аппаратуру передачи сообщений.

Субблок ЦС состоит:

- схемы управления заслонкой;

- схемы формирования сигналов на контрольные сигналы напольных камер;

- схемы управления фиксаторами уровня;

- схемы преобразования сигналов обратного каналов.

Схема формирования сигналов на контрольные лампы напольных камер осуществляют подачу импульсов тока через нити накала контрольных ламп одновременно обеспечивая возможность регулировки в широких пределах величены протекающего тока.

В состав субблока входит две одинаковые схемы формирования сигналов для основных и вспомогательных камер.

Субблок приёмника обратного канала ПрОК предназначен для приема и преобразования поступающего с линии связи последовательного кода в параллельный, дешифрации всех принятых команд и их выдачи в импульсном коде во внешние устройства.



4. Размещение и принцип работы комплекса технических средств многофункционольного КТСМ-02

4.1 Размещения оборудования на перегоне

Средствами контроля подвижного состава оснащают в первую очередь удлиненные грузонапряженные участки безостановочного следования поездов с тяжелыми эксплуатационными условиями, а также скоростные направления. С целью облегчения эксплуатации и технического обслуживания средств контроля рекомендуется оснащать участки железной дороги, расположенные в зоне обслуживания одного вагонного депо (ВЧД) или дистанции сигнализации и связи (ШЧ) однотипными средствами.

Средства контроля должны устанавливаться, как правило, перед станциями с достаточным путевым развитием, на которых имеются пункты технического обслуживания (ПТО), посты безопасности (ПБ) с тем, чтобы задержки поездов по показаниям этих средств контроля оказывали наименьшее влияние на выполнение графика движения поездов, а обнаруженные неисправности могли быть устранены в кратчайший срок.

На грузонапряженных и скоростных участках необходимо размешать базовые средства контроля систем (КТСМ-02) на промежуточных станциях участка с интервалом между пунктами контроля с этими средствами в пределах 25-35 км.

Базовые средства контроля должны также устанавливаться перед станциями, расположенными непосредственно перед крупными искусственными сооружениями (мостами, тоннелями и др.), если эти станции находятся на расстоянии не менее 30 км от ПТО, отправляющего поезд в данном направлении, а также перед конечными станциями движения пассажирских поездов, электропоездов, дизель - поездов.

Подсистемы обнаружения волочащихся деталей могут дополнять базовые средства контроля на пунктах их размещения.

Подсистемы обнаружения отклонений верхнего габарита подвижного состава могут дополнять базовые средства, устанавливаемые на станциях перед искусственными сооружениями, а при отсутствии базовых средств могут использоваться на этих станциях самостоятельно.

Перегонное оборудование средств контроля устанавливается на подходе к станции, где предстоит остановка поездов в случае обнаружения в них неисправных подвижных единиц. При этом могут быть два варианта размещения таких устройств:

- с учетом остановки поезда с неисправными подвижными единицами на том же пути, на который ему был приготовлен маршрут приема;

- с учетом остановки поезда с неисправными подвижными единицами на другом пути с отменой ранее приготовленного маршрута и задания нового.

Выбор одного из двух вариантов определяется начальником отделения железной дороги и зависимости от путевого развития станции, размеров движения поездов на участке, вида устройств систем централизации и автоблокировки (СЦБ) на станции и других условии с учетом преимущественного использования варианта приема поездов на боковой путь. В том и другом варианте размещения перегонного оборудования должна быть обеспечена возможность остановки поезда до входного сигнала станции

Перегонное оборудование должно располагаться: на той части перегона, где по тяговым расчетам не применяется (систематически) служебное торможение, не производится проверка действия тормозов и частые остановки поездов, реализуются наибольшие из допустимых скорости движения поездов (последнее за исключением случаев наличия в составе средств контроля систем обнаружения перегруза вагонов, для которых предпочтительны низкие скорости движения поездов); на прямых участках пути и не менее чем на 500 м по ходу движения поездов от кривых радиусом менее 1000 м. Размещение перегонного оборудования ближе от кривой или на кривой (с радиусом более I000 м) допускается при обосновании невозможности принятая другого решения.

Напольное оборудование должно размешаться в местах, не

подверженных снежным заносам, скоплению талых и ливневых вод на устойчивом полотне, балластный слой которого не подвержен пучению и разжижению. Напольные устройства должны устанавливаться посередине рельсового звена (на участках бесстыкового пути на расстоянии не менее 10 м от стыка).

На электрифицированных участках железных дорог не разрешается устанавливать перегонное оборудование вблизи нейтральных вставок и воздушных промежутков контактной сети, постов секционирования, пунктов параллельного соединения и отсасывающих трансформаторов. Расстояние от перегонного оборудования до указанных устройств электроснабжения должно быть не менее максимально-возможной длины состава поездов, следующих по участку их движения.

На пунктах контроля, не оборудованных сигнальными световыми указателями наличия неисправных вагонов в поездах может устанавливаться речевой информатор, предназначенный для автоматического оповещения но радиоканалу машиниста локомотива и отдельному громкоговорителю дежурного по станции и наличии выявленных неисправностей в поезде, проследовавшему но участку размещения перегонного оборудования средств контроля. Речевой информатор размешается в служебном помещении, где расположена стационарная радиостанция поездной радиосвязи, на расстоянии не более 0.5 м от нее.

В передаваемом речевым информатором сообщении машинисту локомотива содержатся сведения о направлении движения прибывающего поезда (четный, нечетным), станции прибытия поезда и виде тревоги, требующей остановки поезда на перегоне или станции.

Расстояние для вновь устанавливаемого перегонного оборудования средств контроля до входного сигнала станции определяется согласно техно - рабочему проекту и должно соответствовать:

- для станций, где остановка поезда с неисправными подвижными единицами предусматривается на том же пути, на который был заготовлен маршрут приема, в зависимости от максимальной длины состава поезда и максимальной скорости движения с учетом того, чтобы машинист локомотива, восприняв сигнал светового указателя или речевого информатора о наличии неисправных подвижных единиц, имел возможность заблаговременно снизить скорость и остановиться на пути приема, не проезжая выходного сигнала.

В тех случаях, когда средства контроля не оборудованы световыми сигнальными указателями или речевыми информаторами о наличии в составе поезда неисправных подвижных единиц, при определении расстояния от перегонного оборудования до входного сигнала станции кроме длины состава и скорости движения должно учитываться расстояние, проходимое поездом за время, необходимое дежурному по станции на восприятие сигнализирующих устройств о наличии неисправных подвижных единиц и передачу соответствующего извещения машинисту поездного локомотива;

- для станций, где остановка поезда с неисправными подвижными единицами предусматривается не на том пути, на который был заготовлен маршрут приема, при определении максимального расстояния от перегонного оборудования до входного сигнала станции должны обязательно учитываться длина блок - участков между входным и предупредительным сигналами станции и расстояние, проходимое поездом за время, необходимое дежурному по станции на восприятие показаний сигнализирующих устройств средств контроля и переделку маршрута приема на другой путь.