Содержание к диссертации
Введение
1 Анализ методов и средств тепловой диагностики ходовых частей подвижного состава в пути следования 8
1.1 Краткий обзор теоретических и экспериментальных исследований тепловых процессов в буксовых узлах 8
1.2 Анализ технических решений систем бесконтактного теплового контроля букс и основные направления их совершенствования ... 16
1.3 Постановка задачи исследования 23
2 Разработка имитационной диагностической модели бесконтактного контроля нагрева буксовых узлов 26
2.1 Разработка структуры имитационной диагностической модели... 26
2.2 Моделирование тепловыделения и распределения поля температур в работающей буксе 27
2.3 Газодинамическая модель работы буксового узла 34
2.4 Модель движения вагона для оценки динамических перемещений буксовых узлов 39
2.5 Модель определения траектории зоны сканирования при диагностике и вычисления уровня сигнала ИК-излучения 42
Основные выводы по разделу 2 50
3 Теоретические и экспериментальные исследования процесса теплового контроля буксового узла с использованием диагностической модели 52
3.1 Методика проведения экспериментальных исследований 52
3.2 Тестирование блоков диагностической модели по результатам стендовых испытаний 61
3.3 Результаты экспериментальных и теоретических исследований... 67
Основные выводы по разделу 3 86
4 Техническая реализация результатов исследований по совершенствованию средств тепловой диагностики букс 88
4.1 Реализация технических предложений по совершенствованию средств тепловой диагностики на примере разработки КТСМ- 88 02
4.2 Система многоуровневой передачи и обработки результатов теплового контроля букс 105
4.3 Сравнительные экспериментальные исследования модернизированных и базовых средств тепловой диагностики 116
4.4 Оценка технико-экономической эффективности совершенствования средств тепловой диагностики букс (на примере КТСМ- 124 02)
Выводы по разделу 4 129
Заключение 131
Список использованных источников 135
- Анализ технических решений систем бесконтактного теплового контроля букс и основные направления их совершенствования
- Модель определения траектории зоны сканирования при диагностике и вычисления уровня сигнала ИК-излучения
- Тестирование блоков диагностической модели по результатам стендовых испытаний
- Система многоуровневой передачи и обработки результатов теплового контроля букс
Введение к работе
Надежная работа ходовых частей вагонов является важнейшим условием обеспечения безопасности движения поездов. Актуальность данной проблемы повышается в условиях удлинения тяговых плеч и гарантийных участков безостановочного следования грузовых вагонов без технического обслуживания на промежуточных пунктах технического обслуживания (ПТО) грузовых вагонов. Проблема усугубляется также объективной необходимостью сокращения численности работников вагонного хозяйства, занятых осмотром поездов на постах безопасности и техническим обслуживанием вагонов на ПТО. В этих условиях большое значение придается комплексному использованию средств технической диагностики для контроля состояния ответственных узлов подвижного состава в пути следования.
При решении этой задачи особое место отводится применению бесконтактных систем обнаружения перегретых букс в движущихся поездах. Данные системы контроля технического состояния подвижного состава позволяют своевременно выявить и устранить появляющиеся в процессе эксплуатации неисправности ходовых частей подвижного состава и, тем самым, предупредить возникновение необратимых отказов, способных привести к авариям и крушениям.
В настоящее время на сети дорог РФ находятся в эксплуатации несколько разновидностей систем бесконтактного контроля состояния буксовых узлов на ходу состава. Некоторые из них отработали в эксплуатации длительное время и как морально, так и технически устарели. Возникает вопрос о модернизации этих систем или полной замене на другие, пришедшими на смену, устройствами. Однако, при совершенствовании аппаратной части систем контроля нагрева букс и замене микропроцессорной техникой до сих пор применяются отдельные принципы контроля букс, разработанные еще для букс на подшипниках скольжения. Это касается выбора зоны контроля буксового узла и соответствующей направленности приемника инфракрасно-
го излучения на ходовые части. Кроме того, буксовый узел на подшипниках качения, разработанный как узел, не требующий технического обслуживания в поездных условиях в отличие от буксы на подшипниках скольжения, предполагает принципиально иное назначение аппаратуры теплового контроля букс. Аппаратура в этих условиях становится не вспомогательным, а основным средством контроля. В связи с этим существенное значение принимают автоматизированные системы передачи информации о результатах контроля букс и мониторинг этих показаний во времени.
