Релейная система стрелочного перевода

Релейная система стрелочного перевода

Содержание

Введение

. Анализ существующих систем централизации стрелок и сигналов

.1 Анализ релейных систем централизации стрелок и сигналов

.2 Анализ релейно-процессорных систем централизации стрелок и сигналов

.3 Анализ микропроцессорных систем централизации стрелок и сигналов

.4 Выводы по разделу

. Разработка и обоснование проектных решений системы МПЦ станции «В»

.1 Однониточный план станции «В».

.2 Двухниточный план станции «В».

.3 Разработка структурной схемы МПЦ. Определение количества контролеров управление и контроля

.4 Разработка схемы управления стрелочным электроприводом

.5 Разработка схемы управления светофорами

.6 Обоснование типов устройств контроля свободности путевых участков

на станции. Разработка схем рельсовых цепей. Схемы кодирования рельсовых цепей

.7 Разработка схем увязки МПЦ с системой полуавтоматической блокировки стрелочный электронный перевод светофор

.8 Выводы по разделу

. Разработка подсистем грозозащиты оборудования МПЦ

.1 Анализ существующих устройств грозозащиты оборудования ЭЦ

.2 Анализ ограничителей перенапряжения в цепях электропитания электронных систем, и выбор их типов для МПЦ

.3 Разработка рекомендаций по защите оборудования МПЦ

.4 Выводы по разделу

. Технико-экономическое обоснование внедрение МПЦ

4.1 Методика расчетов эффективности от внедрения МПЦ

4.2 Анализ трудозатрат на ТО релейных систем ЭЦ

.3 Эффективность комплексной реконструкции устаревших систем ЭЦ

путем замены на новые микропроцессорные системы

.4 Расчеты изменения эксплуатационных расходов, связанных с эксплуатационными показателями работы станций, локомотивных и вагонных депо

.5 Определение сокращения расходов по локомотивному и вагонному

хозяйствах

.6 Определение суммарной экономии расходов

4.7 Определение экономического эффекта и периода окупаемости

4.8 Выводы по разделу

5. Охрана работы и безопасность в чрезвычайных ситуациях

.1 Характеристика проектируемого объекта

.2 Анализ потенциальных опасностей на объекте

.3 Мероприятия по обеспечению безопасных условий труда

.4 Чрезвычайные ситуации и устранение их последствий

.5 Расчеты силы тока, который проходит через тело человека

.6 Выводы по разделу

Использованные источники

Приложение

Введение

Развитие систем телемеханического управления стрелками и сигналами берет свое начало в механической централизации. В этой системе стрелки и семафоры управлялись механически с помощью рычагов и стальных гибких тяг, проложенных к стрелкам и семафорам. От сигналиста требовались значительные усилия при них переводе, поэтому радиус действия постов централизации был ограниченный, аппаратура управления громоздкая, на приготовление маршрутов требовалось от 5 до 15 мин. Система была сложной и не могла обеспечить безопасности движения и повышение пропускной способности [1] .

Начиная из середины 30-х лет появилась электрическая централизация, в которой для перевода стрелок использовалась энергия электрического тока. Первой системой была механоелектрическая централизация, где роль сигналов выполняли светофоры. Рельсовые цепи отсутствовали, что допускало открытие сигнала на занятый путь, и не обеспечивалась безопасность движения поездов.

Усовершенствованная механоелектрическая централизация, в которой были применены только светофорная сигнализация и сплошная изоляция путей и стрелок, впервые внедрена в 1930 - 1932-м годах на станциях Москва-Пассажирская и Лосиноостровская Северной железной дороги и на станции Перово Московско-Казанской железной дороги. В этих устройствах использовалось оборудование немецких фирм. На аппаратуре производства СССР механоелектрическая централизация впервые была построена на станциях Ленинград-Пассажирский и других станциях в 1932, 1933 г. и продолжала внедряться в последующие годы. В 1933, 1934 г. была разработанная электрозащелочная централизация и впервые введена в эксплуатацию на станции Харьков. Аппарат электрозащелочной централизации не имел ящика зависимости, и маршрутные замыкания осуществлялись электрозащелками.

Институтом ГТСС была разработанная и впервые внедрена в 1936 г. электрическая централизация релейного типа для малых станций с числом стрелок до 25.

Управление стрелками и сигналами и все зависимости между ними в этой системе производились с использованием релейной аппаратуры I класса надежности, механические и замыкания были полностью исключены.

Сначала релейную централизацию строили только на промежуточных станциях, чтобы в эксплуатационных условиях проверить, надежность системы, но уже в 1946 г. было принято решение строить релейную централизацию и на участковых станциях. На участковых станциях начали применять систему с раздельным управлением стрелками и открытым стативным монтажом, которая в дальнейшем получила название унифицированной централизации.

Для установки маршрутов дежурному требовалось произвести много действий, что не содействовало эффективности управления.

Для возвышения быстродействия централизации на участковых станциях была введена принципиально новая система - маршрутно-релейная централизация (МРЦ). Впервые система МРЦ была построена и введена в 1949 г. на станции Москва-Пассажирская -Курская.

Начиная с 1960 г. после разработки малогабаритных штепсельных реле НМШ началось широкое внедрение релейной централизации. На базе малогабаритных реле были созданы релейные блоки, с применением которых в 1960 г. на станции Ленинград-Пассажирский- Московский была построенная первая блочная маршрутно-релейная централизация (БМРЦ). Начиная с 1961 г. систему БМРЦ применяют на станциях с числом стрелок 30 и больше.

В связи с выпуском малогабаритных реле РЭЛ были разработанные системы релейной централизации на новой элементной базе. На участковых станциях внедряют также усовершенствованную электрическую централизацию УЭЦ КБ ЦШ на новой элементной базе. В системах на новой элементной базе вместо отдельных функциональных блоков со штепсельным включением примененные панельные блоки. Конструкции стативов обеспечивают установку панельных блоков с обеих сторон статива, что уменьшает размеры статива и релейного помещения для установки.

1. Анализ существующих систем централизации стрелок и сигналов

.1 Анализ релейных систем централизации стрелок и сигналов

.1.1 Характеристики и основные принципы системы БМРЦ ЭЦ-9

Схемы блочной маршрутно-релейной централизации монтируются из отдельных закрытых блоков, в которых скомплектованные типичные схемные узлы. Основные схемы установления, замыкание и размыкание маршрутов выходят путем набора и соединения между собой типовых блоков управляемых и контролируемых объектов электрическими цепями согласно функциональной схеме размещения блоков, составленной по плану путевого развития. Для каждого объекта управления и контроля предполагается установка блока соответствующего типа.

Аппаратура БМРЦ подразделяется на наборную (маршрутный набор), исполнительную группу ( схемы установки и размыкание маршрутов) и схемы управления и контроля напольними объектами.

Схемы набороной группы БМРЦ предназначены для реализации маршрутного способа управление стрелками и светофорами. Назначение и зависимости, которые проверяются в схемах маршрутного набора ( схемы реле кнопочных, угловых кнопочных, автоматических кнопочных, направлений, противоповторных, вспомогательных промежуточных и концевых, стрелочных управляющих, соответствия, вспомогательного управления, исключение предыдущего задания враждебных маршрутов, отмена маршрутов).

Одна и та же кнопка пульта управления может быть начальной и конечной, а при наличия вариантных маршрутов кнопки маневровых светофоров могут использоваться в качестве вариантных. Поэтому в системе БМРЦ предполагается установка блока направлений НН, который для каждого маршрута определяет его начало, разновидность (поездной или маневровый), и направление движения (нечетный или четный). Для этого контакты кнопочных реле, которые управляют блоком НН, делят на четыре группы в зависимости от вида и направления маршрутов: нечетные поездные, четные поездные, нечетный маневровые и четные маневровые. Нажатием первой кнопки в каждой из групп включается соответствующее реле направления [2].

Схемы маршрутного набора строятся, соединяя блоки наборной группы четырьмя электрическими цепями, топологически отображая план станции:

- кнопочных реле НКН и КН;

- автоматических кнопочных реле АКН;

- управляющих стрелочных реле ПУ, МУ;

- схема соответствия СС.

Для коммутации этих цепей используются управляющие стрелочные реле ПУ, МУ, противоповторные реле ОП, ПП и МП, вспомогательные промежуточные реле ВП, вспомогательные кнопочные реле ВК и ВКМ.

Кнопочные реле НКН и КН устанавливаются в наборных блоках, которые управляют светофорами, и включаются при нажатии соответствующих кнопок на пульте управления.

Противоповторные реле ОП, ПП блока НПМ и реле МП блоков НМI, НМIIП и НМIIАП предназначенные для однократного включения контрольно-секционных КС и сигнальных С реле исполнительной группы.

Вспомогательные кнопочные реле ВК и ВКМ блока НПМ и реле ВКМ блоков НМI, НМIIП и НМIIАП обеспечивают подачу питания в цепи реле АКН, ПУ и МУ, СС схем маршрутного набора. Реле ВКМ включают конец маневровых реле КМ в соответствующих блоках исполнительной группы.

Управляющие стрелочные реле ПУ и МУ устанавливаются в наборных блоках НСО×2 и НСС и служат для перевода ходовых и охранных стрелок по трассе маршрута. Управляющие стрелочные реле включаются в третий круг межблочных соединений последовательно в пределах одного элемента маршрута, расположенного между двумя соседними кнопками.

Автоматические кнопочные реле АКН устанавливаются в наборных блоках НМI и НМIIАП. Они предназначены для автоматического перевода стрелок в маршрутах, которые содержат два и более элементов, то есть в маршрутах, которые кроме начальной и концевой, имеют промежуточные кнопки.

Вспомогательные промежуточные реле ВП устанавливаются в наборных блоках НМI, НМIIП и НМIIАП. Они предназначены для подачи полюса питания в цепи управляюших стрелочных реле ПУ и МУ на границах элементов.

Четвертый цепь межблочных соединений представляет собой схему соответствия СС, которая предназначена для включения поездных и маневровых начальных реле Н с проверкой соответствия фактического положения стрелок и команды на их перевод. Эта проверка достигается последовательным включением в схему соответствия контактов управляющих стрелочных реле ПУ, МУ и контрольных реле ПК, МК всех ходовых и охранительных стрелок, которые входят в маршрут, который задается.

Схемы исполнительной группы предназначены для установки, замыкания, размыкания и искусственной разделки маршрутов с проверкой условия безопасности движения поездов.

Назначение и зависимости, которые проверяются в схемах исполнительной группы (схемы реле начальных, конечных, контрольно-секционных, сигнальных, маршрутных, отмена маршрутов, размыкание маневровых маршрутов при угловых заездах, искусственного размыкания изолированных участков).

Блоки исполнительной группы соединяются между собой следующими цепями по плану станции: контрольно-секционное реле КС (1), поездных сигнальных реле С и маневровых сигнальных и маршрутных реле МС (2 и 3); маршрутных реле 1М и 2М (4 и 5 цепи; цепь 2М применяется также для включения дополнительных сигнальных реле); реле разделки Р; цепи индикации состояния изолированных участков

Контрольно-секционные реле: устанавливаются на каждую изолированную секцию, предназначенные для проверки условий безопасности движения, при которых можно установить маршрут. В маршруте, который задается, реле КС включаются последовательно, образовываю первую цепь межблочных соединений исполнительной группы.

Маршрутные реле 1М и 2М предназначенные для замыкания секций по трассе маршрута, а также для их размыкания при движении состава по маршруту в случае отмены или искусственной разделки маршрута. На каждую секцию предусмотрен маршрутных реле.

Реле разделки Р размещаются в блоках СП и предназначены для размыкания секций маршрута при его отмене или искусственной разделке. При отмене маршрута реле Р соединяются между собой последовательно, образовывая шестую цепь межблочных соединений в пределах маршрута, который отменяется.

Реле извещения приближения ИП размещаются в блоках ВД, МI, МII, МIII исполнительной группы и предназначены для определения типа замыкаемого маршрута  после отмены ОТ устанавливаются в блоках ВД, МI, МII, МIII и служат для включения комплектов выдержки времени и реле Р при отмене маршрута.

Реле ОТ включаются после нажатия кнопки групповой отмены ОГ и начальной кнопки у светофора отменяемого маршрута.

В цепях реле ВЗ фронтовыми контактами реле ОК, ПК и МК проверяется наличие контроля крайнего положения стрелок съезда.

Маршрутный перевод стрелок осуществляется возбуждением реле МУ или ПУ в наборном блоке НСС по третьей цепи маршрутного набора.

1.1.2 Характеристики и основные принципы системы БМРЦ-БН

Для повышения эксплуатационной надежности систем релейных централизации с блочным монтажом институтом «Гипротранссигналсвязь» в 1997 г. были разработаны принципиальные схемы модернизованных блоков БМРЦ-БН с применением реле типа БН ( для типовых решений альбома МРЦ-13 и более ранних альбомов: ТР-47, ТР-66, ЭЦ-4, ЭЦ-9, МРЦ-9), а Санкт-Петербургським электротехническим заводом эти блоки поставлены на производство. Модернизация блоков была осуществлена по следующим направлениям:

во всех исполнительных блоках, кроме пусковых блоков ПСТ, ПС-110М/ПС-220М и макетного блока МПУ-69, реле типа НМ заменены на реле типа БН. Аналоги реле РЭЛ, установленные в этих блоках, отличаются тем, что в хвостовиках контактов есть отверстия для пайки проводов;

во всех сигнальных блоках исключены электролитические конденсаторы и сопротивления в цепях заряда этих конденсаторов;

введены индивидуальные реле соответствия СО для ступенчатого переключения с зеленой лампы при перегорании на желтую для каждого поездного светофора.

Конструктивно модернизованный блок представляет собой шасси, на котором с лицевой стороны размещены два вертикальных ряда реле. В каждом ряду установленное до четырех реле типа РЭЛ в индивидуальных корпусах. По краям в необходимых случаях устанавливаются до четырех резисторов типа

С5-35В. С оборотной стороны блока находится монтажная камера с двумя разъемами, каждый с которых рассчитан на 22 линии [3].

При изменении конструкции блоков сохранена взаимозаменяемость реле РЭЛ с реле НМ по конструктивному включению. Замена в блоках малогабаритных нейтральных реле типа НМ на более надежные и дешевые реле типа БН позволило уменьшить стоимость блоков, повысить их надежность и увеличить межремонтный срок службы. В модернизованных сигнальных блоках ВД-М и BIII-M со схем сигнальных реле и реле отмены исключены конденсаторы, что позволило отказаться от их периодической замены со следующей полной проверкой на стенде в РТУ. Это увеличило сроки проверки сигнальных блоков и обеспечило стабильное замедление на отпадание якоря поездных сигнальных реле.

Исключение из блоков конденсаторов потребовало создание схемы группового комплекта замедления на два реле с двумя шинами схемных обвязок.

Введение реле соответствия СО для переключения зеленой лампы при перегорании ее нити на желтую в блоках поездных светофоров позволило конкретизировать светофор, на котором сделано переключения, и избавиться от необходимости дополнительного источника питания 24 В и реле контроля замедления КЗ при новом проектировании.

Групповое замедление в работе сигнальных реле необходимо для исключения обесточивания сигнальных реле при переключении фидеров питания или кратковременном наложении шунта на рельсовую цепь в маршруте. Схема приборов для замедления, составляется из реле ВВС и ВКЗ со специальными шинами, подключеными к сигнальным блокам ВД-М и ВД-62.

При переключении фидеров питания или кратковременном наложении шунта на рельсовые цепи в блоке ВД-М обрываются цепи секционного контрольно-секционного реле КС и маршрутного реле главного пути Г. В шину замедления ВКЗ блока ВД-М подается питания на групповое реле ВКЗ типа НМШ2-900. Реле ВКЗ возбуждается и подает питание в шину ПВЗ блока ВД. Питание из шины замедления ПВЗ подается в цепь поездного сигнального реле С. Питание в шине ПВЗ способствует обесточиванию вспомогательного реле ВВС (НМШ2-4000), которое выключается тыловым контактом реле ВКЗ. В схеме сигнальных реле выключения противоповторного реле обеспечивается тыловым контактом соответствующего сигнального реле С или МС.

В модернизованных сигнальных блоках конденсаторов нет и для устойчивости цепи самоблокировки поездного сигнального реле выключения противоповторного реле выполняется контактом повторителя сигнального реле С1. Таким образом, основное сигнальное реле СО успевает набрать полное замедление, равное 200 мс, достаточное для перелета контакта реле повторителя С1 и возбуждения огневого реле.

В блоке В2-М, где контактами повторительного сигнального реле С1 осуществляется переключения сигнального показания светофора из запрещающего (красного) на разрешающее, установлено реле С1 типа БН1-1600. Контактов такого типа реле достаточно для включения цепи противоповторного реле и для переключения цепей ламп сигнальных огней. Модернизация блоков выполнена таким образом, что модернизованные блоки могут в действующем оборудовании ЭЦ устанавливаться вместо существующих блоков без изменения внешнего монтажа по мере введения модернизованной аппаратуры. Замена немодернизованных блоков поездных светофоров должна проводиться на модернизованные общими схемными узлами, то есть дополнительные сигнальные блоки ВД-62 и основные - блоки В1 (В2, ВЗ), должны одновременно заменяться на модернизованные блоки ВД-М и соответственно - блоки B1-M, В 2-М, ВЗ-М.

В модернизованных блоках стрелочных секций типа СП-М маршрутные реле 1М, 2М установлены нормально выключенными в связи с тем, что отсутствует тип медленнодействующее реле БН аналогичного реле типа НМШМ1-1100/700. В связи с этим маршрутные реле 1М, 2М после возбуждения замыкающего реле выключаются. Чтобы начальные реле успевали набрать замедление за время обесточивания замыкаючих реле, как это есть в модернизованных блоках СП-М, замыкающие реле установлены медленнодействующие типа БН1М-600. В немодернизованных блоках стрелочных секций типа СП-69 или СП-62 замедление на отпадание якоря замыкающего реле обеспечивалось тем, что оно было повторителем нормально включенных медленнодействующих маршрутных реле. В модернизованных блоках BI-M (BII-M, BIII-M) поездное сигнальное реле СО установленное типа БН1М-600.

Стоимость модернизованных блоков приблизительно на 20- 30 % меньше стоимости блоков с применением реле типа НМ.

.1.3 Характеристики и основные принципы усовершенствованной электрической централизации УЭЦ-М

Усовершенствованная электрическая централизация УЭЦ-М с центральными зависимостями и центральным питанием применяется на малых, средних и больших железнодорожных станциях.

Система блочная, со штепсельным включением реле в блок, с использованием единой элементной базы для наборной и исполнительной групп малогабаритные реле типа РЭЛ [4].

Способ управления объектами централизации - маршрутный, резервный, раздельный. При разработке системы были применены узлы, направленные на расширение функциональных возможностей и повышения надежности электрической централизации:

управление огнями входного светофора с центральным питанием ламп с местным аккумуляторным резервом для ламп красного и пригласительного огней;

использование двохниточных ламп;

резервное управление поездными маршрутами;

накопление маршрута враждебного заданному ( при ДЦ);

защита от преждевременного размыкания секции при потере шунта;

задача маршрута через ложнозанятую секцию без открытия светофора;

искусственное замыкание маршрутных секций;

автоматическая регистрация кратковременных отказов рельсовых цепей и контроль стрелок в установленном поездном маршруте;

исключение конденсаторов для замедления сигнальным реле и реле отмены;

предыдущая индикация на табло для защиты от перекрытия сигнала при ошибочном нажатии кнопки искусственного размыкания секции и др.

Схемы разработаны с учетом применения для управления светофорами двухпозиционных одноконтактных кнопок. Задание любого основного маршрута осуществляется нажатием кнопок начала и конца маршрута. Вариантный маршрут задается последовательным нажатиям начальной, промежуточных и конечной кнопок.

