Исключение ошибки в счете вагонов при проходе локомотивов ВЛ-15, ВЛ-85

Размещено на http://www.allbest.ru/

Федеральное Агентство Железнодорожного Транспорта

Уральский Государственный Университет Путей Сообщения

Кафедра: «Автоматика телемеханика на ж/д транспорте»

Контрольная работа

по дисциплине: «Информационные устройства на станциях»

на тему: «Исключение ошибки в счете вагонов при проходе локомотивов ВЛ-15, ВЛ-85»

Екатеринбург

Содержание

Задание

Реферат

Введение

1. Методы контроля буксовых узлов

1.1 Перегрев букс и его выявление

1.2 Существующие устройства контроля буксовых узлов.

1.3 Существующий отметчик вагонов

1.4 Постановка задачи

2. Разработка схемы исключения ошибки в счете вагонов

2.1 Принцип распознавания локомотивов ВЛ-15, ВЛ-85

2.2 Схема исключения ошибки в счете вагонов

Заключение

Список литературы

Задание

Разработать схему, исключающую ошибку в счете вагонов при проходе локомотивов ВЛ-15, ВЛ-85.

Реферат

Работа содержит страниц 24, рисунков 8, таблиц 4, использовано 5 источников.

Введение

Обеспечение высокого уровня эксплуатационной надежности подвижного состава и безопасности движения поездов - важнейшее условие повышения эффективности и качества работы железнодорожного транспорта. Интенсификация перевозочных процессов влечёт за собой увеличение числа отказов ходовых частей подвижного состава и, в первую очередь, вагонных букс.

Автоматизированные системы контроля технического состояния позволяют своевременно выявить и устранить появляющиеся в процессе эксплуатации неисправности ходовых частей подвижного состава, что исключит появление необратимых отказов, которые могут привести к авариям, увеличить расстояние безостановочного пробега поездов без технического обслуживания, облегчить условия труда линейных работников вагонного хозяйства.

При этом большое значение имеет точность указания вагона с аварийной буксой.

В ряде зарубежных стран и в нашей стране проведены разработки и внедрена аппаратура контроля узлов подвижного состава. В нашей стране используется аппаратура обнаружения перегретых букс ПОНАБ-3 и аппаратура комплексного контроля технического состояния подвижного состава в пути следования с централизацией сбора и обработки данных контроля ДИСК-БКВ-Ц.

В данной контрольной работе будет рассмотрено устройство, исключающее ошибку в счете вагонов при проходе локомотивов типа ВЛ-15, ВЛ-85.

1. Методы контроля буксовых узлов

1.1 Перегрев букс и его выявление

Буксовый узел - один из ответственных узлов ходовых частей подвижного состава - служит для передачи радиальных и осевых нагрузок к шейке оси, вращающейся в буксовых подшипниках колёсной пары. Существуют буксовые узлы с подшипниками скольжения и роликовыми подшипниками.

Различный эксплуатационный нагрев элементов подшипников вызывает температурные деформации, которые, уменьшая зазоры, могут привести к защемлению роликов между кольцами и разрушению роликового буксового узла, что может привести к сходу с рельс подвижного состава. Поэтому температура буксового узла является важным критерием, характеризующим техническое состояние подшипников. Букса может нагреваться в результате неправильно установленного осевого и радиального зазора, в результате внезапных отказов подшипников качения.

На температуру букс также оказывает влияние температура наружного воздуха, что говорит о необходимости сезонной коррекции температуры, на которую настраиваются приёмники аппаратуры.

Букса с подшипником скольжения является наименее надёжным узлом грузового вагона. Из-за перегрева букс каждый третий вагон рабочего парка ежегодно поступает в текущий отцепочный ремонт.

В процессе эксплуатации, необходимо выявлять неисправные (греющиеся) буксовые узлы, так как их эксплуатация в неисправном состоянии представляет угрозу безопасности движения поездов.

