Устройства для механизации и автоматизации станционных процессов

Для автоматизации управления стрелками в процессе роспуска составов применяется горочная автоматическая централизация - ГАЦ. На сортировочных горках эксплуатируются две системы ГАЦ: БГАЦ-ЦНИИ (блочная) и ГАЦ-КР (с контролем роспуска) /6/.

Первая система ГАЦ была разработана А.М. Брылевым и Н.М. Фонаревым в 1948г.

На механизированных, автоматизированных горках централизуют все стрелки распределительной зоны, сигналы и замедлители с управлением ими с одного горочного поста. Перед горбом горки устанавливают горочный светофор с маршрутным указателем.

Наиболее распространена система БГАЦ-ЦНИИ. Ее можно применять на горках, имеющих не более 8 пучков по 8 путей в каждом (64 маршрута). Маршрутное задание вводится в систему ГАЦ оператором заблаговременно или непосредственно перед скатыванием отцепа, после чего это задание автоматически транслируется (передается) от стрелки к стрелке перед движущимся отцепом. В системе БГАЦ-ЦНИИ предусмотрены три режима работы горочной централизации: программный – накопление маршрутов заблаговременно не менее, чем для пяти отцепов (при наличии АЗСР – для всего состава); маршрутный – маршрут задается непосредственно пред подходом отцепа к рельсовой цепи головной стрелки; ручной – каждая стрелка переводится индивидуально стрелочным коммутатором с пульта.

Во всех режимах стрелки, участвующие в распределении отцепов по путям сортировочного парка, в маршрутах не замыкаются, и оператору предоставлена возможность в любой момент вмешаться в работу ГАЦ.

Система ГАЦ-КР предназначена для автоматической реализации программы роспуска составов, достоверного контроля ее исполнения с выдачей результатов контроля на печать. Она обеспечивает:

- комплексный контроль головной зоны сортировочной горки, контроль свободности нормированного участка, фиксацию проследования вагонов в зоне расцепа, контроль прохода длиннобазного вагонов, наличие вагона или неправильного расцепа отцепов;

- автоматическое управление стрелками распределительной зоны сортировочной горки в процессе скатывания отцепов;

- слежение за движением отцепов в распределительной зоне и трансляцию при этом кода адреса каждого отцепа;

- хранение информации о номере, фактическом количестве вагонов и заданном маршруте отцепов в распределительной зоне;

- выдачу данных на печать о номере, количестве вагонов, заданном маршруте, а при нарушениях программы роспуска о фактическом исполнении маршрута отцепа;

- выдачу оперативной информации на устройства индикации пульта управления и пульта электромеханика;

- выдачу информации о количестве вагонов в двух отцепах на световой указатель для расцепки.

Таким образом, система ГАЦ-КР автоматизирует не только процесс управления стрелками, но и контроль выполнения программы роспуска, выдавая оператору исполненный сортировочный листок на расформировываемый состав.

На вершине горки устанавливается разъединитель тормозных рукавов вагонов и электромеханический расцепитель автосцепок вагонов для расцепления вагонов.

Система работает в четырех режимах: программном, автоматическом, маршрутном и ручном

Система автоматического регулирования скорости отцепов - АРС - предназначена для поддержания необходимых интервалов между скатывающимися отцепами, определения требуемой скорости выхода с тормозных позиций, управления замедлителями и обеспечения необходимой дальности пробега отцепов при безопасной скорости их соударения /6/. Система предназначена для регулирования скорости движения отцепов в предгорочном парке на длине 360м. Она содержит устройства вычисления весовой категории отцепов, измерения ходовых свойств на измерительном участке и скорости их движения (с помощью радиолокационного скоростемера с длиной волны 8мм).

Система АРС ЦНИИ на основании информации о весовой категории, длине, ходовых свойствах каждого отцепа, а также данных о маршрутах следования отцепов с учетом конкретных ситуаций, складывающихся в зоне тормозных позиций, вырабатывает значения скоростей выхода из тормозных позиций, которые реализуются в процессе скатывания этих отцепов.

Первая тормозная позиция (I ТП) в системе предназначена для интервального регулирования, вторая тормозная позиция (II ТП) служит для интервально-прицельного регулирования (с приоритетом интервального регулирования), а третья тормозная позиция (III ТП) осуществляет прицельное регулирование.

Общие принципы функционирования системы АРС ГТСС можно сформулировать следующим образом. Система на основании данных о весовой категории отцепа, категории его длины, номера пути назначения, а также длины свободной части этого пути вырабатывает программу работы тормозных позиций. Программа представляет собой перечень скоростей выхода отцепа из каждого замедлителя на пути скатывания этого отцепа. Скорости выхода отцепов из I и II ТП (интервальное регулирование), выбираются таким образом, чтобы скорости подхода этих отцепов соответственно к II и III ТП были одинаковы для всех отцепов независимо от их ходовых свойств. Для реализации указанного принципа при возможных изменениях внешних условий в системе АРС ГТСС предусмотрены элементы самонастройки. Прицельное регулирование в системе осуществляется при помощи III ТП, скорость выхода отцепов из которой определяется расчетом.