Одновременно, при одном комплекте маршрутного набора можно устанавливать один маршрут. Предполагаются такие режимы использовании маршрутного набора:

нормальный режим при исправности оборудований маршрутного набора;

вспомогательного управления при неисправностях схемы соответствия, или при отмене маршрута после прохождения состава по маршруту, заданному через ложнозанятую секцию;

резервного управления поездными сигналами с главных путей и путей безостановочного пропуска при несрабатывании маршрутного набора или при неисправности поездной маршрутной кнопки.

Кнопки, обозначаемые литером светофора, могут использоваться в качестве начальных, конечных и промежуточных в зависимости от маршрута, который задается:

для поездных светофоров, которые не имеют маневровых показаний, изпользуются только поездные кнопки, поездные светофоры с маневровыми показаниями имеют поездные и маневровые кнопки;

для всех маневровых светофоров в горловине станции устанавливается по одной кнопке;

для маневровых светофоров с путей, на которые есть маршрут приема, устанавливается маневровая кнопка, а для определения конца маршрута приема на этот путь устанавливается концевая поездная кнопка;

для маневровых светофоров с путей, в которых с этой стороны станции нет маршрутов приема и отправления, но необходимо задавать маневровые маршруты на путь по двум белым огням, устанавливаются маневровая и поездная кнопки;

для определения конца поездных маршрутов на перегон, специализированный по отправлению, устанавливается концевая кнопка поездных маршрутов;

при установке маневрового маршрута, когда он задается на безстрелочный участок или к маневровому светофору стоящего в створе, в качестве концевой кнопки используется кнопка попутного светофора. При повреждении схемы соответствия или схемы стрелочных управляющих реле ДСП пользуется вспомогательным управлением. Кроме того, для случая выхода из строя всего маршрутного набора, есть кнопки резервного управления для поездных маршрутов.

В типовых проектных схемах УЭЦ-М введено два новых типа блоков BІ и МТ и внесен ряд схемных дополнений и изменений с целью повышения надежности и увеличение эксплуатационных возможностей системы.

Дополнительно разработанные схемы примыкания к приемо-отправному пути стрелки, расположенной у входного светофора; установки поездных маршрутов по минусовому положению стрелки, связанной с приемо-отправным путем; включение маневрового светофора в створе с маневровым светофором с участка пути; включение повторительной головки светофора при отправлении длинносоставных поездов; включение светофоров с главных и боковых путей с применением блока ВІ; включение маневрового светофора из тупика; включение поездного светофора с неизолированного пути; последовательный перевода стрелок при магистральном питании (без блока НШ). Также переработанная схема кодирования станционных путей с учетом применения реле ТШ-65В.

1.2 Анализ релейно-процессорных систем централизации стрелок и сигналов

Следующим этапом развития станционных систем ЖАТ стала разработка и строительство релейно-процесорных систем. Эти системы позволяют сделать модернизацию морально и физически устаревшего оборудования МРЦ при расходах значительно меньших, чем для строительства микропроцессорных систем.

1.2.1 Характеристики и основные принципы системы ЭЦ-МПК-У

Система ЭЦ-МПК-У предназначенная для автоматизации задания маршрутов, управления объектами на станции и контроля их состояния. Применение ЭЦ-МПК-У является наиболее целесообразным на станциях с числом централизованных стрелок до 30 [5].

ЭЦ-МПК-У является открытой и наращиваемой системой, адаптируется к условиям конкретной станции при новом проектировании и при изменениях ее путевого развития.

По характеристикам питания ЭЦ-МПК-У является ЭЦ с центральным питанием, по размещению оборудования является ЭЦ с центральными зависимостями.

Информационный обмен между компонентами системы базируется на стандартных протоколах вычислительных систем и локальных сетей. Использование современных стандартных средств ЭВМ для ввода и отображения информации не требует изготовления специализированных средств контроля и органов управления (табло и манипуляторов).

Применение в ЭЦ-МПК средств вычислительной техники и усовершенствованной исполнительной группы позволяет сократить площади служебно-технических помещений здания поста ЭЦ, используемого под оборудование, в сравнении с ЭЦ релейного типа, а также ЭЦ-МПК с исполнительной группой ЭЦ-9.

Управление объектами ЭЦ станции (стрелками, светофорами, рельсовыми цепями, кодированием и т.д.) выполняется с использованием минимального количества реле 1-го класса надежности.

Функциональная структура в ЭЦ-МПК-У реализуются с помощью маршрутного и индивидуального управления стрелками и выдачей звуковых сообщений в случаях недопустимых отклонений и нарушениях работы оборудования.

Автоматизация установки маршрутов и других действий ДСП, не связанных с обеспечением безопасности движения, выполняются средствами вычислительной техники системы ЭЦ-МПК-У, что позволяет оптимизировать и упростить принципиальные электрические схемы управления и контроля ЭЦ, сократить количество используемых реле.

Средства вычислительной техники системы ЭЦ-МПК-У в зависимости от задания на проектирование могут решать следующий ряд задач: выполнение функций маршрутного набора; двукратный перевод стрелки; последовательный перевод стрелок; фиксация неисправностей; извещение монтеров пути; обдувка стрелок; автоматическое протоколирование действий персонала, работы системы и оборудования (функция «черного ящика»); оперативное предоставления нормативно-справочной информации и данных технико-распорядительного акта (ТРА) станции; хранение, просмотр и статистическая обработка отказов в ЭЦ; поддержка оперативного персонала во внештатных ситуациях (исключение некорректных действий пользователя, режим подсказки); реконфигурация зоны управления (то есть возможность привлечения помощника при увеличении загрузки, передача на кодовое управление ДСП соседней станции); увязка с информационными системами высшего уровня; увязка с ДЦ без применения дополнительных аппаратных средств.

ЭЦ-МПК-У строится по трехуровневой структуре. Верхним уровнем оборудования является автоматизированные рабочие места АРМ ДСП и АРМ ШН. К второму уровню относится комплекс технических средств управления и контроля КТС УК. Третий уровень содержит релейные схемы исполнительной группы, при этом выполнение функций, которые обеспечивают безопасность движения, возложено на реле 1 класса надежности.

АРМ ДСП реализованный на резервированных РС компьютерах (комплекты «А» и «Б»), промышленного исполнения стандартной конфигурации. Органами управления в системе являются манипуляторы типа «мышь» и клавиатура. Выдача команд управления возможная только с одного комплекта - активного, второй компьютер находится в горячем резерве и может быть использован только как средство визуализации для отображения общего плана станции или нормативно-справочной информации.

В качестве средства отображения используются ”19÷22” мониторы. С помощью акустических колонок в системе выдаются языковые сообщения об отказах оборудований, задержках открытия сигналов и др.

Компьютеры АРМ ДСП объединены в локальную вычислительную сеть (ЛВС), в которую включен АРМ ШН, а также при необходимости могут быть включены другие пользователи информации о движении поездов. Управление оборудованием ЭЦ с АРМ ШН исключается отсутствием в составе программного обеспечения АРМ ШН модуля управления. За счет использования локальной сети АРМ ДСП могут быть территориально рассредоточены на станции в наиболее лучшие с точки зрения контроля технологического процесса местах размещения оперативного и обслуживающего персонала.

Увязывание верхнего уровня управления с релейными схемами исполнительной группы обеспечивается с помощью комплекса технических средств управления и контроля КТС УК. Обмен информацией между АРМ и вычислительными средствами КТС УК проводится по локальной вычислительной сети на основе стандартного протокола Ethernet.

Увязывание КТС УК с исполнительными схемами обеспечивается устройствами сообщения с объектами (УСО) следующих типов:

УСО по управлению - устройства вывода УДО-48Г;

УСО по контролю -устройства матричного ввода дискретных сигналов УМВ-64/8-S

Структура электрических схем и принципы увязки с вычислительными средствами ЭЦ-МПК и принципы построения релейных схем основываются на использовании существующих подходов к проектированию исполнительной части релейных схем и должны состоять из:

типовых схемных узлов ( функциональных блоков), соединенных по плану станции, выполненных в виде реле свободного монтажа на релейных стативах;

схем общих комплектов, назначением которых являются получения необходимых выдержек времени при отмене маршрутов, искусственного размыкания стрелочных секций, обеспечение мигающей индикации, реализация ответственных команд вспомогательного режима и т.п.;

других схем увязки с оборудованием локальной автоматики.

Принципы привязки КТС УК к исполнительным схемам ЭЦ-МПК-У и контролируемым объектам ЭЦ осуществляется путем подключения контролируемых цепей к входным цепям устройств сообщения с объектами (УСО) матричного ввода УМВ-64/8-S. Снятие информации о состоянии объектов может осуществляться как по переменному, так и по постоянному току. Привязка КТС УК к исполнительным схемам ЭЦ осуществляется путем подключения выходных цепей УСО по управлению к обмоткам реле, включение или выключение которых не приводит к нарушению условий безопасности.

Все условия безопасности движения реализуются схемами реле исполнительной группы.

Особенности построения электрических схем увязки по передаче и реализации ответственных команд во вспомогательном режиме и мер по исключению отказов КТС УК обеспечиваются для электрических схем вспомогательного режима управления, к которым относится схема вспомогательного перевода стрелки при ложной занятости рельсовой цепи; схема выключения группового замыкания стрелок; схема искусственного размыкания секций; схема включения пригласительного сигнала; схема аварийного изменения направления; схема аварийного открытия переезда; схема искусственной дачи прибытия при ПАБ; схема размыкания района местного управления во вспомогательном режиме; схема двойного снижения напряжения на лампах светофоров; схема группового размыкания перегона при АБТЦ. С этой целью управляющие выходы (ключи) постоянно контролируются, что дополнительно вводятся контрольными УСО (т.н. "виртуальный" контроль) и включаются в исполнительные цепи через контакты реле ответственных команд, которое срабатывает при выполнении определенного ряда условий и операций.

1.2.2 Характеристики и основные принципы системы РПЦ « Диалог-Ц»

Релейно-процессорная централизация стрелок и сигналов системы «Диалог-Ц» предназначена для управления движением поездов и маневровой работой на станции и прилегающих к ним перегонах, а также для управления другими объектами СЦБ, связи и энергоснабжения, вместе с исполнительным оборудованиям ЭЦ, с соблюдением требований безопасности движения поездов.

РПЦ « Диалог-Ц» представляет собой комплекс микропроцессорных и релейных схем, которые обеспечивают установку, замыкание и размыкание маршрутов на станции, управление объектами СЦБ, связи и энергоснабжения, при соблюдении требований безопасности движения поездов, путем проверки выполнения необходимых взаимозависимостей микропроцессорными (программно), и релейными схемами (аппаратно), выполненными согласно принципам, принятым в существующих оборудованиях ЭЦ.

РПЦ « Диалог-Ц» реализует маршрутный режим управления стрелками и сигналами на станции без использования релейной наборной группы, обеспечивает телеуправление с соседней станции, выполнение функций линейного пункта диспетчерской централизации без применения дополнительного оборудования и схем увязки, а также замену пульт-табло на АРМ ДСП [6] .

РПЦ « Диалог-Ц» выполняет стандартный набор функции контроля положения стрелок, свободности участков и направление движения на перегонах и отображение на экране монитора.

В РПЦ « Диалог-Ц» интегрированы функции линейного пункта систем ДЦ и ДК; исполнительного пункта телеуправления с соседней станции; постовой аппаратуры МАЛС (на больших станциях). РПЦ « Диалог-Ц» исключает установку встречных маршрутов на участок пути или секцию в горловине станции; маршрута, или продолжение другого установленного маршрута, при погасшем сигнале, который пересекает ограждаемый установленный маршрут; маршрута к погасшему сигналу, если продолжение этого маршрута будет пересекать уже установленный маршрут; маршрутов, которые включают стрелки, переданные на местное управление; маршрутов при включении УТС.

При наличия «стрелки в пути» после реализации поездного маршрута на путь встречное открытие маневровых сигналов в середине пути исключено; возможность открытия маневровых сигналов, которые ограждают такую стрелку, хранится до прохода состава после остановки или подачи локомотива в голову состава.

При управлении сигналами в РПЦ « Диалог-Ц» исключается открытие поездного сигнала, если в маршруте есть любой занятый путевой участок (включая негабаритный), или открытие маневрового сигнала, если в маршруте есть занятая стрелочная секция;

РПЦ « Диалог-Ц» обеспечивает управление объектами при возникновении неисправностей с посылкой ответственных команд по специальному алгоритму.

Все действия по управлению неисправными объектами выполняются в режиме ответственных команд, защищенному кнопкой, устанавливаемой ДСП. В этом режиме обеспечивается посылка двух команд:

- первая ответственная исполнительная команда, которая посылает в течение вероятного регламентированного интервала времени, после нажатия на резервном пульте управления кнопки ответственной команды, причем в указанном интервале времени посылка других команд исключена;

- вторая ответственная исполнительная команда, которая посылает в течение определенного регламентированного интервала времени, после подтверждения приема первой ответственной исполнительной команды, причем в указанном интервале времени другие команды должны отсутствовать. РПЦ

«Диалог-Ц» осуществляет логический контроль действий ДСП и работы оборудования СЦБ. Логический контроль проводится на основе информации, которая автоматически снимается с оборудований СЦБ вводимой оперативной информации.

РПЦ « Диалог-Ц» также выполняются функции подсистемы логического выявления несоответствия зависимостей оборудования ЭЦ и АБ.

.3 Анализ микропроцессорных систем централизации стрелок и сигналов

На сегодняшний день наиболее современными на железных дорогах мира являются микропроцесорные системы централизации стрелок и сигналов.

1.3.1 Характеристики и основные принципы системы ЭЦ-ЕМ

Система микропроцессорной централизации на базе УВК РА (ЭЦ-ЕМ) предназначена для централизованного управления средствами управляющей вычислительной техники объектами низовой и локальной автоматики - стрелками, светофорами, переездами и т.п. на железнодорожных станциях с учетом выполнения всех требований, предъявляемых Правилами технической эксплуатации железных дорог к оборудованиям электрической централизации стрелок и сигналов, в условиях высокой степени безопасности (не ниже релейных систем электрической централизации) [7].

Система ЭЦ-ЕМ осуществляет в реальном времени сбор, обработку и хранение информации о текущем состоянии объектов ЭЦ. На основании полученной информации реализуются технологические алгоритмы централизованного управления станционными объектами низовой и локальной автоматики с формированием и выдачей управляющих воздействий. При необходимости дежурному по станции (ДСП) могут выдаваться пояснительные сообщения о результатах процесса управления. Одновременно проводится беспрерывная диагностика состояния системы с формированием и оперативною передачей в ЭВМ рабочего места ДСП информации для отображения состояния объектов ЭЦ и результатов диагностирования микропроцессорных средств системы.

Управляющий вычислительный комплекс УВК РА является ядром системы ЭЦ-ЕМ и предназначенный для управления стрелками и сигналами в составе микропроцессорной централизации постового оборудования на станциях.

Централизованное управление станцией на базе УВК РА обеспечивается возможностью объединения в одном комплексе функций ЭЦ, связи с объектом и связи с оперативно-технологическим персоналом ( рабочие места дежурного по станции - АРМ ДСП, автоматизированное рабочее место электромеханика СЦБ - АРМ ШН, и др.). Организация связи УВК РА системы ЭЦ-ЕМ с объектами управления и контроля позволяет обеспечить до 56 контролируемых дискретных входов на один модуль ввода и до 48 управляемых дискретных выходов на один модуль вывода с общим суммарным ограничением по количеству модулей ввода и вывода на один шкаф до 19. Общее количество дискретных входов - 1080, выходов - до 790.

Контролируемые параметры являются дискретной информацией, которая принимает значение «0» или «1». В качестве датчиков используются контакты реле. Исходная управляющая информация выдается на обмотки реле с сопротивлением не менее 1600 Ом (например, Д3-2700, РЭЛ1-1600 или РЭЛ2-2400).

Решение комплекса задач в УВК РА системы выполняется непрерывно циклически. Время цикла - 1 секунда. Время реакции системы на любой внешнее воздействие составляет 1 - 2 секунды. Максимальное количество одновременное обрабатываемых системой усредненных маршрутов в любой стадии обработки (установка, поддержка, отмена маршрутов и т.д.) составляет не менее 15.

Основные функции управления и контроля реализуются в блоке БЦПУ, который входит в один из шкафов УВК РА. В свою очередь, блок БЦПУ содержит три одинаковых вычислительных канала, каждый из которых имеет 2 линии связи из двумя ЭВМ РМ ДСП ( до трех ЭВМ в составе ЭЦ-ЕМ), из которого ведется управления объектами централизации. Каждая ЭВМ физически связана из двумя разными вычислительными каналами. В процессе функционирования системы одна ЭВМ находятся в рабочем режиме, вторая - в горячем резерве, третья (если есть) - в холодном резерве. При больших районах управления допускается распределение станции на зоны управления с выделением самостоятельных комплектов органов управления и контроля для каждой из зон.

В зависимости от состояния системы различаются основной режим, вспомогательный режим и аварийный режим централизованного управления объектами.

В процессе функционирования УВК РА обеспечивает реализацию технологических алгоритмов с целью обеспечения высокой пропускной способности станции при обеспечении необходимых условий безопасности.

Оборудование электропитания системы ЭЦ-ЕМ на базе УВК РА предъявляют более жесткие требования к надежности системы энергоснабжения потому что она должна обеспечивать бесперебойное электропитание шкафов УВК РА и персональных ЭВМ рабочего места ДСП.

Организация питания релейного оборудования и напольных устройств системы ЭЦ-ЕМ аналогичная организации питания систем релейных централизаций. На станциях, где возможно одновременное пропадание напряжения во всех фидерах, должны применяться оборудования бесперебойного питания (УБП), что обеспечивают безперебойность электропитания на время отсутствия напряжения во всех фидерах за счет преобразования постоянного напряжения резервного источника питания в необходимую величину напряжения.

Энергоснабжение микропроцессорной части системы ЭЦ-ЕМ (шкафов УВК РА, ЭВМ РМ ДСП) осуществляется от источника бесперебойного питания (УБП), при этом питание каждого вычислительного канала УВК РА и соответствующей ПЭВМ РМ ДСП осуществляется от разных фаз.

.4 Характеристики и основные принципы системы Ebilock - 950

Система централизации «Ebilock 950» разработанная специалистами шведской фирмы АВВ Даймлер-Бенц Транспортейшн (Adtranz) для управления стрелками, светофорами и другими объектами на станции и перегонах [8].

По требованию заказчика поставляется каждый из трех вариантов централизации Ebilock 750, 850 или 950. Вариант 750 предусматривает использование релейных схем для управления напольным оборудованием, модификация 850 имеет полностью бесконтактную технику, а 950 адаптированная к разным схемам управления напольным оборудованием: релейно-контактных и бесконтактных.

Централизация охватывает три уровне управления: первый уровень включает рабочие места дежурного по станции и технического персонала, второй уровень обеспечивает проверку логических условий безопасности, а третий - подключение датчиков и исполнительных оборудований.

Установление маршрутов происходит по помощи клавиатуры АРМ ДСП и контролируется на дисплее. Эти команды обрабатываются в компьютере зависимостей центральной обрабатывающей системы (ЦОС) [9].

Основной компьютер собирает, обрабатывает информацию и выдает команды для управления объектами. Резервный компьютер работает в горячем резерве: он обрабатывает информацию, но не формирует команд. Оба компьютеры беспрерывно обмениваются информацией и при выходе из строя основного, переключение на резервной происходит без задержки. Компьютеры через шлейф связи подключены к объектным контролерам, которые располагаются в модулях объектных контролеров (МОК). МОК устанавливаются в горловине станции и через контроллеры поддерживают информационный обмен с обеими компьютерами и между собой. Каждая петля связи объединяет до 15 компьютеров. Обрыв кабеля в одном месте не

приводит к нарушению связи: каждый концентратор имеет по два направления и выход из порядка одного не приводит к потери трудоспособности системы.

Центральный процессор «Ebilock 950» и система объектных контролеров есть основным звеном МПЦ. В системе МПЦ используется напольное оборудование и релейная аппаратура отечественного производства.

