В. В. БУРЧЕНКОВ Автоматизация контроля технического состояния подвижного состава

После обработки и сохранения результатов контроля информация автоматически печатается принтером в виде сообщения оператору.

Величины дефекта поверхности катания проводятся в условных единицах, пропорциональных ударному воздействию колес на рельс. Нижний предел регистрации дефектов задается в процессе наладки и может изменяться в зависимости от изменения состояния пути и требуемого уровня браковки.

Функциональные возможности установки эффективно реализуются при соблюдении нижеприведенных требований к размещению установки и эксплуатационным режимам изделия.

Для снижения динамического воздействия от поперечных перемещений колесных пар оборудование монтируется на участке пути с длиной прямолинейной части не менее 75 м. В случае бесстыкового участка пути узлы установки размещаются на середине участка. При наличии стыков, рельс, на котором крепятся узлы установки, должен быть отделен от криволинейных участков пути с каждой стороны прямолинейными участками длиной не менее чем по 25 м с каждой стороны. Зазоры в стыках, примыкающих к измерительному рельсу, должны быть не более 2мм, разница по высоте рабочей поверхности головки рельса в данных стыках не допускается.

Для снижения влияния вертикальных неровностей пути на участке размещения оборудования не допускаются дефекты поверхности катания рельса.

Вертикальный износ рабочих поверхностей обоих рельсов должен соответствовать требованиям Инструкции по текущему содержанию железнодорожного пути ЦП-2913 , вертикальный износ правого и левого рельса не должен отличатся более чем на 0,2 мм.

Боковой износ рельсов на измерительном участке не допускается.

На двух соседних шпалах, расположенных под датчиками контроля состояния поверхности катания, создается искусственная просадка 1–2 мм под обоими рельсами путем удаления одной из резиновый прокладок.

Содержание балластной призмы, шпальной решетки и рельсовых креплений на измерительном участке должно обеспечивать максимальную равноупругость подрельсового основания

Для обеспечения эксплуатационных показателей установки необходим следующий скоростной режим движения поездов:

– скорость должна находиться в пределах от 50 км/час до 5 км/час, ди-

намический диапазон изменения скорости Nдин. = (Vmax/Vmin)<20. При превышении верхнего порога скорости снижается выявляемость дефектов типа

«ползун» и «раковина».

131

Трансформаторный ящик ТЯ1 размещается в непосредственной близости от верхнего строения пути с учетом требований габарита приближения строений и условий подвода кабельных силовой и сигнальной линий.

Монтаж датчиков контроля состояния поверхности катания ДКПК (поз.2) осуществляется после предварительного сверления в каждом рельсе в местах крепления ДКПК 2-х отверстий диаметром 22 мм на расстоянии 82,5 мм от основания рельса и 1330 мм между ними. В отверстия рельса вводятся оси так, чтобы крепление несущей балки находилось с внешней стороны колеи, и закрепляются с внутренней стороны колеи гайками Ml8.После чего, установив балку на опорные оси, закрепить ее гайками, и затянуть стяжные болты. Закрепив узел крепления ДКПК, необходимо установить на место клеммы и укрепить их.

Проверка готовности изделия к работе осуществляется включением питания установки, контролем состояния светодиодных индикаторов наличия напряжения питания. Затем проверяется работоспособность элементов оптических каналов на основе датчиков ДОБК-ЖГЗ, которая подтверждается по свечению индикаторного диода при перекрытии канала. Перекрытие этого оптического канала приводит в рабочее состояние датчики устройства обработки и передачи информации (УОПИ), и программно-аппаратный комплекс на основе компьютера. Проверка работоспособности датчиков - регистраторов колесных пар осуществляется последовательным по направлению движения поезда перекрытием обоих оптических каналов непрозрачным предметом, имитирующим проход колесной пары. После выполнения данной процедуры контрольная программа должна показать проход одной колесной пары.

Проверка работоспособности датчика-регистратора неровностей поверхности катания проверяется приложением к рельсу ударной или весовой нагрузки (ударная нагрузка – массой 10 кг с высоты 0,2 м; весовая нагрузка – статическим приложением веса 60 кг и более). Приложение указанных силовых воздействий приводит к регистрации контрольной программой силового воздействия, эквивалентного 5...7 дискретам отсчета.