Указанная программа реализуется в процессе скатывания отцепов с горки путем торможения отцепов на тормозных позициях. При этом возможно корректирование программы работы тормозных позиций.

Автоматизация процесса роспуска составов с переменной скоростью может обеспечиваться совместной работой системы автоматического задания скорости роспуска составов - АЗСР и телеуправления горочным локомотивом - ТГЛ: первая устанавливает и задает значения скорости роспуска составов при подходе определенных отцепов к вершине горки, а вторая реализует их /6/.

Система АЗСР обеспечивает роспуск составов с переменной скоростью в зависимости от длины отцепов и места разделения маршрутов их следования для ускорения расформирования за счет большей средней скорости роспуска составов. Система имеет блок предварительного накопления информации об отцепах и реализует 15 интервалов скорости роспуска в пределах 3-9 км/ч с дискретностью 0,5км/ч. Индикатор выдает информацию о каждых трех последующих отцепах, скатывающихся с горки. Показания горочного светофора дублируются в кабине машиниста маневрового локомотива. Для предварительного накопления информации применяется горочное оперативное запоминающее устройство - ГОЗУ. Считывающаяся в процессе роспуска составов информация поступает в АЗСР, где происходит вычисление скорости роспуска. Применение АЗСР позволяет повысить среднюю скорость роспуска составов с 5,5 км/ч до 6,0 км/ч, т.е. примерно на 10%.

Скорость, с которой очередной отцеп должен надвигаться на горку, определяется в процессе роспуска с опережением на один отцеп, т.е. скорость роспуска для второго отцепа вычисляется до скатывания с горба горки первого отцепа. После отделения от состава первого отцепа определяется скорость роспуска для третьего отцепа и выдается задание на реализацию скорости, ранее вычисленной для второго отцепа. Одновременно система АЗСР на основе информации о маршруте следования и длине отцепов осуществляет программное управление ГАЦ и включение световых цифровых указателей количества вагонов в двух смежных отцепах. Верхний указатель показывает количество вагонов в первом (спускаемом в данный момент), а нижний – во втором (последующем) отцепах. Составитель по этим показаниям расцепляет состав.

В системе АЗСР величины V_min и DtV_min устанавливаются таким образом, чтобы вычисленная при этом скорость роспуска обеспечивала возможность успешного разделения каждой пары смежных отцепов даже при неблагоприятном сочетании их ходовых свойств и условий скатывания.

Система ТГЛ-ЦНИИ обеспечивает прием и расшифровку команд, поступающих на локомотив с горочного поста и реализацию команд устройством авторегулирования скорости в процессе роспуска состава. Система позволяет автоматизировать работу одного и более локомотивов в следующих режимах:

- основной надвиг – движение по открытому горочному светофору до вступления головы состава на участок перед горочным светофором, после чего начинается роспуск состава. Скорость в начале движения устанавливается 4,2 м/с, а затем снижается до скорости роспуска;

- предварительный надвиг – надвиг состава к горбу горки до закрытого горочного светофора или его повторителя. Скорость в начале режима 4,2 м/с, в дальнейшем она снижается с тем расчетом, чтобы головной вагон остановился перед закрытым горочным светофором или его повторителем;

- попутный надвиг – надвиг следующего состава вслед распускаемому составу по тому же пути или по любому из соседних. Скорость движения 1,1-1,7 м/с задается в зависимости от расстояния между распускаемыми и попутно надвигаемыми составами;

- роспуск, скорость 1,1-2,5 м/с;

- осаживание, скорость задается машинистом.

Определение длины и базы отцепов lос, bн

Вычисление задаваемой скорости роспуска V0

Определение стрелки деления отцепов Nстр

Вычисление зависимых переменных Vmin и DtVmin

nот (i-1)

nот (i-1)

Nк1

Nк2

bн

lос

Nстр

lиз

lавт

Vmin

DtVmin

Постоянные величины

Регулируемая величина V0

Схема переработки информации в системе АЗСР ЦНИИ

 

где l_из – длина рельсовой цепи; l_авт – расстояние от оси автосцепки до крайней оси отцепа; V_min – минимально допустимая скорость впереди идущего отцепа на разделительной стрелке; Dt – диф на разделительной стрелке; DtV_min – расстояние, на которое уйдет впереди идущий отцеп за разделительную стрелку к моменту входа на нее последующего отцепа, т.е. расстояние, проходимое впереди идущим отцепом за время дифа Dt.