В состав МПЦ входят: центральный процессор (ЦП), аппаратура управления и контроля (2АРМ ДСП, АРМ ШН), оборудование электропитания, объектные контролеры, концентраторы связи на стативах ОК, приспособленных для установки указанных оборудований, релейное оборудование; напольное оборудование СЦБ.

Управление МПЦ осуществляется с автоматизированного рабочего места дежурного по станции (АРМ ДСП), созданного на базе промышленной ЭВМ. Работа МПЦ контролируется по отображению состояния объектов на дисплее АРМ ДСП, управления осуществляется дежурным по станции из клавиатуры АРМа.

Диагностика МПЦ и контроль технических параметров осуществляются с автоматизованного рабочего места электромеханика (АРМ ШН). Этот же АРМ позволяет анализировать протокол действий дежурного по станции и работы МПЦ.

Центральная обрабатывающая система (ЦОС) состоит из процессора «Ebilock-950», что обеспечивает логику действия МПЦ и условия безопасности движения поездов. Процессор Ebilock состоит из двух компьютеров. Один компьютер постоянно находится в работе, другой - в горячем резерве. В случае выхода из порядка основного компьютера немедленно включается резервный.

Компьютеры связаны через петли связи с концентраторами. При переключении компьютеров происходит автоматическая коммутация петель связи.

Главная цель ЦП состоит в обработке данных таким образом, чтобы обеспечить выполнение всех взаимозависимостей безопасным образом.

ЦП обеспечивают трансформацию команд от системы управления в приказы, которые безопасным образом передаются стрелкам, сигналам и другим оборудованиям; замыкание объектов в маршруте; искусственное и автоматическое размыкание маршрутов; другие функции централизации согласно ТЗ на систему МПЦ.

Основные и резервные компьютеры ЦП через модемы связаны с концентраторами связи.

Система связи построена таким образом, который при обрыве кабеля в одном месте информация продолжает поступать на каждый концентратор из разных мест.

Система объектных контролеров является частью системы МПЦ. Данная система осуществляет взаимодействие между компьютерной частью централизации с релейными оборудованием и напольным оборудованием.

Объектные контролеры (ОК) делятся на следующие типы: сигнальный, стрелочной, релейный.

Объектные контролеры системы «Ebilock 950» используют отечественные рельсовые цепи, светофоры, электроприводы, реле и дают возможность осуществлять увязку с системами автоблокировки, переездной сигнализации, кодированием рельсовых цепей, САУТ, и другими системами.

В состав АРМ ДСП и АРМ Шна входят промышленные компьютеры; по 2 цветных монитора, клавиатуры в промышленном выполнении; манипуляторы типа «мышь», принтеры, активные звуковые системы.

Работа МПЦ контролируется по отображению состояния объектов на дисплее АРМ ДСП, управления осуществляется дежурным по станции из клавиатуры АРМ. Команды ДСП, приказы центрального компьютера, состояние объектов, время и события автоматически регистрируются в журнале событий и могут быть распечатаны на принтере.

Диагностика МПЦ и контроль технических параметров осуществляются с автоматизованого рабочего места электромеханика (АРМ ШН). Этот же АРМ позволяет анализировать протокол действий дежурного по станции и работы МПЦ.

К центральному блоку обеспечения безопасности системы Ebilock - 850 может быть подключенное приблизительно 300 приборов управления объектами. В системе начального уровня Ebilock -950 возможно подключение до 100 приборов.

1.3.3 Характеристики и основные принципы системы МПЦ-И

Микропроцессорная централизация стрелок и сигналов МПЦ-И( далее МПЦ-И) предназначенная для централизованного управления оборудованием железнодорожной автоматики (стрелками, светофорами, переездами и т.п.) на железнодорожных станциях с целью организации движения поездов в условиях высокой степени безопасности средствами современной микропроцессорной техники.

МПЦ-И является функциональным аналогом релейной электрической централизации (ЭЦ), предназначенным для проектирования новых и реконструкции действующих ЭЦ. Цель создания МПЦ-И - перевод релейных систем ЭЦ на микропроцессорную элементную базу с сохранением правил управления оборудованиями СЦБ и действий дежурного по станции при обеспечении необходимой степени безопасности и безотказности. Дополнительно появляются новые функции ЭЦ в качестве нижнего уровня автоматизированной системы управления технологическим процессом, например: протоколирование, архивирование, формирование баз данных; возможности вывода на дисплей дополнительной информации; увязывание ЭЦ из АСУ верхнего уровня и т.п.

Дополнительные функции системы:

- круглые сутки функционирует в реальном масштабе времени и в наглядном виде отображает поездное положение, состояние объектов контроля и управление, действия дежурного по станции и электромеханика;

- непрерывно протоколирует действию эксплуатационного персонала по управлению объектами и всей поездной ситуации на станции и прилегающих к нее перегонах;

предоставляет возможность индивидуального отсчета выдержки времени для каждого маршрута, который отменяется, и размыкания секции, индивидуальной выдержки времени для каждого светофора, который открывается, а также управление многопрограмной очисткам стрелок;

выводит на экран монитора автоматизированного рабочего места ДСП разные сообщения о ходе технологического процесса;

предоставляет возможность объединения нескольких зон управления.

Структурная схема МПЦ-И по расположению оборудования является централизованной и состоит из следующих составляющих частей:

управляющий контролер централизации (УКЦ) с программой логики центральных зависимостей для осуществления маршрутизированных передвижений по станции;

система гарантированного питания микроэлектронных систем СГП-МС;

релейно-контактное оборудование;

пульт резервного управления для прямопроводного управления стрелками при возникновении неисправностей обеих комплектов АРМ ДСП или УКЦ;

напольное оборудование;

основное автоматизированное рабочее место дежурного по станции (основной АРМ ДСП);

резервное автоматизированное рабочее место дежурного по станции (резервный АРМ ДСП);

автоматизированное рабочее место электромеханика СЦБ (АРМ ШН) для обеспечения возможности изъятого мониторинга состояния объектов МПЦ-И.

телекоммуникационный шкаф ШТК, который обеспечивает роботу всех автоматизированих рабочих мест на станции (с полным автоматическим резервированием всей аппаратуры), предоставляет возможность простой увязки с каждой из внешних систем, в т.ч. ДЦ, АСУТП, а также обеспечивает информационную безопасность, протоколирования и архивирование работы оборудования и действий персонала;

Все центральные зависимости логики централизации реализует УКЦ. В составе УКЦ для повышения безопасности расположено два контроллера централизации (КЦ), которые параллельно выполняют программы на основе операционной системы реального времени. Управляющая программа МПЦ-И циклически с периодом 100мс опрашивает входы функциональных модулей контролеров с целью ввода информации о состоянии объектов контроля. Потом происходит обработка данной информации и с учетом команд управления оперативного персонала, которые вводятся с основного или резервного АРМ ДСП и принятых УКЦ с помощью ЛВС, формируется управляющие воздействия на объекты управления. В конце каждого цикла управляющей программы происходит восстановление выходов функциональных модулей контролеров. Сравнение управляющих воздействий, формированных каждым из контролеров, проводится по алгоритму «два из двух» с помощью оборудований сообщения с объектами (УСО).

Объектами управления и контроля УКЦ есть реле I-Го класса надежности, на основе которых выполненные схемы управления стрелками, светофорами и другими оборудованиями СЦБ. Релейные схемы не выполняют логических функций, а используются только как безопасные элементы силовой коммутации.

Для организации сетевых взаимодействий УКЦ и автоматизированных рабочих мест реализованная среда передачи данных на базе сети стандарта Ethernet 10/100 Base-T выполненной по топологии «звезда» и изолированной от внешних сетей.

В качестве узлового элемента примененный сетевой концентратор (Switch Ethernet 10/100Mb), к которому подключаются контролеры КЦ1, КЦ2, основной и резервный АРМ ДСП, принтер и АРМ ШНЦ с образованием лучей. Длина каждого луча сети не должна превышать 100 метров, за исключением соединения УКЦ со ШТК - не более 10 метров. Подключения осуществляется сетевым кабелем FTP.

1.3.4 Характеристики и основные принципы системы МПЦ-МЗ-Ф

Микропроцессорную систему МПЦ-МЗ-Ф на базе компьютера управления ЕСС фирмы SIEMENS создана ЗАО «Форатек АО». Система предназначена для централизованного управления стрелками, светофорами на ж.д. станциях с для организации движения поездов с уровнем безопасности согласно требованиям к оборудованию МПЦ.

МПЦ-МЗ-Ф представляет собой централизованный комплекс оборудований, предназначенный для дистанционного управления стрелками и светофорами станций, контроля состояния технических средств, который принимал участие в процессе управления, выдачи дежурному по станции (ДСП) оперативной, архивной и нормативно-справочной информации, а также формирование протоколов работы оборудований (событий и состояний) и действий персонала [11].

МПЦ-МЗ-Ф является программируемой системой и относится к объектно-ориентированным изделиям со сменным составом функциональных блоков, необходимых для создания необходимых конфигураций каналов ввода-вывода и реализации конкретных функций и задач. Система является проектно-компонованным изделием и состоит из базовой и компонуемой части состав которой определяется при проектировании. МПЦ-МЗ-Ф составляется из технических средств и специального программного обеспечения.

Технические средства подразделяются на аппаратуру расположенную на посту электрической централизации и напольное оборудование.

Электропитание МПЦ-МЗ-Ф осуществляется от источников которые предусматривают полное резервирование в течение 4 часов.

Конфигурация системы МПЦ-МЗ-Ф представляет собой комплекс составляющих частей который позволяет создавать любые конфигурации системы согласно конкретному проекту станции со следующей переконфигурацией при изменению путевого развития.

Аппаратное обеспечение системы МПЦ-МЗ-Ф представляет трехуровневую иерархическую структуру: информационного, логического обеспечения и непосредственного управления.

Уровень информационного обеспечения системы содержит автоматизированные рабочие места дежурного по станции (АРМ ДСП) и электромеханика (АРМ ШН), а также дополнительное оборудование сообщения с информационными системами разного назначения. АРМ ДСП предназначен для ввода и отображения команд ДСП, отображение состояния станционных объектов. АРМ ШН позволяет вести сбор и обработку диагностической информации о техническом состоянии устройств автоматики на станции, прогнозировать появление отказов и оптимизировать процесс технического обслуживания.

Оборудование уровня логической обработки информации выполняют приемы сигналов управления от первого уровня; формирование контрольной информации о состоянии путей и участков в горловинах станции и прилегающих перегонов; реализует функции управления логикой установки и отмены маршрута, управление показаниями светофоров и стрелками, замыкание и размыкание маршрутов с соблюдением условий безопасности. На этом уровне формируются команды управления релейно-контактным интерфейсом.

Оборудование третьего уровня (релейно-контактный интерфейс) обеспечивают безопасное выполнение команд второго уровня по непосредственному управлению напольними объектами и контроля их состояния (путевые реле, стрелочные пусковые и контрольные реле, сигнальные и огневые реле и некоторые другие).

Информационное, математическое и программное обеспечение системы МПЦ-МЗ-Ф содержит данные о путевом развитии станции, алгоритмы и программы, которые реализуют функции системы. Технические алгоритмы и процедуры, которые представляют математическое обеспечение системы, не зависят от путевого развития станции.

МПЦ-МЗ-Ф обеспечивает выполнение функций контроля состояния объектов и управление состоянием объектов, диагностики технического состояния оборудования, самодиагностики аппаратуры, протоколирование работы системы, контроля и управление системой МПЦ-МЗ-Ф в диалоговом режиме.

Протоколирование и хранение на жестком диске информации о состоянии объектов контроля, команд управления и действий ДСП, сбоев и отказов функционирования оборудований системы, результатов самодиагностики оборудований и их регламентных проверок, а также тестирование системы.

Управление стрелками, светофорами и задание маршрутов обеспечивается в режимах: маршрутном, раздельного управления и ответственных команд. Управление стрелками, светофорами, другими станционными объектами, задание и отмена маршрутов, выбор режимов управления должны выполнятся ДСП с помощью устройств ввода соответствующих команд на АРМ. ДСП получает доступ к управлению объектами только после своей регистрации на рабочем месте и подтверждения имеющихся у него полномочий. При управлении стрелками в раздельном или маршрутном режиме исключается их перевод при занятой стрелочной секции, а также запертых в маршруте стрелок ( в том числе охранных). Автовозврат охранных стрелок осуществляется с использованием защиты от кратковременной потери шунта (выдержка времени ).

МПЦ-МЗ-Ф исключает установку встречных маршрутов на любой участок пути в горловине станции и поездного маршрута на путь при наличия встречных маршрутов.

При проезде подвижным составом светофора, который ограждает маршрут, или нарушении целостности маршрута режим отмены сбрасывается, а маршрут остается запертым.

Отмена маршрута прерывается командой ДСП на открытие светофора. Автоматическое размыкание маршрута происходит только при поочередном занятии и освобождении участков маршрута.

Режимы функционирования системы МПЦ-МЗ-Ф обеспечивают возможность работы в основном, вспомогательном и аварийном режимах. К основным режимам относится: маршрутный режим (МУ), режим раздельного управления (РУ).

В состав напольного оборудования входят стрелочные электропривода, светофоры, аппаратура рельсовых цепей, КГУ, УКСПС, кабельные сети и т.д.

В состав постового оборудования входят оборудования электропитания, управляющий вычислительный комплекс (УВК), кроссовый шкаф, релейные стативы, кроссовый статив, автоматизированное рабочее место электромеханика СЦБ, автоматизированное рабочее место дежурного по станции, защитное заземление.

АРМ ДСП размещаются в помещении дежурного по станции (ДСП) и состоят из двух комплектов оборудований (основного и резервного) на базе промышленной микроЭВМ класса ІВМ.

ЛВС верхнего уровня представляет собой распределенную систему ввода-вывода информации со звездообразной топологией сети, построенную на базе сетей Ethernet и протокола передачи данных TCP/IP с использованием кабеля «Beiden 7921А» для Industrial Ethernet, 4 крученые пары, экранированный (SFTP). Коммутатор Ethernet (EDG-6528 фирмы «ADVANTECH») служит для организации локальной вычислительной сети Ethernet.

УВК представляет управляющий вычислительный комплекс микропроцессорного оборудования, который обеспечивает установку, замыкание и размыкание маршрутов на станции при соблюдении требований безопасности движения поездов путем проверки выполнения неоходимых взаимозависимостей программно микропроцессорными средствами построенной на базе управляющего компьютера ЕСС SIMIS-W и обеспечивает выполнение основных функций МПЦ-МЗ-Ф по контролю состояния объектов и управлению стрелками, светофорами и другими объектами станции и прилегающих перегонов с соблюдением требований безопасности движения поездов согласно принципам, действующим в существующих оборудованиях ЕЦ.

1.3.6 Характеристики и основные принципы системы МПЦ-У

Система микропроцессорной централизации МПЦ-У производства Северодонецкого НПО "Импульс" - комплекс технических и программных средств, предназначенный для создания микропроцессорных централизаций стрелок и сигналов ж.д. станций.

МПЦ-У как современная альтернатива эксплуатируемым на железных дорогах релейным системам электрических централизаций обеспечивает существенное повышение безопасности и надежности управления движением поездов на железнодорожных станциях с разным объемом поездной работы, включая высокоскоростные участки. МПЦ-У не уступает по характеристикам ни одному из известных аналогов, а по ряду параметров превосходит их.

Основные функции МПЦ-У- контроль и управление процессами приема, отправление, пропуска, обгона поездов, маневровой работы; обеспечение безопасности движения поездов по маршрутам; установление, размыкание и отмена маршрутов; управление показаниями светофоров; кодирование маршрутов с проверкой всех условий безопасности; обработку угловых заездов при маневровых передвижениях; включение пригласительного сигнала; индивидуальное переведение и автововрата остряков стрелок; искусственное размыкание секций; выключение стрелок и изо-лиованих участков с сохранением пользования сигналами; отображение в реальном масштабе времени достоверной информации о поездном положении и состоянии оборудований железнодорожной автоматики; контроль состояния системы электропитания; беспрерывное протоколирование действий эксплуатационного персонала, архивирование параметров объекта управления и формирование необходимых протоколов и отчетов; установка маршрута без открытия светофора; индивидуальная выдержка времени для каждого светофора, который открывается; индивидуальный отсчет выдержки времени для каждого маршрута, который отменяется, и размыкания секции; ввод управляющих команд с помощью манипулятора.

В МПЦ-У исключены релейно-контактные интерфейсы, все логические зависимости между светофорами, стрелками и секциями, участками пути реализуются программно в трехканальном управляющем контролере.

В состав МПЦ-ВО входит система единого времени, которое получает сигналы точного времени от спутниковых систем навигации.

Функциональная безопасность МПЦ-У обеспеченна за счет:

трехканальной аппаратуры управления объектом по принципу "2 с 3";

модулей связи с объектом, которые имеют по два диверситетных канала;

внутрисистемных резервированных радиальных соединений типа " точка-точка" (отказ любого соединения не влияет на работу других соединений);

самодиагностирование модулей МПЦ-У;

беспрерывного контроля и диагностирования неисправностей напольного оборудование и программно-технических средств МПЦ-У со сбором, обработкой, хранением и отображением информации на специализированном АРМ электромеханика, а также с выявлением предотказных состояний;

программного обеспечения, которое функционирует в режиме реального времени;

дублированного выполнения АРМ ДСП;

защищенности интерфейса с оператором:

невозможности создания опасной для движения поездов ситуации при неправильных действиях оператора во время работы в основном режиме управления;

четкой индикации действий оператора, а также проверки осознанности его действий во вспомогательном режиме управления (повторный запрос оператору и получение от него соответствующего ответа, подтвержденного нажатием специальной кнопки).

В МПЦ-У реализован принцип единичного отказа - одиночные дефекты аппаратных и программных средств не приводят к опасным отказам и оказываются при рабочих или тестовых воздействиях в реальном времени.

Расчетная интенсивность опасных отказов (сбоев) одной ответственной функции МПЦ-У представляет менее чем 10 /час.

Модульная структура технических средств обеспечивают применение систем МПЦ- У как на больших, так и на малых станциях. Системы различаются только числом модулей, необходимых для подключения напольных оборудований.

ТП в качестве операторского оборудования, серверов, шлюзов. На базе ПС 5120 построенные АРМ-Ц ДСП, АРМ-Ц ШН СКД, АРМ КПФ и построенная на базе процессора Intel;

Для надежной работы МПЦ-У применяется система электропитания, которое обеспечивает гарантированную работу электронных оборудований СЦБ при возникновении гроз, коротких замыканий в контактной сети и других препятствий.

Система питания обеспечивает электропитание оборудований электрической централизации как на основе релейных систем, так и на микропроцессорной основе. В системе применяется специальная аппаратура защиты от источников препятствий с линии.

Основным компонентом системы электропитания МПЦ-В есть шкаф ШВРП-ЭЦ, предназначен для электропитания оборудований электрической централизации промежуточных станций ( до 30 стрелок), оборудованных тональными рельсовыми цепями с кодированием АЛСН частотой 50 Гц и стрелочными электроприводами трехфазного переменного ( ШВРП-ЭЦТ) или постоянного тока ( ШВРП-ЭЦП).

Различают функции вводной, распределительной и преобразовательных панелей.

Шкаф ШВРП-ЭЦ по своим характеристикам превосходит все известные аналоги, которые выпускаются предприятиями РФ и Беларуси благодаря более высоким показателям надежности, существенно меньшим расходам на эксплуатацию, меньшему энергопотреблению, возможности автоматизированного дистанционного и местного контроля состояния кругов электропитания с помощью встроенной микропроцессорной системы, значительно меньшему объему оборудования (1 шкаф заменяет до 4 шкафов - аналогов).

1.3.5 Характеристики и основные принципы микропроцессорной системы управления стрелками и сигналами с комбинированным размещением объектных контролеров МПЦ-С

Система МПЦ-С содержит в себе централизованный и децентрализованный вариант размещения объектных контролеров, при котором они частично находятся как в шкафах на посту ЭЦ, так и в шкафах на других станциях, в горловинах станции или на перегоне [12].

