Пояснительная записка (1198459), страница 6
Текст из файла (страница 6)
Датчик ИПД обнаруживает подвижной состав в зоне укладки индуктивного шлейфа (ИШ) вне зависимости от климатических и иных эксплуатационных условий. Для защиты стрелок ГАЦ используются ИШ, уложенные в форме «прямоугольника» или «восьмерки». Их размеры выбираются в зависимости от размеров стрелочного участка. Границы укладки индуктивных шлейфов жестко привязаны к границам контролируемого участка, что обеспечивает сопряжение длины зоны обнаружения датчика и нормативной длины контролируемого стрелочного участка.
Любой из датчиков обнаружения подвижного состава, эксплуатируемых на стрелочных участках, характеризуется инерционностью. Инерционность при появлении в зоне контроля объекта определяется, прежде всего, временем анализа, необходимым для регистрации факта обнаружения, временем принятия решения по результатам анализа и исполнения команды исполнительным элементом.
Инерционность ИПД с момента обнаружения отцепа при входе в зону укладки шлейфа до момента размыкания контактов исполнительного реле определяется несколькими факторами, такими как:
-
временем анализа который необходим датчику для регистрации факта обнаружения вагона по реализуемому частотному критерию - 62,5 мс;
-
временем которое необходимо для формирования выходным каскадом сигнала управления реле - 20 мс и размыкания контактов исполнительного реле HMШ2-4000 - 38 мс.
Таким образом, суммарное время инерционности ИПД при регистрации занятости участка и использовании реле этого типа составляет 120,5 мс.
При выходе последней колесной пары отцепа из зоны действия датчика также регистрируется факт освобождения участка с инерционностью. В этом случае инерционность ИПД определяется следующими факторами:
-
временем анализа, необходимым датчику для регистрации факта завершения обнаружения по реализуемому частотному критерию - 187,25 мс;
-
временем, необходимым для формирования выходным каскадом сигнала управления реле - 20 мс и временем замыкания контактов при срабатывании исполнительного реле НМШ2-4000 -139 мс.
Суммарное время инерционности ИПД при регистрации свободности для этого реле составляет 346,5 мс.
С целью исключения риска перевода стрелки под движущимися вагонами необходимо определить эту инерционность и согласовать длины зон обнаружения датчика и контролируемого участка.
Для ИПД эти длины согласуются с помощью смещения границ укладки индуктивного шлейфа относительно острия остряков стрелки. Анализ эксплуатации ИПД свидетельствует, что с момента входа первой колесной пары отцепа на границу укладки шлейфа его обнаружение происходит с запаздыванием по времени. Поскольку скорости движения отцепов на сортировочных горках могут изменяться в большом диапазоне, момент фиксации (обнаружения) занятости стрелочного участка может находиться дальше границы защитного участка нормативной зоны контроля горочной стрелки. В результате стрелка может перевестись под вагоном. Чтобы это исключить, необходимо выбрать границы укладки шлейфа относительно границ стрелочного участка с учетом параметров, определяющих инерционные свойства ИПД.
Датчик ИПД со шлейфом в форме «прямоугольника» эксплуатируется на стрелочных участках, которые обычно оборудованы, нормально разомкнутой рельсовой цепью. Отцеп контролируется с момента входа на границу защитного участка, которая может совпадать с изолирующим стыком ИС1, и до выхода за последний изолирующий стык ИС2 рельсовой цепи. При этом индуктивный шлейф прокладывают лишь в зоне защитного участка и остряков, так как шлейф находится в зоне влияния вторичного контура, образованного рельсовой цепью до момента выхода последней оси отцепа за границу рельсовой цепи. В результате длина зоны обнаружения ИПД больше нормативной зоны контроля стрелочного участка и превышает геометрические размеры самого шлейфа, что наглядно изображено на рисунке 3.5.
Рисунок 3.5 – Границы зоны обнаружения со шлейфом в форме «прямоугольника»
Роль чувствительного элемента датчика выполняет индуктивный шлейф, уложенный в пределах рельсовой колеи и изменяющий свои параметры при наезде отцепа. Он располагается внутри железнодорожной колеи в пределах контролируемого участка и крепится к шейке рельсов, изготавливается на месте установки и содержит катушку индуктивности, образованную из 7 жил кабеля КВВГ 7x1.5. Концы кабеля заводятся в путевой ящик, где жилы кабеля распределяются на клеммной колодке в катушку индуктивности. Шлейф крепится к подошве рельсов при помощи крепежных скоб.
Для защиты от механических повреждений кабель помещается в резинотканевый рукав. На сортировочных станциях используют разную длину индуктивных шлейфов исходя из конкретной решаемой задачи.
