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 междуV_фи 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 V_{3 ,} 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 V_вых.3 . Расчетная величина V_вых.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.