Содержание к диссертации
ВВЕДЕНИЕ 7
ГЛАВА I. АНАЛИЗ МЕТОДОВ ПОВЫШЕНИЯ НАДЕЗШОСГГИ СИСТЕМ ЖЕЛЕЗ НОДОРОЖНОЙ АВТОМАТИКИ И ТИ11ЕМЕХАНИКИ ... II
1Л. Методы повышения надежности систем железнодорож ной автоматики и телемеханики на этапе разработ ки ... II
1.2. Анализ методов расчета параметрической надежно сти систем автоматики и телемеханики 19
1.3* Перспективы повышении надежности систем железно дорожной автоматики и телемеханики при использо вании онтронной гальванической развязки 26
1,4. Выводы ж постановка задачи исследования 34
ГЛАВА 2. РАЗРАБОТКА МЕТОДА РАСЧЕТА ПАРМ1ЕТРМЕСК0Й НАДЕК- НОСТИ СИСТЕМ АВТОМАТИКИ И ТЕИЕМЕХАНИКИ X
2-1- Разработка методики дискретизации случайных аргу ментов при решении задач надежности интегрально- статистическим методом 36
2.2, Определение оптимального числа дискретных значе ний случайных аргументов при заданной точности решения задач .. 48
2.3- Оценка эффективности использования интегрально- статистического метода 59
2.4. Практическое использование интегрально-статисти ческого метода при решении задач надежности 66
Выводы по главе 2 74
ГЛАВА 37 ПОВЫШЕНИЕ НАДЕЖНОСТИ СИСТЕМ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОЙ АВТОМАТИКИ И ТЕЛЕМЕХАНИКИ С ПОМОЩЬЮ ОПТРОННОЙ ГАЛЬВАНИЧЕСКОЙ РАЗВЯЗКИ 76
3.1. Применение оптронов в устройствах, связанных с обеспечением безопасности движения поездов 76
3.2. Особенности построения ответственных цепей СЖАТ при использовании оптроннои гальванической развязки ... 82
3.3. Оценка эффективности применения оптроннои гальванической развязки в СЖАТ как средства защиты от помех 103
3.4. Создание схем с минимальным числом элементов при использовании оптронов 122
Выводы по главе 3 130
ГЛАВА 4. ОПТИМИЗАЦИЯ ПО КРИТЕРИЮ НАДЕЖНОСТИ ПАРАМЕТРОВ ЭЛЕКТРОННОГО ФАЗОЧУВСТВИТЕЯЬНОГО ПРИЕМНИКА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ОПТРОННОЙ ГАЛЬВАНИЧЕСКОЙ РАЗВЯЗКИ 131
4.1. Разработка схем электронного фазочувствительного приемника 131
4.2. Выбор параметров электронного фазочувствительного приемника 141
4.3. Разработка способов защиты электронного фазочувствительного приемника от помех тягового тока и пульсаций напряжения источника питания 153
4.4. Оценка экономической эффективности использования электронных фазочувствнтельнжх приемников в унифицированной системе автоблокировки J6I
Выводы по главе 4 166
ГЛАВА 5. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ОПТРОННОЙ ГАЛЬВАНИЧЕСКОЙ РАЗВЯЗКИ В СПЕЦИАЛИЗИРОВАННЫХ УСТРОЙСТВАХ СОГЛАСОВАНИЯ СЖАТ С ПРОГРАММНОЙ РЕАЛИЗАЦИЕЙ 167
5.1. Требования, предъявляемые к специализированным устройствам согласования 167
5.2. Разработка специализированных устройств согласования без использования трансформаторной связи.. 169
5.3. Разработка специализированных устройств согласования с трансформаторным способом включения исполнительного реле 176
Выводы по главе 5 179
ЗАЮШНЕНИЕ 180
ЛИТЕРАТУРА 183
ПРИЛОЖЕНИЯ
Приложение I. Сравнение способов дискретизации случайных аргументов 202
Приложение 2. Программа расчета интегрально-статистическим методом вероятности безотказной 'работы в от ношении постепенных отказов Р^ 204
Приложение 3. Результаты вычисления вероятности/^ при распределении случайных аргументов по нор мальному закону 209
Приложение 4. Результаты определения зависимости оптималь ного числа дискретных значений случайных аргументов от коэффициента параметрической чувствительности 212
Приложение 5. Определение доверительного интервала средней арифметической погрешности вычисления вероятности Р^ 214
Приложение 6. Программа расчета вероятности Р^ методом Монте-Карло 215
Приложение 7, Исходные данные для расчета вероятности Р^ оптронного порогового логического устрой ства 220
Приложение 8. Определение вероятности опасного отказа согласующих устройств СЗШ1 222
Приложение 9. Анализ защищенности от опасных отказов согласующего устройства 227
Приложение 10. Определение закона распределения времени включения транзисторной оптопары . 229
Приложение II. Определение законов'распределения длитель ностей помех в кабельных линиях электри ческой централизации 231
Приложение 12. Программа расчета вероятности сбоя P^f в работе системы от воздействия помех 234
Приложение 13. Результаты расчета вероятности Р^ 235
Приложение 14. Результаты вычисления коэффициентов подавления помех 236
Приложение 15. Акт о внедрении системы программного управления, оснащенной средствами техни ческой диагностики 238
Приложение 16. Справка об использовании результатов диссертационной работы при создании систе мы программного управления, оснащенной средствами технической диагностики 240
Приложение 17. Определение вероятности безотказной рабо ты согласующих устройств 241
Приложение 18. Анализ защищенности от опасных отказов фазочувствительиого устройства 242
Приложение 19. Исходные данные для определения напряжения включения электронного фазочувствительного приемника . 243
Приложение 2D, Программа определения зависимостей напря жения включения фазочувотвительного прием ника от изменения параметров, его схемы 244
Приложение 21. Исходные данные для расчета начальной про изводственной надежности фазочувотвитель ного приемника . 245
Приложение 22, Программа расчета начальной производствен ной надежности фазочувствительного прием ника 247
Приложение 23, Исходные данные для расчета коэффициента возврата фазочувствительного приеш-шка..,. 251
Приложение 24. Анализ защищенности фтаьтра от опасных отказов 253
Приложение 25. Справка об использовании результатов диссертационной работы при разработке электронных генератора кодовых сигналов и путевого приемника 254
Введение к работе
В Директивах ХХУ1 съезда КПСС» Постановлении ЦК КПСС и Совета Министров об улучшении работы предприятий транспорта и Постановлении ЦК КПСС о работе парткома Министерства путей сообщения [l-З] перед железнодорожным транспортом поставлены задачи, решение которых направлено на техническое перевооружение транспорта, обеспечение дальнейшего увеличения провозной и пропускной способности железных дорог на грузонапряженных направлениях, а также на наращивание мощностей железнодорожных станций я узлов. Важная роль в выполнении этих задач отводится системам железнодорожной автоматики и телемеханики (СЖАТ), обеспечивающим автоматизацию процесса регулирования движения поездов и безопасность их движения. Главными направлениями совершенствования СЖАТ являются увеличение их надежности, расширение функциональных возможностей, что требует использования в них новых элементов автоматики.
