Оборудование участка железной дороги устройствами КТСМ-02

Остальные поля настроек используются только в режиме работы аппаратуры КТСМ-02 в «уровнях». Поскольку при неисправности некоторых узлов аппаратура КТСМ-02 может автоматически переключится из «градусного» режима в «уровневый», все настройки «уровневого» режима должны быть установлены в соответствии с действующими требованиями:

- поле выбора «Температура настройки (общая)» аппаратуры контроля - настройка выбирается в зависимости от расстояния до впереди расположенного пункта контроля в соответствии с телеграфными указаниями ОАО «РЖД» от 27.12.2005г. №ВГ-12392 и от 06.03.2006г. №ВГ-1830. При этом следует учитывать, что аппаратура контроля, расположенная перед станциями, имеющими ПТО, в соответствии с телеграфным указанием ОАО «РЖД» от 12.02.2010г. №2365, настраивается также в зависимости от расстояния до впереди расположенного пункта контроля. В зависимости от настройки пороговые значения для срабатывания сигнализации типов «Тревога 0», «Тревога 1» и «Тревога 2» устанавливаются автоматически.

- поле выбора «Температура настройки (пасс.поезда)» аппаратуры контроля - для поездов, в составе которых имеются только вагоны пассажирского типа. Настройка устанавливается в соответствии с телеграфным указанием ОАО «РЖД» от 02.12.2009г. №20202 по таблице для 160°С. Пороговые значения для срабатывания сигнализации типов «Тревога 0», «Тревога 1» и «Тревога 2» устанавливаются автоматически.

Флажки, включающие дополнительные алгоритмы:

- «Включение Тр. 0 по тормозам»» - устанавливается в соответствии с телеграфным указанием ОАО «РЖД» от 02.02.2010г. №1595 на всех приборах КТСМ, расположенных перед станциями на которых производится опробование тормозов. В системе АСК ПС устанавливается также и на приборах КТСМ, расположенных на промежуточных станциях;

- «Тревога 0 {П}» - Тревога 0 с признаком «профилактика». Устанавливается в соответствии с телеграфным указанием ОАО «РЖД» от 12.02.2010г. №2365, на приборах КТСМ, расположенных перед станциями, имеющими ПТО. Численное значение устанавливается как для настройки по таблицам для плюс 90°С по условной температуре подшипника. Допускается снижение численного значения до 40 единиц. Параметр применяется только при работе аппаратуры КТСМ в условных единицах - квантах;

- «Тревога 1 {П}» - Тревога 1 с признаком «профилактика». Устанавливается для контроля грузовых поездов на всех приборах КТСМ, настроенных по таблицам от 100°С до 140°С по условной температуре подшипника. Параметр применяется только при работе аппаратуры КТСМ в условных единицах - квантах.

2.2.28 Описание графического материала

КТСМ-02 (лист 2 графического материала) - это базовый комплекс технических средств, который может включать в себя одну или несколько (не более 15) подсистем контроля состояния ходовых частей подвижного состава (букс, колес, тормозов, габарита и др.)В стандартнойкомплек-

тациион получает питание от силового коммутационного блока БСК-1,предназначенного для резервирования электропитания переменного тока напряжением 220 В, 50 Гц. При замене аппаратуры КТСМ-01, КТСМ-01Д и ДИСК на КТСМ-02 в качестве блока БСК используются силовые стойки от аппаратуры ПОНАБ-3 или ДИСК, выполняющие аналогичные функции.Блок ПК-05 - это микропроцессорная система, функционально состоящая из согласующего устройства (СУ) и узла микроконтроллера (МК), элементы которых получают питание 5 и 12 В от вторичного источника питания ВИП. Он обеспечивает ввод и обработку сигналов от путевых датчиков, а также информационный обмен и координацию работы подсистем контроля, работающих в составе комплекса. Кроме того, ПК-05 отвечает за информационное взаимодействие КТСМ-02 с централизованными средствами сигнализации, регистрации, отображения и накопления результатов контроля через систему передачи данных (СПД).

Согласующее устройство СУ содержит модули гальванической развязки (МГР-М), датчиков формирования сигналов счета осей (МФДО) и формирования сигналов рельсовой цепи наложения (РЦН) тональной частоты(МФРЦ).

Посредством МФРЦ осуществляются питание рельсовой цепи наложения РЦН напряжением +12 В, ввод и преобразование сигнала с выхода РЦН в дискретный сигнал, а также гальваническая развязка между цепями РЦН и дискретными линиями ввода-вывода.

Модуль МФДО вводит и преобразует сигналы от датчиков фиксации прохода колесных пар типа ДМ-95 в дискретные сигналы напряжения, обеспечивает гальваническую развязку между электрическими цепями датчиков и цепями ввода-вывода.

С помощью МГР-М обеспечивается питание дискретных цепей первого и второго контуров гальванической развязки.

В состав микроконтроллера МК входят модуль центрального микропроцессора МЦМК и технологический пульт ПТ.

Первый из них осуществляет сопряжение комплекса с системой передачи данных на базе концентраторов информации КИ-6 посредством стыка С1-ТЧ с двух- или четырех-проводным окончанием V23 и скоростью передачи 1200 бит/с.

Для сопряжения с СПД также может применяться стык RS-232 с возможностью работы на скоростях 1200, 9600 и 38 400 бит/с.

Любой из интерфейсов может быть использован для каскадного включения других комплексов КТСМ-02 или КТСМ-01(КТСМ-01-Д). В настоящее время к КТСМ-02 каскадно подключается КТСМ-01Д с двумя напольными камерами для контроля буксовых узлов локомотивов (ПКЛ).

Для информационного взаимодействия базового блока ПК-05 с другими подсистемами применяется локальная сеть с протоколом обмена САN, работающая на скорости 500 Кбит/с, и последовательный интерфейс, работающий на скорости 9600 бит/с, посредством которого подключаются вспомогательные устройства (ВУ-ПК). В настоящее время по нему работает калибратор тракта теплового комплекса КТП-01.