Автоматическая система контроля технического состояния буксовых узлов позволяет своевременно выявлять и исключать появляющиеся в процессе эксплуатации неисправности подвижных частей состава и предупредить возникновение необратимых отказов, способны предотвратить аварии, сократить время остановок в пути по техническим причинам и повысить безопасность движения.

Анализ известных разработок отечественных и зарубежных специалистов в области создания средств контроля подвижного состава показывает, что развитие данной техники и технологии происходит по двум основным направлениям.

К первой группе относятся технические средства, которые обеспечивают выявление неисправностей подвижного состава, непосредственно угрожающих безопасности движения поездов. В эту группу входят следующие системы контроля:

обнаружения перегретых букс и заклиненных колес;

выявления волочащихся деталей;

нарушений габарита погрузки.

Указанные средства контроля устанавливаются на перегонах, а результаты контроля требуют оперативного принятия соответствующих мер, при обнаружении неисправностей, угрожающих безопасности движения поездов.

Во вторую группу входят средства контроля, которые позволяют оценить фактическое состояние элементов подвижного состава прибывающего на ПТО вагонов или депо, а информация, полученная от этих приборов, является диагностической и используется в процессе технического обслуживания и ремонта. Системы контроля, входящие в эту группу, располагают на ближних подходах к пунктам технического обслуживания вагонов ПТО вагонов, станционных или деповских путях. В этом случае решается задача создания «робота-осмотрщика» и автоматизируются функции, связанные с осмотром или измерением параметров деталей и узлов подвижного состава. По данным зарубежных и отечественных специалистов к этой группе можно отнести следующие системы контроля, имеющие наибольшее практическое значение:

детекторы обнаружения дефектов колес по кругу катания (ползуны, неравномерный прокат и т.д.);

приборы контроля профиля колеса;

аппаратура контроля состояния гребня колеса;

системы контроля тележек вагонов ;

системы обнаружения дефектов автосцепки;

системы измерения массы и неравномерной загрузки вагонов;

аппаратура контроля состояния тормозной магистрали;

и другие.

В соответствии с приведенной классификацией, системы контроля, входящие в разные группы, решают свои специфические задачи. Однако, объединение информации, получаемой от различных устройств контроля, в общую информационную сеть, позволит отслеживать, при движении поезда, как динамику нагрева буксовых узлов, так и тенденции изменения технического состояния отдельных деталей и узлов подвижного состава, прибывающего на ПТО. Создание единой базы данных и общей информационной сети позволяет получать информацию о параметрах технического состояния узлов и деталей контролируемого подвижного состава от устройств контроля, расположенных в любой точке контролируемого направления участка железной дороги.

При этом каждая система контроля должна передавать свою информацию в общий межсетевой интерфейс в едином формате сообщения. В этих условиях отдельные системы контроля объединяются не базовой аппаратурой, например ДИСК-2Б, а информационно, при соблюдении стандартного стыка и единого протокола сообщения. При выполнении этих условий комплекс устройств контроля открыт для расширения приборами любых разработчиков и изготовителей.

В едином информационном пространстве появляется возможность не только выявлять дефекты деталей и узлов подвижного состава, но и прогнозировать изменение их состояния во времени на этой основе разрабатывать политику технического обслуживания и ремонта. Для этого в базе данных следует иметь информацию, например, об отдельных вагонах и их конструктивных элементах, накопленную при прохождении через несколько пунктов контроля.

Кроме того, при использовании единого информационного поля нет необходимости объединять устройства контроля территориально в одном пункте.

Требование безусловного обеспечения безопасности движения поездов привело к тому, что наибольшее развитие получили системы контроля, входящие в первую группу и особенно это относится к детекторам перегретых букс. Отечественные системы обнаружения перегретых букс ПОНАБ-3, ДИСК-Б, ДИСК2-БТ и КТСМ-01. Основные характеристики приборов семейства ДИСК достаточно хорошо известны за исключением ДИСК2, поэтому ниже будут рассмотрены особенности комплексов КТСМ.

