Содержание

Содержание 5

Введение 7

1 Эксплуатационная часть. Предпосылки автоматизации производственного процесса на сортировочных горках с использованием микропроцессорных систем автоматизации 9

2 Техническая часть 14

2.1 Комплексная система автоматизированного управления сортировочной станцией 14

2.1.1 Структура КСАУ СС 14

2.1.2 Работа подсистемы ГАЦ МН сортировочной горки 16

2.1.3 Исполнительные устройства ГАЦ МН. 20

2.1.4 Подсистема ГАЛС Р 21

2.1.5 Контроллер вершины горки 26

2.1.6 Подсистема автоматизированного управления компрессорной станцией КСАУ КС 28

2.1.7 Контрольно-диагностический комплекс станционных устройств зоны ГАЦ (КДК СУ ГАЦ) 29

2.1.8 Подсистема поддержки принятия решений в составе КДК (СППР КДК) 32

2.2 Сортировочная горка станции «Комсомольск-Сортировочная» 39

2.3.1 Классификация напольного оборудования сортировочной горки станции «Комсомольск-Сортировочная» 45

2.3.2 Рельсовые цепи 45

2.3.4 Индуктивно-проводной датчик 48

2.3.5 Радиотехнический датчик 51

2.3.6 Управление стрелочным электроприводам СПГБ-4Б 52

2.3.7 Горочные светофоры 54

2.3.8 Вагонные замедлители 54

2.4 Классификация напольного оборудования входящие в ГАЦ-МН 57

2.4.1 Устройство счета осей 58

2.4.2 Скоростемеры 63

2.4.3 Устройство заполнения путей КЗП 65

2.4.3.1 Система радиолокационного контроля заполнения путей сортировочного парка РЛС-КЗП 67

2.4.3.2 Контроль заполнения путей подгорочного парка на основе метода импульсного зондирования КЗП-ИЗ 69

2.5 Оборудование сортировочной горки устройствами третьей тормозной позиции 71

2.5.1 Управляющая аппаратура ВУПЗ 71

2.6 Результаты внедрения третьей тормозной позиции 72

3 Экономическое обоснование проекта 74

3.1 Характеристика технико-эксплуатационных преимуществ проекта 74

3.2 Расчет капитальных вложений на внедрение системы КСАУ-СС 77

3.2 Расчет экономии эксплуатационных расходов 78

3.2.1 Алгоритм расчета общей экономии эксплуатационных расходов 78

3.2.2 Экономия эксплуатационных расходов, связанная с сокращением вагоно-часов 79

3.2.3 Экономия расходов, связанных с оплатой труда эксплуатационного персонала 79

3.2.4 Экономия расхода топлива на выполнение маневровой работы 81

3.2.5 Дополнительные затраты на электроснабжение устройств автоматики в год 82

3.4 Обоснование экономического эффекта и оценка экономической эффективности проекта 83

4 Безопасность жизнидеятельности 85

4.1 Прожекторное освещение сортировочной горки 85

4.2. Расчет прожекторного освещения 87

Заключение 91

Список используемых источников 92

Введение

На железнодорожном транспорте значительная часть транспортного процесса - это технологические работы, связанные с обработкой товарных поездов на специальных станциях, называемых сортировкой.

Основная цель сортировочной станции - принимать, распускать и формировать поезда, разделять их на группы вагонов и направлять их по определенным маршрутам, на которых собираются поезда новых пунктов назначения, а затем отправляются по маршруту.

Для выполнения сортировочной работы широко используются сортировочные горки. Сортировочная горка — представляет собой сложный набор технических структур, систем и устройств, которые обеспечивают современные достижения в области технологий, управления транспортными средствами с широким использованием микропроцессорных технологий и компьютеров.

Значительную роль играют сортировочные горки в ускорении доставки товаров клиентам, сокращение времени простоя вагонов, обеспечение их безопасности.Поэтому роль сортировочных горокне только не уменьшилась, но еще более возросла, несмотря на незначительное снижение объема работы. Результаты всей сети российских железных дорог зависят от того, насколько эффективно работают автоматизированные и механизированные сортировочныегорочные комплексы.

Появление нового класса горочной автоматической централизации системы связано, прежде всего, с широким внедрением технологии микропроцессорного управления и необходимостью решать проблемы комплексной автоматизации сортировочных станций.Системы ГАЦ должны обеспечивать заданные маршруты следования отцепов по спускной части сортировочной горки до сортировочного парка с помощью управления стрел­ками.

