Глава 1 Автоматизация технического диагностирования и

контроля устройств СЦБ на базе измерительно-вычислительных

комплексов

1.1 Существующая технология технического обслуживания,

проблемы контроля и измерения параметров устройств СЦБ

Существующая технология ТО устройств СЦБ базируется на неукоснительном исполнении Инструкции № ЦШ-720 в соответствии с графиками установленной формы, регламентирующими периодичность и виды работ. В основе такой технологии лежит планово-предупредительный метод ТО.

Электромеханик СЦБ в течение смены выполняет различные виды работ, предусмотренных графиком ТО в строгом соответствии с технологическими картами.

В контексте освещаемых в учебнике вопросов контроля и измерения параметров устройств СЦБ графиками ТО предусмотрено:

- наблюдение, запись формы сигналов и измерение их параметров;

- измерение напряжения, тока, сопротивления и частоты переменного тока;

- измерение кодовых и модулированных сигналов;

- измерение сопротивления изоляции электрических цепей;

- измерение временных параметров;

- измерение разности фаз;

- формирование стабилизированного постоянного напряжения или тока и др.;

Учитывая разнообразие обслуживаемых систем, в том числе вновь разработанных и внедряемых на станциях и перегонах микропроцессорных СЖАТ, становится очевидным резкое возрастание функций контроля и измерения параметров, требующих использования современных измерительных технических средств.

Внедрение на полигоне железных дорог ОАО «РЖД» микропроцессорных систем ЭЦ-МПК, РПЦ «ДОН», РПЦ «Диалог-Ц», МПЦ «EbilockДЦ «Сетунь», ДЦ-ЮГ с РКП, АБТЦ, АПК-ДК (ПГУ ПС), АСДК «ГТСС-Сектор», КТСМ-02, ГАЦ-МП, КГМ ПК, ГАЦ-АРС ГТСС и др. потребовало коренного изменения технологии ТО постовых и напольных устройств.

Существующий регламент работ по ТО не позволяет полностью использовать мощные ресурсы перечисленных микропроцессорных СЖАТ.

К числу первоочередных задач, требующих решения, относятся:

- автоматизация диагностирования и контроля устройств СЦБ на станциях и перегонах;

- автоматическое измерение электрических и временных параметров;

- программная обработка диагностической информации и формирование технических диагнозов состояния предотказов и отказов;

- автоматическое протоколирование результатов диагностики и контроля, отклонений измеряемых параметров от нормы;

- централизация и передача результатов диагностирования и мониторинга на уровень ШЧ и дороги (служба Ш, ЕДЦУ, ДДЦ);

- пересмотр графиков и технологических карт ТО устройств СЦБ;

- создание новых учетных форм протоколов автоматизированных измерений параметров обслуживаемых устройств;

- максимальное сокращение используемых штатных измерительных приборов;

- создание структурных подразделений по сервисному и методологическому обслуживанию систем;

- пересмотр и обновление измерительных средств и приборов в РТУ ШЧ и на рабочих местах обслуживающего персонала;

- пересмотр нормалей и регулировочных таблиц для измерения параметров РЦ;

- достижение единства измерений, обеспечивающего не только требуемую точность, но и сопоставимость результатов измерений по способам и принципам.

Последнее требование иллюстрируется следующим примером. При измерении напряжения на входе путевого приемника ТРЦ прибором Ц 4380 и мультиметром В7-63 полученные результаты отличаются. Прибор Ц4380 занижает показания на 30 %, несмотря на то, что он сертифицирован для измерений синусоидальных сигналов. Однако сигнал с выхода путевого генератора является амплитудно-манипулированным с частотой заполнения 50 % (рис. 1.1).

Рис. 1.1. Форма сигнала на выходе путевого генератора ТРЦ Для таких сигналов U = Uскз / Ка. Здесь Uскз – среднеквадратичное значение непрерывного синусоидального сигнала, Ка – коэффициент амплитуды. Он определяется:

Ka= Q = T/t = 2 = 0,7071, где: Q – скважность сигнала;

Т – период сигнала;

t – длительность импульса.

Коэффициент амплитуды для таких сигналов равен 0,7071. Приборы магнитоэлектрической системы, каким является прибор Ц4380, не предназначены для измерения сигналов, манипулированных по амплитуде, и их показания при измерениях в ТРЦ не являются истинными. Однако все нормали в регулировочных таблицах для ТРЦ рассчитаны на применение Ц4380, так как на момент разработки методик регулировки ТРЦ не существовали приборы другого класса, аналогичные В7-63.

Для решения этой проблемы на первый взгляд можно было бы воспользоваться коэффициентом пересчета, полученным путем измерения амплитудно-манипулированного сигнала (с выхода калибратора Н4-6) прибором Ц4380 и мультиметром В7-63. При проведении таких измерений был получен коэффициент равный 1,21. При измерении реального сигнала прибором Ц4380 и мультиметром В7-63 и пересчете показаний Ц4380, умноженным на коэффициент 1,21, совпадения результатов измерений не удалось получить. Показания Ц4380, умноженные на коэффициент 1,21, на 7 – 10 % меньше показаний В7-63. Это расхождение связано с влиянием низкого входного сопротивления прибора Ц4380. По паспорту Ц4380 в диапазоне от 0 до 1,5 В имеет сопротивление 1360 Ом, вход путевого приемника лежит в пределах от 120 до 160 Ом (на средней частоте полосы пропускания входного фильтра приемника), а входное сопротивление В7-63 – 1 Мом. Именно поэтому при подключении прибора Ц4380 ко входу путевого приемника происходит падение напряжения на величину 7 – 10 %, причем эта неучтенная погрешность зависит от выходного сопротивления РЦ и может изменяться в зависимости от длины и условий применения ТРЦ.

