Реферат в данной курсовой работе будет выполнено: построение проверяющих и диагностических тестов для непрерывной системы
СТД-МПК: назначение, состав, краткое описание компонентов, принципы организации и построение комплекса в целом
жүктеу/скачать 12,61 Mb.
|
| 4. СТД-МПК: назначение, состав, краткое описание компонентов, принципы организации и построение комплекса в целом
СТД-МПК - система технической диагностики и мониторинга объектов станционной железнодорожной автоматики и телемеханики с возможностью выявления предотказного состояния. СТД-МПК – система технической диагностики на базе микроЭВМ и программируемых контроллеров – относится к системам технической диагностики и мониторинга объектов станционной железнодорожной автоматики и телемеханики./2/ СТД-МПК внедряется на магистральном и промышленном железнодорожном транспорте, а также в метрополитене. СТД-МПК является современной, гибкой, легко адаптируемой и наращиваемой информационно-диагностической системой. СТД-МПК интегрируется в системы электрической централизации ЭЦ-МПК (МПЦ-МПК) (в соответствии с рисунком 4.1) или диспетчерской централизации ДЦ-МПК, максимально используя их аппаратные и программные средства. Дальнейшим этапом развития подсистемы диагностики ЭЦ-МПК становится возможность ее выделения в универсальную систему технической диагностики на базе микроЭВМ и программируемых контроллеров СТД-МПК. /3/ Одно из основных требований, предъявляемых к СТД-МПК, это возможность применения системы как самостоятельного устройства, «накладываемого» на существующие консервативные системы электрической централизации (ЭЦ), так и возможность легкой интеграции с современными компьютерными системами ЭЦ, реализуя функционально-ориентированную подсистему диагностирования. Рисунок 4.1 - Структура ЭЦ МПК Такой подход позволит повысить информативность систем ЭЦ и систем технической диагностики, оперативность в устранении отказов систем СЦБ, возможность их предупреждения, снизить капитальные и эксплуатационные затраты, упростить процесс технического обслуживания, ремонта типовых модулей и увеличить коэффициент использования аппаратных и программных средств. СТД-МПК позволит решить следующие основные задачи: - измерения параметров аналогового сигнала в тональных и фазочувствительных рельсовых цепях, напряжения фидеров питания с определением формы сигнала и его качества, тока электроприводов стрелок с определением формы сигнала, изоляции монтажа и кабельных сетей станции, временных параметров числового кода с определением формы сигнала и времени замедления сигнальных реле; - автоматизации выполнения работ по техническому обслуживанию, связанных с аналоговыми измерениями (напряжения и фазы на путевых реле, изоляция, замедления сигнальных реле и т.п.); - ускорения поиска отказов за счет непрерывной записи в «черный ящик» технологической ситуации на станции (дискретный контроль состояния основных реле исполнительной и наборной группы); - анализа потенциальной устойчивости рельсовых цепей и остальных устройств станционной автоматики, выработка рекомендаций по повышению их надежности и выявление рельсовых цепей фактически работающих на пределе устойчивости по отношению к влиянию изоляции балласта и тягового тока; - выявления предотказного состояния на основе экспертных оценок функциональных зависимостей между измеряемыми величинами и вероятностью отказа; - анализ логики работы ЭЦ; Основные функции: - фиксация, хранение и отображение состояния дискретных устройств ЭЦ; - измерение аналоговых характеристик фазочувствительных и тональных рельсовых цепей, кабельных сетей, питающих установок, стрелочных электроприводов, сигнальных реле и других устройств железнодорожной автоматики на станциях; - передача диагностической информации в центр удаленного мониторинга; - анализ работоспособности устройств электрической централизации. /5/ Отличительными особенностями СТД-МПК являются: - измерение сопротивления изоляции кабеля; - измерение разности фаз между напряжениями путевого и местного элементов в фазочувствительных рельсовых цепях; - измерение напряжений тональных рельсовых цепей по всем используемым частотам; - определение короткого замыкания изолирующих стыков; - максимальное использование аппаратных и программных средств систем ЭЦ-МПК, МПЦ-МПК и ДЦ-МПК с выводом информации на АРМ ШН. Основные преимущества: - минимальные капитальные вложения за счет максимального использования аппаратных и программных средств электрической или диспетчерской централизаций ЭЦ-МПК, МПЦ-МПК, ДЦ-МПК; - автоматизация выполнения работ по техническому обслуживанию, связанных с аналоговыми измерениями (напряжения и фазы путевых реле, изоляция кабеля, замедления сигнальных реле и т.