Использование микропроцессорной техники позволяет повысить уровень безопасности. Это требует меньше места для оборудования, потребляет меньше энергии, меньше строительных и монтажных работ, снижает эксплуатационные расходы, значительно уменьшает количество используемых элементов реле. С помощью микропроцессорных систем можно легко записывать и документировать технологические процессы и действия обслуживающего персонала своевременно. Микропроцессорные системы выполняют комплексную диагностику с контролем всех отказов устройствпрогнозированием предотказныхсостояний.

1 Эксплуатационная часть. Предпосылки автоматизации производственного процесса на сортировочных горках с использованием микропроцессорных систем автоматизации

В настоящее время механизированные горки оснащены техническими устройствами, такими как: горочные стрелочные электроприводы; вагонные замедлителигорочные и парковые с управляющей аппа­ратурой; компрессорные установки со вспомогательным оборудованием и пневмосети; механизмы рас­цепки состава на отцепы; устройство для закрепления вагонов в парках станции.

Основными функциями средств механизации являются:

– закрепление тележек (колес) вагонов;

– перевод стрелки;

– торможе­ние отцепов (вагонов);

– компремирование (сжатие свободного воз­духа) и подача воздуха к исполнительным пневматическим уст­ройствам;

– механизация расцепки вагонов.

Для повышения производительности труда, увеличения пропускной способности сортировочных горок и снижения стоимости переработки вагонов необходимо перейти на комплексную механизацию и автоматизацию горочной работы.

Основными функциями средств автоматизации являются:

– управление скоростью надвига, роспуска и маневровых передвижений составов и групп вагонов;

– управление скоростью скатывания отцепов;

– управление маршрутами движе­ния отцепов;

– монито­ринг движения поездов, вагонов и локомотивов на подходах, путях и парках станции;

– управление закреплением/освобождением составов;

– управление компрессорной станцией и пневматической сетью;

– мониторинг, диагностика состояния и технического обслуживания средств автоматизации и механизации сортировочной станции;

– обмен информацией с информационно-планировочной системой ИПУ СС;

– информационный обмен с системами железнодо­рожной автоматики и телемеханики.

Средства автоматизации сортировочных станций создаются на основе функциональных подсистем, используемых автономно или объединенных в комплексную систему. В систему автоматизации как ее составной элемент входит ГАЦ.

В настоящее время большой объем устройств с истекшим сроком службы, низкая надеж­ность элементной базы, отсутствие средств диагностики приводят к увеличению эксплуатационных затрат на их содержание и обслуживание, связанных с перевозочным процессом.

Существующая структура и состояние технических средств ЖАТ яв­ляется сдерживающим фактором при решении проблем структурной ре­организации железнодорожного транспорта и снижения эксплуатацион­ных расходов в ОАО «Российские железные дороги».

Поэтому в последние годы возникла потребность в внедрениимик­ропроцессорных и релейно-процессорных ЭЦ, которые наиболее полно отвечают задачам создания интегрированной системы управления. Они поглощают функциилинейного пункта диспетчерской централи­зации, автоблокировки на прилегающих перегонах, переездной сигнали­зации. Эти системы имеют самодиагностику, они легко взаимодействуют с любыми аппаратными и программными системами для создания единой автоматизированной системы управления, позволяют размещать оборудование в существующих помещениях, экономить кабель при размещении децентрализованного оборудования с использованием волоконно-оптического кабеля, одновременно решая вопросыпо помехозащищен­ности от источников перенапряжения.

Анализ систем МПЦ показывает, что эти системы имеют более высокий уровень надежности, чем существующие системы ЭЦ. Следующие системы, построенные с использованием информационных технологий, можно классифицировать как современные системы МПЦ. Этими системами являются: системаEbilock-950, система ЭЦ-ЕМ, система МПЦ-2, система МПЦ-И, система релейно-процессорной централизации стрелок и сигналов (ЭЦ-МПК), система релейно-процессорной цен­трализации стрелок и сигналов «Диалог-Ц», диспетчерская система централизации, диагностики и контроля «АПК-ДК», «АСДК», «КДК СУ ГАЦ».

Таким образом, можно выделить ряд преимуществ этих систем МПЦ по сравнению с релейными системами централизации:

• более высокий уровень надежности из-за дублирования многих узлов, включая центральный процессор — ядро МПЦ, и непрерывный обмен информацией между этим процессором и объектами управления и контроля (что также способствует повышению уровня безопасности);

• возможность управления объектами многих станций и перегонов с одного рабочего места;

• возможность интеграции управления перегонными устройствами СЦБ и приборами контроля состояния подвижного состава в одном станционном процессорном устройстве;

• предоставление эксплуатационному и техническому персоналу расширенной информации о состоянии устройств СЦБ на станции с возможностью передачи этой и другой информации в региональный центр управления перевозками;

• возможность централизованного и децентрализованного распределения объектных контроллеров для управления станционными и перегонными объектами. Децентрализованное расположение объектных контроллеров позволяет значительно снизить удельный расход кабеля на одну централизуемую стрелку;

