1.2.1. Система автоматического контроля
Система автоматического контроля (САК) предназначена для получения количественной информации о различных физических величинах (параметров) по которым оценивается технологический режим работы объекта автоматизации. Всякая САК состоит из элементов, узлов и устройств, выполняющих различные функции. Схематично САК может быть представлена структурой, приведенной на рис. 1.1
Датчик (Д) измеряет значение контролируемого параметра объекта (ОБ) контроля и преобразует его в сигнал, удобный для усиления и передачи. Для технологических измерений в основном используются датчики преобразующие неэлектрическую величину в электрический сигнал
Усилитель (У) – устройство усиливающее слабый сигнал, поступающий от датчика, до уровня достаточного для воздействия на исполнительный элемент.
Измерительное устройство (ИУ) – устройство, посредством которого фиксируется результат измерения.
ИУ
Рис.1.1. Функциональная схема системы автоматического контроля
В зависимости от вида измерительного устройства автоматический контроль подразделяют на две основные группы:
— с автоматическим отображением значений контролируемых параметров, имеющих в своем составе отсчетное устройство (ОУ) в виде стрелочного или цифрового прибора;
— с автоматической регистрацией значений контролируемого параметра на регистрирующее устройство (РУ), представляющее собой самописец, магнитный диск и т.д.
Система автоматического контроля также может объединить эти две функции, т.е. отображать и одновременно регистрировать текущие параметры технологического процесса.
1.2.2. Система автоматической сигнализации
Система автоматической сигнализации (САС) оповещает обслуживающий персонал с помощью световых и звуковых сигналов о том, что контролируемые параметры достигли характерных или предельных, опасных для установки значений. Структура САС приведена на рис.1.2.
Р ЭС x у
НА
Рис.1.2 Функциональная схема системы автоматической сигнализации
Данная система может быть выполнена как в автономном варианте так и совмещенном.
Автоматическая САС в автономном варианте характеризуется тем, что имеет собственные устройства, такие как измерительный (датчик Д ), задатчик З, элемент сравнения ЭС, усилитель релейный УР, сигнальное устройство ( лампочка HL и зуммер НА ).
В совмещенной САС информационный сигнал формируется от устройств , входящих в состав других автоматических систем , таких как САК , САЗ или АСР .
Пояснение. Сигнализаторы, как правило, выполнятся на базе релейных элементов с электрическим выходом .
Система автоматической сигнализации, так же как и система автоматического контроля, не влияют на ход протекания технологического процесс в объекте ОБ, а только информируют оператора о его состоянии для принятия им решения .
1.2.3. Система автоматической защиты
Система автоматической защиты (САЗ) предназначена для своевременного отключения энергетической установки или отдельных ее устройств при достижении каким-либо контролируемым параметром предельно допустимой величины , способной вызвать аварийную ситуацию .
Функциональная схема САЗ приведена на рис.1.3. Система включает в себя защитное устройство (сигнализатор),исполнительный орган ПО с деблокирующим элементом ДЭ и объектов защиты ОБ
Системы автоматической защиты подразделяются на системы однократного действия с разовым деблокированием и повторного действия
В системах однократного действия исполнительный орган ИО после срабатывания защиты автоматически удерживается в отключенном состоянии не зависимо от последующего состояния контролируемого параметра у. Для возврата системы защиты в рабочее положение оператор вручную воздействует на деблокирующий элемент.
В системе повторного действия исполнительный орган ИО не имеет удерживающего элемента ДЭ, что исключает использование деблокирующего элемента ДЭ. Система самостоятельно возвращается в рабочее состояние после возвращения контролируемого параметра в допустимые (заданные ) пределы .
Системы автоматического контроля выбросов и сбросов
Выбросы и сбросы загрязняющих веществ, образуемые в результате деятельности предприятий подлежат непрерывному мониторингу. Это подразумевает автоматические измерения и учет показателей выбросов и сбросов, фиксацию и передачу информации об их показателях в госреестр объектов негативного воздействия на окружающую среду. Согласно изменениям, внесенным в Федеральный закон «Об охране окружающей среды» от 10.01.2002 № 7, законами от 21.07.2014 № 219 и от 29.07.2018 № 252, данные измерения осуществляются с помощью систем автоматического контроля. Заказать проектную документацию
Требования законодательства
- Программное обеспечение;
- Технические устройства лица, эксплуатирующего объект ОНВ;
- А также программные средства реестра данных об объектах ОНВ.
Программные средства собственника должны передавать информацию от средств измерений в реестр и сохранять эту информацию в течение не менее 1 года. Программные средства реестра, то есть государственные, принимают данные от автоматической системы контроля выбросов и сбросов, учитывают их и хранят в течение не менее 7 лет.
