Особенности применения систем неразрушающего контроля на железнодорожном транспорте
 Скачать 0.62 Mb.
|
|
ОСОБЕННОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ СИСТЕМ НЕРАЗРУШАЮЩЕГО КОНТРОЛЯ НА ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОМ ТРАНСПОРТЕ Аннотация. Многолетний опыт работы с этим оборудованием показал, что наилучших результатов можно достичь, контролируя нагрев буксов на нескольких контрольных постах, расположенных последовательно в зонах движения поездов. Это достигается за счет объединения систем управления в сеть и передачи данных структурам более высоких иерархий, а также интеграции в различные системы управления движением поездов. Кроме того, централизация может осуществлять мониторинг и диагностику технического состояния самих устройств управления температурами, поэтому компании не ограничиваются созданием и выпуском датчиков перегрева, а разрабатывают системы с централизованностью данных. Европейские и американские компании производят свои системы аналогичным образом: Signal and System Engineering, Siemens Trafficstechnik, Servo Corporation, Southern Technologies Corporation (STC). Следует отметить, что создание и испытания КТСМ-02 проводились с использованием результатов комплексных теоретических и экспериментальных исследований, проведенных АТ "Инфотекс", ВНИИЖТ и другими организациями. Постоянное совершенствование программного и аппаратного обеспечения АКС ПС привело к их внедрению на всех железных дорогах АО “ҚТЖ”(Акционерное общество «Қазақстан Темір Жолы») к 2006 году, когда все средства терморегулирования буксирных и тормозных суппортов, введенные в эксплуатацию, были включены в сеть. Представлено подробное описание оснащения многофункционального технического комплекса с отражением условий эксплуатации и перечнем основных узлов и агрегатов станции и наземного оборудования. Оборудование также позволяет синхронизировать отдельные подсистемы, осуществлять связь с централизованными системами управления транспортом, автоматизированной системой управления транспортом и электронным управлением базами данных. Поэтому предлагается широко использовать методы измерения и неразрушающего контроля. В статье рассматриваются вопросы, касающиеся состояния архитектуры системы, инструментов и принципов коммуникации на рабочем месте, а также вариантов прикладного программного обеспечения. Ключевые слова. Неразрушающий контроль, мониторинг и диагностика технического состояния, программно-аппаратное средства, буксовый узел Введение Наружные системы бесконтактного мониторинга перегретых буксов используют так называемые детекторы тепловых буксов с использованием приемников ИК-излучения, они широко используются на железных дорогах мира. Детекторы обогреваемых буксов установлены на путях с интервалом 25-40 км и используются для обнаружения перегретых буксов в поезде. В статье предлагается внедрить автоматизированную систему управления нагрева и мониторинга букс. В настоящее время существует большое количество конструкций детекторов с горячими коробками, разница между ними заключается в типе используемых ИК-приемников, в настройке и размещении камер, работающих с оборудованием, а также в способах обработки и передачи информации[2]. В СССР централизация была впервые введена в 1978-1982 годах при создании интегрированной системы управления роликовой системой ДИСК-БКВ-ЦО, содержащей базовую подсистему контроль нагревом ДИСК-Б и функционально подчиняющийся от базовой подсистемы: * корректировочный ДИСК-K; * обнаружение вытяжных элементов типа ДИСК-B; * централизация и обработка информаций ДИСК-ЦО. Затем, в 1990-х годах, на смену системы централизации ДИСК-ЦО, которая была прекращена в 1988 году, компания "Инфотекс" (Екатеринбург) разработала и внедрила новую централизованную систему управления, первую функционально завершенную автоматизированную систему управления ходовой частью (АСК ПС), и представила ее в 1990-х годах[2]. Система, выстроенный с использованием периферийных контроллеров (ПК), информационных узлов (КИ-6 и КИ-6М) и персональных компьютеров, позволяла машинисту поезда и всем пользователям (станциям, вагонным депо, Министерству транспорта, дорожному управлению) предоставлять информацию о СТК типа ПОНАБ и ДИСК. B дальнейший годы компания "Инфотекс" модернизировала средства терморегуляции