Анализ работы оборудования ВИКС, разработка мероприятий по повышению достоверности измеренийа (1219397), страница 5

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 5)

Технические характеристики:

- измерение температуры наружного воздуха в диапазоне от минус 50 до плюс 50 ^оС;

- абсолютная погрешность измерения не более ±1 ^оС;

- потребляемая мощность от источника питания +12 В не более 2 Вт.

ДТ состоит из герметичного корпуса с крышкой, в который помещена плата электроники. К корпусу винтами крепится колпак в полость которого помещена микросхема TMP36FT9. Микросхема TMP36FT9 посредством проводов соединяется с платой электроники. Между корпусом и колпаком находится термоизолирующая прокладка. При помощи кабеля и разъема РС19АТВ датчик соединяется с ИВК. В основе работы датчика лежит использование свойств интегральной схемы TMP36FT9, у которой выходное напряжение линейно изменяется с температурой. Датчик температуры устанавливается под вагоном на продольной балке.

Подсистема контроля высоты основных стержней фиксаторов (ВОСФ) состоит группы датчиков, собирающих периферийную информацию в один узел обработки.

Датчик высоты фиксаторов имеет следующие технические характеристики:

- измеряемая высота основного стержня фиксатора относительно базовой линии ДВФ — от 1934 до 3434 мм;

- абсолютная погрешность измерения высоты- ± 1 см;

- период измерения высоты – 10 см пути с синхронизацией от датчика скорости и пути ИВК ВИКС;

- абсолютная погрешность определения положения фиксатора вдоль оси пути – 10 см;

-максимальный селектируемый угол между осью пути и отходящей ветвью КП – 45 градусов.

Датчик высоты фиксаторов:

- два блока оптической системы, установленные в окнах ВИКС по правому и левому борту;

- четыре цифровые телевизионные камеры CAMFIX0…CAMFIX3 с встроенными микропроцессорными контроллерами управления фотоприемником на ПЗС линейке и предварительной аналого-цифровой обработки получаемого видеосигнала на базе сигнального процессора ADSP-8121;

- четырехканальный мультиплексор сигналов от телевизионных камер MUXFIX;

- микропроцессорный контроллер PCDSP_FIX, установленный в системную шину ISA процессорного блока ЭВМ рабочего места оператора ИВК, предназначенный для обработки информации, получаемой от телевизионных камер;

- осветитель фиксаторов (используется в темное время суток), состоящий из 8-ти оптических элементов автомобильных противотуманных фар (по четыре фары на борт);

- комплект из 6-и соединительных кабелей (четыре идентичных кабеля для соединения телевизионных камер с мультиплексором MUXFIX и два кабеля для соединения мультиплексора MUXFIX с контроллером.

Принцип работы датчика высоты фиксаторов основан на зависимости угловой скорости перемещения объекта от расстояния между наблюдателем и объектом при постоянной линейной скорости перемещения наблюдателя относительно объекта.

Для измерения угловой скорости перемещения элементов опоры контактного провода относительно ВИКС используются цифровые телевизионный камеры с фотоприемниками на линейках ПЗС. Поля зрения камер ориентированы вдоль оси пути. Камеры имеют встроенные системы адаптации к изменяющимся условиям освещенности и работают с негативным сигналом днем и позитивным ночью. Для работы в ночном режиме используется подсветка с помощью осветителя с галогенными лампами накаливания.

Учет зависимости угловой скорости перемещения элементов опоры контактной сети от скорости движения ВИКС в датчике высоты фиксаторов осуществляется с использованием информация о мгновенной скорости вагона, поступающей от датчика скорости и пути. Алгоритм работы системы синхронизации датчика высоты фиксаторов таков, что вне зависимости от скорости движения вагона изображение с линеек ПЗС считывается через равные расстояния по пути – 10 см.

Для селекции элементов опоры контактной сети на фоне неба с неравномерной освещенностью, например при наличии ярких белых облаков, видеосигналы от соседних отсчетов в телевизионных камерах вычитаются. Ввиду того, что объекты в соседних отсчетах смещены на 10 см, а фон неба практически неподвижен, происходит выделение сигналов от элементов опоры при практически полной компенсации фона неба.

