ДП_Слепцова (1222016), страница 5
Текст из файла (страница 5)
1.4 Вывод по разделу 1
В данном разделе выбрана станция Алдан и прилегающие к ней перегоны для оборудования устройствами контроля перегретых букс. Рассмотрены характеристики станции. Выбраны четыре типа систем перегретых букс: ПОНАБ-3, ДИСК-БКВ-Ц, КТСМ-01Д, КТСМ-02БТ. Была рассмотрена каждая система в отдельности и приведены структурные схемы каждой из них в графических материалах 2 и 3. После изучения систем было произведено сравнение между ними в виде таблицы 1.2, в которой представлены 16 признаков. В ходе сравнения была выбрана аппаратура КТСМ-02БТ с последующими преимуществами:
- дальность передачи информации от напольного оборудования к постовому до 30 м;
- меньшая потребляемая мощность;
- не ограниченное общее количество вагонов в поезде;
- возможность контроля поезда в неправильном направлении;
- нет необходимости периодической ориентации оптической оси на буксу;
- возможность расширения до 15 подсистем.
2 Технический раздел
2.1 Подробное описание аппаратуры КТСМ-02БТ
КТСМ-02БТ это комплекс технических средств многофункциональный на базе аппаратуры КТСМ-02 с двумя подсистемами "Б" и "Т". Является так же устройством для использования вместе с программно-аппаратным комплексом АРМ ЛПК. Кроме того, система так же может использоваться с техническими и программными средствами автоматизированной системы контроля подвижного состава АСК ПС на базе сети передачи данных линейных предприятий СПД ЛП.
В обычном порядке функционирования основного комплекса подсистема КТСМ-02БТ предоставляет контроль дефектов бус и колесных пар в ходе движения поезда. Обнаружение неисправностей происходит из-за бесконтактного считывания и диагностики теплового излучения элементов физической подвижной единицы.
Возможно использование подсистемы в двух вариантах:
- КТСМ-02БТ - с основными напольными малогабаритными камерами, направленными на нижнюю часть корпуса буксы, для распознавания нагрева букс и заторможенных тележек, при этом для некоторых серий локомотивов контроль буксовых узлов невозможен, так как они закрыта для обзора различными конструктивными элементами (балки, рессоры, балансиры и другие);
- КТСМ-02Т - со вспомогательными напольными малогабаритными камерами, направленными на ступицу колеса, для распознавания дефектов колесных пар.
Основные параметры:
- максимальная и минимальная скорости поездов проехавших контролируемый участок железной дороги от 5 до 150 км/ч;
- число каналов процесса чтения теплового излучения – 2 (левый и правый);
- число уровней квантования теплового излучения – 256;
- возможность обнаружения буксы с температурой подшипника выше 70ºС не менее 0,85.
- возможность обнаружения буксы с температурой подшипника выше 140ºС не менее 0,9.
- возможность обнаружения дефекта колесных пар не менее 0,95.
- электропитание, 220 В, частотой 50±1 Гц.
- информационная связь комплекса с базовым комплексом образуется по протоколу "CAN" с физическим уровнем в соответствии с ISO 11898, скорость передачи данных - 500 Кбит/с.
Для физических единиц поезда, у которых измеренная величина теплового сигнала хотя бы одного буксового узла перешагнула предельное значение настройки «Порог передачи», либо выявлен дефект колесной пары с условным уровнем больше значение настройки «Порог передачи торможения», аппаратура посылает в основной комплекс информацию:
- последовательный номер поезда, проехавшего контролируемый участок через датчики (от 1 до 200);
- последовательный номер физической единицы поезда, начиная с головы поезда включая тепловозы;
- разновидность физической единицы поезда (тепловоз, пассажирский, грузовой тележка, вагон со сбоем);
- число осей в физической единице поезда(от 1 до 32);
- величина тепловых уровней от букс (от 0 до 255) на оси физической единицы поезда с указанием левой или правой стороны, или условные уровни заторможенных колесных пар;
После завершения наблюдения подсистема посылает в основной комплекс данные:
- последовательный номер поезда проехавшего через контролируемый участок (от 1 до 200);
- тепловые сигналы, полученные в итоге автоматической диагностики;
- средняя величина сигнала перегретых букс по обе стороны поезда проехавшего через контролируемый участок;
- средняя величина стробе тепловых уровней от букс поезда проехавшего через контролируемый участок железной дороги по отдельности для обеих сторон камер;
- дефекты подсистемы, записанные во время контроля поезда.