Данное исследование посвящено совершенствованию методов и средств бесконтактной тепловой диагностики буксовых узлов.
Общая методика исследований построена на использовании метода конечного элемента (МКЭ) в теплотехнике и газодинамике, методах аналитической механики, виртуального трехмерного моделирования, идентификации, аналитической геометрии, теплотехнических измерений, компьютерных технологиях, испытаний в реальных условиях и на стендах.
Научная новизна результатов работы состоит в следующих, выносимых на защиту, положениях:
Разработана комплексная имитационная диагностическая модель теплового контроля буксовых узлов, позволяющая производить оценку уровня сигнала на приемнике инфракрасного излучения при различных вариантах ориентации приемника ИК-излучения, внешних температурных условиях, скорости движения вагона, параметров ходовых частей и пути.
Разработана конечно-элементная модель буксового узла тележки грузового вагона для исследования распределения температур в буксовом узле.
Разработана экспериментальная методика стендовых испытаний для исследования распределения температур буксового узла в условиях, имитирующих эксплуатационную работу.
Установлены закономерности изменения уровня сигнала на приемнике инфракрасного излучения у существующих средств тепловой диагностики в
зависимости от динамических перемещений буксовых узлов и изменения геометрических параметров ходовых частей.
Практическая ценность проведенных исследований состоит в том, что:
Разработана компьютерная реализация диагностической модели теплового бесконтактного контроля буксовых узлов, которая позволяет оценивать информативность различных зон на корпусе буксы с точки зрения уровня сигнала на приемнике инфракрасного излучения.
Теоретическими и экспериментальными исследованиями обоснована целесообразность использования нижней части корпуса буксы в качестве зоны для теплового бесконтактного контроля.
Для исследования тепловых режимов в корпусах букс различных типов разработан и использован стенд, имитирующий работу буксового узла в условиях эксплуатации, создано техническое и программное обеспечение регистрации показаний датчиков температур
Разработано техническое, информационное и программное обеспечение базового модуля КТСМ-02 (Комплекс Технических Средств Многофункциональный) для построения системы комплексной напольной диагностики подвижного состава.
Разработано техническое обеспечение модернизации базовых систем тепловой диагностики букс в виде создания подсистемы КТСМ-02Б (Букса) с напольной камерой, расположенной на подошве рельса, и впервые промыш-ленно реализованной в условиях России ориентацией приемника ИК-излучения на нижнюю часть корпуса буксы. Подсистема внедрена совместно с базовым комплексом КТСМ-02 в ОАО «РЖД» в количестве 20 комплектов по состоянию на конец 2003 года.
Разработано техническое, информационное и программное обеспечение многоуровневой системы передачи и анализа информации от устройств теплового контроля букс вагонов, что создало условия перехода от критической диагностики перегретых букс, т.е. регистрации необходимости экстрен-
ного принятия решения (отцепки вагона), к организации мониторинга грения букс, отвечающей принципам обслуживания подвижного состава в пути следования. Система внедрена в восьми филиалах (дорогах) ОАО «РЖД».
Автор выражает признательность научному руководителю А.Э. Пав-люкову за помощь и поддержку в работе, а также благодарит профессора М.В. Орлова за научные консультации при подготовке работы, благодарит за многолетнюю совместную работу при создании систем тепловой диагностики букс специалистов предприятия «Инфотэкс» В.Л. Образцова, А.Ф. Таги-рова, В.В. Лядова, Н.Г. Пигалева и других коллег, принимавших в этом процессе участие.
Анализ технических решений систем бесконтактного теплового контроля букс и основные направления их совершенствования
Так, например, в аппаратуре обнаружения перегретых букс компании General Electric (США) состояние буксы определяется по трем признакам: абсолютному значению амплитуды сигнала буксы, отношению амплитуд сигналов букс одной колесной пары и по отношению амплитуды сигнала каждой буксы к среднему значению сигналов букс каждой стороны вагона [9].