Устройство контроля питания УКП-220М обеспечивает контроль наличия напряжения 220 В переменного тока основного и резервного фидеров питания. Выходные цепи его компараторов выполнены на оптронах и осуществляют гальваническую развязку. Устройство подключено через дискретные линии к узлу микроконтроллера МК. При снижении величины напряжения на фидере ниже 160 В им вырабатывается сигнал отсутствия напряжения.

Цифровой датчик температуры наружного воздуха ДТНВ-2А, смонтированный в аспирационном контейнере, устанавливается вне помещения поста КТСМ и подключается к микроконтроллеру. В зависимости от изменения температуры окружающей среды результаты измерения датчика ДТНВ-2А используются для автоматической коррекции работы тепловых трактов с учетом температур внутри напольных камер КНМ-05, активного и пассивного излучателей на заслонке. Эта функция реализована в новом программном обеспечении АРМ-ЛПК, ЦПК-АСК-ПС версии 2.0.7.6 и 2.0.8.0 с более совершенными алгоритмами обработки данных о тепловом состоянии буксовых подшипников по шкале градусов Цельсия.

Технологический пульт предназначен для ввода и отображения информации, а также подачи звуковых сигналов. С его помощью электромеханик контролирует работу комплекса КТСМ, тестирует состояние его элементов и др.

На структурной схеме (лист 2 графического материала), в общей локальной сети контроллеров к ПК-05 подключены следующие подсистемы:

- контроля состояния буксовых узлов ПКСБ-01(БТ);

- ввода-вывода дискретных сигналов от датчиков волочения, а также охранной, пожарной и других сигнализаций;

- дискретных сигналов КТСМ-02ДС, состоящая из модуля дискретных сигналов МДС и клеммного модуля.

В ПКСБ-01(БТ) (4 лист графического материала) входят две малогабаритные напольные камеры типа КНМ-05 с креплением к подошвам рельсов и блок управления напольными камерами БУНК, за работу которых отвечает модуль управления сигналами МУС. Питание камер и интерфейс связи обеспечиваются модулем источника питания МИП. Модуль контроля коммутации МКК отслеживает работу системы наружного и внутреннего обогрева.

Напольные камеры воспринимают инфракрасное излучение от букс подвижного состава и преобразуют его в цифровые сигналы, которые передаются в БУНК. Он представляет собой микропроцессорную систему, включающую в себя три вышеперечисленных вида модулей. Блок БУНК обрабатывает цифровые данные и обеспечивает информационный обмен с другими составными частями комплекса. Более детально развернутая структурная схема блока БУНК и одной из напольных камер, входящих в систему ПКСБ-01(БТ), представлена (4 лист графического материала).

Основой модуля управления и связи МУС в блоке БУНК является суб модуль процессора и памяти МПП, который принимает и обрабатывает цифровую информацию от камер, обеспечивает информационное взаимодействие с комплексом через локальную сеть САN. Для сопряжения БУНК с ПЭВМ (например, диагностическим стендом) применяется стык RS-232C с возможностью тестирования и изменения программного обеспечения модуля МУС.

Модуль коммутации и контроля МКК - это силовой модуль, включающий и выключающий внутренний (ВО) и наружный (НО) обогрев камеры согласно управляющим командам (УВО, УНО) модуля МУС. Он контролирует ток, протекающий по силовым цепям обогревателей напольных камер (ТЭН), и обеспечивает гальваническую развязку силовых и сигнальных цепей.

Модули источника питания МИП обеспечивают питание напольных камер стабилизированным напряжением +15 В и осуществляют гальваническую развязку последовательных интерфейсов связи с камерами.

Управление включением питания напольных камер осуществляется дистанционно модулем МУС. Сигнал управления источником питания (УИП) с него поступает через гальваническую развязку на семисторный коммутатор, который подает напряжение 220 В на понижающий трансформатор и линейный стабилизатор +15 В модуля МИП.

Малогабаритная напольная камера КНМ-05 принимает, усиливает, нормирует (Нормирование. Цель этого действия - для конкретного экземпляра болометра подобрать такой коэффициент усиления предварительного каскада усилителя, чтобы на входе следующего каскада во всех модулях МУК был примерно одинаковый уровень сигнала при приложении одинакового воздействия на вход болометра. Фактически, нормирование, это грубая начальная регулировка и не более. Смысла добиваться именно 38 уровня при нормировании нет ни какого. Он должен быть примерно равный 38-му. Даже если он будет 25, то всё будет работать, пока в эксплуатации коэффициент усиления в следующем каскаде МУК, устанавливаемый программно при калибровке, не достигнет 5 (то есть максимального значения). Фактически только здесь может сыграть роль занижение уровня при нормировании, поскольку если бы уровень при нормировании был установлен выше, то и диапазон регулировки вверх был бы чуть больше. В МУК нормирующий усилитель посчитан так, что нулевой сигнал с болометра соответствует 64 квантам АЦП (это и есть уровень постоянной составляющей ПС). Это позволяет иметь динамический диапазон по входу АЦП 191 уровень вверх (фиксация нагрева) и 64 уровня вниз (для обработки сигнала на фоне переходных процессов от "холодного" неба). Из-за разброса параметров компонентов в усилителях реальный уровень ПС может отличаться от 64 на 4-5 квантов.

Если уровень ПС выходит за эти пределы, фиксируется ошибка (реально порог сделан с запасом ±10 квантов).

В МУК есть 2 регулировки, нормирующий резистор R36 и интегральный потенциометр. Потенциометр условно может устанавливать усиление в своем каскаде от 0.5 до 5. Это тот коэффициент, который как раз выводится на пульт при просмотре текущей калибровки, а также передается в АРМ и отображается в списке событий. При нормировании в потенциометр записывается код, соответствующий коэффициенту 1, и нормирование производится при помощи резистора R36 на 38 уровень. Таким образом, после нормирования, возможна программная регулировка усиления в диапазоне от 0.5 до 5.) и преобразует в цифровой код уровень теплового сигнала от элементов буксовых узлов поездов. Она применяется в составе систем контроля, обеспечивающих выявление неисправных элементов подвижного состава путем определения степени их нагрева. В ее состав входят средства контроля исправности и качества настройки тракта теплового сигнала.