Состав аппаратуры:
- кабель ДО;
- кабель КСДО-УКС;
- кабель РЦ;
- кабель НК-О;
- кабель НК-У;
- кабель БСК-ВУ;
- кабель ВРУ-БСК;
- стойка;
- блок БСК-1;
- блок БУНК;
- камера напольная малогабаритная КНМ-05;
- основание;
- кронштейн;
- коробка соединительная КС-НК;
- коробка соединительная КС-ДС;
- коробка соединительная КС-РЦ;
- датчики температуры наружного воздуха ДТНВ-2.
БУНК размещается в стойке основного комплекса КТСМ-02 и соединяется с блоками БСК или ИБП и периферийным контроллером основного комплекса соединительными кабелями.
Все камеры размещаются на особых предназначенных для камер оснований и присоединяется к блоку БУНК системой кабелей, коммутируемых в соединительных коробках.
К дополнительной аппаратуре подсистемы, используются при техническом обеспечении, относится:
- калибратор – для установки коэффициента передачи тепловых уровней;
- СТЕНД ориентирный – для совокупности операций по выравниванию оптической оси болометра.
Структурная схема приведена на 3 листе графического материала.
Напольные камеры являются устройствами для приема информации тепловых уровней, его усиления, нормирования, преобразования в код цифрового вида и следующей подачей итогов преобразования в блок БУНК для переработки. Соединение камеры с блоком БУНК реализуется по логическому интерфейсу цифрового вида.
Камера состоит из двух отделов: внешнего и внутреннего. Внутри камер имеются капсулы и элементы внутреннего нагрева. Капсула складывается из модуля контроля камерой, болометра и датчика температуры внутреннего отдела. Во внешнем отделе располагаются элементы внешнего нагрева и узел заслонки, на котором крепятся излучатели: активный и пассивный. Излучатели имеют вид шайб из алюминиевого сплава, на которых располагаются датчик температуры. На шайбе активного излучателя закреплен элемент нагрева.
Тепловое излучение от букс и других частей подвижного состава изменяются болометром в электрический сигнал, который посылается на вход первичного усилителя. Включение напряжения питания болометра и первичного усилителя генерируется по уровням модуля управления камерой. После первичного усилителя сигнал посылается к нормирующего усилителя, коэффициент усиления которого определяется интегральным потенциометром, который управляется микроконтроллером. Так же после первичного усилителя сигнал посылается на встроенного в микроконтроллер АЦП.
Напольная камера располагает средствами контроля исправности и свойство настройки тракта теплового уровня. Заслонка напольной камеры принимается следующие три положения: «открыто», «закрыто» и «контроль». В первом положении «открыто» в зону обзора датчика ИК-излучения идет тепловой сигнал от элементов физической единицы поезда. Во втором - «закрыто» в зону обзора датчика ИК-излучения размещается пассивный излучатель, а в третьем положении «контроль» - активный. Для оценивания дефектов и свойств настройки теплового тракта камеры создается процедура самодействующего контроля, в процессе которой заслонка много раз меняет место положения из первого положения во вторую и обратно. Модуль управления камерой всегда сохраняет вычисленные величины отличия температур между пассивным и активным излучателями. Отличие температур сортируется таким образом, чтобы при исполнении самодействующего контроля степени сигнала от активного излучателя был почти равен по величине к уровню характеристик подсистемы.
Значение уровней сигнала, полученных в итоге самодействующего контроля, посылается через основной комплекс в автоматизированное рабочее место для анализа дефекта и свойств настройки теплового тракта напольных малогабаритных камер.
Сохранение номинального температуры действия напольных малогабаритных камер гарантируется системой обогрева камер.