ПОНАБ и ДИСК с помощью комплексных средств модернизации (КТСМ-01 и КТСМ-01Д), а в 2001 году разработала и представила принципиально новое оборудование терморегуляции букс, многофункциональный технический комплекс (КТСМ-02), а также его дальнейшую модернизацию КТСМ-02М и КТСМ-02БТВК, в эксплуатации. Материалы и методы Буксовый узел – один из важнейших компонентов ходовой части – предназначен для передачи нагрузки от веса движущегося блока на шейку оси колесной пары и лимит продольных и поперечных перемещений колесной пары относительно каркаса и тележки [5]. В настоящее время в дорожной сети Республики Казахстан используются только локомотивы с подшипниками качения, они дешевый и надежны, но более подвергающийся ударам. Основными элементами прицепа в сборе являются подшипник и корпус. Помимо ограничения продвижение колесных пар вдоль и поперек подвижного узла, шейка оси и подшипниковые элементы защищают от грязи и атмосферных воздействий, а также является резервуарами для смазки. Цилиндрические роликовые подшипники имеют передний 4 и задний 5 подшипники, установленные близко друг к другу на шейке 7 оси, что сокращает габаритные размеры прицепа и снижает нагрузку в шейке оси.  Рисунок 1– Роликовый буксовый узел Обратный подшипник имеет одностороннее внутреннее кольцо, а плоское вспомогательное прижимное кольцо выполнено с передней стороны в виде бокового кольца. Внутренние кольца подшипников надеваются на шейку оси с натяжением. Передний подшипник установлен с торцевой стороны с помощью гайки 2. Корпус втулки 3 герметизирован четырехкамерным лабиринтным уплотнением 6 и проверочный крышкой 1. Нагрев коробчатых подшипников совершается за счет трения роликов о кольца, трения смазки о элементами подшипников и трения движение концов роликов по бокам колец. Ролики и сепараторы имеют самую высокую температуру, за ними другой внутреннее и внешнее кольца, буксовый обшивка и ступица колеса. Всевозможный рабочий нагрев подшипниковых детали вызывает температурные повреждение[5], в итоге чего ролики заклинивает из-за уменьшения рабочих шеллов между кольцами и другими элементами. Поэтому температура букса является серьезным критерием, описывающий его техническое состояние. Результаты и обсуждения. КТСМ-02 является базовым комплексом автоматизированной системы управления техническим состоянием железнодорожных вагонов [4], которая, в зависимости от конкретных условий эксплуатации, включает в себя различные компоненты железнодорожных вагонов (коробки, колеса, тормоза, габариты и т.д.), которая может включать одну или несколько подсистем, управляющих. В зависимости от конкретных условий эксплуатации. Основное назначение комплекса - координировать работу подключенных подсистем и обеспечивать связь системы в целом с централизованными средствами сигнализации, записи, отображения и накопления результатов управления через систему передачи данных. Комплекс отслеживает движение транспортных средств в однопутном пространстве в зоне подсистемы (называемой "контрольной точкой") по мере движения поездов во всех направлениях с целью временного подключения сигналов подсистем к определенным осям, движущимся узлам и управляемым поездам. Комплекс специализирован для эксплуатации в надлежащих критериях эксплуатации: для постового оснащения комплекс в согласовании с классификационными группами МС1, K1 в согласовании с ОСТ 32.146-2000; для наземного оснащения комплекс в согласовании с классификационными группами МС3, K4 в согласовании с ОСТ 32.146-2000. Станционное оснащение КТСМ-02 применяется способами автоматической системы управления транспортными способами ПС АСК, которая подключает в себя информационный середина КИ-6М и автоматическое рабочее пространство оператора линейного поста управления АПМ ЛПК (персональный компьютер на подобии ЭВМ), в то время как раз КИ-6М гарантирует четыре способы КТСМ-02 разрешает. АРМ ЛПК поддерживает функции голосового оповещения и активации будильника. В централизованном варианте (сбор инфы с нескольких пунктов управления) информационное взаимодействие меж КТСМ-02 и отрядом центрального пункта управления исполняется сквозь сеть передачи данных на основе информационного центра КИ-6M. Комплекс КТСМ-02(БТВК) дает собой автоматическую систему контроля технического состояния (диагностики) транспортных средств [4], состоящую из подсистем обнаружения поломок букс (Б) и отказов колес (К), тормозных колесных пар (Т) и букс подробностей деталей (В). Когда поезд движется по контрольному маршруту, идентифицируются передвигающиеся объекты, подсчитываются оси и вагоны, дабы связать диагностические сигналы с осями и бортами поезда. Работа отдельных подсистем еще синхронизируется, собственно, что гарантирует информационное взаимодействие систем централизованного управления транспортными способами (АСК ПС) [7] с автоматической оперативной системой управления автотранспортом (АСОУП) и управление основанием данных в электрическом облике. Работоспособность КТСМ-02БТ значимо выделяется от приборов ПОНАБ [5, 6], ДИСК и КТСМ-01 (01D) с ориентацией ИК-приемника на крышке коробки за счет: ориентации приемника инфракрасного (ИК) излучения в нижней части корпуса коробки параллельно оси тракта в под углом 55 градусов к горизонту, собственно, что понижает влияние находящейся вокруг среды и солнечного излучения, избавляет неверные срабатывания КТСМ-02 при нагревании шкивов привод ходовых генераторов для пассажирских вагонов, локомотивных коробок и реостатов из пенополистирола; переустройство мощности ИК-излучения колес в цифровой знак именно в приемном отсеке наземных камер разрешает увеличить помехозащищенность системы и выслать оснащение на расстояние до 30 м от земли для дальнейшей перегонки; внедрение самодействующей блокировки и самодействующей корректировки коэффициента теплопередачи в приемно-усилительном тракте (ПУТ); удостоверьтесь, собственно, что тормозные пары колес имеют все шансы быть были выявлены по сигналам камер на основном этаже; важное понижение эксплуатационных затрат за счет исключения операций по выравниванию камер во время работы и способности применить лишь только видеокамеры на основном этаже без издержки контроля качества; управление нагревом опор и колес, когда поезд движется по неверному пути, то есть поезда в 2-ух инструкциях управляются одним комплектом. Комплекс КТСМ-02 произведено из наземных перегонных установок, объединенных каналами связи с автоматическим трудящимся пространством оператора линейного пункта управления станции и с центральным пунктом управления станции (ЦУП) по сети передачи данных линейных компаний, стальная проезжая часть в целом или же ареал.  Рисунок 2 – Камера напольная малогабаритная КНМ-05 с приемником ИК излучения для подсистем КТСМ-02БТВК При разработке системы была предусмотрена организационная конструкция “КТЖ” АО, в следствие этого система содержит иерархическую сетевую топологию [2, 3]. Иерархия АСК ПС базирована на кратчайшем участке - контуре управления перемещением поезда. Некоторое количество участков (контрольных участков) сгруппированы на уровне дорожного департамента или же административного центра (ДЦУП). Департаменты и административные районы соединены на уровне дорог, а централизация дорог исполняется на уровне АО «ҚТЖ». Этим образом, конструкция распределенного АСК ПС построена с выделением надлежащих уровней: 1 уровень - линейный (измерение: подсистема для систем контроля температуры на этапе, и подсистема для концентрации данных с установок); 2 уровень - Дорога (информация); 3 уровень - является центральным (информационным). Давайте разглядим предназначение и состав технических и программных инструментов всякого значения распределенной системы[1]. Уровень 1 подключает информационные узлы (КИ-6M), которые считаются узлами линейной точечной сети передачи данных (СПД ЛП). КИ-6М имеет возможность быть включен к разъему: * способы теплорегуляции КТСМ-01Д, КТСМ-02 и др. (может быть подключено до 4 устройств); * Периферийный контроллер ПК-06; вводит информацию, поступающую от автоматической системы идентификации мобильных устройств упомянутой САИД "ПАЛЬМА". Данные из подсистемы измерения (настройки КТСМ или же периферийного управления) передаются на СПД, предназначенный для обмена информацией меж географически распределенными источниками и покупателями инфы с более действенным внедрением каналов и рядов связи АО «ҚТЖ».  