Рассмотрим подробнее алгоритм определения высоты фиксатора ДВФ. Телевизионные камеры каждые 10 см пути определяют положение всех объектов, попавших в их поля зрения. Положения объектов в пикселях линейки ПЗС передаются в микропроцессорный контроллер предварительной обработки информации PCDSP_FIX. В контроллере организован буфер на 64 отсчета, эквивалентный протяженности по пути 6,4 метра.

В контроллере предварительной обработки информации PCDSP_FIX осуществляется выделение всех прямых линий в буфере. Далее выбирается самый низко расположенный элемент опоры контактной сети, которому соответствует прямая линия с минимальным наклоном. Координаты всех точек выбранной прямой линии передаются в ЭВМ рабочего места оператора ИВК ВИКС.

В ЭВМ рабочего места оператора ИВК ВИКС по полученным координатам точек прямой линии методом максимального правдоподобия определяется тангенс наклона прямой линии, который с точность до коэффициента соответствует высоте расположения элемента опоры контактной сети. Положение опоры контактной сети на пути определяется по положению прямой линии на оси «Путь в метрах».

На каждом борте вагона установлены по две телевизионные камеры. Поля зрения этих камер развернуты одно относительного другого в направлении поперек оси движения вагона. Это необходимо для селекции объектов расположенных не строго поперек оси движения вагона. Такими объектами могут быть отходящие ветви контактного провода на анкеровках, стрелки и т.п. Элементы опоры контактной сети всегда расположены практически перпендикулярно оси движения вагонах. Селекция осуществляется на основе анализа смещения прямых линий вдоль оси «Путь в метрах» для двух телевизионных камер одного борта. Если расположение объекта перпендикулярно оси движения вагона, то смещения прямых линий нет. Чем больше смещение, тем сильнее отличается расположение объекта от перпендикуляра относительно оси движения вагона.

1.3 Информационно-вычислительный комплекс вагона-лаборатории контактной сети (ИВК)

ИВК вагона-лаборатории предназначен для:

-получения с помощью первичных измерительных преобразователей (датчиков) информации об измеряемых параметрах;

-приема и обработки этой информации;

-записи полученных данных на жесткий диск ЭВМ;

-отображения результатов измерения на экране дисплея;

-распечатки протоколов инспекционных поездок и результатов измерения в виде графиков или таблиц.

Информационно-вычислительный комплекс вагона-лаборатории (ИВК) обеспечивает полную автоматизацию процессов измерений и допускового контроля параметров контактной сети. Эти процессы управляются компьютером, который также осуществляет регистрацию и оформление получаемых результатов.

Основной принцип построения ИВК основан на унификации внешнего интерфейса измерительных датчиков и предварительной обработке информации на высокоскоростных микропроцессорных контроллерах PCDSP. Применение PCDSP позволяет освободить процессор ЭВМ от выполнения вычислительных операций по первичной цифровой обработке информации, поступающей от датчиков, и задач управления датчиками. Также применение PCDSP позволяет унифицировать программное обеспечение.

Измерительные датчики, программное обеспечение и аппаратура ИВК вагона-лаборатории обеспечивают:

- бесконтактное измерение высоты контактного провода над уровнем верха головок рельсов в диапазоне от 5500 мм до 6900 мм с погрешностью не более ± 10 мм;

- бесконтактное измерение положения контактного провода (зигзаг и вынос) в плане при количестве проводов от одного до четырех в диапазоне ± 700 мм с погрешностью не более ± 10 мм;

- бесконтактное измерение износа контактных проводов при количестве проводов от одного до четырех по поперечному сечению с погрешностью не более ± 3 мм²;

- контроль понижения контактного провода на воздушных стрелках, положение по высоте фиксаторов и отходящих анкеровочных ветвей относительно основного контактного провода;

- измерение нажатия токоприемника на контактный провод в диапазоне от 0 до 200 Н с погрешностью не более ± 5 Н;

- регистрацию ударов по токоприемнику в диапазоне ускорений от 0 до 50 g с погрешностью ± 0,5 g;