1.2 Существующие устройства контроля буксовых узлов

Массовое распространение комплексов технических средств для модернизации аппаратуры ПОНАБ-3 (КТСМ -01) на сети дорог началось 1999 году, и было обусловлено тем, что для обнаружения перегретых букс использовались устаревшие морально и физически приборы типа ПОНАБ-3 и ДИСК-Б. В этих условиях, применение КТСМ-01 было целесообразно, т.к. позволяло при минимальных затратах получить современную аппаратуру контроля.

При модернизации сохраняются напольное и силовое оборудование, а вместо станционного - устанавливается АРМ линейного поста контроля. Используемый в комплекте станционного оборудования концентратор информации КИ-6М является узлом системы передачи данных СПД, следовательно, без дополнительных устройств, линейный пункт контроля непосредственно подключается к системе централизации. К одному АРМ линейного пункта контроля одновременно могут быть подключены до четырех перегонных комплектов КТСМ-01Д.

Наряду с массовой модернизацией ПОНАБ-3 все более остро вставала проблема «старения» аппаратуры ДИСК-Б, поэтому в 2001 г. был освоен выпуск более совершенной аппаратуры - КТСМ-01Д. Комплекс КТСМ-01Д обеспечивает возможность модернизации аппаратуры ПОНАБ-3, так и ДИСК-Б.

Состав комплекса КТСМ-01Д :

- контроллер периферийный ПК-02ПД, представляет собой устройство с микропроцессорным управлением и является основным устройством комплекса, которое обеспечивает электрическое согласование с напольным, силовым оборудованием аппаратуры ДИСК-Б и кроме того, выполняет все «интеллектуальные» функции по обработке сигналов.

- технологический пульт ПТ-03, предназначенный для диалогового тестирования и настройки комплекса и напольного оборудования обслуживающим персоналом в процессе технического обслуживания, использование технологического пульта позволяет практически отказаться от применения контрольно-измерительных приборов и значительно упростить проведение регламентных работ по обслуживанию перегонного оборудования

- датчик температуры наружного воздуха;

- комплект ЗИП;

- комплект эксплуатационных документов.

Основные технические характеристики КТСМ-01Д;

КТСМ-01Д обеспечивает

- выявление перегретых букс с температурой шеек осей выше 70 0С, не менее - 90%;

- выявление перегретых букс с температурой шеек осей выше 140 0С, не менее - 95%.

- обнаружение заклиненных колес;

- диапазон скоростей движения поездов по участку контроля от 5 км/час до 200 км/час.

- общее количество вагонов в контролируемом поезде - до 200.

- количество осей в вагоне - до 32.

- количество уровней квантования теплового сигнала - 70.

- передача (прием) информации осуществляется методом частотной манипуляции со скоростью 1200 бит/с по двухпроводной физической линии связи длиной до 40 км или выделенному каналу тональной частоты с 4-х или 2-х проводным окончанием.

В КТСМ-01Д обнаружение перегретой буксы производится, как по величине теплового уровня относительно температуры боковины тележки, так и по дополнительному признаку в виде отношения величины теплового уровня корпуса буксы к среднему значению тепловых уровней от остальных букс вагона для каждой стороны вагона.

Наличие в КТСМ-01Д современного интерфейса RS 485 обеспечивает возможность функционального расширения аппаратуры за счет наращивания до 12 дополнительных подсистем контроля.

В настоящее время реализована функция обнаружения волочащихся деталей с использованием датчиков УКСПС.