п.); - упрощение поиска отказов за счет непрерывного протоколирования дискретной и аналоговой информации по объектам контроля и телеизмерений и анализа логики работы электрической централизации; - масштабируемость системы от локальной диагностики (в пределах одной станции) до диагностики всех станций участка с централизованным хранением данных в центре управления (удаленного мониторинга); - отсутствие дополнительных конструктивов для размещения аппаратуры диагностики; - сокращение длины внутрипостового кабеля за счет размещения аппаратуры на существующих релейных и кроссовых стативах; - возможность подключения АРМ оперативного персонала (в режиме диспетчерского контроля). Выявление предотказного состояния объектов СЖАТ и определение качества работы объекта диагностирования позволят выделить СТД-МПК из широкого круга систем, реализующих только функции телеизмерений без анализа входной информации. Принятая трехуровневая структура построения систем технической диагностики наиболее оптимальна как в комплексе СЖАТ на различных иерархических горизонталях, так и на станционном уровне. В комплексе СЖАТ по структуре СТД-МПК (рисунок 4.2) можно выделить следующие уровни построения: - станционный уровень представлен промышленным контроллером, обеспечивающим сбор, предварительную обработку и временное хранение информации, поступающей от периферийного оборудования; - второй уровень обеспечивает сбор, архивирование и долговременное хранение на сервере диагностической информации, поступающей со всех станций участка. - уровень удаленных пользователей предоставляет доступ к диагностической информации всем заинтересованным работникам (сменным инженерам, группе надежности, руководству). Рисунок 4.2 - Структура СТД-МПК Рисунок 4.3 - Структура и обьекты диагностирования СТД-МПК Основное периферийное оборудование включает: - модули контроля состояния дискретных объекта - устройство мультиплексированного ввода (УМВ), предназначены для сбора информации о состоянии двухпозиционных объектов и измерения времени между двумя последовательными переключениями контролируемого объекта; - модули аналоговой коммутации (АК-3*2*4, АК-6*2*2)-предназначены для подключения 12 дифференциальных аналоговых сигналов к измерительному устройству с делением на 2, 4 и более гальванически изолированных группы; - модуль аналогового ввода и диагностики рельсовых цепей (УНС-4/ДАМ-8}-предназначен для измерения параметров сигнального тока фазочувствителъных и тональных рельсовых цепей, напряжения, изоляции кабеля и монтажа в цепях постоянного и переменного тока; - модуль диагностики питающей установки (УНСп/ДАИ-8)-предназначен для измерения напряжений фидеров питания и параметров аварийных режимов питающей установки, а также тока перевода стрелки с электродвигателем постоянного тока; - модуль диагностики питающей установки (УНСс/ДАИ-8)-предназначен для измерения тока перевода стрелки с трехфазным электродвигателем. Необходимо учитывать, что подсистема диагностики не обеспечивает безопасность движения поездов, а косвенно ее повышает, однако схемотехнические решения по увязке с исполнительными схемами станционных СЖАТ должны быть проанализированы и сертифицированы соответствующими органами на предмет безопасного влияния на логику работы схем ЭЦ и электромагнитную совместимость по требованиям ОСТ и ГОСТ. Для реализации поставленных задач необходимо построение диагностической модели объекта выявить прямые и косвенные параметры и методы их оценки, разработать алгоритмы. Выбор того или иного типа модели для представления конкретного объекта станционных СЖАТ должен быть произведен с учетом специфики работы объекта, условий использования, методов диагностирования. Алгоритмы анализа измеряемых аналоговых величин должны опираться на теорию цифровой обработки сигналов специализированными аппаратными средствами. Алгоритмы диагностирования входных и выходных величин должны учитывать поездную ситуацию на станции (положение стрелок, состояние светофоров, занятость/свободность стрелочных участков и др.), использовать информацию базы данных объектов диагностирования. В составе систем ЭЦ-МПК и ДЦ-МПК разработки ЦКЖТ ПГУПС используется диагностический аналоговый интерфейс ДАИ-32 для проведения измерений параметров тональных рельсовых цепей, их обработки и передачи определенных данных обсуживающему персоналу. Одной из задач в настоящее время является разработка