- регистрацию отрывов токоприемника от контактного провода по мгновенному падению измеряемого напряжения контактной сети в течение 30 мс и более;

- измерение пройденного вагоном-лабораторией расстояния;

- автоматическую отметку опор;

- измерение наклона кузова вагона относительно букс колесных пар;

- измерение скорости движения вагона-лаборатории в диапазоне от 1 до 200 км/ч с погрешностью не более ± 2 км/ч;

- измерения напряжения в контактной сети в диапазоне от 2,7 кВ до 4,0 кВ постоянного тока с погрешностью не более ± 60 В и в диапазоне от 21 кВ до 29 кВ переменного тока с частотой 50 Гц с погрешностью не более ± 450 В;

- измерение температуры наружного воздуха в диапазоне от минус 500С до + 500 ^оС с погрешностью не более ± 10 ^оС;

- тепловизионную диагностику арматуры контактной сети.

Программное обеспечение ИВК вагона-лаборатории позволяет выполнять следующие функции:

- отображение результатов измерений на экране дисплея ЭВМ рабочего места оператора ВИКС в графическом виде в реальном масштабе времени;

- запись результатов измерений с формирование архива измеренных параметров контактной сети на жесткий диск ЭВМ рабочего места оператора ВИКС,

- фиксацию отклонений параметров контактной сети от нормативных величин во время проведения инспекции на ВИКС; одновременно ведется документирование протокола отклонений на печатающем устройстве или запись на жесткий диск ЭВМ рабочего места оператора ВИКС;

- «балльную оценку» состояния инспектируемого участка контактной сети на основании результатов измерений и визуальных наблюдений и занесение штрафных баллов в протокол отклонений.

- запись результатов тепловизионной диагностики в виде отдельных файлов с возможностью последующего просмотра и обработки.

Управление комплексом производится с двух рабочих мест операторов ИВК, одно из которых находится в аппаратном зале вагона-лаборатории, другое — в помещении смотровой вышки. Оператор аппаратного зала, используя программное обеспечение ЭВМ, управляет ИВК. Оператор смотровой вышки в процессе визуального наблюдения за состоянием контактной сети производит ручной ввод в ЭВМ визуальных отклонений от правил содержания контактной сети, используя для этого специальный функциональный пульт. Пункты подключения функционального пульта находятся также в аппаратном зале у боковых окон (смотровых фонарей), что позволяет вводить в ИВК данные по отклонениям, замеченным через правый или левый смотровые фонари.

Программное обеспечение предназначено для максимального упрощения работы сотрудников вагона ВИКС. Оно позволяет оперативно выводить полученную с датчиков и камер информацию на монитор, помогать определять неисправности и повреждения обследуемых элементов контактной сети. Начальник вагона в любой момент может сделать стоп-кадр диагностической ленты и оценить состояние объекта диагностирования со своего рабочего места

2 АНАЛИЗ РАБОТЫ ДИАГНОСТИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ

Вагон испытаний контактной сети оснащён довольно современным и надёжным оборудованием, позволяющим продолжительное время находиться в инспекционном заезде и непрерывно снимать показатели. ВИКС так же имеет независимый источник питания, что даёт вагону некоторую автономность.

Автоматизированные системы комплексного инфракрасного и ультрафиолетового диагностирования арматуры и изоляторов контактной сети.

Система быстродействующей компьютеризированной УФ-диагностики изоляторов контактной сети (далее система) предназначена для ультрафиолетовой диагностики изоляторов контактной сети электрифицированных железных дорог в процессе инспекционной поездки вагона-лаборатории испытания контактной сети ВИКС.

Система УФ-диагностирования состоит из следующих основных компонентов:

- ультрафиолетовой камеры DayCorII;

- персонального компьютера системы;

- устройства видеозахвата, состоящего из платы Pinnacle 700-PCI, устанавливаемой в персональный компьютер и внешнего устройства «Blue BOX»;

- устройства защиты объектива ультрафиолетовой камеры DayCorII;

- кронштейна для установки ультрафиолетовой камеры DayCorII на вышке ВИКС.

Характеристики

Список файлов ВКР