Дополнительно КТСМ-01Д осуществляет:

- определение нагрева шкивов в пассажирских вагонах

- определение среднего теплового уровня на каждую сторону поезда с целью контроля работы тепловых трактов

- восстановление счетчика вагонов в случае сбоя по одному из датчиков счета осей

- контроль состояния каждого из датчиков счета;

- определение типа подвижной единицы (локомотив, включая ВЛ 15, ВЛ 85; пассажирский вагон, грузовой вагон)

- определение максимальной и минимальной скорости прохода контролируемого поезда

- определение скорости каждого вагона на контрольном участке;

- подсчет общего количества осей в поезде

- автоматическую и дистанционную диагностику работы всех составных частей комплекса и напольного оборудования

- контроль момента открытия/закрытия заслонок;

- контроль температуры наружного воздуха

-накопление и хранение информации о проконтролированных поездах при отказе канала связи с дальнейшей передачей накопленной информации после восстановления;

-подключение системы контроля нижнего габарита «волочения» деталей;

-подключение системы охранной (пожарной) сигнализации;

-контроль фидеров питания;

- подключение системы идентификации подвижного состава.

Наличие функций автодиагностики и дистанционной диагностики основных узлов комплекса КТСМ-01Д и напольных камер, позволило существенно сократить эксплуатационные расходы. При этом, определить работоспособность аппаратуры любого линейного пункта можно дистанционно, как с центрального поста, так и с других линейных пунктов. В этих условиях, присутствие электромеханика сведено до минимума- выполнения регламентов и устранения неисправностей, что имеет большое значение в условиях повсеместного сокращения штатов, обслуживающих аппаратуру.

Как показал опыт внедрения на Свердловской и Октябрьской ж.д., комплексы КТСМ-01Д могут быть эффективно использованы для оборудования новых пунктов контроля совместно с напольным и силовым оборудованием ДИСК-Б.

Комплекс технических средств многофункциональный КТСМ-02:

КТСМ-02 является логическим продолжением развития приборов семейства «КТСМ» и представляет собой систему автоматического контроля, которая может включать одну или несколько подсистем обнаружения дефектов узлов и деталей подвижного состава (букс, колес, тормозов, габарита и т.д.).

Основное назначение комплекса КТСМ-02 заключается в контроле дислокации подвижного состава на участке контроля с целью привязки сигналов к конкретным осям, подвижным единицам и контролируемым поездам, а также координации работы подключенных к нему подсистем и обеспечении информационного взаимодействия через систему централизации.

Достоинством данной системы является возможность ее расширения, так как подсистемы контроля состояния отдельных узлов и деталей подвижного состава объединены информационно, имеют общий сетевой интерфейс, стандартные стыки и единый протокол сообщений.

1.3 Существующий отметчик вагонов

Субблок отметчика вагонов (ОВ) осуществляет фиксацию прохода последней оси физической единицы подвижного состава над первым и последним датчиком прохода осей.

Субблок ОВ состоит из реверсивного счетчика набегающих осей, реверсивного счетчика базы вагона, и реверсивного счетчика сбегающих осей.

Реверсивный счетчик набегающих (сбегающих) осей выполняет подсчет в сторону увеличения количества осей первой половины вагона, проходящих над первым (последним) датчиком. После прохода половины вагона счетчик меняет знак на вычитание и в момент появления последней оси вагона над первым (последним) датчиком счетчик обнуляется, вырабатывая отметку прохода вагона.

Реверсивный счетчик базы осуществляет подсчет количества осей, находящихся в данный момент между первой и последней педалью. В момент обнуления, то есть прохода половины вагона, счетчик формирует сигнал, переключающий счетчик набегающих и сбегающих осей в режим вычитания.

1.4 Постановка задачи

Существующий отметчик вагонов имеет существенный недостаток - при проходе локомотивов типа ВЛ-15, ВЛ-85, которые имеют по три двухосные тележки в секции, отметчик формирует три отметки подвижной единицы на две секции локомотива. Это приводит к неправильному указанию номера вагона, что может привести к пропуску аварийных букс. Необходимо разработать устройство, исключающее ошибку в счете вагонов при проходе локомотивов данного типа.

2. Разработка схемы исключения ошибки в счете вагонов

2.1 Принцип распознавания локомотивов ВЛ-15, ВЛ-85.