Рисунок 3 – Структурная схема автоматизированной системы контроля подвижного состава (АСК ПС) Уровень 2 (региональный или же дорожный) - это локальная компьютерная сеть (ЛВС), которая подключает в себя: * центральный информационный узел (ЦКИ), обеспечивающий замен информацией меж системой передачи данных и сервером базы данных; *"Админ СПД ЛП", которое нескончаемую диагностику (мониторинг) всех приборов, входящих в состав СПД ЛП, а еще каналов связи; * АРМ центрального центра управления (ЦПК), которые пользуют информацию с сервера; * их наибольшее численность и размещение ориентируются вероятностями локальной сети. Уровень 3 (центральный) еще дает собой локальную сеть, которая подключает в себя: * АСК ПС сервер базы данных, обеспечивающий обработку и сбережение инфы с серверов трафика; * АРМ ЦПК, применяя информацию с сервера. В целом комплекс технических средств АСК ПС дает собой распределенную структуру предназначенных аппаратно-программных ансамблей, соединенных в целое единое. АСК ПС владеет широкими эксплуатационными вероятностями и имеет возможность применяться в всевозможных режимах: • самостоятельный режим; • в сочетании с другими системами управления, этими как система управления приборами автоматизации СЦБ (АСК СЦБ), которая пользуется артельный СПД; * в качестве подсистемы для автоматической системы диспетчерского управления (АСДК). Внедрение АСК ПС разрешает перебежать от критичной диагностики чрезмерно разогретых букс [2], т.е. регистрации надобности критического отключения (отсоединения тележки), к прогнозу нагрева букс. АСК ПС имеет возможность быть приспособлен для подобных систем от иных изготовителей, а еще для иных систем диагностики транспортных средств.  Рисунок 4 – Структурная схема системы контроля подвижного состава на базе комплекса КТСМ-02 Прикладное программное обеспечение состоит из АРМ оператора центра управления и АРМ линейного поста управления (ЛПК) [2, 7]. По реализованным функциям АРМ аналогичны и предлагают решения для следующих задач: * автоматический прием информации от блоков управления (СК) таких транспортных средств, как КТСМ 01, КТСМ-01 Д, КТСМ-02 и других; * автоматическое создание аварийных сигналов и предупреждений в случае перегрева буксира (информация от средств терморегуляции) * выдача архивных и статистических данных о работе органов технического контроля транспортных средств; * автоматическая диагностика сценического оборудования, станций и каналов связи; * измените настройки пороговых значений сигнализации “Тревог”. Программные продукты АРМ ЦПК и АРМ ЛПК зарегистрированы в регистре сертификатов алгоритмов и программ. Заключение. В статье рассмотрены вопросы обеспечения защищенности перемещения поездов, методом использования всевозможных систем неразрушающего контроля в границах поставленных притязаний. Приведены варианты применения базисных ансамблей всевозможных систем самодействующего контроля технического состояния ж/д подвижного состава, которые именно воздействуют на их эксплуатационную надёжность, предложены варианты структурной схемы системы контроля подвижного состава на основе ансамбля КТСМ-02, а еще автоматической системы контроля подвижного состава (АСК ПС) Детально описано предназначение и состав технических и программных средств всякого значения распределенной системы. ЛИТЕРАТУРАПрограмма «Цифровая железная дорога» АО “НК “КТЖ” (2019-2023гг.) http://miid.gov.kz/ru/ Бурченков, В. В. Автоматизация контроля технического состояния подвижного состава / В. В. Бурченков. – Гомель: БелГУТ, 2008. – 235 с. Современные системы мониторинга состояния подвижного состава и инфраструктуры // Железные дороги мира. – 2013. – № 2. – С. 56–63. Венедиктов, А. З. Бесконтактный контроль параметров колесных пар / А. З. Венедиктов // Железные дороги мира. – 2004. – № 10. – С. 61–65. Оценка пороговых значений в задаче диагностики букс подвижного состава по тепловым признакам / А. А. Миронов [и др.] // Транспорт Урала. – 2007. – № 3 (14). – С. 69–73. Шобель, А. Дистанционный мониторинг технического состояния подвижного состава / А. Шобель // Железные дороги мира. – 2013. – № 6. – С. 54–59. Криворудченко, В. Ф. Современные методы технической диагностики и неразрушающего контроля деталей и узлов подвижного состава железнодорожного транспорта / В. Ф. Криворудченко, Р. А. Ахмеджанов. – М.: Маршрут, 2005. – 436 с. ТЕМІРЖОЛ КӨЛІГІН БҰЗБАЙТЫН БАҚЫЛАУ ЖҮЙЕЛЕРІНІҢ НЕГІЗГІ АСПЕКТІЛЕРІ Андатпа. Бұл жабдықтармен көп жылдық тәжірибе көрсеткендей, пойыздардың тоқтаусыз қозғалыс аймақтарында қатарынан орналасқан бірнеше бақылау бекеттерінде