Контрольно-диагностический комплекс станционных устройств горочной автоматической централизации (кдк су гац)

Контрольно-диагностический комплекс станционных устройств горочной автоматической централизации относится к железнодорожному транспорту, а именно к устройствам автоматики и телемеханики, обеспечивающим контроль и диагностику состояния технических средств на сортировочных горках.

В состав комплекса входят промышленный компьютер, автоматизированные рабочие места дежурного электромеханика и удаленные автоматизированные рабочие места, горочное табло коллективного пользования, информационный сервер, имеющий возможность подключения к системе передачи данных ОАО «РЖД» для обеспечения передачи информации в АСУ хозяйства СЦБ (АСУ Ш), функционирующей на уровне железных дорог страны. Сигналы контролируемых устройств подключаются сигнальным кабелем непосредственно к промышленному компьютеру.

Комплекс решает задачи расширения спектра контролируемых устройств и повышения точности измеряемых параметров оборудования сортировочных горок, а также своевременную фиксацию опасных сбоев и оповещение о них персонала в режиме реального времени. Это дает возможность проведения углубленного анализа состояния устройств и повышения качества предотказной диагностики, что позволяет перейти от планово-профилактического к ремонтно-восстановительному методу обслуживания устройств СЦБ, снижает вероятность аварийных ситуаций во время роспуска составов.

Устройство относится к железнодорожному транспорту, а именно к устройствам автоматики и телемеханики, обеспечивающим контроль и диагностику состояния технических средств на сортировочных горках.

Известен Контрольно-диагностический комплекс (КДК), являющийся подсистемой КГМ-ПК (А.Н.Шабельников, И.Г.Сапков Контрольно-диагностический комплекс автоматизированной сортировочной горки.- «Автоматика, связь, информатика», 2002, 4, с.8-12). Контрольно-диагностический комплекс отображает ход технологического процесса, отображает результаты диагностики напольных устройств, подключенных к КГМ ПК на основе логического анализа их работы, отображает протокол хода роспуска составов и действия оперативного персонала.

Недостатком данного КДК является отсутствие контроля электрических параметров в цепях электропитания, напряжений и токов сигналов исполнительных и контрольных устройств СЦБ, что не позволяет проводить техническое обслуживание и фиксировать предотказное состояние устройств СЦБ.

Известен комплекс АДК-СЦБ (А.Н.Беляков, С.П.Комаров Комплекс диагностирования и контроля устройств СЦБ. - «Автоматика, связь, информатика», 2003, 12, с.28-30). Он осуществляет контроль, анализ состояния, предотказную диагностику устройств СЦБ, кратковременное архивирование информации, автоматизацию техобслуживания, поиск неисправностей устройств посредством децентрализовано размещенных модулей дистанционного съема сигналов.

Недостатком АДК-СЦБ является то, что он ориентирован только на контроль сигналов устройств, расположенных на значительном расстоянии от центрального блока связи и промышленного компьютера информационно-вычислительного комплекса (ИВК) с использованием информационных последовательных каналов связи модулей дистанционного съема сигналов (ДСС) с центральным блоком связи (ЦБС). Это ограничивает быстродействие АДК-СЦБ (не более 20 раз в секунду) и не позволяет выполнять осциллографирование сигналов и снятие точных эпюр быстро изменяющихся сигналов (до 3125 раз в секунду), что необходимо для своевременного выявления скрытых неисправностей и предотказной диагностики устройств СЦБ станций и сортировочных горок (СГ). Кроме того, АДК-СЦБ не обеспечивает измерение сопротивления изоляции и определение неисправных цепей электропитания. А отсутствие сервера баз данных не дает возможности накопления и долговременного хранения диагностической информации, что не позволяет производить статистический анализ работы контролируемых устройств.

Наиболее близким является устройство «Контрольно-диагностический комплекс станционных устройств горочной автоматической централизации» (патент 56308, B61L 17/00), в котором электрические цепи контролируемых устройств подключаются сигнальным кабелем непосредственно к промышленному компьютеру ИВК, что дает возможность снимать сигналы с большой частотой, ограничиваемой только возможностями устройств АЦП, модуль контроля сопротивления изоляции позволяет определить неисправности цепей питания, а сервер баз данных обеспечивает информацией о работоспособности контролируемых устройств за длительный промежуток времени (до нескольких лет).

Недостатком этого устройства является то, что оно предназначено для анализа собранной информации на основании произошедших событий и не имеет в своем составе модуля выявления опасных отказов оборудования в режиме реального времени, а также не имеет средств оперативного оповещения эксплуатационного персонала о выявленных отказах, например, оператора сортировочной горки, который имел бы возможность вовремя вмешаться в работу автоматизированной системы и предотвратить аварийные ситуации.