Опробование установки в работе и настройка уровня регистрации дефектов осуществляется путём пропуска нескольких (3–4) поездов и проверки соответствия результатов натурного осмотра результатам, регистрируемым компьютером. В случае расхождения в показаниях установки с данными натурного осмотра забракованных колесных пар производится настройка уровня регистрации дефектов.

Использование установки осуществляется в следующем порядке: с клавиатуры компьютера запускается контрольная программа. При выдаче в распечатке установки сообщения «готова к приёму», она остаётся работать в автоматическом режиме. Через 15–20 сек., после прохода очередного поез-

132

да, принтер печатает протокол, а установка автоматически устанавливается в режим приёма следующего поезда.

При срабатывании тревожной сигнализации компьютера, установленного у оператора ПТО, необходимо уточнить по компьютерной распечатке порядковый номер вагона и оси с дефектными колёсами, запросить у дежурного по станции информацию о времени прибытия поезда на данный путь и вместе с осмотрщиком вагонов заранее выйти к месту предполагаемой остановки вагона, зарегистрированного УКВК.

Подсчетом физических единиц прибывающего на станцию поезда определить, какой вагон зарегистрирован аппаратурой, запомнить последние цифры его инвентарного номера или другие специфические признаки. В момент проследования «больного» вагона обратить внимание на наличие характерных периодических ударов колёс о рельсы зарегистрированной оси, колебания боковины тележки (подпрыгивание, галопирование), юз повреждённой колёсной пары, часто возникающий незадолго до остановки поезда.

После остановки поезда, до отцепки локомотива, необходимо найти «больной» вагон и тщательно осмотреть поверхности катания колёс, зарегистрированных установкой.

При отсутствии дефектов на доступных для осмотра частях поверхностей катания колёс необходимо, отпустив тормоз у этого вагона и соблюдая меры техники безопасности, ломиком отжать тормозную колодку и; проверить наличие дефектов в зоне, закрытой тормозной колодкой. Если и здесь дефектов не обнаружено, необходимо мелом отметить на ободе колеса зону контакта колеса с рельсом и, связавшись по громкоговорящей связи или по радио (через оператора или дежурного по станции) с локомотивной бригадой, потребовать сдвинуть состав на 1,0 - 2,0 м, чтобы меловая метка оказалась в доступной для осмотра зоне.

После отыскания дефекта необходимо абсолютным шаблоном измерить глубину ползуна или высоту навара как разность двух измерений проката колеса посредине дефекта и за его пределами.

Если на поверхностях катания нет ползунов, наваров и выщербин, необходимо обратить внимание на внешние признаки неравномерного проката, колёс: раздавливание обода (местное уширение), наплывы металла на наружную фаску обода колеса; уширение дорожки качения, наличие закатавшихся ползунов или отслаивание наваров.

После завершения натурного осмотра и измерений необходимо занести в блокнот, а затем в журнал оператора следующие данные: инвентарный номер вагона, тип букс, вид и размер дефектов (в дополнение к порядковому номеру вагона и номеру оси, зарегистрированной установкой).

Примечания:

133

1)При отсутствии абсолютного шаблона допускается размеры измерять

спомощью кронциркуля и (или) линейки с использованием следующих данных соответствия между длиной и глубиной (высотой) дефектов, приведенных в таблице 4.2.

Таблица 4.2 – Соответствие между длинами площадок и глубинами дефектов

ползунов

	Глубина ползу-	0,7	1,0	1,5	2,0	3,0	4,0	5,0	6,0
	на, мм
	Длина ползуна,	50	60	75	85	100	120	135	150
	мм
	Длина зоны
	контакта колеса	75–80	100–105	110–115	120–125	130–135140–150		150–155	160–165
	с рельсом

2)Если протяжка состава не производится из-за отсутствия поездного локомотива, то глубина ползуна, находящегося в зоне контакта колеса с рельсом, определяется данными, измеренными с помощью кронциркуля и линейки.

3)Неравномерный прокат определяется как разность проката, измеренного абсолютным шаблоном в сечениях с максимальным и минимальным износами на расстоянии до 500 мм.

4.4 Автоматическая система контроля волочащихся и провисающих предметов на ходу поезда (СКВП)

Система контроля нарушений нижнего габарита подвижного состава в проходящих поездах точечного типа (СКВП-2) состоит из блока датчика, прикрепленного непосредственно к шпале через амортизаторы, блока управления, выполненного в конструктиве реле НМШ, и двух реле Р2 и Р3, которые формируют и фиксируют сигналы «волочение» и «система исправна» соответственно. Линия связи между блоком датчика и блоком управления, находящимся в помещении, выполнена четырехжильным кабелем.