Использование выносных шкафов управления позволяет значительно сократить объем кабельной продукции, потому что управление проводится по 2-м информационно-управляющим магистралям с малым энергопотреблением. Существенное значение имеет возможность сокращения штата дежурных по станции при управлении из сопредельной станции одним ДСП.

В системе МПЦ-С для управления стрелками и сигналами полностью исключено использование релейной аппаратуры и рельсовых цепей (контроль путевых участков на базе счета осей подвижного состава).

Система МПЦ-С обеспечивает централизованное управление стрелками со стрелочными электродвигателями переменного тока, светофорами ( входными, выходными, маршрутными и маневровыми), контролирует путевые стрелочные и безстрелочные участки с помощью рельсовых датчиков подсистемы счета осей подвижного состава.

Все управляющее и коммуникационное оборудование размещено в шкафах МПЦ в релейном помещении поста ЭЦ и содержит в себе шкаф ЭВМ зависимостей, шкаф контролеров связи и ввода-вывода дискретных сигналов, шкаф контролеров стрелок, шкаф контролеров светофоров, шкаф типовой релейной увязки с сопредельной станцией, кросовый шкаф.

Контроль перегона осуществляется также подсистемой счета осей подвижного состава.

Работу этой подсистемы обеспечивают контроллер логических зависимостей ПАБ (КЛЗ), модуль связи с радиоканалом (МСРК), микропроцессорные путевые приемники (МПП-2), модули питания МП-1, включенные по двухканальному варианту с применением оборудования безопасного согласования (УСО).

Система МПЦ обеспечивает работу микропроцессорных систем диспетчерского контроля движением поездов и работой оборудования. МПЦ.

Система МПЦ-С позволяет использовать не только магистральную, но и лучевую структуры МПЦ, без значительных расходов сделать необходимое переключение управления с маневрового поста, расположенного в одной горловине на другой, расположенный в другой горловине станции. Система МПЦ-С непосредственно (без реле) управляет стрелками и сигналами с помощью микропроцессорных контролеров, которые могут быть расположены как на посту, так и вынесенном шкафу управления, расположенном в маневровом посту противоположной горловины станции. На посту ЭЦ есть шкаф ЭВМ зависимостей, 2 шкафа контролеров связи и управления, и шкаф электропитания со стабилизацией входного напряжения.

1.4 Выводы по разделу

Основные причины отказы от релейных систем ЭЦ:

монополизация производства реле и блоков для традиционных систем ЭЦ и путевого блокировки Российской Федерацией;

появление на рынке более гибких и прогрессивных систем МПЦ и МППБ:

громоздкость и габаритность, большой вес аппаратуры традиционных релейных систем;

большие расходы на периодические проверки в условиях РТУ узлов которые имеют контактные системы и электролитические конденсаторы;

негибкость при внесении изменений в работающие системы при изменениях путевого развития в процессе эксплуатации;

отсутствие возможности архивации событий, автодиагностики, извещение об отказах и передотказном состоянии, прямого подключения к системам ДЦ.

Основные источники экономической эффективности МПЦ и РПЦ:

- увеличение капвложений при строительстве, но при этом уменьшение эксплуатационных расходов при обслуживании;

- уменьшение штата обслуживающего персонала;

возможность создания устройств, которые не обслуживаются;

- отсутствие расходов на периодические проверки узлов содержащих контактные системы и электролитические конденсаторы из-за отсутствия таковых;

- возможность внесения схемных изменений программными методами и переключением жил кабеля на клеммных колодках;

низкие масса-габаритные показатели аппаратуры, сокращение на постах ЭЦ площадей, занятых аппаратурой централизации и управления;

МПЦ при строительстве требует больше инвестиций чем РПЦ потому что при переоборудовании и замене БМРЦ на РПЦ замене подлежит только наборная группа, исполнительная группа остается прежней, при замене на МПЦ замене подлежат и исполнительная и сборочная группы.

Экономически эффективно использовать МПЦ для станций с количеством стрелок более 40 и менее 200.

В сравнении с релейными и релейно-процессорными системы МПЦ имеют высокую конкурентоспособность за счет следующих факторов:

позволяют существенно сократить эксплуатационный персонал и имеет наименьшую стоимость эксплуатационных расходов за счет использования современных компьютерных технологий и микропроцессорных технических средств, которые имеют высокую безотказность и безопасность функционирования, которые не нуждаются в больших расходах на обслуживание и ремонт.

система позволяет корректировать силами Заказчика ее программное обеспечение при изменении путевого развития железнодорожных станций или появлении дополнительных объектов управления и контроля.

2. Разработка и обоснование проектных решений системы МПЦ станции «В»

.1 Однониточный план станции «В»

По характеристикам железнодорожная станция «В» является промежуточной, и служат для пропуска, обгона и скрещения поездов, выполнение грузовых и пассажирских операций. Работа станции организовывается согласно графика движения, плана формирования поездов, технического процесса и технико-распорядительного акта. На станции выполняется значительная поездная и маневровая работа маршрутизовнаным порядком.

Станция «В» была оборудованная устройствами БМРЦ согласно проекта института ********** в 1981 году. В 1997 году в рамках проекта электрификации участка согласно проекта института ********** станция была электрифицирована оборудована рельсовыми цепями согласно нормалям РЦ 25-ДСШ15 ЭТОО-С-90.

На станции производятся прием, отправление, скрещивание и обгон поездов, обработка сборных поездов, а также частичная переработка транзитных поездов; посадка, высадка пассажиров, технический осмотр поездов и безотцепный ремонт вагонов.

В зависимости от назначения, колеи участковой станции делятся на главные, являющиеся продолжением пути перегона; приемо-отправочные, которые предназначены для приема и отправления поездов; погрузочно-разгрузочные; предохранительные и улавливющие тупики. На данной станции на главной и боковых путях применяют стрелочные переводы с маркой крестовины 1/11. Главный путь станции пронумерован римской цифрой ІІ, боковые - арабскими 1, 3, 4, 6, 7, 8, 11, 12, 13. В горловинах станции спаренные стрелки пронумерованы арабскими цифрами 2/4, 6/8, 10/22, 14/16, 32/34, 1/3, 5/7, 9/11, 13/15, 17/19, 33/35; одиночные пронумерованные также арабскими цифрами 12, 18, 26, 28, 30, 36, 38, 21, 23, 25, 27, 29. Однониточный план станции представляет собой в однониточном изображении схематический план путевого развития заданной станции «В». На однониточном плане указанные изолирующие стыки и пункты счета осей, которые делят станцию на пути, путевые и стрелочные участки, стрелки и сигналы с них нумерацией, пост микропроцессорной централизации, релейные и батарейные шкафы. Станционные светофоры по назначению делятся на входные, выходные, и маневровые, по конструкцией - на мачтовые и карликовые.

Входные светофоры ограждают станцию со стороны перегоноы. Входной светофор со стороны прибытия четных поездов обозначают буквой Ч, а со стороны прибытия нечетных - Н, НФ. Входные светофоры по конструкцией устанавливают только мачтовые и они имеют следующие сигнальные показания: зеленый, два желтых, красный, белый -пригласительный. Выходные светофоры разрешают выход поездов на перегон. Они установлены с учетом заданной специализации приемоотправочных путей.

Обозначены выходные светофоры буквой направления и номером пути отправления Н1, Н2, Н3, Н4, Н6, Н7, Н11, Н12, Н13, Ч1, Ч3, Ч4, Ч6, Ч7, Ч11, Ч12, Ч13. На главной пути, по которой предполагается безостановочный пропуск поездов установлены мачтовые светофоры Ч2, Н2. Другие выходные светофоры являются карликовыми: это Н1, Н3, Н4, Н6, Н7, Н11, Н12, Н13, Ч1, Ч3, Ч4, Ч6, Ч7, Ч11, Ч12, Ч13.

Маневровые светофоры тоже являются карликовыми, это: М2, М8, М10, М12, М14, М16, М18, М20, М24, М3, М7, М9, М11, М13, М15, М17, М19, М21. Маневровые светофоры с подъездных путей и тупиков мачтовые, это М1, М5, М4, М6, М22.

Расположение маневровых светофоров в горловине обеспечивает возможность параллельных маневровых передвижений и исключения перепробега при угловых заездах. По назначению и местонахождению маневровые светофоры условно разделены на такие группы:

светофоры, которые ограждают горловину станции со стороны приемо- отправочных путей и при наличии выходных светофоров совмещены с ними: Н1, Н2, Н3, Н4, Н6, Н7, Н11, Н12, Н13, Ч1, Ч2, Ч3, Ч4, Ч6, Ч7, Ч11, Ч12, Ч13;

светофоры, которые ограждают горловину станции со стороны примыканий, тупиков, это: М1, М5, М4, М6, М22;

светофоры, которые ограждают безстрелочные участки в горловине станции между входными светофорами и первыми по ходу стрелками: М2, М3, М11;

светофоры, которые ограждают с двух сторон безстрелочные участки в горловине станции длиной больше 60 м., это: М9, М17, М8, М14, М18, М20;

- светофоры, которые разделяют маршруты: М13, М15, М19, М10, М12.

.2 Двохнитковий план станции «В»

По плану станции кодируются 1 и ІІ пути и прилегающие участки. Согласно задаче дипломного проекта было решено для контроля участков, кодирование и пропуска тягового тока для 1 и ІІ колеи и участков НАП, 3-5СП, 11-15СП, 23-33СП, ЧАП, 2СП, 8СП, 10-24СП, 16СП, 30СП оставить РЦ сдроссель-трансформаторами ДТ 0.2-500, ДТ 0.6-500 и реле ДСШ-15. Другие 3, 4, 6, 7, 8, 11, 12, 13 пути, и участки примыкающие к ним оборудовать системой счета осей.

2.3 Разработка структурной схемы МПЦ. Определение количества контролеров управления и контроля

.3.1 Предпосылки разработки МПЦ- С

Система МПЦ-С обеспечивает реализацию функций автоматизации задачи маршрутов, управление и контроля объектами на станции. В системе МПЦ-С для управления стрелками и сигналами исключается использование релейной аппаратуры и рельсовых цепей (контроль путевых участков - на базе счета осей подвижного состава).

Система МПЦ- С обеспечивает централизованное управление стрелками со стрелочными электродвигателями постоянного тока, светофорами (3 входных, 18 выходных, и 23 маневровых), контролирует путевые стрелочный и безстрелочный участки с помощью рельсовых датчиков подсистемы счета осей подвижного состава.

Все управляющее и коммуникационное оборудование размещено в шкафах МПЦ в релейном помещении поста МПЦ и содержит в себе шкаф ЭВМ зависимостей, шкаф контролеров связи и ввода-вывода дискретных сигналов, шкаф контролеров, стрелок, шкаф контролеров светофоров, шкаф типовой релейной увязки с сопредельными станциями, кроссовый шкаф.

Гарантированное электроснабжение обеспечивает стойка питания СП-2. Система МПЦ-С разработана ООО «НПП САТЭП» на базе опыта эксплуатации 3-х систем МПЦ из централизованным или комбинированным размещениям контролеров стрелок, светофоров и переездов с 100% исключением реле и рельсовых цепей. При этом был учтен опыт разработки ряда релейно-микропроцессорных систем электрической централизации, стрелок и сигналов, введенных в постоянную эксплуатацию на промышленном транспорте Украины и магистральном железнодорожном транспорте Республики Казахстан с 2006 по 2011 года.

В системе МПЦ-С для управления стрелками и сигналами может быть полностью исключено использование релейной аппаратуры и рельсовых цепей.

Управляющий центр МПЦ построен на 3-х ЭВМ промышленного исполнения (ЭВМ зависимостей 1-го, 2-го и 3-го каналов резервирования) по варианту мажоритарного резервирования «2» из «3». Применение такой структуры обеспечивает необходимую безопасность и отказоустойчивость. Для достижения высокого уровня функциональной безопасности согласно международным стандартам по СЦБ в ЭВМ зависимостей используется разное программное обеспечениям, которое написано разными группами разработчиков.

ЭВМ зависимостей выполняют следующие задачи: обеспечивают все логические зависимости электрической централизации; выполняют проверку необходимых условий функциональной безопасности системы; обработку информации, которая поступает от аппаратуры верхнего и нижнего уровней; формируют выдачу управляющих воздействий на элементы системы; обеспечивают контроль текущего состояния всего оборудования МПЦ; формируют архив состояния всего оборудования системы и действий оператора в виде «черного ящика»; предоставляют диагностическую информацию; контролируют работособность объектных контролеров; выполняют анализ корректности запросов на управляющие воздействия от оператора.

Программное обеспечение всех ЭВМ МПЦ выполнено на базе операционной системы реального времени (ОСРВ) QNX, которую считают наиболее надежной и безопасною в мире. Ядро ОСРВ QNX Neutrino сертифицировано Международной Электротехнической Комиссией (IEC) на соответствие стандарта 61508 согласно степени интеграции по безопасности Safety Integrity Level 3 (SIL3). Государственная техническая комиссия при Президенте РФ выдала сертификат, который удостоверяет, что операционная система реального времени QNX 4.25 проверена по 2 уровню контроля отсутствия недекларированных возможостей. Также ОСРВ QNX прошла сертификацию на соответствие стандарта POSIX PSE52 Realtime Controller 1003.13-2003 System для систем управления ре-ального времени. Сертификат подтверждает, что гарантирует переносимость исходного кода и предсказуемость времени отклика, необходимого в строго ограниченные во времени приложениях. В это время ОСРВ QNX является полностью открытой операционной системой.

Связь ЭВМ зависимостей с микропроцессорными контролерами стрелок, светофоров и рельсовых датчиков осуществляется по двухпроводной лучевой структуре с помощью встроенных в ЭВМ Саn-плат, а также коммутаторов связи, которые обеспечивают необходимое сравнение, мажоритирование и дальнейшую передачу сигналов управления и контроля. Для обеспечения необходимой функциональной безопасности все контролеры построены по варианту общего нагруженного дублирования «2» с «2» с решающим элементом «И» и расчетным временем периодического контроля исправной и безопасной работы каждого канала резервирования.

Для непосредственного контроля и управления объектами МПЦ использованные микропроцессорные контролеры стрелок и светофоров, которые также включены по варианту общего нагруженного дублирования «2» с «2» с безопасным элементом «И».

Централизованное управление с помощью микропроцессорных контролеров светофоров позволяет управлять входными, выходными, маршрутными и маневровыми светофорами, а также обеспечить контроль основных и резервных ниток как в горячем, так и в холодном состояниях.

.3.2 Определение количества объектов управления

Составляем таблицу объектов управление на станции для дальнейшего определения количества выходов на каждый объект.

Стрелки: 1, 3, 5, 7, 9, 11, 13, 15, 17, 19, 21, 23, 25, 27, 29, 31, 33, 35,2, 4, 6, 8, 10, 12, 14, 16, 18, 22, 24, 26, 28, 30, 32, 34, 36, 38.

Входные светофоры: Н, Ч, НФ.

Выходные светофоры: Ч1, Ч2, Ч3,Ч4, Ч6,Ч7,Ч11, Ч12, Ч13, Н1, Н2, Н3, Н4, Н6, Н7, Н11, Н12, Н13.

Маневровые светофоры: М1,. М3, М5, М7, М9, М11, М13, М15, М17, М19, М21, М 2, М4, М6, М8, М10, М12, М14, М16, М18, М20, М22, М24.

Повторители светофоры: Н1Г, Н2Г, Ч3Г.

РПБ станции «С»: НМ1, НМ2, Н1, Н2, ОН1, ОН2, З.

РПБ станции «А»: ЧМ1, ЧМ2, Ч1, Ч2, ОЧ1, ОЧ2, З.

Кодирование: НЖ1, ЧЖ1, ИЛИ, НИ.

Таблица 2.1 - Перечень объектов управления

Таблица 2.2 - Перечень объектов контроля

Таблица 2.2 - Перечень объектов контроля (

На основании этой таблицы составляется следующая таблица расчетов количества выходов.

Таблица 2.3 Определение необходимого количества выходов

На основании этой таблицы составляется следующая таблица расчетов количества входов.

Таблица 2.4 - Определение необходимого количества входов

Таблица 2.5 - Определение необходимого количества входов

Реле контроля рельсовых цепей: 3-5СП1, 11-15СП1, 23-33СП1, 2СП1, 8СП1, 10-24СП1, 16СП1, 30СП1, НАП1, ЧАП1, 1П1, 2П1, 1НП, 1НП1.

Реле в схеме кодирования:

для входного светофора Н (Ж1, Ж1Р);

для входного светофора Ч (Ж1, Ж1Р);

Реле в схеме РПБ станции «С»: Контроль путевого отправления, НПП, ЧПС, ЧПО, НДСО, КМ, НПС, Ключ-Жезл НОХ, НИФП, НФДП.

Реле в схеме станции «А»: Контроль путевого отправления, ЧПП, НПС, НПО, ЧДСО, КМ, ЧПС, Ключ-Жезл ЧОХ, ЧИФП, ЧФДП.

Реле контроля кодирования: ЧКВ, ІІПКВ, 10-24СКВ, 8СКВ, 2СКВ, ЧАПКВ, НКВ, 2НКВ, 23-33СКВ, 3-5СКВ, 11-15СКВ, НАПКВ.

Круга управления.

Реле в схеме кодирования: НЖ1, ЧЖ1, НИ, ИЛИ.

Реле в схеме РПБ станции «С»: НМ1, НМ2, Н1, Н2, ОН1, ОН2, З.

Реле в схеме РПБ станции «А»: ЧМ1, ЧМ2, Ч1, Ч2, ОЧ1, ОЧ2, З.

Необходимое количество входов и выходов для объектных контролеров:

общее количество объектов контроля - 135;

общее количество объектов управления - 102;

выходов всего - 348, количество модулей 348:16=22 шт;

общее количество входов - 80, количество модулей 80:32=3шт.

2.4 Разработка схемы управления стрелочным электроприводом

Стрелочный электропривод относится к напольным устройствам электрической централизации, с помощью которых производиться перевод, замыкание и контроль положения стрелочных остряков. Приводы централизованных стрелок должны обеспечивать в крайних положениях плотное прилегание остряка к рамному рельсу; перевод стрелки с ходом остряков 154 мм; незамыкание стрелки при зазоре между прижатым остряком и рамным рельсом 4 мм; отвод второго остряка от рамного рельса на расстояние не менее чем 125 мм; замыкание остряка, чтобы исключить его отход под поездом и др.

На станции «В» применяются электрические стрелочные приводы СП-6 с электродвигателями постоянного тока типов МСП-0,25 и ДП-0,18, которые рассчитаны на напряжение питания 160В.

Для управления стрелочными электроприводами до реконструкции применялась двухпроводная схема управления с блоком ПС-220. После перехода на микропроцессорную систему управления стрелочные электроприводы были без переработок подключены к контролерам МКСТ тоже по двухпроводной схеме.

.5 Разработка схемы управления светофорами

Светофоры приняты в качестве устройств оптических сигналов в устройствах автоблокировки и электрической сигнализации. Как указывалось раньше, на станции «В» используются линзовые карликовые и мачтовые светофоры.

Мачтовые светофоры используются в качестве входных, выходных и маневровых. Различаются они количеством головок и типом сигнальных показаний. Карликовые используются в качестве выходных и маневровых.

Во всех светофорах используются лампы накаливания мощностью 15 и 25 (для входных) ватт, которые рассчитаны на 12 вольт. Лампы разделяются на одно- и двухниточные. Однониточные лампы используются для маневровых сигналов, а двухниточные - для входных и выходных. Вторая нить используется для обеспечения резерва при перегорании основной нити. Основные и резервные нити накала подключены каждая к своему понижающему трансформатору типа СТ-4. Первичные обмотки трансформаторов подключены к выходам объектных контролеров типа МКСВ-П через блоки УЗЛ. Объектные контролеры анализируют ток, который потребляет лампа, и при перегорании основной нити перемыкает лампу светофора на резервную.