Сущность полезной модели заключается в том, что контрольно-диагностический комплекс станционных устройств горочной автоматической централизации, содержащий модули ввода аналоговых и дискретных сигналов от контролируемых устройств, модуль контроля сопротивления изоляции, удаленные автоматизированные рабочие места и связанные через локальную вычислительную сеть Ethernet шлюз, сервер баз данных, контроллер сбора информации на базе промышленного компьютера и автоматизированное рабочее место дежурного электромеханика дополнительно содержит модуль мониторинга состояния и обнаружения неисправностей оборудования, связанный с контроллером сбора информации и автоматизированной системой управления сортировочным процессом и предназначенный для сбора информации о сбоях в работе контролируемых устройств в режиме реального времени и горочное табло коллективного пользования, выполненное с возможностью визуального, голосового и звукового оповещения о сбое в работе контролируемых устройств, а шлюз локальной вычислительной сети и удаленные автоматизированные места связаны с корпоративной сетью передачи данных ОАО «РЖД», обеспечивая отображение диагностической и статистической информации о работе оборудования в системах технического мониторинга и диагностики верхнего уровня.

Техническим результатом является своевременное диагностирование и уведомление оперативно-диспетчерского персонала сортировочной горки о выявленных отказах оборудования для предотвращения аварийных ситуаций во время роспуска составов и при проведении маневровых перестановок.

Технический результат достигается тем, что предлагаемое устройство имеет в своем составе модуль мониторинга состояния и обнаружения неисправностей оборудования, который во время обработки сообщений о состоянии оборудования, поступающих от контроллера сбора информации и автоматизированных систем управления сортировочным процессом, выявляет опасные отказы устройств и сообщает о них в режиме реального времени оперативно-диспетчерскому персоналу СГ различными, дублирующими друг друга способами: звуковой сигнализацией, голосовым сообщением и отображением на горочном табло коллективного пользования, расположенном на посту управления СГ, на основании чего предпринимаются необходимые действия по предотвращению аварийных ситуаций в соответствии с инструкциями по эксплуатации.

Конструктивно устройство выполнено в виде блоков, расположенных в ИВК на посту ЭЦ, горочного табло коллективного пользования, расположенного в помещении дежурного по горке в месте, визуально доступном для всех горочных операторов, а удаленные АРМы, в их числе может быть АРМ администратора дистанции, АРМ диспетчера дистанции и другие могут располагаться на соответствующих рабочих местах.

На фиг.1 представлена структурная схема Контрольно-диагностического комплекса станционных устройств горочной автоматической централизации (КДК СУ ГАЦ).

Предложенное устройство содержит модули ввода дискретных сигналов 1, модули ввода аналоговых сигналов 2, модуль измерения сопротивления изоляции 3, входы которых соединены сигнальным кабелем 4 с контролируемыми устройствами 5, а выходы подключены к контроллеру сбора информации на базе промышленного компьютера 6, выход которого по локальной сети Ethernet соединен с сервером баз данных 7, который по локальной сети соединен с автоматизированной системой управления сортировочным процессом 9, автоматизированным рабочим местом дежурного электромеханика 8 и шлюзом локальной вычислительной сети 12, соединенным через корпоративную сеть передачи данных ОАО «РЖД» 13 с удаленными рабочими местами 14 и системами технической диагностики и мониторинга верхнего уровня, модуль мониторинга состояния и обнаружения неисправностей оборудования 10, вход которого соединен с АСУ СС 9, другой вход соединен с выходом модуля КСИ 6, а выходы соединены с АРМ ШН СГ 8 и ГТКП 11, расположенным в помещении дежурного по горке.

Устройство работает следующим образом.

После включения электропитания промышленный компьютер контроллера сбора информации 6 загружает с flash-диска операционную систему и автоматически запускает технологическую программу. После этого комплекс готов к работе.

Дискретные сигналы контролируемых устройств поступают через модули 1 в контроллер сбора информации 6, в котором осуществляется фиксация срабатывания и диагностика исполнительных устройств.

Сигналы контролируемых устройств 5 поступают посредством сигнального кабеля 4 к контроллеру сбора информации 6.

Уровни аналоговых сигналов поступают через модули 2 в контроллер сбора информации 6, в котором осуществляется измерение напряжений и токов, контроль значений сигналов, анализ состояния устройств, фиксация сбоев и отказов, предотказная диагностика. При необходимости, электромеханик с АРМ 8 имеет возможность вывести на экран АРМа осциллограммы сигналов нескольких устройств, технологически связанных друг с другом, для более точного определения характера неисправности. КДК СУ ГАЦ отображает осциллограммы, осуществляя 1600 измерений в секунду по каждому из контролируемых каналов. При необходимости визуального контроля очень скоротечных сигналов, осуществляется 3125 измерений в секунду по каждому из контролируемых каналов.