Опорная пластина основания датчика прикрепляется к деревянной шпале путевыми шурупами. К ней через резиновые амортизаторы прикреплен выполненный в виде стального профиля прямоугольного сечения вибропровод, проходящий под подошвами рельсов перпендикулярно рельсовому пути. К нему жестко прикреплены наклонные отбойные стальные пластины. В центре вибропровода в герметичном корпусе жестко закреплен датчик для дискретного измерения горизонтальной составляющей ускорения.

134

СКВП-2 является электромеханическим устройством контактного действия. Его схема представлена на рисунке 4.8. Датчик сконструирован на базе контактора ТКД 133 ДОД (реле Р4). В качестве реле Р2 и Р3 используются НМШМ2-3000 и НМШМ1-180.

Негабаритность определяется при ударе негабаритного предмета по любой из отбойных пластин. Включенное состояние системы и исправность ее электропитания контролируется желтым светодиодом HL3 в блоке управления.

В исходном состоянии через обмотку датчика и реле Р3 протекает стабилизированный ток, удерживающий якорь датчика в притянутом положении. При этом реле Р3 находится под током и своими контактами 11–12 формирует сигнал «система исправна»,о чем сигнализирует зеленый светодиод HL2 блока управления СКВП-2. Реле Р2 также находится под током и сигнал «волочение» отсутствует.

При ударе с усилием более 42 кН волочащегося или провисающего предмета по наклонной отбойной пластине СКВП-2 пластина, вибропровод и релеР4 приобретают горизонтальное ускорение, обеспечивающее перемещения якоря реле Р4 на величину 2 мм и размыкание его контактов. В результате реле Р2 обесточивается, формируется сигнал «волочение» и загорается красный светодиод HL1.

				1	2	Датчик		1
																P3
				3	4										1
							P42
				5	6
				4	3
															3	32
				Блок управления													3:8)
						X1-13			X1-31	X1-33		X1-51	X1-52	X1-71		31
						6 VD8	8		9	10			11 12			12	(X-
																11
				Плата								R6					ККТСМ МодульМОТС
									2	VD5
				управления
							VD7 К1.1
												VD6
				X1-21					3				DA1				3:9)
				X1-12								R5					-
																	(X
	P2			R7								2	16
1	2	3	4					VD1-VD4					8
										R3
				R4
													HL1
				А		+			+		HL3
										C1
62			22	P1		C2							HL2	R1
				Б
61			21
63			23				FU					R2
							19		18
				1									14	15
				X1-11			X1-1 X1-2					X1-4
							+U		-U
						К силовому
							щиту
			Рисунок 4.8 – Схема электрическая СКВП-2

135

Через контакты 21–23 реле Р2 и резистор R4 напряжение питания поступает на конденсатор С2 и заряжает его.

При превышении напряжения на конденсаторе С2 величины порога срабатывания реле Р1 (РЭС-55А), оно притягивает свой якорь и контактами 2–3 замыкает цепь питания датчика. При этом датчик срабатывает, его контакты 3–4 замыкаются, на реле Р2 подается напряжение, оно притягивает якорь и блокируется, сигнал «волочение» пропадает.

Длительность сигнала «волочение» определяется резистором R4 и конденсатором С2 и составляет приблизительно 5 с. На время нахождения реле Р1 под током реле Р3 обесточивается, и светодиод HL2 не горит – система исправна.

После разряда конденсатора С2 до напряжения отпускания реле Р1 контакты 2-3 размыкаются и на обмотку реле Р4 датчика подается пониженной напряжение через обмотку реле Р3 и стабилизатор тока, выполненный на микросхеме DA-1. При этом реле Р3 срабатывает и формирует сигнал «исправность системы».

Контролируемая область наличия волочащихся и провисающих предметов по вертикали ниже 30 мм относительно уровня головки для рельсов Р65 и ниже 42 мм для Р75, а по горизонтали относительно оси пути – 1250 мм в обе стороны за исключением областей шириной 215 мм с центром около оси каждого рельса. Напряжение питания 24 В с частотой 50 Гц. Потребляемая мощность не более 5 В∙А. Масса блока датчика не более 70 кг, блока управления – не более 2 кг.