ИПД обеспечивает контроль свободности или занятости участков пути в пределах уложенного шлейфа от подвижного состава с металлической ходовой частью.
Контроль наличия подвижного состава с помощью ИПД основан на оценке изменения частоты настройки автогенератора гармонических колебаний показанных на рисунке 3.6. Индуктивный шлейф является чувствительным элементом датчика, выполняющим роль колебательного контура автогенератора и изменяющим параметры при наличии подвижного состава в зоне укладки шлейфа.
Рисунок 3.6 - Принцип регистрации занятия участка контроля
При свободности этого участка генератор гармонических колебаний выдает на вход порогового устройства сигнальную частоту (синусоидальной формы установленной частоты и амплитуды). Далее пороговое устройство формирует сигнал управления выходным каскадом генератора и на выход ЭБ в нагрузку поступает сигнал постоянного тока напряжением примерно 24 В на нагрузке 1440 Ом. При занятости контролируемого участка возможно уменьшение добротности колебательного контура датчика и амплитуды сигнала генератора или полное прекращение колебаний. В любом случае формируется сигнал управления выходным каскадом. В результате сигнал на нагрузке пропадает, это и фиксируется исполнительным элементом.
Электронный модуль состоит из генератора гармонических колебаний, порогового устройства, контрольной схемы, схемы автоподстройки, выходного каскада. Схема автоподстройки необходима для стабилизации работы генератора гармонических колебаний.
В реальных условиях на рамку ИШ действует не только металлическая масса вагона, но и климатические факторы (в частности, влажность). В результате амплитуда колебаний генератора датчика может изменяться, в то время как порог срабатывания датчика остается постоянным. Это может привести либо к «пропуску» базы вагона, либо к выдаче ложного сигнала занятости. Поэтому в преобразователе датчика реализована схема стабилизации амплитуды колебаний генератора датчика. Эту функцию выполняет схема автоподстройки. Принцип ее действия основан на том, что в цепь ООС генератора введено регулирующее звено, которое изменяет глубину ООС в зависимости от изменения амплитуды колебаний в ИШ генератора датчика.
Регулирующее звено состоит из цифроаналогового преобразователя (ЦАП), работающего в следящем режиме.
Выходной сигнал генератора гармонических колебаний поступает на вход ЦАП и 3-й компаратор. На 2-ой компаратор подается опорное напряжение, которое и определяет величину выходного сигнала на выходе генератора. Если сигнал на входе компаратора выше опорного, то на его выходе формируется сигнал, дающий команду на вычитание числа в реверсивном счетчике. При этом сигнал с выхода ЦАП увеличит уровень ООС генератора и сигнал на его выходе уменьшится. Уменьшение сигнала будет происходить до тех пор, пока он не станет меньше Uоп. После этого на выходе компаратора формируется сигнал, дающий команду на сложение числа в реверсивном счетчике. В этом случае сигнал с выхода ЦАП уменьшает величину ООС генератора и сигнал на его выходе увеличивается.
Схема автоподстройки и контрольная схема с выходным каскадом расположены на модуле ЭМ2 электронного блока датчика.
Для контроля работоспособности ИПД электронный блок имеет контрольную схему, которая выдает сигнал об исправности, если величина сигнала в контрольной точке КТ, определяющая работоспособность ИПД, не превышает заданной величины.
Для обеспечения условия безопасности работы ИПД контрольная схема ЭБ работает в импульсном режиме. Электронный блок выдает напряжение постоянного тока +24 В, которое питает исполнительное реле. Контроль работоспособности ИПД осуществляется визуально светодиодом «Выход».
Из-за сильно коррелированного влияния рельсовой цепи на работу ИПД со шлейфом в форме «прямоугольника», подтверждаемого эксплуатацией, нельзя рекомендовать его для использования в качестве основного средства защиты стрелок ГАЦ, а также для комплексирования средств защиты горочных стрелок совместно с рельсовой цепью.
2.6 Радиотехнический датчик
Радиотехнический датчик контроля свободности стрелочных участков (РТД-С) предназначен для фиксации наличия отцепов на стрелочных участках сортировочных горок в системах ГАЦ. РТД-С состоит из передатчика и двух приемников. Для осуществления контроля в РТД-С используется радиоканал СВЧ диапазона.
Использование СВЧ диапазона волн вызвано тем, что влияние запыленности, тумана, дождя, снега на волны этого диапазона тем меньше, чем больше неравенство А>
(А - длина волны излучаемого колебания, - радиус частиц метеорологического происхождения).
