 |
Система автоматического регулирования скорости
|
|
|
|
АРСГТСС
Система АРС ГТСС разработана коллективом «Гипротранссиг-налсвязь». В идеологию построения системы АРС ГТСС положены два основных принципа управления скоростью скатывания отцепов:
• самонастройка режимов управления ТП и автоматическая
корректировка программ за счет статистической обработки (накопления опыта) данных о фактических скоростях движения отцепов
по замедлителям (отдельно по каждой средней весовой категории);
• использование в расчетах режимов управления замедлителя
ми весового эквивалента удельного ходового сопротивления и вы
явление тенденции отклонения принятого значения от истинного.
Структурная схема системы АРС ГТСС представлена на рис. 4.26. Система включает в себя следующие устройства и оборудование:
ДИС — допплеровский измеритель скорости; УО — устройство определения точки отрыва; СР — устройство расчета скорости роспуска; ВК — блок вычисления весовой категории и длины отцепа; М — манипулятор; ПИ — преобразователь информации; УП — устройство памяти; ЭПМ — электроуправляемая пишущая машинка; РПУ — устройство расчета переменного упреждения; СУ — 
Рис. 4.26. Схема АРС ГТСС
следящее и управляющее устройство; 3 — блок задания; П — ус
устройство выбора программы; СОД — устройство статистической обработки данных; PC — устройство расчета скоростей выхода отцепа в парк; УПИ — устройство передачи информации; Д — датчик контроля свободности пути.
Здесь каждая ТП имеет свой комплект управляющей аппаратуры, основу которой составляют блоки СУ и РПУ. Информацию о скорости движения отцепов СУ получает от ДИС. Величина заданной скорости движения V3 по замедлителям поступает в СУ от устройств 3 в зависимости от информации, полученной при подходе отцепа к ТП из УПИ. Блок СУ непрерывно следит за несоответствием междуVфи V3 и выдает необходимые команды на замедлители.
|
|
|
В случае совпадения на IТП V фи V3 отцепы свободно движутся в соответствии с маршрутами к IIТП. При подходе к средней ТП проверяется соответствие входной скорости отцепов V3, а результат запоминается в блоке СОД, гдена основании сопоставления подобных данных для группы отцепов определенной весовой категории принимается решение о необходимости сохранить или изменить режим работы 1ТП. При этом производится корректировка заданной выходной скорости из замедлителей 1ТП. Таким образом, выявляется тенденция (по разным причинам) отклонения принятого среднего значения весового эквивалента ходового сопротивления для конкретных весовых категорий отцепов от фактических параметров, т.е. имеет место накопление опыта работы системы в данных условиях.
Информация о соответствии скоростей подхода отцепов к ШТП заданной величине используется аналогично, и корректировка весового эквивалента ходового сопротивления теперь производится при расчете Vвых.3. Расчетная величина Vвых.3 поступает в СУ из PC в зависимости от удельного ходового сопротивления (весового эквивалента), свободности подгорочного пути, длины отцепа, уклона пути и расчетного значения скорости соударения. Данные о свободной длине пути выдают устройства КЗП. выполненные с применением индуктивных датчиков. Динамический контроль заполнения учитывает длину пробега отцепов во время их движения до полной остановки.
Микропроцессорная система управления прицельным торможением УУПТ
Система прицельного торможения отцепов УУПТ входит в состав системы комплексной автоматизации процессов сортировочных горок. Она предназначена для автоматизации технологических процессов управления скоростью скатывания отцепов на сортировочных горках различной мощности и степени механизации, оборудованных дистанционным управлением вагонными замедлителями. Основой ее структурного построения является первая комплексная микропроцессорная децентрализованная система управления КГМ. Эта система заложила основы структурного и функционального построения децентрализованных комплексных микропроцессорных систем горочной автоматизации.
|
|
|
Согласно системе, сортировочная горка разбивается на ряд зон (контуров) автоматизации. В пределах каждой зоны решается законченная задача по контролю и управлению технологическим процессом, например, контроль отрыва отцепа от состава, подсчет осей и вагонов в отцепе, управление стрелкой, управление замедлителем и т.д.
Каждая из зон оборудуется определенным комплектом датчиков в соответствии с требованиями алгоритмов функционирования системы, а на горочном посту размещаются вычислительные и управляющие устройства, средства передачи и приема, преобразования, отображения и регистрации информации.