В отечественной практике в аппаратуре ПОНАБ-3 реализован способ обнаружения перегретых букс по двум признакам распознавания — абсолютному значению и отношению амплитуд сигналов двух соседних букс вагона одной стороны поезда [36, 39]. Введение дополнительного признака позволило повысить эффективность аппаратуры на 10-15%. Дальнейшее усложнение алгоритмов обработки ИК-сигналов в настоящее время является одним из путей совершенствования этой аппаратуры. По мере развития микроэлектроники становятся возможными такие признаки распознавания, как отношение амплитуды сигнала к среднему значению амплитуд по вагону или поезду (это реализовано в аппаратуре КТСМ-01 [40, 41]) и слежение по мере движения поезда по участку за темпом возрастания температуры буксы [42].
Вследствие того, что в эксплуатации одно время находились буксы с роликовыми подшипниками и подшипниками скольжения, а также того, что диагностике подвергаются различные типы вагонов, в том числе пассажирские, то повышение качества контроля может быть достигнуто за счет введения в состав аппаратуры устройств для распознавания буксового узла. Впервые эта задача была поставлена фирмой Siemens Galsve, которая в 1958 году предложила фотоэлектрическое распознающее устройство [43]. Аналогичное устройство, но с более совершенной оптической системой было запатентовано в 1968 г. в США [44]. В 1967 году был предложен ультразвуковой метод распознавания букс [45].
В последующие годы за рубежом и в России (СССР) были разработаны различные распознаватели типа букс [46-57]. Введение данных устройств уменьшило вероятность необоснованных остановок поездов [58, 59] с 30-35 до 10-15%.
Стремление разработчиков уменьшить погрешности обнаружения перегретых букс, возникающих из-за различных внешних факторов (солнечная радиация, осадки, потоки теплового воздуха из-за перевозки нагретых грузов, колебания температуры окружающей среды и др.) привело к разработке дополнительных устройств, усложнению логической обработки и созданию программных алгоритмов.
При разработке устройств бесконтактной тепловой диагностики приемники ИК-излучения ориентируются на различные элементы ходовых частей. В отечественной аппаратуре ПОНАБ [60], а так же в устройствах, представленных в работах [61-65], оптика считывающих камер ориентирована на стенку корпуса буксы. Отечественная система ДИСК имеет четыре считывающих камеры, две из которых ориентированы на стенку корпуса буксы (для букс на подшипниках скольжения), а две другие - на место сопряжения ступицы с диском колеса [30, 66, 67]. Ориентация оптики на ступицу колеса использована в устройстве, описанном в [68]. Известны также средства контроля, считывающие камеры которых сканируют часть корпуса буксы, расположенную между боковой рамой тележки и колесом [69], а также устройства, приемники ИК-излучения которых ориентированы на крышку буксы [70]. Отдельные зарубежные устройства контроля перегретых букс имеют приемники ИК-излучения, ориентированные на нижнюю часть или верхнюю часть корпуса буксы [71, 72]. В работе [73] был сделан вывод о нецелесообразности использования этих зон для отечественного подвижного состава в силу его конструктивных особенностей и низкой температуры нижней части корпуса. Последнее заключение было сделано для букс на подшипниках скольжения, которые повсеместно использовались в конструкции отечественного подвижного состава. При переходе на буксы с роликовыми подшипниками ранее полученные выводы требовали корректировки и проведения дополнительных исследований. Однако эти принципы ориентации оптики были перенесены на диагностику букс с роликовыми подшипниками без учета особенностей теплового режима работы и геометрических параметров этих букс.
Наличие нескольких вариантов ориентации ИК-приемников говорит о том, что продолжаются исследования по поиску наиболее информативных зон тепловой напольной диагностики корпусов букс в пути следования. Под информативностью в данном случае понимается свойство того или иного элемента корпуса буксы отражать с наибольшей достоверностью температуру подшипника в условиях влияния различных внешних факторов, включающих и скорость движения вагона, и газодинамические условия, связанные с особенностями конструкции ходовых частей.