В узле заслонки камеры расположены пассивный (ПИ) и активный (АИ) излучатели. Прием тепловых сигналов и управление камерой осуществляются модулем управления и контроля (МУК). С его помощью измеряется и поддерживается в допустимых пределах значение разницы температур между этими излучателями. Возвратно-поступательное перемещение заслонки камеры реализует кривошипно-шатунный механизм с приводом от шагового электродвигателя ШД.

При позиционировании заслонки в режиме автоконтроля тепловые сигналы от излучателей на заслонке попадают в поле зрения болометра, в которой МУК поддерживает амплитуду сигнала от активного излучателя (АИ), равной 38-квантам по версии 2.0.5.4. или разность температур в 30 град.С по версии 2.0.8.0.

При контроле поезда заслонка камеры занимает положение «Открыто»и тепловое излучение от букс подвижного состава попадает на болометр, затем усиливается в модуле управления и контроля и далее его значение в цифровом виде передается в модуль МУС блока БУНК с последующей обработкой в периферийном контроллере ПК-05 комплекса КТСМ-02.

Напряжение постоянного тока +15 В подается на стабилизаторы DА1 и DА2, которые понижают его до +5 В для питания драйвера шагового двигателя и микроконтроллера DD1, и на преобразователь напряжения (ПН), на выходе которого получают напряжение ±12 В для питания приемника инфракрасного излучения - болометра типа БП-2 и предварительного усилителя.

Для сопряжения камеры КНМ-05 с блоком БУНК применяется асинхронный последовательный интерфейс с гальванической развязкой, имеющий скорость передачи данных 125 кбит/с. Информационный обмен данными с КНМ-05 осуществляется встроенным в микроконтроллер приемопередатчиком, который преобразует сигналы в токовые посылки. В качестве приемника данных от подсистемы контроля используется оптрон ОР.

Поддержание номинального температурного режима работы напольной камеры обеспечивается системой обогрева. В качестве сигнала обратной связи используются данные о текущей величине температур во внутреннем и наружном отсеках камеры, которые поступают в микроконтроллер DD1 от датчика температуры DD2 на узле крепления болометра и датчика пассивного излучателя (ПИ) на узле заслонки соответственно.

Для обеспечения номинального режима работы электронных компонентов температура во внутреннем отсеке поддерживается в пределах 20о С.В наружном отсеке она должна обеспечивать таяние снега в зимний период вокруг входного окна болометра и осушку защитной

полиэтиленовой пленки.

Микроконтроллер при достижении температуры внутреннего отсека камеры выше +5оС подает две частоты на преобразователь ПП (±12 В) питания болометра и предварительного усилителя. Заслонка может занимать три положения:

«открыто» - открывается смотровое окно камеры и на болометр поступает тепловой сигнал от элементов подвижного состава контролируемого поезда;

«контроль» - на болометр поступают проверочные сигналы от активного излучателя (нагревательного элемента);

«закрыто» - на болометр поступают сигналы от пассивного излучателя.

Контролируется позиционирование путем срабатывания герконов при прохождении над ними заслонки с закрепленным на ней магнитом М. Для контроля температуры пассивного и активного излучателя в них встроены датчики температуры.

В режимах «контроль» и «закрыто» проверяется исправность и качество настройки тракта теплового сигнала путем неоднократного перемещения заслонки из положения «закрыто» в положение «контроль».

Тепловое излучение от букс подвижного состава преобразуется болометром в электрический сигнал, который поступает последовательно на входы предварительного (DА8) и нормирующего (DА4) усилителей, а затем на вход 10-разрядного аналого-цифрового преобразователя (АЦП), встроенного в микроконтроллер DD1.

Регулироваться коэффициент усиления приемно-усилительного тракта камеры может в режиме автокоррекции усиления (Автокоррекция. Алгоритм автоматической коррекции предназначен для поддержки такой чувствительности тракта ТС, которая была установлена при последней калибровке. Работает это следующим образом: Производится калибровка камеры. После калибровки измеряется уровень сигнала при переводе заслонки в положение "Контроль". Полученный уровень сигнала (в квантах АЦП), а также информация о текущих значениях температуры на пассивном и активном излучателях заслонки, используются в математических вычислениях, результатом которых является цена кванта АЦП (младшего значащего разряда).

Алгоритм автоматической коррекции чувствительности нацелен на поддержание цены кванта АЦП постоянной. Основной дестабилизирующий фактор здесь - нагрев внутреннего объема камеры (и, следовательно, болометра) солнечной радиацией в летнее время. Суть алгоритма заключается в периодическом измерении уровня сигнала при переводе заслонки в положение "Контроль", и повторных математических вычислениях текущей цены кванта АЦП, основываясь на полученном уровне сигнала и текущих значениях температур пассивного и активного излучателей заслонки. Если полученная в результате этих вычислений цена кванта АЦП отличается от значения, полученного после проведения последней калибровки, то при помощи интегрального потенциометра в МУК производится изменение коэффициента усиления в нужную сторону и на нужную величину. Основное назначение автокоррекции - скомпенсировать падение чувствительности болометра при увеличении его (болометра) температуры), так и при калибровке цифровым потенциометром DА6, сопротивление которого меняется посредством микроконтроллера DD1.

Подсистема ПКСБ-1 (4 лист графического материала) предназначена для применения в составе комплекса технических средств многофункционального КТСМ-02 и в нормальном режиме работы обеспечивает выявление дефектных буксовых узлов в движущихся поездах.

ПКСБ состоит из:

Блока управления напольными камерами «БУНК», который

обеспечивает: управление двумя напольными камерами типа КНМ-05;обработку цифровых данных от НК; информационный обмен с комплексом.

2) Двух напольных камер, которые обеспечивают:

восприятие инфракрасного излучения от букс подвижного состава, преобразование его в цифровой вид; информационный обмен с БУНК.

Модуля управления и связи (МУС) основой, которого является субмодуль процессора и памяти МПП, который осуществляет: управление заслонками напольных камер; прием.