Перечень источников и веществ, подлежащих контролю
Перечень включен в Постановление Правительства РФ от 13 марта 2019 г. № 262. Необходимость создания появляется, когда стационарные источники выбросов на объекте ОНВ соответствуют критериям:
- Оборудование, от которого идут выбросы, входит в список из 23 пунктов различных технических устройств, определённый Распоряжением Правительства от 13.03.2019 № 428;
- Выбросы от этих источников превышают лимиты, указанные для ключевых веществ в кг/час в пункте 8 Постановления № 262. Среди этих веществ – взвешенные вещества, оксиды азота, оксид углерода, фтористый и хлористый водород, сероводород и аммиак;
- Для измерения указанных веществ в условиях конкретных источников выброса существуют соответствующие методы и средства.
Условия необходимости создания системы автоматического контроля сбросов для стационарных источников:
- Сбросы идут от технических устройств, входящих в перечень Распоряжения от № 428;
- Объем сброса источника, который нужно контролировать, составляет от 15% от общего объёма сброса воды от объекта ОНВ;
- Наличие средств и методов измерения (так же как и с выбросами).
Правила создания и эксплуатации систем автоматического контроля выбросов и сбросов
Правила также установлены Постановлением № 262. Согласно правилам, она может создаваться как единая, так и отдельно по выбросам, отдельно по сбросам.
Задачи автоматических систем контроля:
- Оснащение источников выброса и сброса автоматическими средствами измерения и учета показателей, средствами фиксации и передачи информации в реестр объектов ОНВ;
- Получение достоверной информации о загрязнениях;
- Передача в реестр полученных данных;
- Повышение оперативности регулирования технологических процессов, чтобы снижать выбросы и сбросы;
- Государственный экологический надзор за выполнением условий КЭР.
В Постановлении определены этапы создания системы автоматического контроля выбросов и сбросов:
- Определить, какие источники будут контролироваться, удостовериться, что технически это возможно, выбрать контролируемые параметры, методики, средства контроля, места их установки;
- Разработать и утвердить программу создания системы;
- Спроектировать указанную систему (утвердить место монтажа на технологической установке, на газоходах труб для выбросов или на последнем участке трубы перед сбросом воды в водный объект для сбросов сточных вод);
- Поставка и монтаж оборудования в соответствии с проектной и технической документацией;
- Приемка в присутствии представителей Росприроднадзора, пломбирование и эксплуатация.
Показатели, информация о которых поставляется в реестр, в плане выбросов в атмосферу:
- Концентрация веществ;
- Объемный расход газов;
- Давление;
- Температура;
- Содержание кислорода;
- Влажность газов.
Показатели, которые должны фиксировать автоматические системы контроля сбросов:
- Объемный расход воды;
- Температура;
- Водородный показатель;
- ХПК по ряду веществ в сточных водах (список приведен в пп. 13, 14 Постановления № 262).
Проектировать автоматические системы контроля выбросов и сбросов нужно в соответствии с рекомендациями справочника ИТС 22.1-2016 «Общие принципы производственного экологического контроля и его метрологического обеспечения». Система автоматического контроля, как и любая другая, нуждается в техническом обслуживании, поверке и ремонте. Для этого проводится распломбирование. Общая длительность всех работ должна быть не более 28 дней в году. В ином случае нужно уведомить Росприроднадзор.
Система должна быть спроектирована таким образом, чтобы при остановке автоматической системы контроля в ней сохранялась информация о времени и дате остановки и старте.
Штрафы за отсутствие систем автоматического контроля выбросов и сбросов
Ответственность за какие-либо нарушения законодательства в сфере систем автоматического контроля выбросов и сбросов ранее отсутствовала. Наконец, в декабре 2021 года ФЗ № 427 ввел отдельную статью 8.51 в КоАП РФ.
Если на объекте I категории, на котором нужно по закону установить автоматическую систему контроля выбросов и сбросов, она не создана (или создана слишком поздно), то юрлицу или ИП грозит штраф до 200 000 руб.
Если же система создана вовремя, но при этом нарушены требования к таким системам, утверждённые Постановлением Правительства РФ от 13.03.2019 № 263, то организация получит штраф до 100 000 руб. и до 200 000 руб. при повторном нарушении.
Заказать экологическую документацию по выбросам и сбросам можно у специалистов компании ЭкоПромЦентр. В штате трудятся экологи с более чем 10-летним опытом работ с небольшими и крупными предприятиями.
Получите бесплатную консультацию по телефону +7 (812) 425-61-45, или в один клик!
В автоматических системах контроля и измерения используют
Весьма важно увязать систему автоматизированного контроля (САК) с основными элементами технологической системы, что позволяет ставить вопрос о разработке технологического процесса измерений, сопровождающего процесс изготовления деталей (рис. 3.35). Непосредственно на участке механической обработки осуществляют контроль трех видов: установки заготовки в приспособление; изделия непосредственно на станке; выходной контроль. Контроль установки детали в приспособление можно осуществлять на конвейере перед станком или на станке непосредственно перед обработкой.