модуля технической диагностики фазочувствительных рельсовых цепей, измерение изоляции кабельных сетей с передачей необходимой информации на верхний уровень - в базу данных для ее алгоритмического анализа, хранения и принятия соответсвующих решений. Рисунок 4.4 - Функциональная схема ЭЦ-МПК Оборудование КТС-УК (комплекса технических средств управления и контроля) имеет 100%-ный резерв и основывается на двух РС-совместимых промышленных контроллера и периферийных платах сопряжения с электрическими схемами ЭЦ. КТС-УК относится ко второму уровню структуры ЭЦ-МПК. ЭЦ-МПК строится по трехуровневой системе, где верхний уровень устройств представляют автоматизированные рабочие места дежурного по станции (АРМ ДСП) и электромеханика поста централизации (АРМ ШНЦ) (в соответствии с рисунком 4.5). Третий уровень включает исполнительный схемы релейной централизации, при этом выполнение функций, обеспечивающих безопасность движения, возлагается на минимальное число реле I класса надежности. Рисунок 4.5 - КТС УК На основе аппаратно-программных средств комплекса технических средств управления и контроля КТС УК ЭЦ-МПК принята распределенная структура построения подсистемы диагностики, при которой измерительные устройства и модули аналоговой коммутации размещаются в релейном помещении поста ЭЦ в непосредственной близости от объекта диагностирования и производят аналогово-цифровое преобразование измеряемой величины с предварительной ее обработкой. В качестве информационно-управляющего канала связи с КТС УК используется цифровой интерфейс стандарта RS-485, применяемый как основной канал обмена информацией с периферийными устройствами в системе ЭЦ-МПК. /4/ Функциональная структура интегрированной подсистемы диагностики приведена на рисунке 4.6. Рисунок 4.6 - Функциональная схема подсистемы диагностики ЭЦ-МПК В состав измерительных приборов (ИП) подсистемы диагностики ЭЦ-МПК входят: прибор ДАИ-8; прибор RIO-7017F; устройство нормализации сигналов УНС-П, УНС-4; устройство коммутации аналоговых сигналов АК; источник опорного напряжения ИОН-500х2. Диагностический аналоговый интерфейс ДАИ-8 предназначен для измерения параметров аналогового сигнала фазочувствительных рельсовых цепей (ФРЦ) и тональных рельсовых цепей (ТРЦ) третьего и четвертого поколений по восьми дифференциальным каналам (8*2 точек подключения). ДАИ построен на основе сигнального процессора ADSP-2389M и использует алгоритмы цифровой обработки сигналов для получения измеряемых диагностических параметров. В тональных рельсовых цепях измеряются: частота сигнала в цепи; амплитуда сигнала; амплитуда шума, в паузе между импульсами; период модуляции; длительность импульса. В фазочувствительных рельсовых цепях измеряются: напряжение на путевом элементе приемника; напряжение питания (лучевое напряжение) рельсовой цепи; угол сдвига фаз между напряжениями местного и путевого элементов приемника рельсовой цепи. Прибор RIO-7017F предназначен для диагностирования формы и напряжения каждого фидера питания, просадок, бросков напряжения, измерения тока стрелки, фиксации формы кривой тока при переводе стрелки. RIO-7017F представляет собой модуль восьмиканального аналого-цифрового дельта-сигма преобразователя. RIO-70I7F работает совместно с устройством нормализации сигналов УНС-П. УНС-П состоит из восьми прецизионных выпрямителей, специализированных для конкретных источников сигналов станционных электропитающих панелей. УНС-4 содержит входные преобразователи сигналов ФРЦ и ТРЦ и может применяться совместно с внешними измерителями (ДАИ-8, аналого-цифровой преобразователь контроллера КТС УК) или самостоятельно, используя встроенный модуль аналого-цифровой обработки. УНС-4 располагается на одном из центральных стативов РЦ (лучевая организация структуры) на месте верхней клеммы. Для измерения параметров сигнала в рельсовых цепях с количеством подключений более восьми и сопротивления изоляции кабельных сетей используются устройства коммутации аналоговых сигналов АК, обеспечивающие подключения точек измерения РЦ и кабельных сетей к УНС-4. АК устанавливаются вместо одной верхней клеммы статива (кроссового статива). Модуль аналогового коммутатора содержит защитные резисторы номиналом не менее 51 кОм в каждом подключаемом проводе для исключения влияния АК и УНС-4 на аппаратуру рельсовых цепей и кабельных сетей. При подключении рельсовых цепей непосредственно к УНС-4 или ДАИ-8 эти резисторы необходимо установить на верхних клеммах статива. АК имеет 4 аналоговых выхода, которые обвязываются с соответствующими выходами АК