Совершенствование аннотируемых средств диагностики идет также по пути поиска наилучшего метода измерения температуры поверхности контролирующей зоны и представления ее. Метод измерения абсолютного значения температуры использован в некоторых зарубежных средствах бесконтактного обнаружения перегретых букс. Наибольшее развитие получил метод измерения избыточной (относительно температуры окружающей среды) температуры зоны контроля. Этот метод положен в основу отечественной аппаратуры ПОНАБ, ДИСК, КТСМ и некоторых зарубежных устройствах. В этой аппаратуре выходной информацией являются условные уровни сигнала, которые в свою очередь отражают температурное состояние подшипников и буксовых узлов в зависимости от температуры воздуха. Определенные значения уровней указывают на три пороговых состояния тревоги. Использование уровней позволяет при оценке нагрева буксы оперировать относительными показателями, связанными с внешними условиями, а также использовать данную систему для контроля различных конструкций буксового узла с разными допустимыми уровнями нагрева.
Модель определения траектории зоны сканирования при диагностике и вычисления уровня сигнала ИК-излучения
Испытания проводились с целью: а) идентификации параметров модели распределения температур в ра ботающей буксе, разработанной в разделе 2, и экспериментального ее под тверждения; б) определения временных зависимостей температуры нагрева элемен тов буксового узла при различных режимах нагруженности буксового узла; в) оценки влияния внешних факторов геометрического характера на качество сигнала на приемнике РЖ-излучения при существующих ориента циях приемника в напольных системах теплового контроля букс; г) определения динамической траектории зоны сканирования приемни ком ИК-излучения на ходовых частях вагонов. Объектом испытаний служил буксовый узел колесной пары РУ1-95О-А (чертеж 100.10.000-0 СБ) на подшипниках качения по ГОСТ 18572-81, ТУ ВНИПП 048-1-00, ТУ ВНИПП 072-01. Испытания для обусловленных подпунктами а)-в) целей проводились на стенде (рисунок 3.1), который позволяет реализовать на исследуемый буксовый узел в эксплуатации радиальную по отношению к подшипнику и осевую нагрузки в направлении оси колесной пары, появляющейся в эксплуатационных условиях от взаимодействия гребня и рельса, поперечных сил в контакте колесо рельс и других сил. Испытания проводились посредством задания вращения оси макета колесной пары вертикальной и осевой нагрузки с помощью штатных средств испытательного стенда и имитации, тем самым, движения вагона с различной степенью загрузки при скорости движения «60 км/ч. Создавались при испытаниях два режима: а) без обдува со снятой смотровой крышкой буксового узла; б) с обдувом (скорость 50-60 км/час) и установленной смотровой крышкой. При испытаниях регистрировались следующие параметры: а) температура посадочной поверхности наружного кольца переднего и заднего подшипника в восьми сечениях (восемь точек на каждое кольцо всего шестнадцать) через просверленные в корпусе буксы отверстия и уста новленные в них датчики измерения температуры (схема измерительных се чений по корпусу буксы приведена на рисунке 3.2); б) температура корпуса буксы в шестнадцати точках (восьми сечениях) в районе просверленных отверстий бесконтактным термометром; Л в) температура крепительной и смотровой крышки буксового узла (с обдувом); г) температура сепаратора переднего подшипника по видимой поверх ности сепаратора торца шейки оси колесной пары (при снятой смотровой крышке и без обдува). Режим радиальной и осевой загрузки варьировался в зависимости от цели. Для тестирования модели производилось достижение стационарного температурного состояния, которое было получено при следующих нагрузках: радиальная 70-80 кН, осевая 10-15 кН. Для измерения температуры в теле буксы использовались прецизионные полупроводниковые датчики температуры LM235 (16 штук, протариро-ванные перед началом измерения и имеющие чувствительность 10 мВ на С, заявленная погрешность в диапазоне температур 0....125 С - 1 С, диапазон рабочих температур минус 40 — плюс 125 С.