.6 Обоснование типов устройств контроля свободности путевых участков

Разработка схем рельсовых цепей. Схемы кодирования рельсовых цепей

По плану станции кодируются 1 и 2 пути и прилегающие участки. Согласно задания дипломного проекта было решено для контроля участков, кодирование и пропуска тягового тока для 1 и 2 пути и участков НАП, 3-5СП, 11-15СП, 23-33СП, ЧАП, 2СП, 8СП, 10-24СП, 16СП, 30СП оставить РЦ с дроссель-трансформаторами ДТ 0.6-500 и реле ДСШ-15. Другие 3, 4, 6, 7, 8, 11, 12, 13 колее, и участки примыкающие к ним оборудовать системой счета осей.

Путевой датчик (ПД) - оборудование, которое фиксирует колесные пары подвижной единицы или ее саму в определенной зоне своего действия. Зона действия датчика может быть точечной и распределенной. В связи с этим датчики подразделяются на: точечные и непрерывные.

Точечные путевые датчики (ТПД) могут быть контактные, бесконтактные, а непрерывные - шлейфная и рельсовая цепи. Непрерывными путевыми датчиками (БПД) называются датчики с распределенной зоной действия. Точечными датчиками называют датчиками с ограниченной зоной действия ( точки). Для МПЦ на станции «В» используются бесконтактные (магнитоиндукционые) ТПД. Их достоинства: не нужны изолирующие стыки, гарнитурная изоляция для стрелок и соединители для сигнального тока. Недостатки ТПД: отсутствие контроля целостности рельсовой линии.

.6.1 Разработка схем рельсовых цепей

Чувствительным элементом ЭРЦ (путевой датчик состояний контролируемых участков пути) есть рельсовая линия, которая обеспечивает связь между СИРДП и подвижной единицей.

РЦ - это совокупность элементов рельсовой линии, элементов деления сопредельных РЦ, оборудований сопряжения, источника питания и путевого приемника. Область применения за родом тяги поездов -электрическая тяга постоянного тока.

Для участков с электротягой постоянного тока 2 типа:

перегонная кодовая 50 Гц с импульсным реле ИМВШ-110;

станционная 25 Гц двухниточная из ФЧП типа ДСШ-15 и предварительном кодировании на частоте 50 Гц.

Основные схемы станционных РЦ также имеют ряд модификаций, характер которых зависит от:

места применения (путевые неразветвленные или стрелочные разветвленные);

метода наложения кодовых сигналов АЛСН (с питающего конца, с релейного конца, с обеих концов; с предварительным наложенном и без него);

числа ДТ (1, 2 или 3).

К составным элементам рельсовой линии относят: стыковые и стрелочные соединители, изолирующие стыки, дроссель-трансформаторы и перемычки. Стыковые соединители предназначены для уменьшения и стабилизации электрического сопротивления стыков, который не должен превышать три погонных метра рельсы. Стыковые соединители подвергнуты механическим воздействиям, поэтому вместо них разработаны рессорные и тарельчатые пружины [14].

Стрелочные соединители предназначены для соединения элементов стрелочного перевода с цепью пропуска сигнального тока. Изолирующие стыки необходимы для разделения смежных рельсовых цепей. Стыковые соединители изготовляют со стальных оцинкованных проводов или стальных и медных тросов и прикрепляют к концам рельсов коническими штепселями или приваривают электрической, газовой сваркою или термической сваркой.

Сопротивление штепсельных соединителей с учетом переходного сопротивления между и штепселем и рельсом близко 0.004 Ом. Приварные соединители, которые имеют меньшую длину и хороший электрический контакт с рельсом, имеют малое ( близко 0.0007 Ом) сопротивление, благодаря чему улучшается работа РЦ.

Стрелочные соединители имеют разную ( в зависимости от назначения) длину. Изготовляют их со стального троса Æ 9 мм, конце которого вваривают в головки стальных штепселей, с помощью которых соединители закрепляют в шейках рельсов. Так как участок электрифицирован, то стрелочные соединители из голого стального провода сечением 70 мм², по которым проходит тяговый ток, дублируют.

Изолирующие стыки должны обеспечивать надежную электрическую изоляцию между концами рельсов смежных цепей. Для этих стыков используют изолирующие материалы, которые имеют значительную механическую прочность и сохраняют высокое электрическое сопротивление при значительной влажности.

Для повышения механической прочности и электрической изоляции стыков их устанавливают на щебне и оснащают водоотводным оборудованием [15].

Перспективными нужно считать использование изготовленных на заводе рельсов с изолирующим клеевым или клееболисовым стыком. Такой рельс можно вваривать в рельсовую плеть, укладывать между уравнительными рельсами обычной длины.

Дроссель-трансформатор предназначен для пропуска тягового тока в обход изолирующих стыков и для согласования волнового сопротивления рельсовой линии (РЛ) с прямым входным сопротивлением конца и обратным сопротивлением входа аппаратуры РЦ.

Особенностью ДТ при электротяге постоянного тока есть воздушный зазор (1.5 ÷ 2 мм) между сердечником и ярмом, это необходимо для стабилизации сопротивления основной обмотки сигнальному току, который исключает подмагничивание ферромагнетика. Подмагничивание сердечника возможно при асимметрии тягового тока и не должна превышать 12 %. Стабильное значение сопротивления основной обмотки сигнальному току необходимо, для того чтобы выполнялись режимы работы РЦ, поскольку сопротивление нагрузок по концам РЛ выбираются из условий оптимальности. На станции используют дроссель-трансформаторы ДТ-0.2-500М, и ДТ-0.6-500М [16].

.6.2 Схемы кодирования рельсовых цепей

На станции «В», которая расположена на участке оборудованном рельсовыми цепями и РПБ предусмотрено кодирование главных 1 и ІІ путей и маршрутов приема и отправление по ним. По ним также предполагаются маршруты непрерывного пропуска, а по 1 пути графиком движения предполагается прием и отправление пригородных поездов. При этом 1 и ІІ пути кодируются в обеих направлениях движения.

Коды локомотивной сигнализации в рельсовые цепи стрелочных участков поступают только в установленных поездных маршрутах при движении по разрешающему показанию сигнала.

Кодирование 1 и ІІ пути проводится независимо от установки маршрута при вступлении поезда на путь.

При отправлении с боковых путей кодирования начинается при выходе поезда на главный путь с участка, который граничит с выходным участком.

При приеме и отправлении поезда по пригласительному сигналу секции маршрута за светофором не кодируются.

Для устойчивого восприятия кодов локомотивным оборудованием изолирующие стыки на стрелочных переводах между остряком и крестовиной расположены по некодированному направлению. В случае размещения изолирующих стыков по ходу движения поезда устанавливают дополнительные стрелочные соединители [17].

На станции кодирование всех рельсовых цепей осуществляется от одного общего кодового трансмиттера типа КПТШ-515. Коды трансмиттера типа КПТШ-515 имеют меньшую продолжительность, чем коды трансмиттера КПТШ-715, что позволяет обеспечить более надежную работу локомотивной сигнализации при движении поезда по коротким стрелочным участкам горловины станции, а кодирование от одного общего трансмиттера уменьшает искажение кодов при переходе локомотива с одного путевого участка на другой. Одновременное кодирование приемо-отправных путей из двух сторон при рельсовых цепях с реле ДСШ производится для нормалей РЦ-25-ДСШ -ЭТОО-93, при которых кодирование приемо-отправного пути осуществляется с разных сторон от одного трансмиттера типа КПТШ-515 [18].

Значение кодов локомотивной сигнализации, которые посылают в рельсовые цепи участков, зависит от показаний впереди расположенного светофора.

В качестве трансмиттерных примененные реле постоянного тока ТШ-65В, что лучше обеспечивают регулирование продолжительности импульсов кодов АЛСН.

Групповое кодовключающее реле и трансмиттер включаются при открытии светофора и наличия поезда на участке приближения.

При переключении светофора на запрещающее показание в момент нахождения поезда на участке приближение групповое кодовключающее реле выключается.

Выключение группового кодовключающего реле по приему происходит со вступлением поезда на путь приема, при отправлении - с выходом на участок удаления.

Групповые кодовключающие реле имеют замедление порядка 3 сек для удержания их под током при переключении фидеров питания.

Схематический план с расположенной на ней аппаратурой, где Т и Р - соответственно питающие и релейные концы рельсовых цепей, К - места подачи кодов в рельсовые цепи. В схеме кодирования используются общие кодовключающие реле, предназначенные для проверки установки маршрутов и открытия сигналов, индивидуальные кодовключающие реле для включения кодирования отдельных секций маршрутов, групповые трансмиттерные реле - для подачи кодов в рельсовые цепи.

Схема кодовключающих реле для кодирования маршрута нечетного приема на ІІ путь показана в Приложении. В состав схемы входят: НКВ - общее кодовключающее реле; НАПКВ, 3-5СКВ, 11-15СКВ, 23-33СКВ, ІІПКВ -индивидуальные кодовключающее реле участков пути.

Реле НКВ в нормальном состоянии при выполнение следующих условий: путь приема свободный (реле ІІП1 под током); пригласительный сигнал на входном светофоре Н выключен (реле НПС1 без тока); все секции в маршруте запертые (замыкающее реле 21-33З последней по ходу движения секции без тока); занятый первый участок приближения (реле Н1ИП без тока); открытый входной светофор для приема на главный путь (реле НРУ1 и НГМ1 под током).

Чтобы в случае переключения фидеров питания реле НОКВ не выключалось, параллельно его обмотке присоединены конденсаторы общей емкостью 1000 мкФ, что создают замедление на отпускание якоря 3 сек. При переключении светофора на запрещающее показание в момент нахождения поезда на участке приближения кодовключающее реле обесточивается (обесточивается реле НРУ1).

При вступлении поезда на секцию НАП и закрытии входного светофора ( обесточивается реле НРУ1) реле НКВ получает питание через собственный фронтовой контакт и тыловые контакты повторителей путевых реле, которые замыкаются последовательно при движении поезда по маршруту.

Индивидуальные кодовключающие реле включаются последовательно. Сначала реле НАПКВ, в цепи питания которого проверяется включения общего кодовключающего реле (фронтовой контакт НКВ1), свободное состояние секций, которые входят в маршрут, и пути приема (фронтовые контакты реле 3-5СП1, 11-15СП1, 23-33СП2, ІІП1).

Потом, при вступлении поезда на секцию НАП, включается реле 3-5СКВ, через тыловой контакт реле НАП2, при вступлении поезда на секцию 3-5СП обесточивается реле НАПКВ (размыкается фронтовой контакт реле 3-5СП2) и включается реле 11-15СКВ при вступление через тыловой контакт реле 3-5СП1. Реле 23-33СКВ включается аналогично, а реле 1НКВ также при вступлении поезда на участок 23-33 СП.

При вступлении поезда на путь приема реле НКВ обесточивается, потому что размыкается фронтовой контакт повторителя путевого реле ІІП1 и разрывает цепь питания реле НКВ. Реле 1ПКВ будет удерживаться под током в течение всего времени нахождения поезда на колее приема.

Таким образом, индивидуальное кодовключающее реле участков оказывается под током при вступлении поезда на предыдущий участок и обесточивается при вступлении поезда на следующий участок.

Отключение кодируюшего оборудования для фазочувствительных рельсовых цепей, кодирования которых осуществляется на частоте, отличной от частоты питающего тока (от разных источников питания) не нужно, потому что восстановление нормальной работы рельсовому цепи не зависит от аппаратуры кодирования.

Для кодирования маршрутов приема по 1 пути установлен трансмиттер РБКТ типа КПТШ-515.

Цепь питания трансмиттера (0 - 220) замыкаются фронтовыми контактами реле 1П1. Выбор кодов и работа трансмитерного реле 1ПРT определяются контактами сигнальных реле Н1С и НЖ1 в зависимости от показания выходного светофора H1 с пути приема. Цепь питания реле НГТ замыкается фронтовыми контактами общего кодовключающего реле и индивидуального кодовключающее peлe пути приема. Реле 1ПРT (РИ), контактами которого комутируется искрогасящий контур, предназначено для защиты контактов трансмиттерных реле.

Кодирование двух сопредельных рельсовых цепей осуществляется от двух разных контактов группового трансмиттерного реле НГТ, потому что к одному контакту реле НГТ нельзя подключать питающие трансформаторы сопредельных рельсовых цепей.

Подача кодов в рельсовые цепи типа РЦ 25-12 кодирование осуществляется на частоте, отличной от частоты питающего тока, происходит таким способом.

Кодовое питание ПХК- ОХК подается через фронтовые контакты трансмит-терного реле НГТ и индивидуальных кодовключающих реле. Так, подача кодовых сигналов в рельсовую цепь НАП начинается с момента замыкания фронтового контакта индивидуального кодовключающего реле НАПКВ и длится до момента обесточивания этого реле (размыкается фронтовой контакт). Поскольку индивидуальное кодовключающее реле участка оказывается под током при вступлении поезда на предыдущий участок, то кодирование участка НАП начинается при вступлении поезда на первый участок приближения. Такая организация подачи кодов является предварительным кодированием.

При вступлении поезда на участок НАП путевое реле НАП обесточивается, с момента размыкания его фронтового контакта осуществляется подача кодового питания в рельсовую цепь. Тип кода определяется контактом реле НГТ. Кодирование участки НАП прекращается при вступлении поезда на следующую по ходу движения секцию 3-5СП, потому что при этом обесточивается реле НАПКВ. Подача кодов в другие рельсовые цепи происходит аналогично.

Включение в цепь питания рельсовой цепи контакта основного путевого реле, а не его повторителя (как в цепи возбуждения индивидуального кодовключающего реле), необходимо для восстановления нормальной работы рельсовому цепи при освобождении пути приема.

Установка медленнодействующего повторителя группового кодовключающего реле защищает его от обесточивания при потере шунта при движении короткой подвижной единицы по маршруту.

Трансмиттерные реле, которые кодируют рельсовые цепи, включаются при приеме непосредственно от кодового трансмиттера, при отправлении - от импульсного путевого реле первого участка удаления кодового блокировки.

Кодирование станционных рельсовых цепей осуществляется частотой 50 Гц.

Кодирование в маршруте отправления осуществляется с питающего конца, в маршруте приема - с релейного конца, но построение схем аналогично построению схем при кодировании питающего конца. На каждую рельсовую цепь, кодированную с релейного конца, установлены кодовключающее реле, и подача кодового тока происходит в данный участок при вступлении поезда на предыдущий.

2.7 Разработка схем увязки МПЦ с системой полуавтоматического блокировки

Релейная полуавтоматическая блокировка системы Гипротранссигналсвязь (РПБ ГТСС) применяется на однопутных перегонах «В» - «С» и «В» - «А» в варианте для станций оборудованных электрической централизацией стрелок и сигналов.

Полуавтоматическая блокировка рассчитана на применение светофоров в качестве входных, выходных, проходных и предупредительных сигналов [19].

Электропитание схем путевой блокировки производится постоянным током, за исключением ламп светофоров, электропитание котрых осуществляется переменным.

Линейная цепь полуавтоматической блокировки получает постоянный ток от станционной аккумуляторной батареи через преобразователь ППШ-3.

Для линейной цепи путевой блокировки используются провода меж-

станционной телефонной связи. Схема путевой релейной блокировки состоит из линейной цепи, которая объединяет два раздельных пункта, которые примыкают к перегону, и местным цепям приема, отправления и контрольных лампочек на станциях.

При использовании для линейной цепи проводов межстанционной связи телефоны включаются через изолирующей трансформатор НСТ 644.11.61 [20].

Трансформатор уменьшает воздействие вызывного телефонного тока на работу линейных реле. Ток от телефона представляет собой импульс, близкий по форме к прямоугольному, продолжительность которого может вызвать вибрацию якоря реле. Трансформатор меняет форму импульса, делая его кратковременным. Он имеет четыре обмотки по 700 витков из провода ПЭЛШКО диаметром 0, 18 мм.

Для уменьшения влияния разговорного и вызывного токов через питающую батарею и защиты телефонной связи от переменных составляющих выпрямленного тока питающей батареи применены дросселя НДР и конденсаторы С типа МБГЧ емкостью 2×2 мкФ. Дроссель имеет две обмотки с проводом ПЭЛ-0, 41 мм по 1150 витков сопротивлением 25 Ом каждая.

В линейную цепь на станции «В» включены линейные реле ЧЛ, реле путевого отправления НПО и реле дачи прибытия НФДП.

В местную цепь приема входят реле дачи согласия НДСО и реле прибытия поезда ЧЛ, в местную цепь отправления входят общее маршрутное реле отправления ЧОКС, его обратный повторитель ЧОВ и противоповторное реле отправления ЧОП.

В схеме станции для управления и контроля установленные кнопки и контрольные лампочки напряжением 24 В. Назначение кнопок следующее: НДСО - дачи согласия и НОСО - отмена согласия, НФП - дачи прибытия, НИФП - пломбированная кнопка размыкания маршрутов для фиксации искусственного прибытия поезда в случае неисправности схемы.

Контрольные лампочки обеспечивают следующую индикацию: НДСО ( белого цвета) и ЧПС ( зеленого цвета) соответственно дача согласия на станцию «С» и получение согласия с нее, ЧПО и НПП ( красного цвета о занятости перегона) соответственно дача блокировочного сигнала отправления поезда на станцию «с» и получение оттуда блокировочного сигнала прибытия; НПУ ( белого цвета) проезд поезда на станцию.

Имеющийся в пульте звонок включается кратковременно на станции отправления поезда в момент получения сигнала прибытия и на станции приема в момент получения сигнала отправления.

Когда перегон свободный от поездов, все реле, за исключением противоповторного реле и обратного повторителя маршрутного реле, обесточенные, а контрольные лампочки погашены.

Перед открытием выходного светофора необходимо получение из соседней станции блокировочного сигнала согласия. Для открытия выходного сигнала необходимо, чтобы линейное реле возбудилось током определенной полярности, а потом обесточилось.

Блокировочный сигнал об отправлении поезда подается в момент открытия выходного сигнала, когда источника питания линейной цепи включаются на станциях «В» и «С» последовательно и на станции приема возбуждается реле путевого отправления и кратковременно звонит звонок. Входной сигнал может быть открыт в любое время при готовности маршрута приема.

Блокировочный сигнал о прибытии подается дежурным по прибытии поезда и полного освобождения им перегона. При этом на станции отправления линейное реле возбуждается током другой полярности, кратковременно звонит звонок и схема приходит в нормальное положение.

Полярность подключения источников питания к линейной цепи должна быть одноименной с разных сторон. При этом импульс тока согласия и импульс тока сигнала отправления при открытии выходного светофора, который подается с одной станции, не должны совпадать по полярности. Этим исключается восприятия импульса тока сигнала отправления как импульса тока согласия.

Реле путевого отправления станции «В» при дачи сигнала согласия включается последовательно с линейным реле станции «С». Однако в этом случае линейное реле должно перекинуть поляризованный якорь и притянуть нейтральный якорь, а реле путевого отправления не должно притягивать якорь. Оно надежно притягивает свой якорь при посылке соседней станцией сигнала отправления.

Реле НФДП при дачи сигнала прибытия включается последовательно из линейным реле соседней станции. Так как оба реле должны в этом случае притянуть свои якоря, то токи притяжения их по электрическим характеристикам должны быть приблизительно одинаковые.

Реле дачи согласия НДСО. Согласие дается нажатием кнопки НДСО, в результате чего возбуждаются реле НДСО, которое включает в линейную цепь питания, и НПО последовательно с линейным реле НЛ, расположенным на соседней станции, при этом загорается лампочка ЧДС. По обмотке поляризованного реле ЧЛ протекает ток обратной полярности, он перекидает поляризованный якорь и притягивает нейтральней. Его контактами включается лампочка ЧПС,и подготавливается круг для открытия исходного светофора. Обесточивается НДСО после получения из соседней станции сигнала отправления контактом реле НПО.

Реле ЧОВ, ЧОП обеспечивают подачу сигнала отправления на сопредельную станцию и невозможность повторного возбуждения реле НПО, а следовательно, и открытие исходного светофора без получения сигнала прибытия.