Ранее подробно была описана микропроцессорная система горочной автоматической централизации ГАЦ МН. Рассматриваемая система УУПТ, предназначенная для управления скоростью движения отцепов на тормозных позициях, на аппаратном и программном уровнях тесно увязана с ней. Несмотря на то, что зоной действия УУПТ являются тормозные позиции и участки сортировочных путей, оборудованные средствами КЗП, в системе постоянно используется информация, получаемая от напольных датчиков системы ГАЦ для отслеживания адреса и координаты конкретного отцепа.
На рис. 4.27 показан фрагмент (модуль) управления одной тормозной позицией функциональной схемы УУПТ, являющийся общим
и для других тормозных позиций. Такая модульность реализации системы УУПТ создает универсальность ее использования для автоматизации горок с различным числом тормозных позиций.
В состав оборудования, размещаемого на горочном посту, входят: управляющий вычислительный комплекс УВК УУПТ, являющийся основным интеллектуальным устройством системы; блоки индикации БИ, дополняющие пульт горочный универсальный ПГУ-65; АРМ ШНС. В состав комплексной системы входит пульт оперативно-диспетчерского управления КТС-ОДУ-СГ сортировочной горки, включающий АРМы операторов горки и АРМ ДСПГ. В его отсутствие система увязывается с ПГУ-65 и БИ, заменяющими современный пульт.
|
|
|
УВК УУПТ включает процессорный блок, жесткий диск (HDD) памяти с записанным программным обеспечением, ориентированным
на конкретный объект управления, гибкий диск, встроенный источник питания, источник бесперебойного питания, модули ввода-вывода сигналов.
Блоки индикации представляют собой специализированный компьютер с дисплеем, системным блоком и программируемой клавиатурой с кнопками. Они имеют клавиши управления каждым замедлителем.
В состав напольного оборудования системы входят:
• вагонные замедлители тормозных позиций с управляющей аппаратурой ВУПЗ-72, путевые участки ПУ1 и ПУ2, на которых установлены замедлители, оборудованные рельсовыми цепями с приемниками ПП;
• точечные датчики счета осей ПД, помещенные перед первым по направлению роспуска замедлителем;
• радиолокационные индикаторы скорости РИС-ВЗМ, устанавливаемые перед каждым замедлителем, и соответствующим
образом юстированные. На измерительном участке скоростного уклона в районе вершины горки устанавливается тензометрический весомер, а пути сортировочного парка оборудуются устройствами КЗП.
УВК УУПТ имеет функциональную связь с УВК ГАЦ МН и через него с АСУ СС для использования предварительной информации о каждом распускаемом отцепе, а в процессе роспуска для отслеживания координаты перемещения их по маршруту. Следует заметить, что в микропроцессорных системах управления часто сложно разделить некоторые функции, одновременно реализуемые в одной системе и используемые в другой. В частности в системах ГАЦ МН и УУПТ используется общая память, информационные сигналы.
Загрузка программного пакета УУПТ регистрируется на мониторах АРМов индикацией о готовности системы к работе. В процессе работы в окне сообщений на мониторах АРМов постоянно в реальном масштабе времени обновляется и отображается информация о текущих процессах, связанных с управлением торможения отцепов.
|
|
|
Система УУПТ в процессе автоматического управления торможением отцепов реализует следующие функции:
• управление с центрального поста вагонными замедлителями, расположенными на I, II и III ТП, с целью обеспечения интервального и прицельного регулирования скоростями движения отцепов;
• регулирование скорости движения отцепов с помощью ТП с автоматической адаптацией к изменению внешних условий (температура воздуха, скорость и направление ветра, осадки и т.д.), а
также характеристик замедлителей (мощность и инерционность);
• прогнозный расчет интервала допустимых скоростей выхода отцепа из ТП, задаваемый нижней и верхней границей, которые
определяются технологическими ситуациями, возникающими в
ходе роспуска и не допускающими нагонов и боя вагонов;
• непрерывное в процессе роспуска отслеживание пространственно-временной модели (текущие координаты отцепов) состояния подгорочного парка с выдачей на пульты оперативно-диспетчерского персонала информации о расположении отцепов на путях подгорочного парка, наличии межвагонных промежутков
(окон) и текущем перемещении отцепов по каждому пути;
• контроль за изменением профиля каждого пути подгорочного парка в зоне действия системы КЗП;
• диагностирование устройств УВК и напольных горочных устройств;
• ведение протоколов роспуска по управлению вагонными
замедлителями, а также, ручных вмешательств эксплуатационного
персонала в ходе роспуска и их документирование;
• отображение всего технологического процесса, обеспечивающего возможность роспуска составов независимо от условий видимости отцепов.