первом случае можно использовать дат
чики положения, расположенные на конвейере, или специальные измерительные установки с роботами. Бесконтактные датчики положения регистрируют отклонение действительного положения измеряемой поверхности от запрограммированного или разность условной базы и измеряемой поверхности (датчики касания).
Измерительные устройства, устанавливаемые на стойках у конвейеров, позволяют контролировать не только положение заготовки в приспособлении до обработки на станке, но и параметры детали после обработки при перемещении ее в приспособлении на другую позицию.
Вопрос 3. Структура системы автоматического контроля многих точек, назначение отдельных частей структуры
Система автоматического контроля (САК) предназначена для автоматического контроля различных физических величин (параметров), сведения о которых необходимы при управлении объектом. Всякая система состоит из элементов, узлов и устройств, выполняющих ту или иную функцию; следовательно, систему автоматического контроля можно представить схематически.
Датчик (Д) измеряет значение контролируемого параметра объекта (О) и преобразует его в сигнал, удобный для усиления и передачи.Наибольшее применение находят датчики, преодразующие неэлектрическую величину в электрическую.
Усилитель (У) – устройство, усиливающее слабый сигнал, поступающий от датчика, так, что он становится достаточным для воздействия на исполнительный элемент.
Исполнительный элемент (ИЭ) – устройство, посредством которого выполняются заключительные операции.
Сигнализирующее устройство (СУ) – это автоматическая сигнализация характерных или предельных значений параметров (лампочки, звонок, сирена).
Указывающий прибор (ПУ) – автоматическое указание значений контролируемых параметров, может быть стрелочным, цифровым.
Регестрирующее устройство (РУ) – автоматическая регестрация значений контролируемого параметра, это самописец.
Прибор сортирующий (ПУ) – автоматическая сортировка различных изделий в зависимости от заданных значений контролируемых параметров.
Контроль линейных размеров деталей.
Расмотрим устройства для измерения наружных диаетров.Конусный калибр (а), однопридельная (б) или двухпредельная скоба (в) при своихперемещениях нажимают на соответствующие чувствительные элементы датчиков, чтобы подать команду на прибор, для сортировки или регулировки работы станка и на приборы для визуального наблюдения. Измерение размера детали от плоскости и при установки детали в призму характерно перемещением штока. Перемещение штока очень мало и точность измерительного устройства очень высокая.
Если надо измерить изделие в процессе перемещения, то можно применять схемы ж, з, и.В схеме ж изделие 1 прижимается к плоскому установочному элементу 7 толкателем 2 и губкой 5 с помощью пружины 6. Непараллельность сторон губки 5 до 0,4 мкм, что обеспечивает высокую точность показания прибора при перемещении штока 4. Толкатель 2 связан с губкой 5 шарниром 3. В схеме з размер диаметра измеряется губками-ножницами. В схеме и предельный размер детали определяют по величине отклонения штока.
Устройства предназначенные для измерения отвертий, могут работать по схемам:
При контроле однопредельной и двухпредельной пробками (а и б) перемещение их в отверстие приводит к замыканию контактов для подачи сигналов на сортирующее устройство или в систему управления станком и прибор для визуального наблюдения . Аналогично измеряют конические пробки.
Очень удобно контролировать размер малых отверстий пневмодатчиками. Измерительное сопло подводится непосредственно к торцу отверстия так, чтобы контролируемое отверстие явилось продолжением отверстия сопла (г).Получившиеся изменение сечения отверстия сопла приводит к изменению давления в измерительной камере датчика. Датчик градуируется по эталонным отверстиям.
Автоматический контроль формы деталей.
Для контроля отклонений в поперечном сечении детали целендрической формы устанавливают деталь 1 контролируемой поверхностью в призму (а) и к проверяемой поверхности детали подводится шток амплитудного датчика. После этого деталь вращают в призме на 180 -200 градусов. Если колебания формы привысят допускаемую величину , то замкнутся один и затем другой контакты датчика.
При контроле отклонения формы поверхности (биения) относительно оси деталь 1 устанавливают в центрах 4 на измерительную базу, а к целендрической поверхности подводится оправка с 2 амплитудным датчикам или индекатором 3 (б).При повороте детали на 180-200 градусов измерительный шток или стрелка индекаторо будет отклонятся в одну и другую сторону, так как биение характерезуется изменением размера радиуса окружности в сечении, перпендикулярном оси детали.
Для контроля отклонений от заданной формы могут быть использованы и пневматические датчики, контролирующие растояние между двумя отверстиями (в), размеры между торцем и буртиком (г) и др.