Влияние на надежность СЖАТ новых элементов оценивается, как правило, с учетом только внезапных отказов. Менее изучены вопросы оценки и повышения надежности систем в отношении постепенных отказов (параметрической надежности). В то же время примерно одина- •/ ково количественное соотношение между внезапными и постепенными отказами во многиз устройствах СЖАТ, например, в рельсовых цепях, непосредственно связанных с обеспечением безопасности движения поездов [4] . Напольная аппаратура СИТ С к ней относятся рельсовые цепи, светофоры, стрелочные электропривода), работающая в условиях значительных колебаний температур, больших вибрационных нагрузок, подвержена старению, приводящему к постепенным отказам.
Поэтому при разработке новых систем, совершенствовании с использованием новой элементной базы существующих устройств СЖАТ, следует учитывать как внезапные, так и постепенные отказы. На дат-шом этапе создания систем применение простых и наглядных методов оценки и расчета надежности с учетом постепенных отказов позволит оптимизировать устройства CHAT по критерию надежности.
Новые схемотехнические возможности открываются при разработке систем с использованием в них приборов с гальванической развязкой - оптроков, которые надежны в работе, позволяют просто согласовывать гальванически не связанные и разнотипные по уровням напряжений и сопротивлений цепи СМТ- Эти свойства оптронов наиболее полно реализуются при создании согласующих устройств (СУ) между полупроводниковой, в том числе микропроцессорной, и релейной аппаратурой, при разработке электронных фазочувствительных приемников, предназначенных для повышения устойчивости работы рельсовых цепей,
В связи с этим актуальным является разработка методов оценки и расчета параметрической надежности СЖАТ, исследование возможности использования в них оптронной гальванической развязки с целью повышения надежности действия В результате теоретических и экспериментальных исследований обоснованы и вынесены на защиту следующие научные положения:.
I. Разработанный интегрально-статистический метод расчета параметрической надежности систем автоматики и телемеханики применим для оценки надежности в отношении постепенных отказов устройств, работоспособность которых может описываться линейными и нелинейными уравнениями, и параметры которых являются случайными величинами, распределенными по различным законам.
2. Интегрально-статистический метод позволяет сократить затра ты машинного времени на решение задач надежности и времени на подготовку исходных данных.
3. Сокращение временных затрат достигается преобразованием непрерывных случайных величин в дискретные и определением их числа квантов, необходимого для достижения заданной точности решения задачи.
4. Использование в СЖАТ оптронной гальванической развязки позволяет создавать схемы с минимальным числом элементов, повышать помехозащищенность систем, разрабатывать схемы, не допускающие опасные отказы,
5. Оптронные согласующие устройства отвечают требованиям безопасности при импульсной работе их элементов, циклической проверке поступления управляющих сигналов и при условии питания СУ от источников постоянного тока.
6. Предложенные модели электромагнитной совместимости оп» тронных согласующих устройств с окружающей электромагнитной обстановкой позволяет оценить эффективность использования в СЖАТ оптронной гальванической развязки дяя повышения их помехозащищенности и разработать методику выбора типа оптронов как приборов защиты от помех в зависимости от функционального назначения СЖАТ и окружающей электромагнитной обстановки.
7. Разработанный электронный фазочувствительный приемник для рельсовых цепей имеет по сравнению с существующими индукционными реле секторного типа более высокий коэффициент возврата, требует меньше затрат на обслуживание и более технологичен в изготовлении.
Диссертационная работа выполнялась в рамках комплексной проблемы № 48 "Совершенствование существующих» разработка и внедрение новых устройств автоматики, телемеханики и связи с примене нием современной элементной базы, микро-ЭВМ и микропроцессоров", утвержденной приказом Министерства путей сообщения К 1122 от 26 мая 1981 г. "Основные направления развития науки и техники на железнодорожном транспорте на 1981 - 1985 г.г."
Похожие диссертации на Схемные методы повышения надежности систем железнодорожной автоматики и телемеханики