Для считывания данных с полупроводниковых датчиков температуры использовалась плата многоканального аналого-цифрового преобразователя PCI-1802L фирмы ICP-DAS, точность преобразования ±2 мВ. Программное обеспечение для преобразования аналоговой величины в температуру и представления данных в табличной форме разработал инженер предприятия «Инфотэкс» Землянухин А.Ю.
Бесконтактные измерения температуры на поверхности буксы производились инфракрасным электронным термометром RAYMX4P (фирма "RAYTEK"), который тарировался по входящей в комплект термометра образцовой термопаре типа К (по которой тарировались и полупроводниковые датчики температуры LM235 ) .
Для написания программного средства "Аналого-цифровой преобразователь" использовалась среда разработки "Delphi 6" и библиотека интерфейсных функций, поставляемая с контроллером АЦП. Сканирование заданного числа каналов производится с заданной периодичностью. Результат записывается в текстовый файл, имеющий формат, совместимый с Microsoft Excel.
С целью исключения случайной ошибки измерений разработан метод автоматизированного планирования выборки измерений, при котором считывание показаний каждого канала производилось многократно с последующей статистической обработкой данных. При этом принимается гипотеза нормального распределения полученных измерений в результате многократного считывания. Максимальный объем выборки (число считываний одного и того же канала) определяется методом последовательных приближений по зависимости [87]:
Тестирование блоков диагностической модели по результатам стендовых испытаний
В исследованиях осуществлялось следующее: а) моделирование температурных полей корпуса буксы от заданного источника нагрева (условная температура роликов) с выходом на стационар ный режим без принудительного обдува; б) моделирование температурных полей корпуса буксы от заданного постоянного источника нагрева (условная температура роликов) с выходом на стационарный режим с принудительным обдувом; в) моделирование температурных полей корпуса буксы от источника нагрева (рассчитанная температура роликов) при различных внешних усло виях (наружная температура воздуха, скорость обтекания потоком воздуха); г) определение условного уровня сигнала на приемнике ИК-излучения с учетом влияния различных внешних факторов (динамических перемещений буксового узла, радиуса колеса, угла ориентации приемника ИК-излучения). Далее полученные результаты исследований (теоретические и экспериментальные) по указанным выше пунктам излагаются в таком же порядке. При моделировании тепловых полей корпуса буксы от заданного источника нагрева с выходом на стационарный режим без принудительного обдува исходными данными служили: - температура наружного воздуха и начальная температура буксового узла 20 С; - источник нагрева - все ролики с температурой 100 С.
Зависимости изменения от времени температур крышки буксы и корпуса в различных местах приведены на рисунке 3.11. На рисунке 3.12 показаны поля температур в различные моменты времени. Полученные результаты показывают, что темп нарастания температуры корпуса и скорость выхода на стационарный режим выше, чем у крышки буксы.
Учитывая, что буксовый узел работает в условиях обтекания воздушным потоком от движения вагона и, соответственно с этим, существенным влиянием его на тепловое состояние узла, выполнено моделирование температурных полей корпуса буксы от заданного источника нагрева с выходом на стационарный режим с принудительным обдувом. При этом исходными данными служили: — температура наружного воздуха и начальная температура буксового узла 20 С; — источник нагрева — все ролики с температурой 100 С; — скорость воздушного потока 16,66 м/с (60 км/ч).
Расчет согласно диагностической модели, представленной в разделе 2 настоящей работы, выполнялся поэтапно. Первоначально выполнялся анализ на газодинамической модели, входящей блоком в диагностическую модель, для определения внешних граничных условий в виде распределения значений коэффициентов теплоотдачи на поверхности буксового узла, затем выполнялся тепловой расчет. Поскольку в разделе 2 при разработке модели для определения коэффициентов теплоотдачи по поверхности корпуса буксы и крышки принималось, что набегающий поток воздуха является сильно тур-булизированным, то была выполнена предварительная экспертиза данного факта путем моделирования обтекания корпуса буксы в программном комплексе FloWorks. Полученные результаты в виде полей давления воздуха, приведенные на рисунке 3.13 частично подтверждают принятое предположение. Соответственно далее определены были средние значения коэффициентов теплопередачи, приведенные на рисунке 3.14.