Для ускорения действия пневматических контрольных устройств используют промежуточнае звенья. На рис. Показана схема такого звена с двумя сильфонами. В сильфон 6 подаётся воздух постоянного давления, в сильфон 1 – воздух из рабочей камеры датчика. Давление воздуха в каждом сильфоне приводит его к сжатию или растяжению. В зависимости от разности давления в этих сильфонах перемещается связанная с ними каретка 14. При этом поворачивается рычаг 13 и замыкаются контакты 8 и 16, настраеваемые на предельные размры измеряемой поверхности детали.
Чтобы контролировать отклонения от геометрической формы, на каретку 14 устанавливают плавающий штифт 3, который замкнёт последовательно контакты 2 и 5, если отклонения привысят допуск. Упор 4 на каретки служит для ограничения перемещения самой каретки. Визуальное наблюдение размеров можно осуществлять по отсчётному устройству в виде рычага 12 с зубчатым сектаром, зацепляющимся с колесом 11, на оси которого стрелка 10. Мёртвый ход механизма выбирают с помощью волоска 9. По эталонам прибор настраивают винтами 7 и 15,регулирующими положение каретки 14.
Для автоматизированного контроля линейных размеров партии деталей разработана структурная схема контроля, которая включает модуль автоматизированной подачи изделия в зону контроля, измерительный модуль, а также систему синхронизации работы установки. Данная схема контроля реализована в макете лабораторной установки, представленной на рис. 1.
Рис. Автоматизированная система контроля линейных размеров партии деталей
Макет содержит управляемую шаговым двигателем револьверную головку 1, на которой закрепляется партия однотипных контролируемых деталей 2 (50 деталей). Детали подсвечиваются осветителем 4. Регистрация теневого изображения осуществляется микроскопом 6, который состоит из микро объектива 5, окулярной цифровой камеры 7. Сигнал с камеры поступает в компьютер 7. Виртуальные приборы на компьютере 8 управляют поворотом револьверной головки, обработкой видеосигнала и измерением линейных размеров деталей.
В качестве образцов использовалась партия цилиндрических изделий (рис. 1, поз. 2) 3.35 мм, а также нарезка из низкокачественной необработанной проволоки диаметром 1 – 2 мм. Калибровка измерительной схемы проводилась в программе Webbers ScopePhoto по объект микрометру 1 мм – 0.01 мм (ГОСТ 7513-55).
Измерения на микроскопе OptiTech с объективом OptiTec 4X со стандартной длиной тубуса (190 мм) показали, что в первом случае диаметр был равен 523±2 пкс, во втором – 1233.29±2 пкс. Таким образом, в первом случае измеряемый размер равен 1.210 мм, а во втором – 1.203 мм. Динамический диапазон измерения и абсолютная погрешность для первого сенсора будет составлять 2.9±0.005 мм, для второго – 3.1±0.003 мм соответственно.
Вопрос 4. Автоматическая сигнализация, указание значений контролируемых параметров,
регистрация значений, сортировка изделий
Автоматическая сигнализирующая система используется для оповещения обслуживающего персонала о возникших отклонениях в контролируемом объекте путем подачи звуковых или световых сигналов. Системы автоматической сигнализации в зависимости от их назначения подразделяются на контрольные и предупредительные.
Предупредительная сигнализация извещает обслуживающий персонал о различных режимах работы оборудования или о непредвиденном его выключении, вызванном неисправностью или внешними причинами. Получаемая обслуживающим персоналом информация может быть как звуковой, так и световой.
Для подачи звуковых сигналов используются сирены, звонки, гудки, зуммеры и магнитофоны с предварительно записанными сообщениями. Громкость и частота звукового сигнала должны обеспечивать его хорошую слышимость на фоне производственных шумов (уровень сигнала должен быть выше на 10 дБ общего шума). Повышенной надежностью обладают модулированные (по высоте) и прерывающиеся во времени звуки.
В качестве визуальных сигнализаторов используются световые приборы: фонари, прожекторы, табло, транспаранты с надписью, указывающие характер событий, электромеханические реле с сигнальными флажками.
Отдельные сигнализаторы могут объединяться в комплекс (на пультах управления), дающий изображение текущего состояния контролируемого объекта.
Конструкция и параметры светосигнальных устройств должны обеспечивать надежное фиксирование сигнала глазом человека. Для этого необходимо создавать такую освещенность, при которой начинает восприниматься цвет сигнала. Сигнальные цвета должны быть контрастными по отношению друг к другу и окружающему фону. В аварийной световой сигнализации предпочтение отдается красному цвету, который лучше всего виден, сквозь пыль и дым. Хорошо воспринимается мигающий свет с частотой мигания не более 10 Гц и продолжительностью не менее 0,05 с.
Для надежного обнаружения светового сигнала сигнализаторы должны располагаться в пределах 30° от нормальной оси зрения оператора. В качестве источников света в сигнализаторах используют лампы накаливания, лампы тлеющего разряда и электролюминесцентные приборы.