Распознать электровозы ВЛ-15, ВЛ-85 можно по расстоянию между осями в тележке и расстоянию между осями соседних тележек. Используем коэффициент, равный отношению расстояний, тогда измерять можно время между проходом осей, и результаты измерений не будут зависеть от скорости:

К=а/в=s1/s2=vt1/vt2=t1/t2

Для электровозов ВЛ-15, ВЛ-85 коэффициент К=а/в=2900/3865=0,75 (Рис. 2)

Рис. 2 Ходовая часть электровозов ВЛ-15, ВЛ-85 (одна секция)

Сравним значение коэффициента К локомотивов ВЛ-15/85 со значением К для других типов локомотивов.

Рис. 3 Ходовая часть локомотивов с 2-осными тележками



Рис. 4 Ходовая часть локомотивов с 3-осными тележками

Размеры ходовой части и значение коэффициента К приведены в таблицах 1 и 2.

Табл. 1 Размеры ходовой части и значения коэффициента К для тепловозов

Тип тепловоза	Число осей в тележке	а,мм	в,мм	К
ТЭ2	2	2250	3950	0,57
ТЭ3	3	2100	2100	1
ТЭ10	3	2100	2100	1
ТЭП10	3	2100	2100	1
2ТЭ10В	3	1850	1850	1
2ТЭ10Л	3	1850	1850	1
2ТЭ10М	3	1850	1850	1
2ТЭ116	3	1850	1850	1
ТЭП60	3	2400	2200	1,09
ТЭП70	3	2300	2000	1,15
М62	3	2100	2100	1
2М62	3	2100	2100	1
ДМ62	3	1850	1850	1

Табл. 2 Размеры ходовой части и значения коэффициента К для электровозов

Тип электровоза	Число осей в тележке	а,мм	в,мм	К
ЧС1	2	3300	4870	0,678
ЧС2	3	2400	2200	1,09
ЧС4Т	3	2300	2300	1
ЧС7	2	3200	4700	0,681
ЧС200	2	3200	4800	0,667
ВЛ8	2	3200	3800	0,842
ВЛ10	2	3000	4500	0,667
ВЛ22, ВЛ22М	3	2100	2100	1
ВЛ23	3	2200	2200	1
ВЛ60	3	2300	2300	1
ВЛ61	3	2100	2100	1
ВЛ80	2	3000	4500	0,667
ВЛ84	2	2850	4300	0,663

Сравним значение коэффициента К локомотивов ВЛ-15/85 со значением К для вагонов.

Для 8-осных вагонов коэффициент К=а/в=1850/1350=1,37 (Рис. 5)

Рис. 5 Ходовая часть 8-осных вагонов (одна тележка)

Для 6-осных вагонов коэффициент К=а/в=1 (Рис. 6, табл. 3)

Рис. 6 Ходовая часть 6-осных вагонов (одна тележка)

Таблица 3 Размеры ходовой части 6-осных вагонов и значение коэффициента К

Тип тележки	а=в, мм	к
18-102	1750	1
18-522	1700	1
УВЗ-10М	1515	1

Для различных типов 4-осных вагонов с тележками типов 18-100, 18-131, 18-477 (Рис. 7) значения коэффициента К приведены в таблице 4.