Результаты расчета в виде зависимостей изменения от времени температуры крышки буксы и корпуса в различных местах приведены на рисунке 3.15, на рисунке 3.16 показаны температуры в различные моменты времени. нагрева на ролики (100 С) с выходом на стационарный режим при внешнем обдуве
Анализ полученных результатов показывает, что даже после выхода на стационарный режим и стабилизации температур на элементах буксового узла, температура смотровой крышки ниже в 2 раза температуры в верхней части корпуса буксы и в 1,8 раза в нижней части корпуса буксы. Это обусловлено тем, что передача тепла на крышку происходит через воздушную прослойку излучением, а также быстрой охлаждаемостью крышки при обтекании воздухом из-за ее конструктивных особенностей.
Полученные теоретическим путем результаты были качественно подтверждены экспериментальными исследованиями. Испытания проводились согласно методике, изложенной в подразделе 3.1. При этом воспроизводился следующий режим нагрузок: радиальная 70-80 кН, осевая 30-40 кН. Данный режим согласно полученным ранее пробам приводит на стенде через определенное время работы к заклиниванию подшипника. Для имитации обдува при движении вагона нагнетался поток воздуха через гибкий рукав со скоростью, соответствующей скорости 50-60 км/час. Испытания проводились в две стадии: достигалось заклинивание подшипника, затем стенд выключался и буксовый узел охлаждался естественным путем, при этом принудительный обдув не выключался. Измерения температур во времени проводилось непрерывно на обеих стадиях. Результаты испытаний приведены на рисунке 3.17: верхняя линия — это график по верхней точке корпуса буксы; средняя линия — график нагрева корпуса в нижней точках, а нижняя линия - нагрев смотровой крышки. На графике четко видна зона интенсивного нагрева подшипника перед заклиниванием, при этом интенсивность изменения температуры гораздо выше у корпуса (особенно в данной зоне), чем у крышки буксы. Те же результаты, показывающие распределение температур по деталям буксового узла (корпусу, наружному кольцу подшипника, смотровой крышке) после 80 минут работы буксового узла в стенде и в начальный момент времени приведены в полярных координатах на рисунке 3.18.
Система многоуровневой передачи и обработки результатов теплового контроля букс
В предыдущих разделах рассмотрены вопросы разработки диагностической модели теплового контроля и исследований с применением разработанной модели. Результаты исследований позволили сделать выводы о целесообразности использования в качестве зоны тепловой диагностики нижней части корпуса буксы. В данном разделе рассмотрены вопросы: технической реализации полученных выводов, выполненные с участием автора при совершенствовании системы тепловой диагностики КТСМ (Комплекс Технических Средств Модернизации) и создании системы КТСМ-02 (Комплекса технических Средств Многофункционального); построении многоуровневой информационной системы передачи результатов контроля; сравнительного экспериментального исследования модернизированных и базовых систем теплового контроля; оценки технико-экономической эффективности совершенствования систем теплового контроля букс.
Несмотря на существенные схемные и конструктивные отличия, существовавшие системы обнаружения перегретых букс имеют общую структуру, состоящую из напольного оборудования, постового и станционного. Первые отечественные системы ПОНАБ и ДИСК были в конце 90-х годов прошлого века модернизированы комплексами КТСМ-01. При модернизации сохранилось напольное и силовое оборудование ПОНАБ и ДИСК; на уровне постового оборудования устанавливается серия КТСМ, выполненная на современной элементной базе; на уровне станционного оборудования - концентраторы информации КИ-6М. Концентратор информации типа КИ-6М используется как для подключения компьютеров с автоматизированным рабочим местом (АРМ) линейного поста контроля (ЛПК) на примыкающей станции, так и для передачи диагностических сведений с КТСМ-01 и ДИСК в систему централизации на АРМы центрального поста контроля (ЦПК) (рисунок 4.1). К каждому концентратору информации КИ-6М может быть подключено до 4 постовых КТСМ.
Системы ПОНАБ, ДИСК и КТСМ-01 построены таким образом, чтобы обеспечить в основном функции, связанные с контролем нагрева букс и неисправных («неотпущенных») тормозов.