Публикации
Затрагивается проблема проведения измерений электрических параметров, в том числе сложных модулированных сигналов в современных технических системах. Описываются современные технические устройства применяемые на железных дорогах Российской Федерации, а также сложности внедрения уже существующих современных решений.
Описывается задача российских железных дорог по замене всех основных измерительных электрических приборов на один универсальный, позволяющий проводить типовые электрические измерения, а также измерение, отображение и анализ модулированных кодированных сигналов, в том числе в силовых цепях, с возможность передачи данных с системы мониторинга. Авторами разработаны подходы к съему данных и анализу, которые позволили разработать универсальный измерительный прибор Эталон-Ш, который удовлетворяет всем требованиям по безопасности к электрическим измерениям в хозяйстве автоматики, данный подход способен обеспечить передачу и дальнейшую обработку измерений по протоколу Bluetooth на мобильное устройство электромеханика. Предложенные технические решения показывают, что прибор может быть применен для измерения и анализа практически любых электрических величин и кодовых сигналов в системах автоматики и не только.
Последние публикации
АВТОМАТИЗАЦИЯ ПРОИЗВОДСТВА И КОНТРОЛЯ ИЗМЕРЕНИЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ УСТРОЙСТВ ЖАТ
АВТОМАТИЗАЦИЯ СИНТЕЗА РАСПИСАНИЙ ГОРОДСКОГО ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ТРАНСПОРТА
АВТОМАТИЗАЦИЯ ПЛАНИРОВАНИЯ ОРГАНИЗАЦИИ ДВИЖЕНИЯ ГОРОДСКОГО ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ТРАНСПОРТА
МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ АПЕРИОДИЧЕСКИХ МАРШРУТНЫХ РАСПИСАНИЙ ГОРОДСКОГО ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ТРАНСПОРТА
Ключевые слова
- #Эталон-Ш
- # железнодорожная автоматики; измерения; автоматизация обслуживания;; программные средства; Bluetooth
- # мобильные средства
Автоматизация производства и контроля измерений электрических параметров устройств ЖАТ
Автоматизация производства и контроля измерений электрических параметров устройств ЖАТ.
Аннотация. Затрагивается проблема проведения измерений электрических параметров, в том числе сложных модулированных сигналов в современных технических системах. Описываются современные технические устройства применяемые на железных дорогах Российской Федерации, а также сложности внедрения уже существующих современных решений.
Описывается задача российских железных дорог по замене всех основных измерительных электрических приборов на один универсальный, позволяющий проводить типовые электрические измерения, а также измерение, отображение и анализ модулированных кодированных сигналов, в том числе в силовых цепях, с возможность передачи данных с системы мониторинга. Авторами разработаны подходы к съему данных и анализу, которые позволили разработать универсальный измерительный прибор Эталон-Ш, который удовлетворяет всем требованиям по безопасности к электрическим измерениям в хозяйстве автоматики, данный подход способен обеспечить передачу и дальнейшую обработку измерений по протоколу Bluetooth на мобильное устройство электромеханика. Предложенные технические решения показывают, что прибор может быть применен для измерения и анализа практически любых электрических величин и кодовых сигналов в системах автоматики и не только.
Ключевые слова: Эталон-Ш, железнодорожная автоматики; измерения; автоматизация обслуживания;; программные средства; Bluetooth, мобильные средства.
Надёжная и безотказная работа устройств автоматики и телемеханики во многом определяет бесперебойное и безопасное движение поездов на железных дорогах.
Оценка работоспособности устройств автоматики, телемеханики во многом определяется качеством измерений, применением прогрессивных методов обслуживания и производится измерением численных значений параметров и режимов работы всех элементов систем. Сравнивая полученные результаты с нормами и техническими условиями, делают выводы о работоспособности элементов и систем. Результаты измерений позволяют выявить отклонения параметров эксплуатируемой аппаратуры от установленных норм и, таким образом, своевременно принять меры для нормального ее функционирования. Таким образом надёжную работу устройств автоматики и телемеханики можно обеспечить периодическими измерениями её параметров, своевременной регулировкой и настройкой, а так же заменой неисправных приборов.
При этом необходимо учесть, что устройства автоматики, телемеханики работают в сложных условиях, при которых необходимо обеспечить безопасность движения поездов. Отсюда возрастает значение измерений параметров рассматриваемых устройств.
- Состояние вопроса
Основной тенденцией в настоящее время является переход на обслуживание устройств по состоянию [1, 2], а не по регламенту для этого разрабатываются специализированные подходы по диагностированию устройств на основе их характеристик в реальном режиме времени. Для этого применяются различные специальные технические средства, позволяющие контролировать устройства в реальном режиме времени [3-7]. Технически невозможно внедрить данных подход на абсолютно всех технических системах из-за технических и экономических причин. Всегда останутся отдельные системы и устройства, которые будет контролировать человек. Но это не значит что нет возможности обеспечить съем и обработку состояния данных устройств автоматизировано, а также производить анализ измеренных значений полностью автоматически, применяя современные интеллектуальные средства [8, 9].