• относительно простая стыковка с системами более высокого уровня управления;

• возможность постоянно регистрировать действияэксплуата­ционного персонала по управлению объектами и всей поезд­ной ситуации на станциях и перегонах;

• возможность регистрации номеров поездов, следующих по стан­циям и перегонам, а также всех отказов объектов управления;

• значительно меньшие габариты оборудования и, как следствие, в 3 – 4 раза меньший объем помещений для его размещения, что позво­ляет заменять устаревшие системы централизации без строитель­ства новых постов;

• значительно меньше строительно-монтажных работ;

• удобная технология для тестирования зависимостей без установки макета из-за использования специализированных средств отладки;

• сокращение срока исключения из работы станционных и перегон­ных устройств в случаях изменения путевого развития станции и соответствующих зависимостей между стрелками и сигналами;

• использование в качестве среды передачи информации между устройствами управления и управляемыми объектами не только кабе­лей с медными жилами, но и волоконно-оптических кабелей;

• возможность извлечения из архива параметров работы наполь­ных устройств СЦБ для последующего прогнозирования их со­стояния или планирования ремонта и регулировки, не до­пуская пол­ных отказов этих устройств;

• снижение эксплуатационных расходовза счет снижения энергоем­кости системы, сокращение порядка количества электромагнитных реле и длины внутрипостовых кабелей, использование современных автоматических источников питания, исключения из экс­плуатации громоздких пультов управления и манипуляторов с большим числом рукояток и кнопок механического действия.

• наличие встроенного диагностического контроля состояния аппа­ратных средств централизации и объектов контроля и управления.

2 Техническая часть

2.1 Комплексная система автоматизированного управления сортировочной станцией

2.1.1 Структура КСАУ СС

Комплексная система автоматизированного управления сортировочной станцией (КСАУ СС) предназначена для автоматизации управления технологическими процессами расформирования составов на сортировочных горках различной мощности и степени механизации, для решения следующих задач:

• сокращение времени нахождения вагонов;

• создание малолюдных безопасных технологий работы;

• снижение эксплуатационных расходов на переработку вагонопотока;

• полную интеграцию функций управления, исполнительных устройств и средств автоматической диагностики подвижного состава.

Создаваемая система состоит из двух взаимодействующих частей:

• информационно - планирующего уровня;

• уровня железнодорожной автоматики.

Вторая часть, в свою очередь, включает:

• средства станционной автоматики;

• диагностические комплексы;

• устройства идентификации подвижного состава.

КСАУ СС обеспечивает управление маневровыми локомотивами, стрелками спускной части горки, вагонными замедлителями, горочными светофорами и указателями количества вагонов в трёх очередных отцепах, компрессорной станцией. Одной из основных задач, которые составляют модель технологического процесса расформирования составов, является управление движением составов и отцепов в процессе надвига и роспуска. Она реализуется тремя подсистемами:

• горочной автоматической локомотивной сигнализации с передачей информации по радиоканалу и дистанционным управлением локомотивом (ГАЛС Р);

• горочным программно-задающим устройством, которое в составе КСАУ СС получило название Контроллер вершины горки (КВГ);

• горочной автоматической централизации с контролем роспуска и накоплением вагонов в сортировочном парке (ГАЦ МН).

В рамках системы КСАУ СС были реализованы первые этапы:

• текущего планирования формированияи отправления поездов.

• автоматизированного ведения графиков исполненной работы (ГИР) для диспетчерского аппарата станции.

• ускоренного формирования многогруппных поездов.

• оперативного расчёта показателей работы.

Контроль и управление подвижными единицами осуществляется с помощью устройств КСАУ СС с момента прибытияпоезда на станции.

Пользователем системы является оперативно-диспетчерский персонал станции:

• дежурные по горке;

• дежурные операторы;

• операторы резервного управления.

Техническое обслуживание оборудования системы должно выполняться персоналом дистанций сигнализации, централизации и блокировки.

2.1.2 Работа подсистемы ГАЦ МН сортировочной горки

Эффективным способом увеличения пропускной способности сортировочной горки и сокращения времени простоя вагонов является параллельный роспуск составов, который осуществляется в зависимости от конкретной эксплуатационной ситуации, наличия вагоновв соответствии по назначениям плана формирования на путях сортировочного парка и в расформируемых составах, а также величины перекрестного (углового) вагонопотока в расформируемых составах.

Благодаря использованию микропроцессорных систем го­рочной централизации достаточ­но просто сопоставить напольные источники первичной информа­ции с системами верхнего уровня информационной планировки. Это необходимо при со­здании сложныхсистем ав­томатизации сортировочных станций.