Рисунок 4

ГОЗУ или горочное программно-задающее устройство ГПЗУ предназначено для предварительного накопления программ роспуска составов с целью их последующей реализации в автоматическом управлении роспуском состава через систему БГАЦ или АЗСР.

ГПЗУ позволяет:

- принимать программы роспуска составов оператором сортировочной горки от АСУ СС при формировании программы роспуска оператором техконторы;

- передавать программы роспуска от оператора технической конторы оператору сортировочной горки в параллельном режиме роспуска;

- корректировать при необходимости программу роспуска составов и использовать ее на сортировочных горках с числом путей не более 64, имеющих сквозную нумерацию или нумерацию пучок-путь.

Автоматизированная система управления расформированием состава на горке - АСУ РСГ - представляет собой совокупность математических и логических методов, средств вычислительной и управляющей техники, устройств передачи и обработки данных, сигнальных устройств, устройств преобразования, отображения и регистрации сигналов и данных, а также соответствующих действий эксплуатационного персонала /6/. Система АСУ РСГ функционально связана с АСУСС.

 

Совместно функционирующие технологический процесс расформирования составов на горке и система АСУ РСГ образуют автоматизированный технологический комплекс. Основная цель его создания заключается в том, чтобы обеспечить максимальную реализацию расчетной перерабатывающей способности горки, улучшение качества расформирования составов, повышение коэффициента использования путей сортировочного парка, экономию материальных ресурсов, улучшение условий и безопасности труда, повышение оперативности, производительности и перерабатывающей способности горки. Это достигается путем автоматизации управления горочными локомотивами, стрелочными переводами, вагонозамедлителями.

В системе АСУ РСГ предусматривается два основных режима управления технологическим оборудованием: автоматический и ручной.

В процессе функционирования АСУ РСГ осуществляет телеуправление горочным локомотивом для регулирования скорости надвига и роспуска составов, регулирование скорости скатывания отцепов с горки и управление маршрутами движения этих отцепов, обмен информацией с АСУСС.

Технические средства системы подразделяются на напольные (путевые), постовые и локомотивные устройства.

К напольным устройствам относятся рельсовые цепи, весомеры, измерители скорости, устройства контроля заполнения путей сортировочного парка, путевые датчики, фотоэлектрические устройства для считывания и др.

Постовые устройства содержат управляющий вычислительный комплекс (УВК), комплекс оперативно-диспетчерского оборудования (ОДО), специализированные постовые устройства, средства связи, устройства энергоснабжения и др.

Локомотивные устройства содержат локомотивный приемник, локомотивный дешифратор, устройства автоматического управления локомотивом, пульт машиниста.

Основные принципы управления процессом могут быть представлены следующим образом. Функция регулирования скорости надвига состава обеспечивается подсистемой управления горочным локомотивом. Регулирование скорости роспуска состава осуществляется подачей на исполнительные устройства команд из управляющего вычислительного комплекса (УВК), формируемых в результате предварительного моделирования процесса на основе данных о составе, полученных из АСУСС. Корректировка процесса роспуска выполняется в зависимости от ситуации на спускной части и подгорочных путях, чем достигается оптимальная скорость роспуска. Регулирование скорости движения отцепов с горки происходит на тормозных позициях, оборудованных вагонными замедлителями. Скорость выхода отцепа из тормозной позиции рассчитывается УВК в соответствии с моделью роспуска и информацией, полученной в результате движения по спускной части. Такой информацией является масса отцепа, полученная в результате поосного взвешивания на весомерном участке; ходовые свойства, измеренные на специальном участке; длина отцепа и скорость выхода его из предыдущей тормозной позиции и др. Кроме того, учитывается положение спускаемого отцепа относительно предыдущего и последующего. Управление маршрутами движения отцепов осуществляется подачей команд из УВК в схему управления стрелочными электроприводами, в результате чего стрелки устанавливаются по маршруту движения. Информация о маршрутах заложена во входном макете состава, поступающем из АСУСС.

При управлении процессом расформирования состава система может функционировать в двух режимах: программном и маршрутном. В программном режиме управления используется информация, полученная из АСУСС, в маршрутном – информация, накопленная в процессе роспуска. Для выработки управляющих воздействий на объекты регулирования задаваемых скоростей в зависимости от изменяющихся факторов (длины смежных отцепов, стрелки их разделения, дальности скатывания и др.) в УВК, работающем в реальном масштабе времени, используются заблаговременно полученные (внесистемно) уравнения, описывающие с достаточной точностью процесс расформирования, а также возможность оптимального протекания его применительно к плану и профилю конкретной горки. При вычислении задаваемых скоростей учитываются также возможные отклонения фактических режимов движения от заданных двух смежных с данным отцепов. Алгоритм расчета скорости выхода отцепа из парковой тормозной позиции (прицельное регулирование) учитывает дальность пробега отцепа в зависимости от степени заполнения сортировочных путей и др. Лекция № 7-8