Одними из таких параметров являются различные электрические параметры устройств, ряд из них в настоящий момент могут измеряться и анализироваться автоматически системами непрерывного мониторинга. Но технически невозможно и нецелесообразно оснастить таким контролем все устройства инфраструктуры. Отдельные элементы контролируются обслуживающим персоналом или в рамках графика технического обслуживания или при устранении поломок и аварий.
Задача измерений состоит в определении параметров аппаратуры, установлении их соответствующим нормам и техническим условиям с целью регулировки, настройки или замены отказавших элементов — исправными.
Одним из направлений повышения и поддержания уровня надежности систем железнодорожной автоматики и телемеханики является диагностика и контроль ее текущего состояния. В одном из вопросов контроля и измерения параметров устройств автоматики графиками технического обслуживания, предусмотрено измерение напряжения, тока, сопротивления и частоты переменного и постоянного тока. С учетом разнообразия обслуживаемых систем, в том числе вновь разработанных и внедряемых на станциях и перегонах, становится очевидным резкое возрастание функций измерения данных параметров, требующих использования измерительных технических средств.
В настоящее время обслуживающий персонал выполняет различные виды измерительных работ, предусмотренных графиком технического обслуживания в строгом соответствии с технологическими картами, а также в процессе поиска и устранения неисправностей. Данные задачи требуют серьезного приборного обеспечения. В настоящее время для различных измерений используются около 15 различных приборов.
Резервы повышения качества проверки параметров и производительности труда при использовании существующей технологии измерительных приборов практически исчерпаны, поэтому задача измерения параметров технических средств ЖАТ, решаемых оперативными работниками, не может быть решена без разработки и внедрения системы, новых методов и способов измерения электрических параметров.
К числу первоочередных задач, требующих решения, относятся:
1. Упрощение и автоматизация работ при измерении электрических и временных параметров.
2. Программная обработка результатов проведенных измерений;
3. Автоматизация протоколирования результатов измеряемых параметров и заполнения журналов данными о результатах электрических измерений на устройствах.
4. Систематизация результатов измерений.
5. Автоматическое формирование инцидента в случае выхода измеряемого параметра за пограничные значения.
6. Оперативный доступ к результатам измерений на всех уровнях хозяйства.
7. Передача данных, в виде данных о факте выполненных работ, с мобильного компьютера в информационные отраслевые системы (ЕКАСУИ-Ш).
8. Передача данных с измерительного прибора о результатах выполненных измерений в автоматизированную систему хозяйства АСУ-Ш-2 разработки института «Гипротранссигналсвязь»;
9. Максимальное сокращение используемых штатных измерительных приборов.
10. Обновление измерительных средств и приборов на рабочих местах обслуживающего персонала.
11. Достижение единства измерений, обеспечивающего не только требуемую точность, но и сопоставимость результатов измерений по способам и принципам;
Для решения данных задач было принято решения о разработке единого измерительного устройства в рамках отрасли (Рис. 1). Обеспечение автоматизированной обработки результатов, интеграция с автоматизированные системами отрасли, а также с технической документацией [10-17] и системами моделирования документацией [18-20] позволит значительно сократить время устранения отказов обслуживающим персоналом.
- Особенности сигналов устройств автоматики
В настоящее время в железнодорожной автоматике широко используются специальные сигналы с амплитудной и фазовой модуляцией. Данный вид сигналов применяется в системах контроля рельсов и подвижного состава: сигналы с определенным кодовым пакетам пропускаются через рельсовую линию используются как для контроля состояния рельсовой линии, так для передачи данных на локомотив.
Самый распространенный вариант таких сигналов используется для контроля состоянии рельсовой линии в тональных рельсовых цепях. В настоящее время широко используется амплитудно-модулированные сигналы с частотой от 420 до 780Гц, модулированные частотой 8 или 12Гц.
Самой старой системой является передача данных на локомотив о состоянии занятости впереди стоящих блок участков при помощи передачи простых кодов с помощью импульсов постоянного или переменного тока. Более развитой системой являться передача кодов с помощью амлитудно-модулированных сигналов в виде трех типов импульсов: КЖ, Ж, З. Данные коды соответствуют передаче трех состояний блок-участков: КЖ – впереди стоящий блок участок свободен, Ж – один впереди стоящий блок-участок свободен, З – два и более впереди стоящий блок-участка свободно. Данная система по передаче данных на локомотив называется – автоматическая локомотивная сигнализация (АЛСН) и широко используется на многих железных дорогах в странах бывшего СССР.