С возбуждением на станции «В» реле ЧОКС размыкается цепь реле ЧОВ, которое в свою очередь обрывает цепь реле ЧОП и выключает лампочку ЧПС. Обмотки ЧОВ включаются параллельно для уменьшения времени его возбуждение при получении сигнала прибытия..

Реле ЧОП, обесточившись, включает красную лампочку ЧПО и реле ЧЛ в линейную цепь. Оно имеет замедление на отпадание якоря, величина которого должна быть такой, чтобы на соседней станции реле ЧДСО, что также имеет замедление, успевало раньше отпустить якорь, а реле НПО успело возбудиться при посылке блокировочного сигнала отправления.

После обесточивания реле ЧОВ на станции отправления отключается от линейной цепи реле ЧЛ, однако выходной светофор не перекрывается. Тыловыми контактами ЧОВ в линейную цепь через фронтовые контакты реле ЧОП, которое имеет замедление, включается источник питания станции «С», что соответствует посылке сигнала отправления.

С этого момента на некоторое время источники питания линейной цепи окажутся включенными последовательно, вследствие чего реле НПО на станции «В» в результате увеличения тока в линейной цепи притягивает свой якорь и самоблокируется по нижней обмотке, включенной в местную цепь.

Реле путевого отправления НПО. По условиям работы реле не должно притягивать якорь после дачи сигнала согласия, но надежно притягивать его после дачи с соседней станции сигнала отправления. Это требование достигается соответствующим расчетами напряжения питания линейной цепи и выбором величины сопротивления. В результате при даче согласия ток, который протекает по верхней обмотке реле НПО, включенной последовательно с линейным реле, недостаточный для его срабатывания и оно не притягивает свой якорь.

Реле НПО подготавливает схему для приема поезда, выключает реле НДСО, включает красную лампочку ЧИП и на короткое время звонок, которые извещают об отправлении поезда с соседней станции. Реле НДСО выключает лампочку НДСО.

После отправления поезда выходной светофор перекрывается, дежурный по станции обязательно возвращает рукоятку или кнопку открытия выходного светофора в нормальное положение, то есть перекрывает его, независимо от того, есть или на станции средства автоматического перекрытия светофора или нет, и сообщает по телефону об отправлении поезда.

На станции приема после получения сообщения об отправлении поезда готовится маршрут приема и открывается входной сигнал. По прибытии поезда на станцию возбуждается реле фиксации прибытия поезда ЧЛ, что включает белую лампочку, и подготавливает линейную цепь для посылки сигнала прибытия.

ДСП, убедившись в прибытии поезда в полном составе, нажатием кнопки НФДП подает сигнал прибытия на станцию «С», вследствие чего все приборы на обеих станциях приходят в исходное положение. Кроме того, он сообщает об этом дежурном по станции «С» по телефону.

После нажатия кнопки НФДП в линейную цепь со станции приема посылает ток полярности, обратной той, которую он имел при дачи согласия, линейное реле на станции отправления перекидает поляризованный якорь и притягивает нейтральный. На этой станции возбуждаются реле НОВ и НОП, кратковременно звонит звонок и гаснет лампочка ЧПО, что извещают об освобождении перегона.

Одновременно с реле НЛ на станции приема встает под ток реле дачи прибытия ЧДСО, что размыкает цепь ЧПО. Оно в свою очередь исключает лампочку НПП, реле фиксации прибытия поезда ЧЛ, а последнее - реле НДФП. После этого снова возможный обмен блокировочными сигналами по организации движения поездов.

Полуавтоматическая блокировка в сторону станции «А» работает аналогично.

3. Разработка подсистемы грозозащиты оборудования МПЦ

.1 Анализ существующих устройств грозозащиты оборудования ЭЦ

Самая большая проблема современных схем грозозащиты и защиты от перенапряжений состоит в несогласованности параметров защиты по высоковольтной и низковольтной сторонам вследствие ведомственной разобщенности, а также отсутствие в оборудованиях ЖАТ промышленной системы заземлений, потому что дистанции электроснабжения и СЦБ преследуют разные цели. Цель энергетиков - защита изоляции высоковольтних линий и, как следствие, уменьшение числа аварийных отключений. Основная цель СЦБ - защита непосредственно оборудований ЖАТ, в том числе микропроцесорных. Она реализуется обеспечениям максимального энергопоглощения импульсов перенапряжения на высоковольтной стороне, уменьшением крутизны их фронтов, а также снижением вероятности трансформации импульсов на низковольтную сторону с большими амплитудами и подавление поперечных перенапряжений по высоковольтной стороне.

Основной концепцией существующих схем является защита изоляции монтажа, а не оборудования непосредственно. Системы защиты построены без учета их быстродействия, многокаскадности и максимально возможного энергопоглощения. Однако же именно эти показатели являются ключевыми для защиты современных микропроцессорного оборудования [21].

На настоящий момент преимущественно вся защита от перенапряжений оборудования СЦБ по низковольтной стороне (380÷220 В) строится на основе морально и технически устаревшей элементной базы - ВОЦШ, ВОЦН, РВНШ, РКН и РВН-0,5 [22].

Большинство российских УЗИП представляют собой примитивную неремонтнопригодную конструкцию на основе дискового варистора и двух приваренных к его боковой поверхности винтов. Они не имеют в своем составе средств диагностики собственного состояния и средств теплового отключения для защиты варистора при его неисправности, которые существенно снижает вероятность возникновения пожара в оборудовании.

Согласно концепции зонной защиты все оборудование делится на зоны по степени склонности к воздействиям импульсов напряжений и токов, которые возникают в питающей сети и линейных цепях, а также импульсного электромагнитного поля, которое оказывает непосредственное влияние на оборудование. На границах зон имеется в виду ограничения импульсов перенапряжений и электромагнитного поля к допустимым уровням.

При этом выделяют пять зон однородной электромагнитной обстановки:

А, 0В, I, II и III.

В зоне 0А каждый объект может испытать прямого удара молнии и через него может протекать полный ток молнии. В этой зоне электромагнитное поле имеет максимальное значение.

В зонах 0В, I и II объекты не испытают прямого удара молнии. Но в зоне 0В на объекты влияет электромагнитное поле максимальной величины.

В зоне I ток импульса перенапряжения во всех элементах внутри зоны меньше, чем в зонах 0А и 0В, и электромагнитное поле может быть ослаблено экранированиям, а на объекты зоны II действует более ослабленное в сравнении с зоной I электромагнитное поле.

Жесткость электромагнитной обстановки в зоне III не должна превышать уровня воздействий, регламентированных ГОСТ Р 50656 [23].

Расположение элементов систем ЖАТ в зонах с электромагнитной обстановкой разной степени жесткости определяет каскадный принцип построения защиты, при которой каждый каскад должен обеспечивать защиту элементов системы ЖАТ и снижать величину напряжения до уровня, допустимого для следующего каскада.

С целью обеспечения гарантированного и поочередного срабатывания каскадов для их соединения используются специализированные разделительные дросселя с индуктивностью 15÷20 мкГн. Они обеспечивают задержку импульса перенапряжения на время порядка 100 мс. Их применяют при длине соединительных проводов (кабеля) между каскадами менее чем 10 м.

Время срабатывания современных ограничительных элементов оборудования защиты типа ВОЦН (ВОЦШ) составляет 20÷25 мс [24] .

Конструктив современных УЗИП и вышеупомянутых дросселей делается под Din-рейку, который обеспечивает строго последовательное размещение защиты с минимизацией длины соединительных проводов. Такое размещение гарантировано обеспечивает срабатывание УЗИП входного каскада, включение следующего при невозможности нейтрализации первого импульса перенапряжения и предусмотренное параметрами рабочей схемы.

Если проанализировать способ монтажа для типовой схемы защиты РШ то можно увидеть, что выравниватели ВОЦН-220 фактически включенные параллельно основной шине питания через довольно длинные провода при длине соединительной линии между ВОЦН-220 меньше 10м. Реально индуктивности соединительной линии и проводов подключения ВОЦН одинаковые, что не позволяет гарантированно обеспечить каскадность и очередность срабатывания каскадов при неизвестных параметрах схемы защиты в целом.

При таком классическом выполнении монтажа в действующих оборудованиях ЭЦ применение мощных и быстродействующих УЗИП с установкой на существующие штатные места не дает ожидаемого эффекта. Кроме того, нет смысла рассчитывать на ненормированные индуктивно-емкостные характеристики монтажа, реальные параметры которого неизвестные.

Прокладка в одном жгуте незащищенных и защищенных проводников (что часто встречается в оборудованиях ЖАТ) не допускается общепринятыми правилами по монтажу приборов защиты. В таком случае вследствие наличия емкостной связи между этими проводниками импульс перенапряжения может внедряться в цепи, которые защищаются, в обход схемы ограничения перенапряжений.

В современной компоновке релейный шкаф должен делиться на отсеки для размещения силовой части и исполнительной аппаратуры с установкой между ними металлических экранов с целью снижения электромагнитного воздействия и пожароопасности.

Провода электропитания при этом необходимо выделять из общего жгута и прокладывать в лотках из огнестойких материалов, причем отдельно для защищенных и незащищенных цепей. Конструкция стандартных релейных шкафов с аппаратурой ЖАТ не позволяет это выполнить и вконец затрудняет внедрение схем защиты.

.2 Анализ ограничителей перенапряжения в цепях электропитания электронных систем, и выбор их типов для МПЦ

Современный подход к конструкции самих ограничительных приборов в сетях до 1 кВ резко отличается от конструкции для традиционного оборудования ЖАТ - РВНШ, РКН, ВОЦШ, ВОЦН, которые имеют соединительные элементы в виде ножевых и штыревых контактов. При удобствах замены такая конструкция имеет существенные недостатки из-за наличия недостаточной рабочей площадь соприкосновения, окисление при низком качестве гальванического покрытия и малого контактного нажатия. Следствием этих недостатков являются пережиг и разрушение самих контактов при рабочих величинах импульсов тока перенапряжения и резкое увеличение остаточного напряжения, то есть при исправном варисторе УЗИП не обеспечивает защитных функций с заявленными параметрами.

Крепление дискового вариатора непосредственно к клеммам монтажных панелей при существующей конструкции винтового зажима и обжимного наконечника монтажного провода имеет аналогичные недостатки через наличие «текучести» материала жил проводов, т.к. нормативное усилие крепления в клемме прибора в процессе эксплуатации слабеет.

Конструкция и характеристики существующих приборов защиты от перенапряжений не отвечают современным требованиям, а существующая технология проверки УЗИП в РТУ не дает реального понятия об их работоспособности.

Стандартные ряды УЗИП европейских фирм разработаны для установки в соответствующих зонах электромагнитной обстановки с разбивкой на три класса:- УЗИП для защиты от прямых ударов молнии в систему грозозащиты здания (объекта) или воздушную линию электропередач. Устанавливаются на вводе в дом во вводно-распределительном оборудовании или распределительном щите (ГРЩ). Нормируется импульсным током 1мкс с формой волны 10/350мкс;- УЗИП для защиты токораспределительной сети объекта от коммутационных воздействий или как вторая ступень защиты при прямом ударе молнии. Они нормируются импульсным током с формой волны 8/20 мкс и подлежат установке в распределительные щиты.- УЗИП для защиты потребителей от остаточных бросков напряжения, дифференциальных (несимметричных) перенапряжений, а также фильтрации высокочастотных воздействий и устанавливаются непосредственно возле потребителя. Нормируется волной, которая состоит из импульса напряжения с формой волны 1,2/50 мкс и импульса тока с формой волны 8/20 мкс.

.3 Разработка рекомендаций по защите оборудования МПЦ

Эти приборы имеют степень защиты по стандарту IEC 61643-1:1998 (25 значений уровней от 0,08 до 10 кВ) и позволяют подобрать необходимый уровень защиты для оборудования при установке его в любой электромагнитной зоне. Например, заграничный ограничитель перенапряжения PROTEC BS 75 является одним из самых мощных для своего класса и предназначенный для установки в зонах 0А и 0В. Самым мощным УЗИП отечественного производства среди тех, что применяются в устройствах ЖАТ, который может выдерживать воздействие I класса и устанавливаться с некоторыми ограничениями в зонах 0А и 0В, на данный момент есть УЗП1 -500. Параметры импульса перенапряжения, близкие до 10/350 (продолжительность переднего фронта/продолжительность самого импульса в микросекундах), имеют место при прямом ударе молнии, а параметры, близкие к 8/20, отвечают воздействию разряда молнии на электромагнитном уровне и коммутационным процессам в ЛЭП.

Это обеспечивает автоматическое отключение поврежденного модуля, оптическую индикацию и дистанционную сигнализацию об этом событии с помощью систем дистанционной диагностики и мониторинга. Конструкция предусматривает возможность замены непосредственно поврежденного модуля без снятия базового блока и отключения монтажных проводов.

Отсутствие функции автоматического отключения в отечественных приборах ограничения перенапряжения (РВНШ, ВОЦН и др.) часто приводит к аварийным отключениям оборудований ЖАТ и возгоранию последних. С целью минимизации возможных расходов предусмотрено их включение через плавкие вставки. Но наличие предохранителей в этих цепях снижает эффективность работы схемы защиты от перенапряжений.

Альтернативой могут стать керамические предохранители, которые выпускаются четверых видов:

с временной задержкой (time lag, slow acting) предназначенные для защиты оборудования, которое рассчитано на большие тока при включении или вследствие кратковременных переходных процессов;

без временной задержки (Standart fuses);

быстрые (Quick acting) что применяются в цепях управления;

(ultra rapid) используются в цепях защиты электронного оборудования.

Предохранители, которые в насьоящее время применяются в оборудовании ЖАТ, представляют собой прибор неизвестного класса с непонятными временными характерис-тиками и используются для защиты различных схем. К тому же доступ воздуха к плавкой вставке резко снижает их надежность (особенно с номиналом от 3 А и ниже) и приводит к эпизодичным перегораниям при исправном оборудовании. Для защиты микропроцессорных систем ЖАТ нужно применять предохранители, которые имеют гарантированное время срабатывания и гарантированный срок эксплуатации.

Использование предохранителей с временной задержкой на срабатывание (time lag) в действующих релейных системах ЭЦ в ряде случаев позволило бы избежать перегораний предохранителей при штатных переключениях фидеров или нештатных ситуациях.

Возможность визуального контроля состояния плавкой вставки и механическая система контроля ее целостности снижают надежность предохранителя. Это привело к появлению схемных решений и оборудования для их резервирования.

Т.к. применяемые в оборудовании ЖАТ приборы УЗИП российского производства не имеют функции автоматического отключения при прогорании варистора, использование плавкого предохранителя в его цепи обязательно - есть масса примеров загораний оборудований СЦБ по этой причине. Кроме того, практика размещения УЗИП непосредственно на стативах релейной к тому же без каких-нибудь защитных конструктивов является в корне неправильной. Приборы защиты должны монтироваться в отдельных невоспламеняющихся конструктивах в местах, максимально приближенных к точкам ввода на пост ЭЦ защищаемых линий.

Существует проблема защиты кабельной сети и монтажа оборудования ЖАТ при аварийных ситуациях в контактной сети ( например, коротких замыканий через перекрытие изоляторов или падение контактного провода на напольные объекты СЦБ). Кабельные сети и монтаж оборудования ЖАТ в этом плане полностью беззащитные.

Каждую рабочую сигнальную жилую и, соответственно, монтаж нужно защитить со стороны напольных устройств на уровне кросса керамическим предохранителем типа KLS5-224-GT с медленным срабатыванием и аксиальными выводами под пайку с расчетным сроком эксплуатации 20 лет. Для защиты на уровне кросса также можно использовать малогабаритные автоматические выключатели с индикацией срабатывания, размещаемые со стороны монтажа на специальном конструктиве, например типа Circuit breacer (со способностью на разрыв 40 А при времени срабатывания 1÷2 с).

Двусторонняя токовая защита оборудования ЭЦ со стороны кабельной сети даст высокая степень гарантии сохранности последних при аварийных ситуациях с контактной сетью.

УЗИП на базе мощных варисторов, например, PROTEC В, PROTEC В2, PROTEC С, предназначенные для установки во всех зонах с уровнем защиты согласно принятой классификации перенапряжений в электроустановках. Часть из них выполнена по двохмодульной или одномодульной схеме. Все они имеют функцию аварийного отключения поврежденного модуля, визуальную индикацию срабатывания термовыключателя и дистанционную сигнализацию.

В номенклатуру таких УЗИП входят также разделительные дросселя, например, типа PRONET (максимальный ток до 35 А) и PI-L (рабочие тока 16, 32, 63 и 120 А) с индуктивностью 15 мкГн. Они предназначены для соединения сопредельных устройств защиты при многокаскадной схеме с целью обеспечения поочередного срабатывания каскадов. Использование УЗИП с ремонтопригодною конструкциею позволит организовать эффективную эксплуатацию систем защиты с минимизацией эксплуатационных расходов. Такие факторы, как ударная волна и осколки при внештатных сильноточных срабатываниях оборудования защиты, способные повредить монтаж и оборудование.

Разрядники, предназначенные для выравнивания потенциалов между разными частями оборудования и элементами металлоконструкций, например, серии EXFS, имеют в основе угольный многозазорной искровой промежуток. Их основные параметры такие: номинальный разрядный ток (8/20) -100 кА; импульсный ток молнии (10/350) - 50 кА; переменное напряжение пробоя (50 Гц) - 1,2 кВ; напряжение пробоя тока молнии (1,2/50) - 2,5 кВ.

Принципы защиты линейных цепей оборудований ЖАТ не предусматривают каскадный принцип построения защиты в пределах одного устройства. Они реализуются на отечественной элементной базе (РВНШ, ВОЦН, РКВН и др.) с использованием в качестве продольного трансформатора, как правило, типовых СТ-4 или СТ-5 для подавления синфазных помех. Вследствие неравенства параметров их обмоток компенсировать импульс перенапряжения невозможно. Обмотки лишь выполняют роль катушек индуктивности, которая делает схему защиты малоэффективной. Для защиты от продольной волны перенапряжения («земля-провод») обычно применяются разрядники РКВН-250, а от поперечного перенапряжения («провод - провод») - выравниватели типа ВОЦН-220 (ВОЦН-110).

Первый и второй ступени защиты (на газонаполненных разрядниках и на Tvs-диодах) рассчитанные на подключения от одной до трех пар проводников. Они способны пропускать максимальный разрядный ток с параметрами 8/20 величиной до 10 кА.

Первая и вторая ступени защиты оборудований серии DTNVR 775 выполненные на варисторах. Максимальный разрядный ток с параметрами 8/20 - 10...20 кА. Такой класс приборов, как помехоподавляющие фильтры серии PL-K со встроенными УЗИП класса III представляют собой двухступенчатое однофазное или трехфазное устройство для защиты чувствительного электронного оборудования от высокочастотных помех и импульсных перенапряжений в низковольтных силовых распределительных системах переменного и постоянного тока. В конструкции фильтра применяются высококачественные ферромагнитные сердечники, которые имеют магнитную проницаемость более 8000.

Они предназначены для выборочной защиты приемников и генераторов тональных рельсовых цепей и управляющих вычислительных комплексов как последний каскад защиты.

Вышеупомянутые приборы также снабженные внутренними терморасцепителями, которые срабатывают при повреждении (перегреве) варисторов. Индикация состояния терморасцепителей осуществляется с помощью сигнальных кнопок на корпусе устройства и дистанционной сигнализации (переключением «сухих» контактов).

Существует такой класс УЗИП, как грозоразрядники, предназначенные для установления в зонах 0А -1 грозозащиты. Они имеют в основе своей конструкции многозазорные угольные искровые разрядники специальной конструкции, которые обеспечивают эффективное гашение сопроводительных токов большой величины, например как разрядники серии HAKELSTORM.