Блок БУНК представляет собой микропроцессорную систему, состоящую из: и обработку цифровой информации от камер; управление обогревом камер(через модуль МКК);контроль наличия тока в цепях обогрева (сдатчиков тока модуля МКК); контроль наличия напряжения питания камер +15В (с модуля МИП);информационное взаимодействие с комплексом через локальную сеть САN; прием и передачу данных по интерфейсу RS-232C.

Модуль коммутации и контроля представляет силовой модуль, который осуществляет включение и выключение внутреннего и наружного обогрева камеры, передает сигнал контроля за током, протекающим по силовым цепям обогревателей, и обеспечивает гальваническую развязку силовых и сигнальных цепей.

Модуль источника питания МИП осуществляют питание напольных камер и гальваническую развязку последовательных интерфейсов связи с камерами.

Камера малогабаритная напольная КНМ-05 является устройством приема и преобразования в цифровой код уровня теплового сигнала от элементов железнодорожного подвижного транспорта и предназначена для применения в составе систем контроля, обеспечивающих выявление неисправных элементов подвижного состава путем определения степени их нагрева.

Напольная камера имеет средства контроля исправности и качества настройки тракта теплового сигнала. На узле заслонки камеры расположены пассивный (ПИ) и активный (АИ) излучатели, где модуль МУК (модуль управления камерой) производят замер разницы температуры, температуры между излучателями и поддерживает определенное значение разницы температур между излучателями. При позиционировании заслонки в режиме авто контроля тепловые сигналы от излучателей попадают в зону осмотра болометра, где модуль МУК поддерживает уровень сигнала от активного излучателя по возможности иметь равное уровню настройки (38-му уровню)

При контроле поезда заслонка камеры занимает положение «Контроль», где тепловое излучение от букс подвижного состава попадает на болометр, соответственно усиливается в модуле МУК и далее в цифровом виде передается в модуль МУС блока БУНК[4].

2.2.29 Модернизация эффективности обогрева камеры КНМ-05

В дипломном проекте предлагается произвести модернизацию эффективности обогрева камеры КНМ-05, с изменением конструкции крышки передней защитной камеры КНМ-05 и добавлением съёмного наружного обогревателя (лист 6 - графический материал). В старом исполнении производился обогрев большого объёма передней наружной части камеры. В новом исполнении обогрев производится только для небольшого объёма вблизи смотрового отверстия, необходимого для приёма теплового сигнала от букс контролируемых поездов.

В конструкции передней защитной крышки рисунок 2.4 (лист 6 - графический материал), для установки съёмного наружнего обогревателя произведён вырез. Внутренняя сторона защитной крышки утеплена теплоизоляционной пластиной из пенополиуретана.



Рисунок 2.4- Крышка передняя защитная в новом исполнении

Съёмный наружный обогреватель рисунок 2.5(лист 6 графический материал).

Рисунок 2.5 - Съёмный наружный обогреватель

Рисунок 2.6- Вид сверху, съёмный наружный обогреватель



В верхней внутренней части съёмного наружнегообогревателя вблизи смотрового отверстия посредством винтового соединения устанавливается один резистора типа С5_47В(33 Ом, 25 Вт), два других резистора установлены непосредственно на боковую стенку съёмного наружнего обогревателя на контактную поверхность которых предварительно наносится слой термо проводящей пасты [14]. Каждый из резисторов (рис. 2.5), посредством напаянных к выводам наконечников подключается соответственно к разъёму. Мощность нагревателей составляет в сумме 80 Вт этого достаточно для обогрева передней наружной части камеры в зимнее время для удаления снега и испарения влажных осадков. Также такое решение не вызовет перегрузки питающего трансформатора в блоке БУНК.

Рисунок 2.6 -Камера КНМ-05 со съёмным наружным обогревателем

Достоинство такого внешнего обогревателя в том, что пыль и грязь (а также осадки в виде воды), которая в процессе эксплуатации КНМ-05 попадала внутрь наружнего обогревателя, теперь за счёт конструкции нового наружнего обогревателя (смотри лист 6 - графического материала) выводится через специальный «канал водоотток» непосредственно наружу. Тем самым обеспечивается долговременная работа узла и элементов заслонки.

При калибровке калибратор устанавливает разницу температур относительно температуры окружающего воздуха. В режиме авто диагностики на заслонке поддерживается та же разность температур, но относительно температуры в наружнем обогревателе. При новом внешнем обогревателе, греется небольшой обьём, необходимый для контроля подвижных единиц. Авто диагностика приёмо усилительного тракта в этом случае будет значительно лучше.



3. Экономическая часть

3.1 Общие положения

Создание и приобретение новой техники всегда связано с капитальными расходами, однако имеются некоторые отличия в определенности эффективности капитальных вложений от эффективности расходов, связанных с ее созданием и внедрением.

Очевидно, что заменять старую технику новой экономически целесообразно, как правило, лишь тогда, когда она значительно эффективнее старой, так как процесс создания новой техники и замена ею старой обычно связан с важными расходами. В понятие "новая техника" входят: техника, который повышает эффективность производства и производительность работы, которая отвечает по своим технико-экономическим показателям мировому уровню, а также прогрессивная технология и передовые методы организации производства, которые обеспечивают возвышение его эффективности. При этом различают новую технику, усовершенствованную на основе уже используемых принципов, и новейшую, основанную на последних достижениях науки и принципиально новых технологиях. К эффективности новой техники справедливо предъявляются более высокие требования, чем к эффективности обычных капитальных вложений.

Целесообразность создания и внедрение новой техники в условиях самоокупаемости и самофинансирование областей, объединений и предприятий, которые ее применяют, зависит от цены новой техники. Поэтому методы определения ее эффективности должны отвечать методике оценки полезного эффекта новой техники в потреблении, соответственно этой методике полезный эффект новой техники в потреблении включает стоимостную оценку потребительских свойств новой техники, которые влияют на ее производительность, надежность, продолжительность, экономичность (расхода рабочей силы, электроэнергии, топлива, сырья, материалов, производственных площадей и других ресурсов), качество работы, на социальные и экологические показатели. Внедрение новой техники требует больших капитальных вложений. Поэтому необходимо осуществлять модернизацию существующей техники так, чтобы система, которая усовершенствуется, давала постоянный экономический и социальный эффект. Экономический эффект заключается в повышении производительности работы, экономии капитальных вложений, эксплуатационных расходов и приведенных расходов и т.п. расчет экономической эффективности заключается в сравнении расходов с результатами от их внедрения. В данном дипломном проекте определяется экономическая эффективность, которая будет получена от усовершенствования наружного обогрева КТСМ-02 камеры напольной малогабаритной КНМ-05.