Система СКПВ-2 не требует периодического обслуживания и сохраняет технические характеристики в интервале температур от -50 до +60°С и относительной влажности до 100 %.

Напольное оборудование системы контроля волочащихся предметов СКВП-2, разработанное Нижегородским отделением ВНИИЖТа МПС РФ, (рисунок 4.9) представляет собой сборно-разборную неразрушаемую конструкцию из 3-х элементов зацепления (по одному на концах шпал и один между рельсами) с общим акустическим каналом, снабженным пьезоэлектрическим акселерометром.

Выход акселерометра через блок сопряжения подключен к одному из 28 входов расширения комплекса КТСМ-02БТ.

136

Рисунок 4.9 – Напольные устройства СКВП

Это обеспечило адресную «привязку» показаний СКВП-2 к физическим единицам контролируемого подвижного состава, передачу данных по общему информационному каналу связи на станционное регистрирующее оборудование – автоматизированное рабочее место оператора линейного пункта контроля (АРМ ЛПК) и по групповому каналу связи, через концентратор информации КИ-6М локальной сети СПД ЛП систем АСК ПС на центральный пункт контроля (АРМ ЦПК) дороги.

При срабатывании СКВП-2 информация с указанием порядкового и бортового номера вагона передается на АРМ ЛПК, на АРМы АСК ПС и АРМ ДНЦ, при этом формируется сигнал «Тревога 2» для перекрытия входного светофора станции и речевое сообщение для дежурного персонала и поездной бригады.

Проверка работоспособности системы при имитации вагонов с волочащимися деталями осуществляется согласно инструкции по эксплуатации системы и заключается в ударах молотком по корпусам датчиков.

В отличие от УКС ПС производства ЗАО «Термотрон» СКВП-2 является неразрушаемым, при взаимодействии с волочащимися деталями (предметами) движущегося подвижного состава устройством. Оно не требует восстановления работоспособности с заменой элементов зацепления после каждого срабатывания. В СКВП-2 отсутствуют подвижные части, электроконтактные соединения, нарушения которых могут вызвать ложные срабатывания и необоснованные задержки поездов у входного сигнала станции.

На рисунке 4.10 показаны напольные устройства системы контроля нарушения габарита СКНГ (слева) и напольные камеры комплекса КТСМ02БТ. В качестве регистраторов виброускорения в устройстве СКНГ применены акустические датчики. В настоящее время это устройства системы СКНГ находятся в опытной эксплуатации.

137

Рисунок 4.10 – Напольные устройства СКНГ

инапольные камеры КТСМ-02БТ

4.5Подсистема контроля состояния тормозов

подвижного состава (ПКСТ-2) в составе комплекса КТСМ-02БТ

Подсистема контроля состояния тормозов вагонов (ПКСТ-02) является составной частью многофункционального комплекса диагностики подвижного состава КТСМ-02.

Подсистема ПКСТ-02 представляет собой программное средство (ПС), обрабатывающее по определенному алгоритму тепловые сигналы от боковых рам тележек и корпусов букс, формируемые основными напольными камерами комплекса КТСМ-02БТ. В процессе оценочных испытаний результаты контроля состояния тормозов программным способом ПС сравнивались с данными АРМ ЛПК и АРМ ЦПК системы централизованного контроля АСК ПС, получаемыми традиционным методом от программноаппаратных комплексов путем обработки тепловых сигналов от основных и вспомогательных напольных камер КТСМ-02БТ и ДИСК-КТСМ-01Д.

Установлено:

1)Смешивание тепловых сигналов от букс и от ступиц колес и отсутствие в аппаратуре ДИСК-Б логической обработки тепловых сигналов от букс

иступиц с целью блокирования выработки сигналов «Тревога 2» при проходе заторможенных вагонов приводит к необоснованным задержкам поездов у входного сигнала станции.

2)Разделение каналов обработки тепловых сигналов от букс и ступиц в модернизированной аппаратуре КТСМ-01Д (для ДИСК-Б) позволяет программным методом исключить формирование сигнала «Тревога 2» и необоснованные задержки поездов при обнаружении заторможенных колесных пар.