РТД-С состоит из двух основных, конструктивно одинаковых, модулей - приемного и передающего. Модули устанавливают на крепежные стойки, расположенные в зоне стрелочного участка, что изображено на рисунке 3.7. Приемник, установленный внизу стойки, является основным и используется для контроля всех типов вагонов с хребтовой балкой.
Рисунок 3.7 - Размещение РТД-С в зоне стрелочного участка
Передатчик РТД-С который изображен на рисунке 3.8 состоит из следующих элементов: рупорной пирамидальной антенны A1; генератора сверхвысокочастотных колебаний ГСВЧ, выполненного на лавинно-пролетном диоде; стабилизатора тока СТ; модулятора М; генератора модулирующих сигналов ГМС; схемы индикации.
Рисунок 3.8 - Функциональная схема передающего модуля РТД-С
В приемник РТД-С изображенный на рисунке 3.9 входят: рупорная антенна А2; сверхвысокочастотный детектор Д; усилитель-ограничитель сигнала УО; пороговое устройство ПУ; схема сравнения СС; фазовые каскады ФИ1 и ФИ2; выходное устройство ВУ.
Рисунок 3.9 - Функциональная схема приемного модуля РТД-С
Существенной особенностью использования двух комплектов РТД-С на стрелочном участке является возможность обнаружения вагонов двумя датчиками (четырьмя каналами обнаружения) при совместном принятии решения двумя датчиками о занятости стрелочного участка. Так называемое интегрированное решение, которое может формироваться в одном из штатных комплектов приемника.
Такое решение требует дополнительной связи между приемниками двух комплектов по аналогии со штатной функциональной связью двух приемников (основного и дополнительного) для одного комплекта РТД-С что наглядно изображено на рисунке 3.10.
Рисунок 3.10 - Структурная схема включения двух комплектов РТД-С, формирующих интегральное решение занятости (четырехканальный вариант)
Возможен и второй вариант использования двух комплектов РТД-С на стрелочном участке как показано на рисунке 3.11. Этот вариант предполагает автономное использование каждого комплекта в принятии решения о занятости стрелочного участка. То есть каждый комплект датчиков работает в штатном режиме, формируя сигнал занятость-свободность на выходах своего основного приемника. Контакты исполнительного реле каждого из датчиков могут включаться по схеме И в исполнительную цепь. При этом основные достоинства двух комплектов датчика сохраняются, однако требуют дополнительной линии связи одного приемника с горочным постом.
Рисунок 3.11 - Структурная схема включения двух комплектов РТД-С
Длина зоны обнаружения такого интегрированного обнаружителя двух комплектов РТД-С с совместным (интегрированным) принятием решения, может быть равна длине зоны контроля. То есть первая граница предстрелочного участка (со стороны роспуска вагонов) фиксируется первым комплектом РТД-С, а далее по мере перемещения отцепа он продолжает обнаруживаться первым датчиком, а затем при въезде на остряки обнаруживается вторым датчиком, одновременно продолжая обнаруживаться первым. Размещение двух комплектов РТД-С на границах зоны контроля стрелочного участка позволяет с одной стороны достаточно легко сопрягать границы зон обнаружения с другими датчиками, например рельсовой цепью или ИПД, а с другой, на несколько порядков повысить достоверность обнаружения любых вагонов на стрелочном участке во время обнаружения вагона одновременно двумя датчиками.
Из нескольких возможных вариантов расположения двух комплектов РТД-С на сдвоенных стрелках наиболее универсальным является вариант, представленный на рисунке 3.12. Существенной особенностью использования двух комплектов РТД-С на стрелочном участке является возможность обнаружения вагонов двумя датчиками (четырьмя каналами обнаружения) при совместном принятии решения двумя датчиками о занятости стрелочного участка. Так называемое интегрированное решение, которое может формироваться в одном из штатных комплектов приемника. Координаты установки крепежных стоек двух комплектов РТД-С на сдвоенной стрелке в одной ординате приведены в таблице 3.1.
Таблица 3.1 - Координаты установки крепежных стоек двух комплектов РТД-С на сдвоенной стрелке в одной ординате
| Марка крестовины | lгаб , мм | lст1, мм | lст2, мм |
| 1/6 | 2720 | 4000 | 1400 |
|
| Рисунок 3.12 - Размещение двух комплектов РТД-С на сдвоенной стрелке (типовой вариант для стрелочного перевода 1/6) |
Существующее путевое развитие многих сортировочных горок показывает, что до 30% стрелочных участков на сортировочных горках не позволяет установить датчик РТД-С со стойками нормальной длины из-за габарита приближения строений. Сложившаяся ситуации потребовала создания рекомендация по размещению, юстировке модулей РТД-С с размещением передающего модуля (ПРД) на укороченной стойке в условиях эксплуатации.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