3.2 Определение экономического эффекта

Для расчёта экономического эффекта нужно определить потребление электроэнергии перегонным оборудованием комплектом КТСМ-02 от температуры наружного воздуха для этого воспользуемся пособием для практических расчетов [16].

Таблица 3.1 Зависимость потребления электроэнергии перегонным оборудованием систем КТСМ от температуры наружного воздуха

Система	Наружная температура t,°С	Потребление электроэнергии перегонным оборудованием системы КТСМ за месяц Wуд, кВт.ч/в месяц
КТСМ	Меньше 0	910 - 7,5t (3.1)
	От 0 до 12,5	910-63,2t (3.2)
	Свыше 12,5	120 (3.3)

Также для расчёта потребления электроэнергии воспользуемся таблицей 3.2

Таблица 3.2 Климат Хабаровска

Показатель

Январь

Февраль

Март

Апрель

Май

Июнь

Июль

Август

Сентябрь

Октябрь

Ноябрь

Декабрь

Средняя температура, °C

?19,9

?15,4

?6,4

4,7

12,4

18,1

21,3

19,9

13,6

5

?7,2

?17,4

Определяем потребление электроэнергии перегонным оборудованием комплектом КТСМ-02 от температуры наружного воздуха. Расходы на электроэнергию зависят от количества потребителей, времени работы устройств в году и удельного расхода электроэнергии на единицу [17]

Ээ = ПпотрWудЦэ12, (3.4)

где Ппотр- количество потребителей, Ппотр = 1

Wуд - месячная норма расхода электроэнергии при непрерывной

работе, кВт. ч

Цэ - стоимость одного кВт электроэнергии в 2012году для ШЧ-3,

Цэ = 2,68 руб.

12 - количество месяцев в году

Произведём расчёт потребления электроэнергии перегонным оборудованием системы КТСМ за месяц при наружной температуре меньше 0єC. По таблице 3.2 определим усреднённое значение при наружной температуре меньше 0єC, t = ?15,4єC

Подставляем значения в формулу 3.1

Wуд = 910 - 7,5(?15,4) = 1025,5 кВт. ч

Подставляем значения в формулу 3.4

Ээ1 = 11025,52,685 = 13741,7 кВт. ч,

где 5 - количество месяцев в году при наружной температуре

меньше 0єC.

Произведём расчёт потребления электроэнергии перегонным оборудованием системы КТСМ за месяц при наружной температуре от 0 до 12,5єC. По таблице 3.2 определим усреднённое значение при наружной температуре от 0 до 12,5єC, t = 5єC

Подставляем значения в формулу 3.2

Wуд= 910 - 63,25= 594кВт. ч,

Подставляем значения в формулу 3.4

Ээ2 = 15943 = 1782 кВт. ч,

где 3 - количество месяцев в году при наружной температуре

от 0 до 12,5єC.

Произведём расчёт потребления электроэнергии перегонным оборудованием системы КТСМ за месяц при наружной температуре свыше 12,5єC.

Подставляем числовые значения в формулу 3.3

Wуд = 120 кВт. ч,

Подставляем числовые значения в формулу 3.4

Ээ3 = 1203 = 360 кВт. ч

Произведём расчёт суммарного расхода электроэнергии перегонным оборудованием систем КТСМ

У Ээ = Ээ1 + Ээ2 + Ээ3 = 13741,7 + 1782 + 360 = 15883,7 кВт. ч

Суммарный расход электроэнергии перегонным оборудованием КТСМ в год У Ээ = 15883,7 кВт. ч.

Определим расчёт расходов электроэнергии при работе наружного обогрева КНМ - 05 в базовом варианте по формуле:

Ээ = ЦэРtраб., (1.4)

где Цэ - стоимость одного кВт электроэнергии в 2012году для ШЧ-3,

Цэ = 2,68 руб.

Р - потребляемая мощность наружного обогрева КНМ - 05.

tраб. - время работы КТСМ в год, tраб.= 24365 =8760 часов в год

Потребляемая мощность наружного обогрева КНМ - 05, Р = 0,17Вт, подставляем значения в формулу 1.4

Ээб = 2,680,178760 = 3991,056 кВт. ч

Определим расчёт расходов электроэнергии при работе наружного обогрева КНМ - 05 в новом варианте. Потребляемая мощность наружного обогревателя в новом проектируемом варианте Р = 0,08Вт. Подставляем числовые значения в формулу 1.4

Ээн = 2,680,088760 = 1878,144 кВт. Ч

Определим экономию электроэнергии при конструировании нового наружного обогрева КНМ - 05 по формуле:

Ээ = Ээб - Ээн, (1.5)

Подставляем числовые значения в формулу 1.5

Ээ = 3991,056 - 1878,144 = 2112,912 кВт. ч

Экономия электроэнергии при внедрении в производство нового наружного обогрева будет Ээ = 2112,912 кВт. ч.

Определим общий расход электроэнергии, потребляемый перегонным оборудованием КТСМ в год по формуле:

У Ээ - Ээ = 15883,7 - 2112,912 = 13770,788 кВт. ч

Общий расход электроэнергии в год при новом наружном обогреве составит 13770,788 кВт. ч

Полученные значения сводим в таблицу 3.3

Таблица 3.3 - Сравнение полученных результатов

	Базовый вариант	Новый вариант
Мощность наружного обогрева	0,17 Вт	0,08 Вт
Расход электроэнергии в год	3991,056 кВт. ч	1878,144 кВт. ч
Общий расход электроэнергии КТСМ в год	15883,7 кВт. ч	13770,788 кВт. ч

Модернизация старого наружного обогрева КНМ - 05 путём замены на новый наружний обогрев экономически выгодна, экономия электроэнергии составит при внедрении в производство 2112,912 кВт.ч.,что соответствует Функциональной стратегии управления качеством в ОАО «РЖД», утверждённой распоряжением ОАО «РЖД» от 15 января 2007 года № 46р (Снижение эксплуатационных затрат путём внедрения бережливого производства).