Следовательно, для обеспечения точности при измерении сигналов сложной формы недостаточно иметь измерительные приборы необходимой точности. Существенное значение имеет методика измерений, входное сопротивление применяемого прибора и способ измерений самого измерительного прибора.

Измерительные приборы, предназначенные для измерения сложных сигналов, должны калиброваться с применением образцовых источников, обладающих способностью воспроизводить такие сигналы.

Для приведения измерений в ТРЦ в соответствии с Инструкцией по техническому обслуживанию устройств сигнализации, централизации и блокировки (СЦБ) № ЦШ-720 рекомендуется прибор В7-63 и технологическая карта № 36 сборника «Устройства СЦБ. Технология обслуживания». В части выбора средств измерений для ТРЦ необходимо разработчикам регулировочных таблиц ТРЦ подготовить и утвердить новую методику, адаптированную к современным измерительным приборам, ориентированных на измерение напряжения переменного тока сигналов ТРЦ.

При определении метрологических параметров измерительных каналов важнейшей задачей является устранение влияния «человеческого»

фактора на точность и достоверность проведения калибровки. Как правило, на объекте диагностирования имеются десятки, а порой и сотни измерительных каналов, которые должны подвергаться процедуре периодической калибровки.

Использование старых «морально-устаревших» источников сигналов при проведении калибровки нецелесообразно, так как они работают в автономном режиме. В этом случае при калибровке большого количества измерительных каналов возможны ошибки при установке точек калибровки. Избежать этого можно, используя калибраторы, имеющие входы для подключения ПЭВМ с возможностью автоматического управления калибратором. Перечисленным требованиям отвечают, например, калибраторы Н4-6, Н4-11, выпускаемые ОАО НПП «Ритм». Калибраторы имеют интерфейс последовательного типа RS-232.

Замена и обновление измерительно-вычислительных средств и пересмотр нормалей эксплуатации устройств СЦБ – это первая проблема, решающая задачи совершенствования технологии обслуживания устройств СЦБ.

Вторая проблема – внедрение автоматизированного контроля параметров устройств СЦБ средствами технического диагностирования и мониторинга. Эта проблема сопряжена с корректировкой (или заменой) технологических карт ТО. К числу таких карт, в первую очередь, следует отнести следующие:

- № 1.3-3 «Проверка зависимостей для стрелок и светофоров выдержка времени»;

- № 2.14-15 «Светофоры – измерение времени замедления сигнальных реле»;

- № 3.1.5-22 «Стрелка ЭЦ – измерение силы тока электродвигателя постоянного тока…»;

- № 3.1.11-24 «Стрелка ЭЦ – измерение Rиз рабочих цепей…»;

- № 4.3-33 «Рельсовая цепь – проверка станционных РЦ всех типов на шунтовую чувствительность…»;

- № 4.4-34 «Измерение напряжения на путевых реле на станции»;

- № 4.10-35 «Рельсовая цепь – измерение кодового тока локомотивной сигнализации и временных параметров кодов АЛС в РЦ на станции»;

- № 4.5-4.6 «Рельсовая цепь тональной частоты (ТРЦ) – измерение напряжения на входе путевого приемника и путевого реле; измерение остаточного напряжения на обмотках при наложении шунта; измерение напряжения на выходе путевого генератора и фильтра; измерение напряжения питания блоков путевого приемника и генератора»;

- № 8.1.6-63 «Кабельная сеть, внутренний монтаж – проверка Rиз…»;

- № 9.1.3-70 «Устройства электропитания – проверка правильности чередования фаз…»;

- № 9.1.1-68 «Измерение напряжения всех цепей питания на питающей установке»;

- № 9.1.4-71 «Устройства электропитания – проверка состояния выпрямителей с измерением выпрямленного напряжения, измерение прямого тока…»;

- № 9.1.5-72 «Устройства электропитания – проверка подключения с основного источника на резервный с измерением напряжения».

Автоматизация перечисленных в картах работ предусматривает контроль состояния устройств ЖАТ, измерение электрических и временных параметров, математическую обработку, хранение и вывод на печать и мониторы АРМов. Появляется необходимость создания «Протоколов автоматизированного контроля параметров устройств ЖАТ» и «Альбомов учетных форм протоколов автоматизированного контроля устройств ЖАТ».

Важным и принципиальным при переходе на новую технологию ТО является создание электронных листов формы ШУ-64 (табл. 1.1).

Решение перечисленных выше вопросов автоматизации процессов диагностирования, контроля и мониторинга в реальном времени открывает перспективы ТО «по состоянию» устройств СЦБ. Это позволяет коренным образом изменить технологию обслуживания СЖАТ. Для поддержки такой технологии становится очевидным создание новой нормативнотехнической базы и пересмотра регламента обслуживания устройств СЦБ.

Это третья проблема, требующая срочного разрешения. Здесь имеется в виду разработка следующих документов: «Организация автоматизированного обслуживания устройств СЦБ»; «Технологический процесс автоматизированного контроля параметров устройств СЦБ»; «Альбом учетных форм протоколов автоматизированных измерений параметров устройств ЖАТ»; «Программа и методика эксплуатационных испытаний автоматизированной технологии обслуживания устройств СЦБ» и др.

Не менее важным вопросом является одновременное издание учебных пособий и учебников в области автоматизации процессов диагностики, измерений и контроля устройств СЦБ на основе компьютерных технологий. Положительным примером явилось издание учебника для ВУЗов железнодорожного транспорта «А.Е. Федорчук, А.А. Сепетый, В.Н. Иванченко. Новые информационные технологии: автоматизация технического диагностирования и мониторинга устройств ЖАТ (система АДК-СЦБ):

Рост. гос. ун-т путей сообщения. – Ростов н/Д, 2008. – 443 с.».