Рис. 7 Ходовая часть 4-осных вагонов

Таблица 4 Размеры ходовой части 4-осных вагонов и значение коэффициента К

а, мм	в, мм	к	а, мм	в, мм	к
1850	4020	0,46	1850	8650	0,214
1850	4650	0,398	1850	8920	0,207
1850	5150	0,359	1850	9650	0,192
1850	5270	0,351	1850	9750	0,19
1850	5350	0,346	1850	9870	0,187
1850	5650	0,327	1850	10390	0,178
1850	5850	0,316	1850	11430	0,162
1850	5930	0,312	1850	11500	0,1609
1850	5950	0,311	1850	11520	0,1606
1850	5990	0,309	1850	11750	0,157
1850	6020	0,307	1850	11930	0,155
1850	6150	0,301	1850	12050	0,154
1850	6550	0,282	1850	12550	0,147
1850	6800	0,272	1850	12870	0,144
1850	6820	0,271	1850	13840	0,134
1850	7130	0,259	1850	14650	0,1263
1850	7230	0,256	1850	14700	0,1259
1850	7450	0,248	1850	15150	0,122
1850	7500	0,247	1850	15900	0,1164
1850	7870	0,235	1850	15990	0,1157
1850	7980	0,232	1850	16650	0,111
1850	8150	0,227	1850	17150	0,108
1850	8450	0,219

Из приведенных выше данных, содержащих размеры ходовой части для 13типов магистральных тепловозов, 14 типов магистральных электровозов, 45 типов 4-осных вагонов, а также 6-, и 8-осных вагонов можно сделать вывод, что коэффициент К=0,75 для электровозов ВЛ-15, ВЛ-85 не совпадает с коэффициентами для других магистральных локомотивов и вагонов. Таким образом, для распознавания электровозов типа ВЛ-15/85 может быть использован коэффициент К=а/в.

2.2 Схема исключения ошибки в счете вагонов

Один из вариантов решения проблемы - дополнение схемы отметчика вагонов микроконтроллером, работающим по следующему алгоритму (рис. 8).

Рис 8 Алгоритм работы микроконтроллера

Сигналы на схему поступают от педали П1. Производится измерение времени между 1-м и 2-м импульсом, и между 2-м и 3-м (т.е. время между проследованием 1-й и 2-й и 2-й и 3-й осью), после чего измерители блокируются и не реагируют на сигналы с педали П1. Затем рассчитывается коэффициент к=t1/t2. Полученное значение сравнивается со значением для локомотивов ВЛ-15/85 К=0,75. Если значения равны, т.е. это локомотив указанной серии, то счетчик до 6 не блокируется, переключаются источники отметки подвижной единицы со стандартного отметчика вагонов на доработанный, и когда счетчик досчитает до 6, будет сформирована отметка секции локомотива; этот же сигнал снимает блокировку с измерителей времени t1, t2, и с задержкой переключает источник отметки подвижной единицы обратно на стандартный. Задержка нужна, чтобы переключение источников на стандартный произошло после того, как сигнал «отметка секции локомотива» будет воспринят на выходе схемы.

Если же значение К не равно 0,75, т.е. это не локомотив ВЛ-15/85, то счетчик будет заблокирован, переключение источников не произойдет. Сигнал «отметка подвижной единицы» от стандартного ОВ снимет блокировку с счетчика и с измерителей времени.

вагонный букс локомотив

Заключение

В данной контрольной работе разработана схема исключения ошибки в счете вагонов при проходе локомотивов ВЛ-15, ВЛ-85, имеющих по три двухосные тележки на секцию. Предложена схема с использованием микроконтроллера. Для распознавания локомотивов указанного типа используется коэффициент, учитывающий расстояния между осями в тележке и между осями в соседних тележках, так как данный коэффициент у локомотивов ВЛ-15/85 не совпадает с аналогичными коэффициентами у других локомотивов и вагонов, находящихся в обращении на Российских железных дорогах.

Список литературы

1. С.Н. Лозинский, А.Г. Алексеев, П.Н.Карпенко, «Аппаратура автоматического обнаружения перегретых букс» М.,Транспорт.1978

2. В.И. Сороко, В.А. Милюков “Аппаратура железнодорожной автоматики и телемеханики” Москва, Планета. 2000

3. Е.Е. Трестман, С.Н. Лозинский, В.Л. Образцов “ Автоматизация контроля буксовых узлов в поездах” . М.,Транспорт.1983

4. Справочник «Вагоны колеи 1520мм»

5. Справочник по тяговому подвижному составу

Размещено на Allbest.ru

...