С развитием высокоскоростного движения появилась необходимость в передаче на локомотив данных о большем количестве блок-участков, а также дополнительной информации, такой как: максимальная скорость движения, наличие движения по отклонению стрелки, местоположению и многих других. Для данных целей была разработана система Непрерывной локомотивной сигнализации (АЛС-ЕН). С точки зрения передачи данных отличие этой системы в передаче сигналов большей значности и кодирование информации с помощью кода Бауэра. Есть несколько вариантов таблиц кодирования пакетов сообщения, но используется один и тот же принцип фазовой модуляции со сдвигом на 90 градусов. Для передачи данных используется основная частота 175Гц.
Для того чтобы анализировать сигналы, необходимо определить их параметры, которые нормированы и требуют измерений и сравнения с эталонными значениями, для того чтобы обеспечить качество функционирования устройств безопасности движения. Применительно к железным дорогам можно выделить следующие основные параметры: значение несущей частоты, значение модулирующей частоты, временные параметры импульсов для кодовых сигналов, амплитудное значение импульсов или среднеквадратичное значение импульсов для импульсов переменного тока или напряжения. При этом измеряемые параметры должны быть получены с заданной точности и в условиях сильных наводок и помех от тягового тока подвижного состава.
Для измерения данных сигналов требуется разработка специфичных измерительных устройств, а также специального программного обеспечения для анализа сигналов.
- Программное обеспечение
Разработанное программное обеспечение внутри самого Эталон-Ш и программного обеспечения для мобильного рабочего места позволяет выполнять все базовые виды электрических измерений: напряжения, токи, частоты, сопротивление, так и производить анализ всех сигналов в электрических цепях, раскладывать частоты на спектр, выделять отдельные заданные сигналы и декодировать их. Программное обеспечение также можно использовать для получения осциллограмм токов и напряжений, с возможностью сохранения и анализа на мобильном рабочем месте.
Разработанное программное обеспечение позволяет в реальном режиме времени видеть все сигналы в рельсовой цепи (рис. 3), а также производить одновременную обработки и анализ параметров всех кодов в рельсовой цепи за один съем данных, что значительно упрощает процедуру анализа работоспособности устройств автоматики. После измерения одновременно будет показаны величины сигналов тональных сигналов (уровень, несущая и модулирующая частоты), наличие и параметры кодов АЛСН (рис. 4) (Тип КПТ, значение сигнала первого импульса, временные параметры кодов), наличие и параметры сигнала АЛС-ЕН (Рис. 5) (уровень сигнала, код и расшифровка кода). Эталон-Ш позволяет производить измерения всех видов рельсовых цепей массово применяемых в хозяйстве: фазочувствительные, кодовые, тональные (1-4 поколения), рельсовые цепи АБТЦ-МШ, а также измерения параметров АЛСО, АЛСН, АЛС-ЕН. После проведения измерений данные автоматические анализируются на корректность и отсылаются в отраслевые автоматизированные системы по проведению факта технического обслуживания и фиксации результатов измерений.
Разработанный прибор Эталон-Ш является полноценной заменой основных измерительных приборов в хозяйстве автоматики и телемеханики. Эталон-Ш способен производить как измерение единичных основных электрических характеристик аппаратуры, так и за один раз обеспечивать съем информации с рельсовых цепей и ее обработку с автоматической передачей с автоматизированные системы контроля и обработки данных верхнего уровня. Специальное методы и разработанное на их базе программное обеспечение позволило упростить процесс проведения измерения и анализа сложных электрических и временных параметров. Также стоит отметить, что данный подход пригоден для выполнения любых электрических измерений, а разработанное программное обеспечение позволяет показать основные электрические параметры сигналов и кодов в рельсовых цепях, в том числе новых систем. Также прибор можно использовать в качестве мобильного анализатора сигналов, с возможность сохранения осциллограмм токов и напряжений и дальнейшего анализа. Применения программного обеспечения на мобильном рабочем месте также позволяет адаптировать прибор под задачи анализа новой аппаратуры, которая внедряется в хозяйстве автоматики.
- Меньшиков Н.А., Лебедев А.Е., Москвина Е.А., Иванов А.А. Обслуживание устройств жат по состоянию с применением систем диагностики // Автоматика, связь, информатика. 2016. № 9. С. 35-37.
- Седых Д.В. учет работы приборов с помощью АРМ-УРП // Автоматика, связь, информатика. 2007. № 3. С. 7-8.
- Efanov D., Osadtchy G., Sedykh D. Development of Rail Roads Health Monitoring Technology Regarding Stressing of Contact-Wire Catenary System // Proceedings of 2nd International Conference on Industrial Engineering, Applications and Manufacturing (ICIEAM), Chelyabinsk, Russia, 19-20 May, 2016, doi: 10.1109/ICIEAM.2016.7911431
- Efanov D., Osadtchy G., Sedykh D., Pristensky D., Barch D. Monitoring System of Vibration Impacts on the Structure of Overhead Catenary of High-Speed Railway Lines // Proceedings of 14th IEEE East-West Design & Test Symposium (EWDTS`2016), Yerevan, Armenia, October 14-17, 2016, pp. 201-208.