Импортный разрядник HS55 который применяется для защиты на уровне ЩВП обеспечивает аналогичный уровень защиты при величинах амплитуд разрядных токов с параметрами 8/20, больших чем в РВН-0,5. Использование разрядников, которые имеют в своей основе искровой промежуток, в качестве основного прибора защиты для зон 0А и 0В лучше, поскольку они обеспечивают значительно больше в сравнении с варисторним УЗИП энергопоглощение при наличия гальванической развязки с оборудованием, которое защищается.

Действие устройств защитного отключения, управляемые дифференциальным, то есть остаточным, током (УЗО-Д) основанное на принципе равенства токов в прямом и обратном проводах дифференциального датчика-трансформатора, которые создают равные и противоположно направленные магнитные потоки, и компенсируют друг друга. С появлением дифференциального тока (тока истока на заземленные элементы через поврежденную изоляцию токопроводящих частей) равенство магнитных потоков в магнитопроводе датчика компенсируется. Если значение дифференциального тока окажется достаточным для создания с помощью катушки расцепителя магнитного потока в ярме, то происходит сбрасывания механизма управления - выключатель отключится.

Довольно часто такие оборудования дополняются защитой от сверхтоков.

Они известные как диффавтоматы и выполняют роль сигнализатора заземления с функцией автоматического отключения оборудований, которые защищаются. Разработчики УЗО при определении необходимых параметров ориентируются на систему заземления TN-C-S, как наиболее перспективную сегодня.

Во вводно-распределительном оборудовании электроустановки соединены в одном проводнике (PEN) нулевой защитный и нулевой рабочей проводники при такой системе разделенные и называются РЕ и N соответственно. Это позволяет в комплексе с УЗО обеспечить высокий уровень электро- и пожаробезопасности в электроустановках без их коренной реконструкции, а также более высокие характеристики схем защиты от перенапряжений.

Имеющаяся элементная база защиты оборудований ЖАТ от перенапряжений не позволяет реализовать концепцию зонной защиты. Используемые в железнодорожной технике УЗИП по общепринятой классификации в основной массе можно отнести, как правило, только к III классу защиты. Полностью отсутствуют приборы для установки в с-нах 0А и 0В, практически нет приборов для установки в зоне защиты І.

3.4 Выводы по разделу

Схемотехнические решения, прописанные в действующих РУ и типовых материалах по проектированию оборудований ЖАТ, абсолютно неэффективны относительно микропроцессорного оборудования, малоэффективные относительно даже к релейным системам и не отвечают требованиям современных стандартов.

При новом проектировании целесообразно применять только промышленные системы заземления типа TN-C-S. Плановым порядком модернизирована система заземления поста МПЦ станции «В» на тип TN-C-S с одновременным усилением и дублированием рабочего нулевого проводника.

4. Техника -экономическое обоснование внедрения МПЦ

4.1 Методика расчетов эффективности от внедрения МПЦ

Экономическая эффективность, в общем, выражается в увеличении объема производства, возвышении производительности работы, снижение расходов.

Оценка эффективности инвестиций, которые направляются на восстановление и развитие систем ЭЦ путем применения микропроцессорных систем централизаций вместо релейных, выполненная методом сравнения, при этом в расчетах учитывают только непостоянные части расходов.

Основными показателями для расчетов эффективности есть эксплуатационные расходы и себестоимость продукции, капитальные вложения, объемы продукции. Кроме денежных показателей эффективности будут использованы качественные показатели, которые отображают, в общем, качество продукции и перевозок, условия работы, безопасность работы, степень сложности эксплуатации и ремонта, сроки проектирования, строительства.

Для оценки экономической эффективности новой техники СЦБ использованы следующие натуральные показатели: возвышение безопасности движения поездов и надежности оборудования, увеличение пропускной способности, сокращение технологических операций, связанных с движением поездов, сокращение потребности подвижного состава и другие.

В общем виде годовой экономический эффект такой техники определяется по формуле:

; (1)

где:  - экономия эксплуатационных расходов по хозяйству СЦБ;

 - экономия эксплуатационных расходов по другим хозяйствах;

- прирост прибыли за счет улучшения эксплуатационной работы.

При расчетах эффективности использованные эксплуатационные расходы, от размеров движения поездов, и расходы, которые зависят от размеров движения и связанные с работой подвижного состава.

Эксплуатационные расходы по хозяйству СЦБ зависят от размеров движения и учитывают, главным образом, расходы на содержание и ремонт постоянного оборудования.

Для количественной оценки объемов оборудования, которые вводятся использованный специальный показатель - техническая единица (е), которая представляет собой количество технического оборудования, оценивается показателем технической оснащенности (В).

.2 Анализ трудозатрат на ТО релейных систем ЭЦ

Процесс ТО содержит в себе четыре группы работ: регламентные (РР), дополнительные (ДР), комплексные проверки (КР), восстановление оборудований после отказы (ВР).

В общем виде объем работ ТО определяется количеством и трудоемкостью отдельных операций и их периодичностью выполнения.

Количественную оценку объема работ по ТО на все системы СЦБ можно представить в следующем виде:

 , (2)

где: - нормированное время выполнения одной РР;

k - количество выполняемых РР;

 - время выполнения одной ДР;

 - периодичность j-ой РР;

 - средние расходы работы на восстановление объекта после отказа;

 - расходы работы на КР;

т - количество отказов;

 - количество КР за время t

Анализ расходов работы техперсонала дистанции в процессе ТО показал, что в среднем имеет место такое распределение рабочего времени на выполнение четверых указанных групп. Если весь баланс времени бригады принять за 100%, то РР занимают -80÷90%; ДР - 8÷12%; ВР - 1÷2%; КР - 3÷5%.

Для оценки сокращения эксплуатационных расходов на ТО основных систем ЭЦ сделаны расчеты трудозатрат на ТО и их распределение по отдельным оборудованиям и элементам системы.

Методика основана на определении расходов работы на техническое обслуживание соответствующих устройств за месяц . Для оценки распределения трудозатрат по элементам оборудования с целью упрощения расчетов определены трудозатраты на 1 техническую единицу оборудований ЭЦ.

Согласно « Типовым нормам времени на обслуживание устройств СЦБ» расходы работы на ТО устройств электрической централизации (ЭЦ) составляются из следующих составляющих: проверка зависимостей ЭЦ(t ), обслуживание светофо-ров (t ), обслуживание стрелочных переводов (t ), обслуживание рельсовых цепей ( ), обслуживание аппаратуры управления (t ), обслуживание приборов СЦБ (t ), обслуживание переездов (t ), обслуживание источников питания(t ), обслуживание кабельных сетей, монтажа и ж/б конструкций(t ), проверка и ремонт приборов в РТД ( ).

Суммарные расходы на ТО релейных систем ЕЦ составят:

В процентном отношении трудозатраты по видам устройств ЭЦ соответственно к вышеуказанным трудозатратам распределены таким способом:

t =2,8%, t =4,2%, t =24,5%, t =36,5%, t =0,21%, t =7,2%, t =0,39%, =2,3%, t =3,4%, t =18,5%.

В связи с тем, что общая структура оборудования МПЦ и релейных

систем ЭЦ практически одинаковая (постовое и напольные оборудование, стрелки, сигналы и т.п.), то, классификация расходов на ТО сохраняется такой же, как и для релейных ЭЦ. Итак, можем записать состав расходов на ТО МПЦ:

.(3)

Путем анализа и сравнения эксплутационно-технических характеристик и эксплуатационных расходов поэлементно, релейных и микропроцессорных систем ЭЦ, определяется уровень снижения эксплуатационных расходов.

При этом установленный следующий уровень сокращения расходов на ТО по следующим элементам:

t =80%, t =15%, t =20%, t =15%, t =95%, t =10%, t =10%, t =10%, t =30%, t =80%.

С учетом снижения трудозатрат, материалов, энергоресурсов, транспорта и других расходов обеспечивается сокращения эксплуатационных расходов от 50 до 65%.

Для расчетов принимается коэффициент сокращения расходов α = 0,6

Е_МПЦ=Е_БМРЦ ×α(0,6).  (4)

.3 Эффективность комплексной реконструкции устаревших систем ЭЦ путем замены на новые микропроцессорные системы

При сравнении эксплутационно-технических характеристик релейных и микропроцессорных систем установленные следующие факторы, которые определяют экономическую эффективность применения микропроцессорных систем вместо релейных:

- сокращение постового оборудования ЭЦ ( до 80 реле на 1 стрелку, стативов, пульт управления и др.);

сокращение производственных площадей, занятых оборудованием МПЦ на 50% и размещении оборудования в действующих помещениях, снижение в потребности в постройке зданий под посты;

сокращение капиталовложений на строительство постов централизации;

сокращение оборудования за счет интеграции линейно8о оборудования ДЦ и ДК в МПЦ;

сокращение постового оборудования для схем увязки ЭЦ с полуавтоматической блокировкой за счет интеграции РПБ с МПЦ;

сокращение расходов и сроков на строительство за счет сокращения количества кабельно-проводниковой продукции (постового и напольного кабеля, реле, стативов, пульт управления);

- оптимизация работы по управлению движением поездов на станции за счет комплексной модернизации оборудований (увязка с оборудованием ДЦ, ДК, автоматизация документооборота, автоматизация отдельных функций ДСП и оператора и др.);

- диагностика средств МПЦ;

повышение надежности оборудования за счет сокращения количества устройств, кабельных сетей и резервирования;

повышение уровня информативности, обеспечение оперативности персонала;

изменение технологии обслуживания.

В результате поэлементного расчета экономии и расчетов совокупного эффекта величина сокращения расходов для системы МПЦ определяется по формуле:

 ,(5)

где:  - оснащенность в технических единицах станции, на которой ЭЦ меняется на МПЦ ( = 3.382 т.е.);

С -стоимость обслуживания одной технической единицы

(С =175000 руб.).

Для расчетов принимается обобщенный коэффициент сокращения расходов

 = 0.6.

Подставляя исходные данные, находим величину сокращения расходов

=3.382×175000×0.6=355110 руб.

Количество реле, которые высвобождаются:

; (6)

где:  - количество реле, которые высвобождаются на одну стрелку в результате замены ЭЦ на МПЦ ( =80); - количество централизованных стрелок на станции «В» (n =36 стрелок);

 - количество станций ( = 1 станция).

Тогда: реле.

Количество персонала, который высвобождается, занятого ремонтом реле, вычисляем по формуле:

 (7)

Подставляя числовые данные, находим:

Экономия фонда заработной платы ремонтного персонала:

 (8)

где: С - среднемесячная заработная плата одного электромеханика ( в нашем случае С=7032 руб.)

Суммарная экономия расходов по хозяйству сигнализации, централизации и блокировки составит:

 ; (9)

 руб.

.4 Расчеты изменения эксплуатационных расходов, связанных с эксплуатационными показателями работы станций, локомотивных и вагонных депо

В результате повышения надежности и качества внедряемых технических средств, уменьшается количества отказов и продолжительность их восстановление, сокращаются простой поездов, локомотивов и вагонов, объемы маневровых передвижений, ускоряется оборот подвижного состава, повышается оперативность управления перевозочным процессом, сокращается оперативный персонал. Расчеты изменения, которое зависит от размера движения поездов, эксплуатационных расходов выполненный методом расходных ставок на пробег (вагоно-км, локомотиво-км) и временные (вагоно/ часы, локомотиво/ часы, поездо/ часы) измерители.

Снижение эксплуатационных расходов, связанных с поездной работой определяются снижением потерь поездо-часов на станции и участке в целом снижением простоя вагонов и локомотивов на станции, снижением текущих расходов по маневровой работе за счет снижения отказов оборудования определяются по формуле:

; (9)

где:   - укрупненные нормы эксплуатационных расходов соответственно на задержку поездов и их остановку. = 4.34 тыс. руб;  = 48.82 тыс. руб;

,  - сокращение соответственно поездо/часов простоя и задержанных поездов в связи с внедрением МПЦ.

 ; (10)

где: , - количество соответственно поездо-часов простоя для релейной ЭЦ и МПЦ.

; (11)

где:  - количество соответственно задержанных поездов через отказы для релейной ЕЦ и МПЦ.

Осуществим расчеты количества задерживаемых поездов и поездо-часов простоя на станции «В» для системы МПЦ.

Количество задерживаемых поездов  и поездо-часов простоя  на один оборот для МПЦ:

 поезда;

поездо-часов.

Число отказов, которые происходят на станции в течение года, вычисляется по формуле:

, (12)

где: - интенсивность отказов в течение одного часа ( в час).

Тогда :  9,8

Исходя из рассчитанного количества отказов, можем найти число задержанных поездов на станции. Оно рассчитывается по формуле:

, (13)

Подставляя численные значения, находим:

 14.7поезда.

Отсюда можем рассчитать время простоя поездов, который происходит вследствие отказов системы МПЦ, по формуле:

, (14)

 16.66 поездо-часы.

Дополнительные задержки поездов  дополнительное время, которое включает в себя , на установление маршрутов и увеличения времени  прохода поездов по маршруту, определяются по формуле:

, (15)

где:  - коэффициент эффективности ЭЦ;  часа;  часов.

Тогда дополнительная задержка на один час для системы МПЦ составит:

3.93 поездо-часов.

Отсюда находим суммарное время задержек для системы МПЦ:

 поездо-часы.

Аналогичный расчеты сделаем для релейной системы электрической централизации. Для этого используем следующие исходные данные:

 в час;

 поезда;

 поездо-часа.

Приведем расчеты:

;

 поезда;

 поездо-часа

 поездо-часа

часов.

Отсюда можем определить сокращение времени простоя поездов и количества задержанных поездов в связи с внедрением МПЦ:

 поездо-часы;

 поезда.

По полученным числовым значениям определим снижение эксплуатационных расходов, связанных с поездной работой.

 руб.

За счет автоматизации отдельных операций ДСП, сокращение времени на приготавливание маршрутов и оптимизации поездной работы уменьшается простой грузопотока на станции на 0.04 часа, в результате чего сэкономленные вагоно-часы за год составят:

 вагоно-часов (16)

где:  - среднее число вагонов в поезде (принимаем равным 55 вагонов).

Сокращение эксплуатационных расходов по этой статье:

, (17)

где = 0.217 тыс. грн. - стоимость одного вагоно-часа простоя вагона. Подставляя исходные данные, находим

 руб;

.5 Определение сокращения расходов по локомотивному и вагонному хозяйствам

В составе капитальных вложений учитывается экономия основных фондов подвижного состава, который достигается высвобождением части вагонного и локомотивного парка.

Сокращение основных фондов за счет улучшения использования локомотивного парка определяется по формуле:

 ; (18)

где:  - стоимость локомотива ( = 16200000 руб.);

 - коэффициент резерва локомотива, принимается равным 1.29.

Часть локомотивного парка, который высвобождается, для освоения дополнительного объема перевозок не используется. В этом случае прибыль определяется по формуле:

; (19)

где:  - норма на капитальный ремонт, принимаем равной 0.062.

Сокращение основных фондов за счет улучшения использования вагонного парка определяется по формуле:

; (20)

где: В - стоимость вагона, равняется 400000 руб.);

 - коэффициент увеличения капитальных вложений в развитие вагонного хозяйства, принимаем равным 1.07;

 - коэффициент резерва и ремонта вагонов, принимается равным 1.23.

Часть вагонного парка, который высвобождается, для освоения дополнительного объема перевозок не используется. При этом прибыль определяется сокращением расходов на капитальный ремонт, которую определим по формуле:

; (21)

где:  - норма амортизационных отчислений на капитальный ремонт вагонов, для нее принимается значения 0.035.

.6 Определение суммарной экономии расходов

Суммарная экономия эксплуатационных расходов вычислена без учета экономии по локомотивному и вагонному хозяйствам по формуле:

. (22)

Подставим числовые значения:

руб.

Суммарная экономия основных средств рассчитывается по формуле:

; (23)

и равняется:  руб.

.7 Определение экономического эффекта и периода окупаемости

Оборудование микропроцессорной централизации стоит 3709210 руб. Монтаж оборудование микропроцессорной централизации стоит 2055154 руб. Оборудование ЗиП стоит 458594 руб. Пусконаладка стоит 440274 руб. Всего 6663682 руб.

Эффективность проведения модернизации электрической централизации станции «В» оцененная показателями, которые отображают соотношение расходов и получаемых результатов при эксплуатации сравниваемых систем централизации.

Основными показателями, которые характеризуют эффективность проведения модернизации, есть экономический эффект и срок окупаемости расходов по модернизации.

Экономический эффект от модернизации централизации станции «В», определяется по условиям его эксплуатации за расчетный период. Сопоставление расходов определяется по формуле:

 ; (24)

где: Р - стоимостная оценка результатов модернизации. В этом случае это экономия годовых эксплуатационных расходов модернизованной станции, то есть

Р =  = 1860279.8 руб.;

З - расходы связаны с разработкой и проведением модернизации станции.

Рассчитываются как разница капитальных вложений в модернизацию с учетом НИР ( = 674024 руб.) и суммарной экономии основных средств, то есть:

. (25)

При этом разновременные расходы приводятся к расчетному году по формуле:

; (26)

где:  - коэффициент приведения разновременных расходов к расчетному году;

 = 0.1 - норма дисконта;

 - расчетный год;

- год начала эксплуатации системы, в нашем случае  - 2014.

Осуществим расчеты экономической эффективности в течение 5 лет эксплуатации МПЦ и результаты расчетов сведем в таблицу 1.

Исходя из рассчитанных в таблице значений, можем определить период окупаемости:

 года.

.8 Выводы по разделу

В ходе экономического расчетов были определенные следующие показатели:

суммарная экономия эксплуатационных расходов при модернизации электрической централизации станции «В» на базе системы МПЦ составила - 1860280 руб. в год;

суммарная экономия основных средств составила - 1417814 руб. в год.

Также был рассчитан экономический эффект, из которого вытекает, что модернизация станции полностью окупится через 5, 06 лет.

5. Охрана работы и безопасность в чрезвычайных ситуациях

Согласно темы «Разработка проекта реконструкции системы электрической централизации станции «В», эта станция была оборудована системой микропроцесорной централизации МПЦ-С. С целью повышения культуры обслуживания и уменьшения производственного травматизма работы на станции по обслуживанию устройств СЦБ проводятся согласно местным документам: « Инструкции по противопожарной безопасности», « Инструкции по электробезопасности», « Инструкции по производственной санитарии». Эти инструкции разработанные согласно закона " Об охране работы" [28] и других нормативно-правовых актов.

Охрана труда - это система законодательных актов, социально-экономических, организационных, технических, гигиеничных и лечебно-профилактических мер и средств, которые обеспечивают безопасность, сохранение здоровья и трудоспособности человека в процессе работы. Закон "Об охране труда " определяет основные положения относительно реализации конституционного права работников на охрану их жизни и здоровья в процессе трудовой деятельности, на надлежащие, безопасные и более здоровые условия труда, регулирует при участии соответствующих органов государственной власти отношения между работодателем и работником по вопросам безопасности, гигиены работы и производственного среды и устанавливает единый порядок организации охраны работы в Украине.

.1 Характеристика проектированного объекта [29]

На железнодорожном транспорте, существует ряд работ, которые характеризуются повышенною опасностью. Для выполнения этих работ нужно предварительное специальное обучение и ежегодная проверка знаний работников по вопросам охраны труда. Перечень этих работ определен Приказом Государственного комитета по надзору за охраной труда и дополнениями к нему.

Такие работы отличаются наличием опасных и вредных производственных факторов, которые определяют специфику их выполнения. В общем опасные и вредные факторы по природе действия на человека разделяются на: физические, химические, биологические, психофизические. Наиболее объемной есть группа физических факторов, которые содержит подгруппы, связанные с движением машин и механизмов; наличием высокого напряжения; повышением или снижением температуры воздуха при выполнении работ, освещенности и другими.

К группы психофизических факторов, также характерных для работ на железнодорожном транспорте, относят опасные и вредные производственные физические перегрузки.