4. Охрана труда и техника безопасности

4.1 Общие положения

Охрана труда - это система законодательных актов, социально экономических, организационных, технических, гигиенических и лечебно профилактических мероприятий и средств, обеспечивающих безопасность, сохранение здоровья, работоспособности в процессе труда [11].

Обычно выделяют три составляющих части охраны труда: правовую (законодательные акты и социально-экономические мероприятия), санитарно-гигиеническую (лечебно-профилактические мероприятия и средства) и техническую (технические мероприятия и средства).

Под условиями труда понимается совокупность факторов производственной среды, оказывающих влияние на здоровье и работоспособность человека в процессе труда. Условия труда во многом определяются его организацией, под которой понимается рациональное использование и расстановка людей в процессе труда, разделение и кооперирование труда, его нормирование и стимулирование, организация рабочих мест и их обслуживание. Продолжительность рабочей смены и перерывов определяются правилами внутреннего трудового распорядка, утвержденными администрацией.

Опасный производственный фактор - производственный фактор, воздействие которого на работающего в определенных условиях, приводит к травме или другому внезапному резкому ухудшению здоровья. Вредный производственный фактор - производственный фактор, воздействие которого на работающего в определенных условиях приводит к заболеванию или снижению работоспособности. В зависимости от уровня и продолжительности воздействия вредный производственный фактор может стать опасным.

К самостоятельной работе в должности электромеханика допускаются лица не моложе 18 лет, прошедшие при поступлении на работу предварительный медицинский осмотр, вводный и первичный инструктажи на рабочем месте по охране труда, обучение, проверку знаний и стажировку. Электромеханику и электромонтеру должна быть присвоена соответствующая группа по электро безопасности.

Для электромехаников сервисного центра по ремонту АСК-ПС КТСМ установлена пятидневная рабочая неделя с двумя выходными днями. Режим работы может корректироваться по согласованию с администрацией ШЧ - индивидуально.

Периодически в ходе работ с ШНЦ цеха проводятся инструктажи целевые, внеплановые, повторные, все виды инструктажей оформляются в журнале регистрации инструктажей по охране труда на рабочем месте.

Инструктажи проводятся перед началом работы старшим электромехаником. Все работы по техобслуживанию систем АСКПС-ПС КТСМ проводятся с использованием защитных средств, согласно норм выдачи бесплатной спецодежды и других средств индивидуальной защиты. Под руководством ШНС все работники цеха принимают участие в обеспечении мер электрической и пожарной безопасности. На объектах цеха каждый второй четверг месяца проводится день охраны труда.

Вредными факторами для электромехаников цеха АСК-ПС КТСМ являются:

- пониженная температура воздуха рабочей зоны (работа на открытом воздухе);

- повышенный уровень шума (от подвижного состава);

- опасность заболевания клещевым энцефалитом (работа в

лесной местности);

- опасность наезда подвижным составом;

- опасность получения электро травмы;

- воздействие электромагнитных излучений (АРМ ПЭВМ);

- нервно-психологические перегрузки при выполнении работ во время движения поездов.

4.2 Требования безопасности перед началом работ

Электромеханик КТСМ, АСК-ПС должны получить целевой инструктаж от руководителя работ. Должны надеть исправную спецодежду, а также сигнальные жилеты перед выходом на ж.д. пути.

При работе по регулировке аппаратуры КТСМ для защиты от поражения током, необходимо применять защитные средства, такие как инструменты с изолированными ручками, диэлектрические перчатки, диэлектрические коврики. Перед применением защитных средств, работник обязан проверить их исправность и отсутствие внешних повреждений, наличие штампа на диэлектрических перчатках, инструмент с изолированными рукоятками, с указанием следующего срока испытания.

Проверить качество заземления измерительных приборов, стоек КТСМ, исправность паяльника, линейного освещения, соответствие предохранителей по номиналу.

Перед включением КТСМа необходимо убедиться в наличие исправного защитного заземления, исправности сетевых кабелей, соответствие предохранителей по номиналу, установленных в блоках, подключение КТСМ производить только через вводные устройства, обеспечивающие защиту входных цепей и персонала от высокого напряжения в линии связи.

При работе с устройствами необходимо соблюдать меры предосторожности:

- не присоединять и не отсоединять линии связи к разъемам «каналы» при включенном питании;

- не вынимать и не вставлять модули концентратора при включенном питании;

- не производить пайку в блоках, платах находящихся под напряжением;

- при замене предохранителей соблюдать соответствие номиналу.

При всех видах работ по техническому обслуживанию и ремонту изделий КТСМ КИП, включить принудительную вытяжную вентиляцию, необходимо соблюдать требования и меры по защите микросхем и полупроводниковых приборов от разрушающего воздействия статического электричества. Исполнитель работы должен быть заземлен с помощью браслета или кольца подключенного через резистор 1 Мом к элементу заземления корпуса изделия соединенного к корпусу заземления. Запрещается замена элементов и их ремонт при включенном питающем напряжении. Питание паяльника должно производиться через распределительный трансформатор с входным напряжением на блоке не более 42В и заземленным экраном между обмотками. Запрещается включение блоков КТСМ при неисправности защитного заземления или сетевого кабеля, подключать или отключать сетевой кабель со стороны концентратора, при подведенном напряжении сети, производить ремонтные работы при включенном питании.

4.3Требования безопасности при техническом обслуживании средств автоматического контроля технического состояния подвижного состава на ходу поезда

Техническое обслуживание средств автоматического контроля должно производиться не менее чем двумя работниками.

При проведении работ по техническому обслуживанию аппаратуры КТСМ запрещается подавать на аппаратуру КТСМ электропитание до того, как корпуса аппаратуры будут надежно заземлены. Производить настройку и регулировку неисправным инструментом. Запрещается работать во время грозы.