бокстардың қызуын бақылау арқылы жақсы нәтижеге қол жеткізуге болады. Бұған басқару жүйелерін желіге біріктіру және ақпаратты жоғары иерархия құрылымдарына беру (орталықтандыру), сондай-ақ әртүрлі трафикті басқару жүйелеріне біріктіру арқылы қол жеткізіледі. Сонымен қатар, орталықтандыру температураны басқару құрылғыларының техникалық жағдайын бақылауға және диагностикалауға мүмкіндік береді, сондықтан компаниялар қызып кету датчиктерін құрумен және шығарумен шектелмейді, бірақ деректерді орталықтандыратын жүйелерді дамытады. Еуропалық және американдық компаниялар өз жүйелерін ұқсас түрде шығарады: Signal and System Engineering, Siemens Trafficstechnik, Servo Corporation, Southern Technologies Corporation (STC). Айта кету керек, КТСМ-02 құру және сынау "Инфотекс" АТ, ВНИИЖТ және басқа ұйымдар жүргізген кешенді теориялық және эксперименттік зерттеулердің нәтижелерін пайдалана отырып жүргізілді. КС АЖ бағдарламалық және аппараттық қамтамасыз етуді ұдайы жетілдіру оларды 2006 жылға қарай “ҚТЖ” барлық темір жолдарында енгізуге әкелді, сол кезде пайдалануға берілген сүйреткіш және тежегіш калибрлерді терморегуляциялаудың барлық құралдары желіге қосылды. Пайдалану шарттарын және станцияның негізгі тораптары мен агрегаттарының және жер үсті жабдықтарының тізбесін көрсете отырып, көпфункционалды техникалық кешенді жарақтандырудың толық сипаттамасы ұсынылған. Жабдық сонымен қатар жеке ішкі жүйелерді синхрондауға, орталықтандырылған көлікті басқару жүйелерімен, көлікті басқарудың автоматтандырылған жүйесімен және мәліметтер базасын Электронды басқарумен байланыс орнатуға мүмкіндік береді. Сондықтан өлшеу және бұзбайтын бақылау әдістерін кеңінен қолдану ұсынылады. Ол жүйенің архитектурасының күйіне, жұмыс орнындағы байланыс құралдары мен принциптеріне, сондай-ақ қолданбалы бағдарламалық жасақтаманың нұсқаларына қатысты мәселелерді қарастырады. Түйінді сөздер. Бұзбайтын бақылау, техникалық жай-күйді мониторингілеу және диагностикалау, бағдарламалық-аппараттық құралдар, букс торабы MAIN ASPECTS OF NON DESTRUCTIVE TESTING SYSTEMS IN RAILWAY TRANSPORT Annotation. Many years of experience with this equipment has shown that the best results can be achieved by controlling the heating of the boxes at several control posts located sequentially in non-stop train traffic zones. This is achieved by combining control systems into a network and transmitting mformation to structures of higher hierarchies (centralization), as well as integration into various traffic management systems, In addition, centralization allows monitoring and diagnostics of the technical condition of the temperature control devices themselves, so companies are not limited to the creation and release of overheating sensors, but are developing systems with centralized data. European and Amencan companies produce their systems in a similar way Signal and Systems Engineering Siemens Trafticstechnik, Servo Corporation, Southern Technologies Corporation (STC). It should be noted that the creation and testing of KTSM-02 were carried out using the results of complex theoretical and experimental studies conducted by AT Infotex, VNIIZHT and other organizations. Continuous muprovement of the software and hardware of the ACS PS led to their implementation on all "KTZ" railways by 2006, when all the means of thermal regulation of tow and brake calipers put into operation were included in the network. A detailed description of the equipment of a multifunctional technical complex with a reflection of the operating conditions and a list of the main components and assemblies of the station and ground equipment is presented The equipment also allows you to synchronize individual subsystems, communicate with centralized transport management systems, an automated transport management system and electronic database management. Therefore, it is proposed to widely use methods of measurement and non-destructive testing. It discusses issues related to the state of the system architecture, tools and principles of communication in the workplace, as well as application software options. Keywords. Non-destructive testing, monitoring and diagnostics of technical condition, hardware and software, axle box ******************************************************************************** |