других стативов рельсовых цепей таким образом, чтобы сформировать 2, 4, 6, 8 или более независимых аналоговых каналов, которые подключаются через УНС-4 к ДАИ-8 (к внутреннему измерителю в УНС-4). Точками подключения АК (УНС-4) служат выводы измерительной панели статива или нижние клеммы кроссового статива. Сигналы со всех точек подключения статива собираются на АК. Для измерения питающего напряжения в РЦ с питающим трансформатором АК целесообразно установить на кроссовом стативе. Подключение цепей луча питания (при лучевом питании) для телеизмерений осуществляет АК, расположенный во вводной питающей панели. Количество УНС-4 и ДАИ-8 определяется ограничениями длин кабеля обвязки выходов аналоговых коммутаторов и определяется на этапе проектирования. На стативе, где установлен УНС-4, собираются сигналы с аналоговых выходов АК стативов РЦ. Соединения между УНС-4 и АК выполняются кабелем «витая пара» FTP-5E. Разработаны два типа АК на четыре или на две изолированных измерительных группы: - АК-ЗД4 предназначен для организации четырех измерительных групп по три дифференциальных канала - используется для телеизмерений параметров ТРЦ; - АК-6Д2 предназначен для организации двух измерительных групп по шесть дифференциальных каналов с измерением напряжения и сопротивления изоляции. Источник опорного напряжения ИОН-500х2 предназначен для формирования постоянного напряжения 500 В по двум каналам измерения сопротивления изоляции кабельных сетей и группы гальванически изолированных электрических цепей. Сопротивление изоляции измеряется методом амперметра-вольтметра. Для измерения напряжения фаз фидеров питания в панели питания ПВ1-ЭЦК используются понижающие трансформаторы, устанавливаемые в панели. Для измерения напряжения фаз фидеров в панели питания ПВ2-ЭЦ необходимо дополнительно установить шесть понижающих трансформаторов СТ-5 или аналогичных, на первичную обмотку которых подается напряжение каждой фазы двух фидеров, а измеряемое напряжение снимается с выводов вторичной обмотки. Для измерения напряжения фаз фидеров в панели питания ГТВ-ЭЦК используются реле напряжения полупроводниковые РНП, уже установленные в панели. Измерение тока приводов стрелок производится подключением RIO-7017F через УНС-П к клеммам, предназначенным для подключения выносного амперметра дежурного по станции. Выбор конфигурации комплекса измерительных средств определяется на этапе проектирования подсистемы диагностики. Измерения параметров РЦ и сопротивления изоляции можно проводить как в циклическом режиме, так и в индивидуальном. Выбор режима измерений осуществляется электромехаником СЦБ с АРМа ШН. Активизируя определенные ключи коммутации АК, измерительный прибор подключается к требуемым рельсовым цепям и точкам измерения сопротивления изоляции. Выбор точек подключения осуществляется программным путем в зависимости от режима измерений (циклический, индивидуальный). Возможен вариант увеличения измерительных приборов с сокращением модулей АК. В зависимости от активности комплекта КТС УК линия интерфейса RS-485 через контакты реле переключения комплектов КТС УК ГРУ подключается к соответствующему контроллеру. Алгоритмы работы измерительных объектных приборов, обработка данных, время опроса, управление и необходимость передачи данных на центральный пост определяются алгоритмом работы диагностического модуля программного обеспечения контроллера, работающего на многозадачной операционной системе реального времени «LinuxRTL». Такой модуль должен включать в себя гибкие алгоритмы математической, логической, статистической обработки и сравнения измеряемых величин, методику расчета нормы изоляции. В алгоритме модуля необходимо учитывать состояние объекта контроля (положение стрелки, свободность/занятость РЦ, состояние светофора). Аппаратные и программные ресурсы контроллера КТС УК вполне удовлетворяют требованиям по управлению и контролю объектами ЭЦ и обработке поступающей диагностической информации. Обработанные данные могут быть сохранены на жестком диске контроллера в виде протоколов, на АРМах ДСП и ШН. Имея протоколы поездной ситуации и диагностической информации, можно в целом иметь достаточно полные сведения о характере, месте и времени отказа, предотказной ситуации. Диагностические данные могут передаваться по линии связи на верхний уровень на файл-сервер диагностики для дальнейшей обработки, хранения, анализа, предоставления данных заинтересованным службам, эксплуатационному и обслуживающему персоналу. жүктеу/скачать 12,61 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|