При разработке комплекса КТСМ-02 под руководством автора была применена более совершенная концепция, а именно - построение многофункциональной напольной системы диагностики подвижного состава, состоящей из подсистем обнаружения перегретых букс, неисправностей тормозного оборудования, волочащихся деталей, нарушения габарита и других. Таким образом, контроль нагрева букс становится одной из подсистем, расширяющих возможности созданной системы.
Основное назначение комплекса КТСМ-02 заключается в координации работы подключенных к нему подсистем, а также в обеспечении информационного взаимодействия системы в целом через сеть передачи данных с централизованными средствами сигнализации, регистрации, отображения и накопления результатов контроля.
Структура комплексной напольной системы на базе КТСМ-02 [88] приведена на рисунке 4.2.
Главным элементом КТСМ-02, выполняющим все интеллектуальные функции, является периферийный контроллер ПК-05, который совместно с блоком коммутации БСК-1 устанавливается в стойку, размещенную на перегоне в помещении поста контроля (постовое оборудование) и соединяются с напольным оборудованием системой кабелей и соединительных коробок. Блок БСК-1 предназначен для резервированного питания блока ПК-05 и подсистем контроля переменным током 50 Гц напряжением 220 В. Блок БСК-1 имеет встроенные средства контроля наличия напряжений на основном и резервном питающем фидере электросети. Для обеспечения работы комплекса при полном отключении напряжения на питающих фидерах используется источник бесперебойного питания ИБП.
Для взаимодействия комплекса КТСМ-02 с подсистемами контроля (см. рисунок 4.2) используется локальная сеть на основе протокола CAN, соответствующего стандарту «ISO 11898». Напольное оборудование подсистем с первичными преобразователями (датчиками и дополнительными устройствами) размещается на насыпи, рядом или на верхнем строении пути соответственно проводимым подсистемами измерениям. Основные параметры комплекса обеспечивают подключение до пятнадцати подсистем.
Для сопряжения комплекса с системой передачи данных на базе концентраторов КИ-6М, расположенных на станции (см. рисунок 4.2), в КТСМ-02 использован стык «С1-ТЧ» ГОСТ 25007-81 с двухпроводным или четы-рехпроводным окончанием, обеспечивающий непосредственную связь или через модем. Для сопряжения комплекса с СПД могут быть использованы стандартные интерфейсы «RS-232», «RS-485». При этом названные интерфейсы могут быть использованы для каскадного подключения другого комплекса КТСМ-02, КТСМ-01 Д.
Технологический пульт (см. рисунок 4.2) позволяет управлять режимами работы ПК-05 и подсистем контроля, контролировать результаты работы комплекса при движении поезда по участку контроля. Пульт также служит средством отображения результатов работы в проверочных режимах работы комплекса и подсистем контроля.
В процессе работы комплекс обрабатывает сигналы путевых датчиков (датчиков прохода осей Д1-Д4 и рельсовой цепи наложения) с целью определения текущей дислокации осей и подвижных единиц контролируемого поезда в зонах контроля. Обрабатывая сигналы путевых датчиков, ПК-05 формирует и передает подсистемам контроля по интерфейсу CAN сообщения в режиме реального времени о заходе и выходе колесных пар в каждую из зон контроля. Информация, содержащаяся в сообщениях, используется подсистемами для управления работой датчиков контроля технического состояния подвижного состава. Одновременно ПК-05 принимает по интерфейсу CAN от подсистем сообщения, содержащие результаты контроля технического состояния подвижного состава, и помещает их в буфер накопления информации. ПК-05 постоянно производит обмен данными с подсистемами контроля, подключенными в сеть комплекса. В режиме контроля поезда комплекс автоматически осуществляет: - нумерацию поездов в диапазоне от 1 до 200; - счет подвижных единиц в поезде; - счет осей в каждом вагоне (до 32 осей); - счет общего количества осей в поезде по каждому датчику прохода осей (до 5000 осей); - измерение скорости прохода каждого вагона по участку контроля в диапазоне от 5 до 250 км/час.