Железнодорожный транспорт является такой областью хозяйства, в которой остро присутствует повышенная опасность работы. Это относится и к работникам дистанций сигнализации и связи. Много работ выполняются на путях в непосредственной близости к подвижному составу. Для выполнения ряда технологических операций, связанных с обслуживанием рельсовых цепей, светофоров, стрелочных электроприводов и других, характерная повышенная опасность наезда подвижного состава. При этом условия работы чаще всего усложняются взаимодействием климатических факторов, поскольку железные дороги работают круглые сутки, в любое время года и при любой погоде.

Например, в зимнее время из-за снежных заносов усложняются условия передвижения, при гололедице возникает опасность падения, одежда ухудшает восприятие звуковых сигналов. Работа на открытом воздухе в сильные морозы затрудняет выполнение многих ручных операций, которые резко увеличивает их продолжительность. При этом возможны обморожения.

На электрифицированных участках железных дорог для работников дистанции сигнализации и связи в последнее время из-за разворовывания медных соединительных элементов увеличивается опасность поражения электрическим током при выполнении работ, связанных с прикосновением к элементам цепей обратного тягового тока и рельсам. При неблагоприятных случаях напряжение на рельсах может достигать сотен и даже тысяч вольт. Кроме того, возникает опасность поражения наведенным в рельсах потенциалом при коротком замыкании в тяговой сети линии электроснабжения.

Железнодорожная станция «В» является объектом с особо повышенной опасностью работы. Рабочие зоны железнодорожников многих профессий расположены вблизи от движущегося подвижного состава, а также связаны с обслуживанием электроустановок и сетей, которые находятся под напряжением. Условия работы усложняются еще и тем, что железнодорожный транспорт работает круглые сутки.

Строительство систем МПЦ привело к сокращению времени нахождения обслуживающего персонала на путях, то есть в зоне повышенной опасности, содействовало более успешному решению задач, связанных с улучшением условий работы обслуживающего персонала и повышениям техники безопасности, обеспечило высокую продуктивность и безопасность труда.

Более того, оборудование станции системой МПЦ вместо БМРЦ, предоставляет возможность выполнения большей части графика по техническому обслуживанию в отопливаемых помещениях. Применение МПЦ позволяет значительно сократить объем и время монтажных работ при пуске в эксплуатацию, не требует дорогого строительства здания для размещения аппаратуры, уменьшает время нахождения обслуживающего персонала на путях - в зоне повышенной вероятности травматизма.

5.2 Анализ потенциальных опасностей на объекте

Рабочее место электромеханика и электромонтера из обслуживания устройств МПЦ-С находится согласно инструкции [29] на путях станции, в помещении, где размещено оборудование МПЦ и в комнате электромеханика, где находится АРМ ШН. На путях станции на ШН и ШЦМ воздействуют различные факторы, которые являются вредными для здоровья. Это низкие и высокие температуры, солнечное излучение, повышенная влажность и ненастье (дождь, снег, ветер), вибрации и шум от работающих механизмов, запыленность, яркий солнечный свет или отсутствие освещения ночью, и др. Все это содействует ухудшению внимания и может привести к травмам или гибели. В помещении где размещено оборудование МПЦ на ШН и ШЦМ оказывает влияние электрическое и электромагнитное поле как низкой (50 Гц) так и повышенной частоты (частота системной шины ЭВМ), повышенная частота пульсаций светодиодных или люминесцентных ламп искусственного освещения. LCD-экраны мониторов ЭВМ также отрицательно влияют на зрение человека. Рабочее место дежурного по станции находится в помещении ДСП, где расположены основной и резервный АРМ ДСП, и другие аппараты управления. На ДСП воздействует электрическое и электромагнитное поле как низкой (50 Гц) так и повышенной частоты (частота системной шины ЭВМ), повышенная частота пульсаций л светодиодных или люминесцентных ламп искусственного освещения. LCD-экраны мониторов ЭВМ также отрицательно влияют на зрение человека.

Кроме того при недостаточный звукоизоляции помещение ДСП шум и вибрации от поездов, шум приборов в самом помещенные вызивають быструю утомляемость.

При выполнении работ по техническому обслуживанию и ремонту устройств МПЦ на работников, которые обслуживают эти устройства могут влиять опасные и вредные производственные факторы, воздействие которых на работающих в определенных условиях приведет к травмам или другому внезапному резкому ухудшению здоровья.

Вредными называют производственные факторы, воздействие которых на работающих приводит к заболеванию. В зависимости от уровня и продолжительности воздействия вредный факторы могут стать опасными. Различают вредные факторы физической природы, химического и биологического происхождения, а также факторы, появление которых обусловлено самым процессом работы.

На трудоспособность человека и его самочувствия влияют такие факторы, как температура, влажность, скорость движения воздуха.

Воздействие тепла или холода приводит к значительным изменениям в жизнедеятельности организма. При высокой температуре окружающего среды у людей меняются самые важные виды обмена веществ. При из организма удаляются вода, минеральные соли и возбуждается водно-солевой обмен, наблюдается снижения силы условных рефлексов и усиления тормозных процессов, умственная деятельность ухудшается, замедляет реакция, притупляться внимание, появляются ошибки.

Реакция организма человека на воздействие холода - сужение сосудов мышц и кожи, повышенная вязкость крови, которая приводит к снижению температуры поверхности тела. Оптимальные микроклиматические условия обеспечивают ощущение теплового комфорта и создают предпосылки для хорошей трудоспособности.

Оценка загрязнения воздуха состоит в определении состава и концентрации вредных примесей. В санитарно-гигиенической практике, вредные вещества разделяют: на химические и аэрозоли (производственная пыль). Для выявления вредных веществ в воздухе применяют индикационный метод, для оценки запыления рабочих помещений применяют счетчики пыли.

Вредные вещества могут попадать в организм человека при вдыхании воздуха, заглатывании пищи, а также внедряться через кожные покровы и слизистые оболочки. Физиологическое действие паров, газов и пыли на организм человека зависит от их токсичности и концентрации в воздухе производственных помещений, от продолжительности пребывания в этих помещениях. Воздействие вредных веществ на работников в помещении происходит при обслуживании аккумуляторов в блоках безперебойного питания, выполнении паяльных работ с использованием припоя, который содержит свинец.

Содержание вредных веществ в воздухе рабочей зоны не должно превышать предельно допустимых концентраций (ПДК).

Питание поста МПЦ осуществляется от основной и резервной трехфазной сети 6000/380В. Приборы МПЦ для безопасности получают питание через изолирующий трансформатор ТС-10. Основные напряжения питания устройств: 220В, 24В, 12В, 5В. Опасными для жизни человека являются напряжения 6000В, 380В, 220В.

.3 Мероприятия по обеспечению безопасных условий труда

Техническое обслуживание и ремонт устройств СЦБ должны выполняться с соблюдением Правил, инструкций по охране труда для рабочих соответствующих профессий и при выполнении отдельных видов работ.

На предприятиях, согласно требованиям этих Правил, с учетом специфики обслуживания вышеперечисленных устроиств, в зависимости от местных условий, разрабатываются Инструкции по охране труда на отдельные виды работ и для рабочих отдельных профессий в порядке, установленном Положением о разработке инструкций по охране труда. Рабочие места должны быть обеспечены Инструкциями по охране труда и выписками с изложением требований охраны труда.

В дистанции сигнализации и связи на основе Типового положения об обучении по вопросам охраны труда, с учетом специфики производства и требований государственных межотраслевых и отраслевых нормативных актов об охране труда, разрабатываются и утверждаются приказами руководителей соответствующих положений предприятия об обучении по вопросам охраны труда, формируются планы-графики проведения обучения и проверки знаний по вопросам охраны труда , с которыми должны быть ознакомлены все работники.

Лица, которые совмещают профессии, проходят обучение и инструктажи по охране труда как по основным профессиям, так и по совмещенным профессиям.

Работники предприятий при принятии на работу и периодически в процессе работы должны проходить обучение и проверку знаний согласно требованиям Типового положение об обучении по вопросам охраны труда. Допуск к работе без обучения и проверки знаний по вопросам охраны труда запрещается. Все работники, которые принимаются на постоянную или временную работу, и при дальнейшей работе должны проходить на предприятии обучения в форме инструктажей по вопросам охраны работы, пожарной безопасности, оказания первой помощи пострадавшим от несчастных случаев, а также по правилам поведения и действий при возникновении аварийных ситуаций и стихийных бедствий.

Новопринятые на предприятие работники после первичного инструктажа на рабочем месте перед началом самостоятельной работы должны пройти стажировку и получить допуск к работе согласно требованиям Типового положения об обучении по вопросам охраны труда.

Весь персонал, обслуживающий электроустановки, электрические станции, подстанции и электрические сети, должен проходить инструктаж по охране труда при эксплуатации электроустановок, средств предоставления первой медицинской помощи, а также практическое обучение приемам освобождения от электрического тока, выполнение искусственного дыхания и внешнего массажа сердца. Занятия должны проводить компетентные лица из числа медицинского персонала или инженеры по охране труда, которые прошли специальную подготовку и имеют право учить персонал предприятия предоставления первой помощи.

Для обеспечения безопасных условий работы при обслуживании устройств МПЦ работниками, которые обслуживают устройства испытают риска травматизма из-за наезда движущихся объектов: поездов, отдельных локомотивов, ССПС (дрезин, мотовозов, и тп), путевых машин.

Необходимо соблюдать следующие требования при обслуживании устройств:

проводить целевой инструктаж перед началом работ;

оформлять заявку на выдачу предупреждений на поезда согласно Инструкции по движению поездов и маневровой работы на железных дорогах;

работать в два лица, пользоваться маршрутами безопасного прохода;

обязательно применять средства индивидуальной защиты и спецодежды

(которые в свою очередь должны быть исправные, проверенные (инструмент, монтажный пояс);

обязательное ношение сигнального жилета;

соблюдать требования технологических карт по технологии обслуживания и по безопасному проведению работ при технической эксплуатации устройств СЦБ;

своевременно отходить от жд колеи при приближении подвижного состава ( за 400 метров), находиться как можно дальше от пути по местным условиям, следить за подвижным составом;

соблюдать правила электробезопасности на электрифицированных ж.л. линиях;

при работе на светофоре проверять крепление заземления, закорачивать искровой промежуток, пользоваться предохранительным поясом.

Для предотвращения поражения электрическим током, персонал должен виполнять следующие правила:

все работы на линии, произведенные с полным или частичным снятием напряжения, выполняются только по письменному разрешению. Разрешение на проведение работ выдается лицом, которое имеет соответствующую квалификационную группу и уполномоченным на это приказом начальника дистанции.

приступать к работе можно после разрешения, которое выдается руководителем работ, после проверки отсутствия напряжения в линии и заземлении проводов.

разрешение на подачу напряжения в линию дается после сообщения о том, что работа закончена, все люди выведены из зоны работ.

при проведении работ, связанных с проведением ремонта оборудования, настройка параметров аппаратуры в релейных шкафах и электроустановках, персонал который их обслуживает, обязан применять инструмент с изолированными ручками.

работы по замены и креплению заземляющих проводов, искровых промежутков и измерений на них должны проводиться в диэлектрических перчатках.

при подъеме на светофорную мачту необходимо убедиться в исправности заземления, и закоротить искровой промежуток типовой перемычкой.

проведение работ на кабельных линиях разрешается только после всестороннего отключения кабеля, проверки на концах кабеля отсутствия напряжения, наложение заземления и вывешивание плакатов; «Не включать! На линии работают люди».

все работы по обслуживанию линейного оборудований должны проводиться в два лица.

Территория поста МПЦ постоянно должна содержаться в чистоте и систематически очищаться от производственных и бытовых отходов, мусора и листвы. Проезд и подъезд к посту МПЦ, пожарному инвентарю и оборудованию должны быть свободными. На площадке возле центрального входа запрещается устраивать стоянку автотранспорта, который мешает свободному доступу к входу в здание.

На территории объекта запрещается:

разжигать костер, выпаливать сухую траву и сжигать мусор в мусорных баках и в местах, не согласованных с пожарной охраной.

проходы, выходы, коридоры, тамбуры и ступеньки запрещается захламлять разными предметами и оборудованием. Курение на территории поста МПЦ допускается только в специально отведенных местах, оборудованных урнами и емкостями с водой. Место для курение должно быть обозначено согласно требованиям действующего стандарта.

.4 Чрезвычайные ситуации и преодоление их следствий

Ситуация №1. Возникновение пожара.

Работники при возникновении пожара должны:

немедленно сообщить о пожаре в пожарную охрану, при этом необходимо назвать адресу объекта, место возникновения пожара, свою фамилию и принять меры по вызову к месту пожара руководителя подразделения или другого ответственного лица;

обесточить оборудование СЦБ на посту МПЦ, отключивши подачу напряжения на оборудование отключением автоматических выключателей и торможением блоков бесперебойного питания в щите отключения питания ЩВПУ-М ;

принять меры по эвакуации людей и материальных ценностей;

принять меры к тушению пожара.

Ситуация №2. Разлив СДОВ вследствие аварии.

ДСП должна включиться в средства индивидуальной защиты и известить всеми доступными средствами работников станции;

для своевременного принятия мер профилактики, спасение людей очень важно знать место разлива (вытока), и количество СДОВ, которое вытекло;

известить представителей МЧС, и руководство всех подразделений и служб;

полученные данные по времени поражающего действия СДОВ передаются в центр (штаб) координации спасательных работ, где уточняется график извещения, разрабатывается меры профилактики по снижению поражения людей, устанавливается материальное обеспечение спасательных работ, средств индивидуальной и коллективной защиты людей;

согласно плана эвакуации вывести рабочих в безопасное место.

.4.1 Пожарная безопасность объекта проектирования

Помещение где размещается аппаратура МПЦ является местом повышенной пожарной опасности. Причиной возможных загораний могут быть замыкание контактной сети на рельсы, попадание молнии в питающую сеть 6000/380В, или в кабельную сеть рельсовых цепей, стрелок и светофоров. Кроме того причиной возможных загораний может быть грубое нарушение правил противопожарной безопасности и правил эксплуатации электрооборудования обслуживающим персоналом.

Основным огнеопасным материалом на посту МПЦ есть поле-хлорвиниловая оболочка монтажного провода, которым выполнен монтаж релейных стативов, и панелей питания ПВ-60, ПРББ, ПВ-24, ПВ-25ЭЦК и полихлор-виниловая оболочка кабелей. Пластиковые колпаки реле и блоков тоже есть огнеопасном материалом.

В качестве средств пожаротушения применяются порошковые огнетушители ОП-6. На 100м площади помещения МПЦ необходимо 6 огнетушителей ОП-6.

Порошковый огнетушитель ОП-6 (с) применяется для тушения пожаров классов от А до Е. Для открывания и закрывания у него есть запорное оборудование. Благодаря специальному клапану на головке огнетушителя, огнетушащее вещество можно выпускать порционно. Давление внутри огнетушителя контролируется с помощью манометра. В качестве огнетушащего вещества в нем могут применяться специальные порошки типа Эдельвейс, Вексон, Феникс, Фоскон и т.д. Огнетушители этого типа нужно перезаряжать один раз в пять лет. Срок службы 10 лет. Эксплуатация возможная при температуре от -40 к +50 градусов Цельсия.

.5 Расчеты силы тока, который проходит через тело человека

Определить силу тока, проходящего через тело человека, который притронулся к корпусу поврежденной электроустановки при пробое изоляции.ізол - 6 ком;заземл - 0.5 Ом;підлоги - 10 ком;взуття - 100 ком;люд - 1 ком;

Напряжение - 380В;

Сила тока, который проходит через тело человека, который прикоснулся к корпусу поврежденной электроустановки при пробое изоляции и отсутствия защитного заземления.

Трехфазная сеть с изолированной нейтралью

;

Напряжение прикосновения  

Сила тока через тело человека при наличия защитного заземления

 ;

Напряжение прикосновения:

;

.6 Выводы по разделу

Принцип действия защитного заземления - снижение к безопасным значениям напряжения прикосновения и шага, обусловленных замыканием на корпус и другими причинами. Это достигается путем уменьшения потенциала заземленного устройства (уменьшением сопротивления заземлителя), а также путем выравнивания потенциалов основы, на котором стоит человек, и заземленного оборудования (подъемом потенциала основы, на котором стоит человек, к значению, близкому значению потенциала заземленного устройства).

Когда корпус электроустановки не заземлен, касаться его корпусу также опасно, как и к фазному проводнику сети. Когда корпус электроустановки заземлен, то в этом случае напряжение корпуса электроустановки относительно земли уменьшается. Уменьшая значение сопротивления заземлителя растеканию тока можно уменьшить напряжение корпуса электроустановки относительно земли, в результате чего уменьшаются напряжение прикосновения и ток через тело человека.

Заземление будет эффективным лишь в том случае, если ток замыкания на землю практически не увеличивается с уменьшением сопротивления заземлителя. Такое условие выполняется в сетях с изолированной нейтраллю (типа ТТ) напряжением до 1 кВ, потому что в них ток замыкания на землю в основном определяется сопротивлением изоляции проводов

Источники

1. А.А. Казаков, В.Д. Бубнов, Е.А. Казаков. Станционные устройства автоматики и телемеханики. М.: Транспорт. 1990.- 431с.

2. И.А. Белязо, В.Р. Дмитриев, Е.В. Никитина, И.С. Ошурков, А.Н. Пестрикова.Маршрутно-релейная централизация. М.: Транспорт. 1974.- 320с.

. И - 249 - 97. Методические указания по проектированию устройств автоматики, телемеханики и связи на железнодорожном транспорте. Модернизированные блоки БМРЦ-БН.

4. Типовые проектные решения 51094-00-00. Усовершенствованная электрическая централизация УЭЦ-М.

. Технические решения ТР-02-200-МПК-У. Усовершенствованная электрическая централизация стрелок и сигналов на базе микро-ЭВМ и программируемых контроллеров ЭЦ - МПК -У.

. Релейно-процессорная централизация стрелок и сигналов «ДИАЛОГ-Ц».

Технические решения по привязке к исполнительным устройствам элек-трической централизации стрелок и сигналов ДИТР.425270.0-203 ТР. Москва

.

. 410417-ТМП. Микропроцессорная электрическая централизация стрелок и

сигналов ЭЦ - ЕМ. Типовые материалы для проектирования.

9. 410207-ТМП. Микропроцессорная электрическая централизация Ebilock-950. Типовые материалы для проектирования.

. 424359-ТМП. Микропроцессорная централизация стрелок и сигналов

МПЦ-И. Типовые материалы для проектирования.

. Ю. Смагин, О. Шатковский. Расширение функциональности системы

МПЦ-М3-Ф на базе универсальных модульных систем сбора информации

и управления.

. В. Кустов. Опыт разработки и эксплуатации микропроцессорных систем электрической централизации стрелок и сигналов. Українські залізниці №2(8) 13. Станционные фазочувствительные рельсовые цепи переменного тока 25 Гц с реле ДСШ-15 участков электротяги постоянного тока РЦ 25-ДСШ15-ЭТОО-с-93.

4. 410104-ТМП. Проектирование двухниточных планов станций с электрическими рельсовыми цепями. Типовые материалы для проектирования.

5. И-320-08. Методические указания по проектированию устройств автоматики, телемеханики и связи на железнодорожном транспорте. Проектирование схематических планов станций, оборудуемых устройствами ЭЦ.

6. 410108-ТМП. Типовые материалы для проектирования. Напольное оборудование устройств СЦБ ТО-139-2001.

17. 410811-ТМП. Схемы кодирования станционных путей электрической централизации ЭЦ-11-87. Типовые материалы для проектирования.

. Е.И. Кравченко, Д.В. Швалов. Кодирование рельсовых цепей. М.: Издательство «Маршрут», 2006 г.

19. Релейная полувтоматическая блокировка системы ГТСС РПБ - 4. Типовые решения 5010-13.

. А.М. Васильцов, Д.М. Гумбург.Пособие по техническому содержанию полуавтоматической блокировки и механической централизации. М.: «Транспорт» 1967 г.

. Руководящие указания по защите от перенапряжений устройств СЦБ, ЦШ МПС СССР, 29.11.1989.

Приложение

Таблица 4.1 - Результаты расчетов экономической эффективности МПЦ