Нагревательный элемент камер состоит из внутреннего и внешнего обогревателя, расположенных согласно своему названию. Величина температуры в реальном времени во внешней и внутренней отделах камер рассчитываются датчиками температуры и посылаются в блок БУНК, который реализует контроль напряжения на обогревателях напольных камер.
Стабилизация температурного режима во внутреннем отделе создается таким образом, чтобы сохранить номинальный режим действия электронных элементов камеры и обезопасить их от низких температур при суточных и сезонных отклонениях температурного режима внешнего воздуха. Чаще всего зимой при подаче питания камеры микроконтроллер разъединяет напряжение питания датчика ИК-излучения и первичного усилителя при уменьшении температуры во внутреннем отделе ниже 5°С.
Стабилизация температурного режима во внешнем отделе камер создается таким образом, чтобы снега таял в смотровом окне напольной камеры в зимой.
В режиме ожидания подвижного состава подсистема постоянно получает от основного комплекса следующую информацию:
- настройка «Порог передачи»;
- температура внешнего воздуха.
При выявлении дефекта в процессе работы подсистема немедленно посылает в основной комплекс информацию об конкретном узле и виде обнаруженного дефекта.
Во время наблюдения физической единицы поезда подсистема получает от основного комплекса в режиме настоящего времени следующие данные:
- о входе и выходе поезда из контролируемого участка, имеющий последовательный номер данного поезда (от 1 до 200);
- сигнал о входе первых колесных пар физической единицы поезда проезжающего по контролируемому участку железной дороги над всеми датчиками счета осей;
- сигнал об отметке физической единицы поезда, имеющая скорость движения, последовательный номер и тип физическиз единицы поезда (тепловоз, пассажирский, грузовой, тележка и другие).
При принятии сигнала о входе первых колесных пар подвижного состава и о расположении колесных пар и физических единиц поезда на контролируемом участке подсистема реализует:
- управление заслонками напольных малогабаритных камер;
- трансформация сигнала с приемников теплового сигнала в код цифрового вида;
- сверка рассчитанной величины тепловых уровней с предельной величиной «Порог передачи».
В ходе наблюдения подвижной единицы на участке контроля по сигналу основного комплекса о входе колесной пары в зоне между датчиками Д2 и Д3, комплекс рассчитывает величину времени, во время которого в поле зрения датчика ИК-излучпения располагаются буксовые узлы колесной пары физической единицы поезда.
Камеры осуществляют обработку уровней теплового сигнала в код цифрового вида и посылает результаты в блок БУНК. Контроллер БУНК реализует оценку формы и амплитуды тепловых уровней, выясняется максимальная величина повышения температуры и его сверка с предельной величиной «Порог передачи». На рис.2.1 представлен пример временной диаграммы считывания теплового сигнала от букс четырехосного вагона.
Рисунок 2.1 - Временная диаграмма считывания тепловых сигналов буксовых узлов четырехосного вагона.
На рисунке 2.1 в качестве примера показывается тепловой сигнал одной из камер. На осях датчика Д2 и Д3 видно срабатывание данных датчиков фиксации прохождения колесных пар физической единицы поезда.
Напольные камеры комплекса направлены на нижнюю часть корпуса буксы так, чтобы в интервале времени t1 , которое является стробом, в поле зрения болометра располагается буксовый узел физической единицы поезда. За интервал времени t2 в поле зрения болометра оказывается нижняя часть боковины тележки вагона. Строб имеет две времени - времена t11 и t12 . Разница этих времен рассчитывается величиной сигнала в интервале времени t1 и применяются для анализа свойств направления оптической оси датчика ИК-излучения.
Процесс анализа качества направления камер комплекса КТСМ-02БТ с применением величины сигнала в стробе показан на рисунке 2.2. Строб символично разделен на 10 частей, именуемых цифрами 0...9. Подсистема рассчитывает позицию вершины теплового сигнала в стробе на каждую буксу подвижного состава (за исключением локомотивов) и запоминает эти значения в памяти БУНК. После освобождения поездом участка контроля производится вычисление среднего значения позиции вершины теплового сигнала в стробе по каждой стороне проконтролированного поезда.
Рисунок 2.2 - Контроль теплового сигнала напольных камер в стробе.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