В процессе работы комплекса осуществляется измерение, математическая и логическая обработка сигналов, контроль и анализ состояния и уровней сигналов, отображение на АРМ электромеханика 8 состояния контролируемых устройств, формирование сигналов оповещения персонала при фиксации предотказного состояния и отказа устройств. Модуль мониторинга состояния и обнаружения неисправностей оборудования 10, обрабатывает сообщения о состоянии оборудования, поступающие от контроллера сбора информации 6 и автоматизированной системы управления сортировочным процессом 9, выявляет опасные отказы устройств и сообщает о них в режиме реального времени оперативно-диспетчерскому персоналу сортировочной горки путем отображения на горочном табло коллективного пользования 11, расположенном на посту управления СГ, звуковой сигнализацией и голосовыми сообщениями, на основании которых операторы предпринимают необходимые действия по предотвращению аварийных ситуаций в соответствии с инструкциями по эксплуатации.

Модуль контроля сопротивления изоляции 3 обеспечивает измерение сопротивления изоляции и определение неисправных цепей электропитания. По командам от контроллера сбора информации 6 модуль 3 подключает к измерительному каналу контроллера сбора информации 6 поочередно электрические цепи всех контролируемых источников электропитания. Контроллер сбора информации 6 измеряет ток утечки и анализирует его величину. В аварийных случаях контроллер сбора информации 6 фиксирует цепи с неисправной изоляцией и оповещает персонал через АРМ 8, АРМ 14 и ГТКП 11. Результаты измерений отображаются в АРМ 8 и 14 при вызове соответствующего меню программы.

Сервер баз данных позволяет осуществлять накопление и долговременное хранение всей диагностической информации с последующим просмотром и анализом работы всех контролируемых устройств с помощью АРМ ШН.

Вся диагностическая информация как в реальном времени с контроллера сбора информации 6, так и за длительный период с сервера баз данных 7 может быть передана на один или несколько АРМов ДК ШН, подключенных к корпоративной сети передачи данных ОАО «РЖД» 13 для обеспечения возможности передачи информации в АСУ хозяйства СЦБ (АСУ Ш), функционирующей на уровне железных дорог страны, при этом шлюз ЛВС 12 выполняет функции информационной защиты локальной вычислительной сети КДК СУ ГАЦ.

1 - модули ввода дискретных сигналов

2 - модули ввода аналоговых сигналов

3 - модуль контроля сопротивления изоляции

4 - сигнальный кабель

5 - контролируемые устройства

6 - контроллер сбора информации

7 - сервер баз данных

8 - автоматизированное рабочее место дежурного электромеханика

9 - автоматизированная система управления сортировочным процессом

10 - модуль мониторинга состояния и обнаружения неисправностей оборудования

11 - горочное табло коллективного пользования

12 - шлюз локальной вычислительной сети

13 - корпоративная сеть передачи данных ОАО «РЖД»

14 - удаленные автоматизированные рабочие места

Контрольно-диагностический комплекс станционных устройств горочной автоматической централизации, содержащий модули ввода аналоговых и дискретных сигналов от контролируемых устройств, модуль контроля сопротивления изоляции, связанный с контролируемыми устройствами, удаленные автоматизированные рабочие места и объединенные локальной вычислительной сетью Ethernet шлюз, сервер баз данных и контроллер сбора информации на базе промышленного компьютера, который связан с модулем контроля сопротивления изоляции, модулями ввода аналоговых и дискретных сигналов и с сервером баз данных, связанным с автоматизированной системой управления сортировочным процессом, со шлюзом локальной вычислительной сети и автоматизированным рабочим местом дежурного электромеханика, отличающийся тем, что дополнительно содержит модуль мониторинга состояния и обнаружения неисправностей оборудования, связанный с контроллером сбора информации с автоматизированным рабочим местом дежурного электромеханика и с автоматизированной системой управления сортировочным процессом и предназначенный для сбора информации о сбоях в работе контролируемых устройств в режиме реального времени, и горочное табло коллективного пользования, связанное с модулем мониторинга состояния и обнаружения неисправностей оборудования, выполненное с возможностью визуального, голосового и звукового оповещения о сбое в работе контролируемых устройств, а шлюз локальной вычислительной сети и удаленные автоматизированные места связаны с корпоративной сетью передачи данных, обеспечивая отображение диагностической и статистической информации о работе оборудования в системах технического мониторинга и диагностики верхнего уровня.