- Efanov D., Pristensky D., Osadchy G., Razvitnov I., Sedykh D., Skurlov P. New Technology in Sphere of Diagnostic Information Transfer within Monitoring System of Transportation and Industry // В сборнике: IEEE East-West Design & Test Symposium (EWDTS 2017) Proceedings. 2017. С. 231-236.
- Efanov D., Sedykh D., Osadchy G., Barch D. Permanent Monitoring of Railway Overhead Catenary Poles Inclination // В сборнике: IEEE East-West Design & Test Symposium (EWDTS 2017) Proceedings. 2017. С. 163-167.
- Efanov D., Osadtchy G., Sedykh D. Protocol of Diagnostic Information Transmission via Radio Channel Concerning Health Monitoring of Infrastructure of Russian Rail Roads // Proceedings of 3ed International Conference on Industrial Engineering, Applications and Manufacturing (ICIEAM), St. Petersburg, Russia, May 16-19, 2017.
- Бочкарев С.В., Лыков А.А., Марков Д.С. Совершенствование методов диагностирования стрелочного переводного устройства // Автоматика на транспорте. 2015. Т. 1. № 1. С. 40-50.
- Blagoveschenskaya E.A., Zuev D.V., Garbaruk V.V., Gerasimenko V.A., Sedykh D.V., Kunets D.S. Application of convolutional neural networks for pattern recognition circuits of railway automatics. Specifics of this application // В сборнике: PROCEEDINGS OF 2017 XX IEEE INTERNATIONAL CONFERENCE ON SOFT COMPUTING AND MEASUREMENTS (SCM) 2017. С. 434-435.
- Василенко М.Н., Денисов Б.П., Булавский П.Е., Седых Д.В. Принципы организации электронного документооборота технической документации // Транспорт Российской Федерации. 2006. № 7 (7). С. 31-35.
- Василенко М.Н., Кудрявцев В.В. Концепция построения единой автоматизированной системы электронного документооборота на устройства СЦБ // Автоматика, связь и информатика. 2002, N 9, с.2-5.
- Булавский П.Е., Марков Д.С. Методика оценки временных характеристик процессов электронного документооборота технической документации // Автоматика на транспорте. – 2016. – Том 2, №1. – С. 81-94.
- Седых Д.В., Зуев Д.В., Гордон М.А. Отраслевой формат технической документации на устройства железнодорожной автоматики и телемеханики. Часть 1: Концепция создания // Автоматика на транспорте. – 2017. – Том 3. – №1. – С. 112-128.
- Седых Д. В., Гордон М. А., Зуев Д. В. Отраслевой формат технической документации на устройства железнодорожной автоматики и телемеханики. 2. Сравнение с форматом RailML® // Автоматика на транспорте. 2017. Т. 3. № 2. С. 270-279.
- Седых Д.В., Зуев Д.В., Гордон М.А. Отраслевой формат технической документации на устройства железнодорожной автоматики и телемеханики. Часть 3. Структура и содержимое // Автоматика на транспорте. 2017. Т. 3. № 3. С. 399-413.
- Седых Д. В., Гордон М. А., Зуев Д. В. Отраслевой формат технической документации на устройства железнодорожной автоматики и телемеханики. 4. Представление элементов // Автоматика на транспорте. 2017. Т. 3. № 4. С. 563-577.
- Седых Д.В. Интеграционные решения на основе отраслевого формата технической документации // Транспорт Урала. 2016. № 4 (51). С. 52–57. DOI: 10.20291/1815-9400-2016-4-52-57.
- Матушев А.А., Седых Д.В., Ушаков И.С. Обобщенная модель принципиальных электрических и монтажных схем // Информационные технологии на транспорте: сборник материалов секции «Информационные технологии на транспорте» Юбилейной XV Санкт-Петербургской международной конференции «Региональная информатика – 2016», Санкт-Петербург, 26-28 октября 2016 г.; под. ред. Вал. В. Сапожникова. – СПб: ФГБОУ ВО ПГУПС, 2016, с. 131-136. ISBN 978-5-7641-0951-0.
- Тележенко Т.А. Применение методов моделирования в системах автоматизированного проектирования // Известия Петербургского университета путей сообщения. – 2006. – №2. – С. 66-72.
- Тележенко Т.А. Автоматизированная система экспертизы схемных решений ЖАТ //Автоматика, связь, информатика. – 2009. – №5. – С. 24-26.
Связаться с нами
Пожалуйста, оставьте свои контактные данные, чтобы мы могли отправить вам самые интересные и актуальные предложения по интересующим вас продуктам