Из сферы действия автоматического управления исключаются следующие типы подвижного состава: отцепы с разрядными грузами, отцепы с признаком «с горки не спускать», отцепы, требующие особой осторожности пропуска через горку в соответствии с перечнем, устанавливаемым ОАО «РЖД».
Все перечисленные функции выполняются согласно программному описанию каждой задачи. В основе реализации задач управления торможением заложены следующие положения. В УВК формируется банк нормативно-справочной информации о путевом
развитии данной горки, включая план и профиль путей; параметрах вагонов, распускаемых с горки, включая их геометрию, осность вес (без груза); характеристиках тормозных средств (замедлителей); границах и координатах участков путей, где размещены путевые датчики, рельсовые цепи, и т.п.
|
|
|
Реальные данные о распускаемом составе, получаемые из сортировочного листка АСУ СС в автоматическом режиме, либо вводимые вручную оператором горки, поступают в банк данных системы, уточняются и служат для расчета массива прогнозируемых траекторий (моделей) скатывания каждого отцепа. При этом построение прогностических моделей, т.е. обоснованно ожидаемых, ориентировано как на участки свободного скатывания, так и на участки управляемого в тормозных позициях движения каждого отцепа по своему маршруту. На этом этапе внутрисистемного моделирования учитывается и последовательность попутно скатывающихся отцепов по качествам бегунов (хорошие, плохие).
Использование предварительных расчетов режимов движения отцепов с последующей их корректировкой в системе предусмотрено с целью оперативного выбора решений в процессе управления быстротекущими процессами при скатывании вагонов.
Непосредственно перед приближением отцепов к тормозным позициям УВК системы адресно, т.е. для конкретного отцепа решает несколько главных задач.
1. На базе банка справочных и оперативных данных решается задача расчета скоростей выхода каждого отцепа для каждой тормозной позиции.
Эта задача включает в себя подбор в банке данных системы исходной информации по отцепу для предварительного расчета траектории его скатывания. С появлением уточненных данных по результатам его скатывания по измерительному участку другим участкам путидо первой ТП данные об отцепе уточняются, а прогнозируемая траектория его движения корректируется.
На их основании при подходе отцепа к ТП рассчитывается скорость, до которой он должен быть заторможен, по алгоритмам, изложенным в пункте 4.4.4.
Основными критериями при расчете скоростей выхода от цепов из I и II ТП является минимизация времени его движения между
ТП и исключение нагонов отцепов на стрелочных участках и
последующих ТП.
Отличие задачи расчета скорости выхода отцепа из парковой позиции состоит лишь в определении координаты прицеливания и не допущении превышения скорости соударения отцепов. Алгоритм, т.е. последовательность выполняемых операций расчета скорости выхода отцепов из ТП описан в пункте 4.4.4.
2. Вторая, главная задача, решаемая УВК УУПТ, связана с выбором решений по управлению замедлителями ТП. Здесь реализуются алгоритмы плавного торможения отцепов до заданной, расчетной скорости. Последовательность действий программных и аппаратных средств системы, рассчитывающих и реализующих такой режим торможения также изложен в пункте 4.4.4. Этот процесс включает как операции торможения, так и адаптивного торможения.
3. После проведенных операций по торможению на системном уровне контролируются их последствия. В частности, для парковой ТП при получении информации от системы контроля заполнения путей о координате остановки отцепа (доехал ли он до назначенной точки или нет) вносятся коррективы в управление на последующих шагах управления.
Попутно в процессе управления скоростью движения отцепов, информация от напольных датчиков и исполнительных устройств поступает в УВК системы, протоколируется и диагностируется на предмет выявления предотказных состояний.
В системе предусмотрены алгоритмы управления движением отцепов и для случаев внезапных отказов (аварийные ситуации) каких-либо технических средств. Так, если отказывает скоростемер, основной источник данных о скорости движения вагонов, то в системе предусмотрено использование аналогичной информации от датчиков счета осей, либо рельсовых цепей. При отказе датчика счета осей информацию о местоположении отцепа получают от других датчиков. Эти варианты, предусматривающие так называемые реконфигурированные алгоритмы управления, используются в аварийных ситуациях, когда вагоны уже скатываются с горки и остановить их практически невозможно. Одновременно при возникновении аварийных ситуаций на АРМах операторов
горки и дежурного появляется информация об аварийной ситуации и полается звуковая индикация. Оператор либо останавливает роспуск, либо переводит управление в ручной режим с горочного пульта.
По окончании роспуска в АСУ СС передается информация об окончании накопления составов на путях подгорочного парка.
|
|
|