138

3) Высокая надежность обнаружения заторможенных колес ПС по тепловым сигналам основных напольных камер позволяет отказаться от использования в комплексе КТСМ-02БТ вспомогательных напольных камер, что существенно удешевит цену оборудования (на 70–90 тыс. руб РФ) и снизит эксплуатационные затраты на техническое обслуживание напольного оборудования (на 40–50 %).

4.6 Система передачи данных СПД

Система передачи данных на базе концентраторов информации КИ-6М (далее «СПД») позволяет объединить разнообразные устройства (периферийные контроллеры ПК, ДИСК-Б, автоматизированные рабочие места на базе ПЭВМ, пункты централизации и др.), которые могут находиться на большом территориальном отдалении друг от друга, в единую сеть. Она применяется в составе автоматизированной системы контроля подвижного состава АСК ПС в качестве распределенной сети сбора информации и мониторинга.

Основное назначение данной СПД заключается в обеспечении автоматического, достоверного и своевременного информационного обмена между линейными и централизованными частями сети.

Поскольку обеспечивается функционирование различных систем и служб в рамках единой сети, применение данной СПД позволяет значительно снизить количество используемых каналов информационной связи. Технические и программные средства СПД позволяют создавать распределенные сети информационного обмена на базе уже существующих каналов и линий связи на участках железной дороги большой протяженности.

Состав и структура СПД. Связь между техническими средствами, входящими в состав СПД, осуществляется по выделенным двухточечным каналам связи тональной частоты или физическим линиям с использованием следующих методов передачи сигналов:

1)канал тональной частоты;

2)токовая петля 20 мА;

3)стык С2.

Для построения СПД используются следующие технические средства:

–Концентраторы информации КИ-6М.

–Серверы СПД.

Концентраторы информации КИ-6М. Концентраторы информации,

соединенные между собой выделенными каналами тональной частоты или линиями физической связи, предназначены для маршрутизации и последовательной передачи по СПД пакетов данных, которые могут формироваться и передаваться, как концентраторами, так и оконечным оборудованием дан-

139

ных (ООД) прикладных систем. В качестве ООД могут применяться как специализированные программно-аппаратные комплексы (периферийные контроллеры), так и типовые ЭВМ (например, персональные ЭВМ класса IBM РС), содержащие специализированные программные средства для обеспечения информационного взаимодействия с другими ООД через СПД.

Концентратор информации КИ-6М может обслуживать до 6 каналов информационной связи. Два канала, как правило, используются для подключения концентратора к сети передачи данных СПД, остальные 4 канала могут использоваться для подключения периферийных контроллеров.

Модульное устройство КИ-6М. КИ-6М – микропроцессорная система, состоящая из 8 модулей:

–Модуля ВИП (вторичный источник питания). Обеспечивает питание модулей концентратора.

–Модуля ММК (модуль микропроцессорного контроллера). Центральное устройство программного управления концентратором, обеспечивающее управление потоками данных.

–Шести модулей УПС (модули устройства передачи сигналов).

Модули УПС обеспечивают сопряжение концентратора с каналами по-

следовательной информационной связи. В зависимости от конфигурации каналов есть 2 модификации модулей УПС: УПСЧ (для сопряжения с некоммутируемым каналом тональной частоты или выделенной физической линией методом частотной манипуляции) и УПСТ (для сопряжения с физической линией связи методом «токовая петля 20 мА» или с ООД асинхронным методом передачи по цепям стыка).

Также концентратор имеет внутреннюю системную шину, обеспечивающую взаимодействие модулей. Шина состоит из 8-битной шины данных и линий для выборки модулей, запросов прерываний, адресации внутренних регистров и управления. Более подробная информация о концентраторе КИ-6М приведена в разделе 3.

Сервер СПД. Сервер СПД предназначен для централизованного контроля работы средств СПД и каналов связи, управления потоками данных в СПД, а также для маршрутизации данных между СПД и локальной вычислительной сетью (ЛВС) отделений железной дороги и Управления дороги.

В качестве сервера СПД применяется типовая персональная IBMсовместимая ЭВМ, подключенная к сети СПД и функционирующая под управлением программного средства «Администратор СПД», поставляемого в составе системы. Эту ПЭВМ также иногда называют «Администратор сети». При децентрализованной структуре СПД функции «Администратора сети» или какой-то ее части может выполнять локальный АРМ совместно со своей прикладной задачей.

Программные средства. В состав программного обеспечения СПД входят следующие прикладные программные средства:

140