При техническом обслуживании напольного оборудования средств контроля один из работников должен следить за движением подвижных единиц.

Работа, связанная с кратковременным отключением средств контроля, должна производиться в перерыве между поездами или в технологические «окна» на участке.

При централизации информации средств контроля все виды работ, связанные с проверкой, настройкой и ремонтом аппаратуры, должны выполняться с обязательным уведомлением персонала центрального поста о начале и окончании работы.

При выполнении работ на путях по техническому обслуживанию напольного оборудования средств контроля электромеханик и электромонтер должны соблюдать требования безопасности нахождения на железнодорожных путях.

На перегонах следует проходить вдоль путей за кюветом, и только при крайней необходимости можно проходить сбоку от пути по обочине не ближе 2-х метров от крайнего рельса. При необходимости прохода по пути на двух путных линиях, следует идти навстречу правильному направлению движения поездов, контролируя возможное приближение поезда также и по неправильному направлению.

При проходе вдоль путей на станциях нужно идти по широкому междупутью и при этом внимательно следить за передвижением подвижных составов на смежных путях. Ходить по шпалам, между рельсами допускается лишь при крайней необходимости, когда проход по обочине невозможен. В таких случаях следует быть особенно бдительным, не отвлекаться и не забывать о движении поездов и маневровых составов. При приближении поезда или подвижной единицы, необходимо отойти от железнодорожного пути на безопасное расстояние не менее 5-и метров от крайнего рельса. Особую осторожность и внимательность при нахождении на ж.д. путях следует соблюдать при плохой видимости, туманах, а также зимой, когда головные уборы ухудшают слышимость сигнала от подвижного состава. Переходить пути, занятые подвижным составом, можно только через тормозные площадки стоящих вагонов. Запрещается переходить пути, подлезая под вагоном, также перетаскивать инструменты и материалы. Запрещается пролезать через сцепные приборы вагонов и проход между расцепленными вагонами, если расстояние между ними менее 10 метров. Запрещается переходить пути в пределах стрелочных переводов и крестовин. При переходе через пути нельзя наступать на рельсы, становиться между рамным рельсом и остряками или в желоба на стрелочном переводе, а также вставать или садиться на крышки электроприводов, путевых коробок, дроссель - трансформаторов, кабельных муфт, электрозамков и других напольных устройств.

Выходить с вагонов, дрезин, локомотивов и т.п. во время движения запрещается.

При работе наж.д путях материалы и оборудование должны быть размещены в междупутье так, чтобы расстояние от ближайшего рельса до уложенных материалов и оборудования было не менее одного метра при высоте до 0,2 м над головкой рельса, 1,2 м-при высоте до 1,2 м., 1,7 м-при высоте более 1,2 м. Расстояние от наружного рельса крайнего пути до уложенных материалов и грузов, как на перегонах, так и на станциях должно быть не менее 2 м. Стоять и сидеть на материалах и оборудовании, размещенных вдоль путей, во время прохода нельзя.

Перед началом работ по техническому обслуживанию напольного оборудования средств контроля следует проверить исправность устройства извещения о приближении поезда, расположенного в здании поста.

Работы по ориентации основных напольных камер следуетвыполнять в перерывах движения поездов. До приближения поезда на расстояние не менее 500м следует отключить и убрать с путей с путей ориентирное устройство и отойти в безопасную зону.

Во время прохождения поезда запрещается находиться между крайним рельсом и зданием поста.

При внутреннем осмотре напольных камер необходимо отключить электропитание нагревательных элементов камеры.

Вскрывать блоки аппаратуры, производить пайку схем, а также чистку монтажных плат и деталей средств контроля пылесосом разрешается при снятом напряжении. Влажную чистку электрических схем производить запрещается.

Металлические части щита и шкафа питающей установки подлежат заземлению при изолированной нейтрали и занулению при глухозаземленнойнейтрали питающей сети переменного тока. Стойки аппаратуры средств контроля и напольные камеры должны быть надежно заземлены. На полу около стоек должны быть диэлектрические коврики.

4.4 Пожарная безопасность

Пожарная безопасность - совокупность организационных, организационно-технических, режимных мероприятий, направленных на предупреждение и ликвидацию пожара.

Основные причины загорания:

-нарушение правил пожарной безопасности работающими;

-короткое замыкание вследствие нарушения изоляции токоведущих частей, наличия токоведущей пыли, попадания влаги;

- перегрузки электрооборудования из-за подключения большого числа потребителей к электросети;

- искрение коллектора и щеток электродвигателя из-за больших механических нагрузок на его вал;

- искрение при возникновении больших переходных сопротивлений в контактах разъемов;

- разряды статического электричества могут быть причиной пожара от искры разряда, либо могут вывести электронную схему из строя и вызвать короткое замыкание;

-неисправность систем охлаждения, вентиляции и кондиционирования;

-нарушение ППБ при паяльных работах.

Предлагаются мероприятия по профилактике возгорания:

-строительно планировочные - изготовление здания из негорючих материалов;

- технологические - выбор применяемых материалов, электрооборудования, режимов его работы, планировка рабочих мест таким образом, чтобы свести к минимуму возможность возгорания;

- технические средства защиты - устройства защитного отключения тока при превышении им относительно безопасной величины, заземления, зануления оборудования, молние защита;

-обеспечение требуемой степени огнестойкости здания (использование трудновоспламеняемых и трудно сгораемых материалов, не использование горючих материалов);

-устройство противопожарных преград из негорючих материалов в целях нераспространения очага пожара.

Для предупреждения возгорания рекомендованы следующие меры:

-периодический контроль сопротивления изоляции;

- своевременное обслуживание оборудования;

-изоляция токоведущих частей оборудования;

- подключение не более расчетного числа пользователей во избежание перегрузок в сети электропитания;

- использование предохранителей и автоматических отключающих устройств;

- хранение легковоспламеняющихся веществ в определенных строго отведенных для них местах;

- применение заземления для снятия статического электричества;

-соблюдение режима работы оборудования и правил противопожарной безопасности;

-использование специальных подставок при паяльных работах.

На постах ЭЦ главным образом применяются углекислотные огнетушители ОУ-5, ОУ-8, достоинствами которых являются высокая эффективность тушения пожара, сохранность электронного оборудования, диэлектрические свойства углекислоты.

Рекомендуется в зданиях СЦБ применять установки автоматического пожаротушения (АПТ) объемного пожаротушения модульного типа. В качестве огнетушащих веществ используются газовые (ГОС) и порошковые составы (ОПС). Наиболее целесообразно применение углекислоты, так как газы типа ''фреон'' и ''хладон'' влияют на сохранность озонного слоя Земли. Автоматические системы снабжают звуковой и световой предупредительной сигнализацией для эвакуации людей из помещения. Для исключения воздействия на людей при пожаре в проектах рассчитывается время полной эвакуации людей и программируется выдержка времени на запуск установки (подачу ГОС) после начала работы предупредительной сигнализации. Обычно для помещения СЦБ это время составляет не менее 30 секунд при расчётном времени эвакуации для любого помещения СЦБ 6-21 секунда. От воздействия ГОС защищают изолирующие противогазы. Этот тип противогазов требует определённых знаний и регулярных тренировок, а также организации технического обслуживания противогазов и оборудованную специализированную лабораторию. Кроме того, предусматривается блокировка автоматического и дистанционного запуска установки при открытой входной двери в помещении. В случае ложного срабатывания системы запуска, для исключения подачи ГОС в помещение достаточно открыть дверь и удерживать её в открытом состоянии до выяснения причины срабатывания.

Современные огнетушащие порошковые составы в большинстве представляют тонкоизмельчённые минеральные соли с различными добавками, препятствующими комкованию и слеживаемости. Средний размер фракций 50-60 мкм. Практически все ОПС относятся к 3-му классу опасности, т.е. умеренно опасны. ОПС считаются нетоксичными, но при вдыхании они могут вызывать раздражение дыхательных путей.

К основному опасному фактору ОПС относится потеря видимости. Так, при создании в защищаемом помещении нормативной огнетушащей концентрации 200-400 г/м3 видимость снижается до 20-30 см. В этих условиях возможно возникновение паники и травмирование человека не проектируются установки порошкового АПТ в помещениях с постоянными рабочими местами. После срабатывания установки АПТ порошок удаляется вакуумной или влажной уборкой.

В России имеется несколько крупных производителей модулей порошкового пожаротушения, в которых порошковый состав находится без избыточного давления. При подаче напряжения на пусковое устройство (газогенерирующий заряд), оно сгорает, выделяя газы. При этом создаётся избыточное давление в корпусе модуля, которым порошок выдавливается в помещение, например: модули импульсного действия типа «Буран». Использование данного типа модуля не требует проектирования распределительного трубопровода, трудоёмкого монтажа и позволяет проектировать «гибкую» систему АПТ, которую легко перемонтировать при реконструкции помещения, изменении его геометрии, перепрофилировании.

Защитой от ОПС являются противопыливые респираторы и защитные очки. После нахождения человека в зоне действия ОПС следует принять душ и прополоскать органы дыхания, в необходимых случаях обратиться к врачу. При ложном срабатывании порошковых АПТ, действия персонала такие же, как при установках газового АПТ.

Таким образом, огнетушащие составы, используемые в установках АПТ зданий и помещений СЦБ, не представляют существенной угрозы для жизни и здоровью работников. Качественное проведение технического обслуживания установок АПТ, обучение персонала действиям при чрезвычайной ситуации (пожар, ложное срабатывание) позволяет исключить нанесение какого-либо вреда здоровью работников от ОПС и установок АПТ [13].

В дипломном проекте произведён расчёт установки тушения контейнеров МК-ЭЦ для постов электрической централизации на железных дорогах, с помощью газового модуля автоматического пожаротушения (АПТ).

Таблица 4.1 Исходные данные для установки тушения контейнеров МК-ЭЦ

Объём контейнера V, м3	65
Тип огнетушащего вещества	СО2

Определяем массу огнетушащего вещества для 1 м3 по формуле:

q o.c= 1,1 q расч (1 + К2 /К),

где К2 - коэффициент, учитывающий остаток огнетушащего средства в системе, К2 = 0,2;

К - коэффициент, учитывающий потери огнетушащего средства при транспортировке к месту очага пожара, К = 1,25;

q расч- расчётная масса огнетушащего средства для 1 м3;

q расч = К qн,

где qн - массовая огнетушащая концентрация огнетушащего средства,

qн = 0,7 кг/м3 для CO2.

q расч = 1,25 0,7 = 0,875 кг/м3;

q o.c= 1,1 0,875 (1 + 0,2/1,25) = 1,29514 кг/м3.

Для помещения объёмом V = 65, м3, определим расчётную массу огнетушащего средства по формуле:



qрасч = КqнG,

где G - расчётная масса огнетушащего средства, G = V = 65, кг/м3.

qрасч = 1,25 0,7 65 = 56,875 кг/м3

Определяем массу огнетушащего вещества для объёмаV = 65, м3 по формуле:

qo.c= 1,1 qрасч (1 + К2 /К),

qo.c= 1,1 56,875 (1 + 0,2/1,25) = 72,5725 кг/м3 .

Определяем число баллонов для контейнера объёма V = 65, м3 по формуле:

Nбал = 2 qрасч / qбал,

где 2 - коэффициент, учитывающий 100 - ный запас огнетушащего средства;

qбал - масса огнетушащего средства в баллоне, qбал = 25 кг.

Nбал = 2 56,875/25 = 4,55 5 штук,

Определяем расчётное время выпуска огнетушащего средства в защищаемом помещении по формуле:

Тр= qрасч/ qбал Тн,

где Тн - нормативное время тушения пожара, равное 100 секундам.

Тр= 56,875 / 5 = 2,275 сек.

Тр = 2,275 Тн =100 сек.

Вывод: Таким образом, была рассчитана установка тушения контейнера МК-ЭЦ для поста электрической централизации с помощью газового модуля АПТ с использованием двуокиси углерода -- бесцветного газа с плотностью 1,98 кг/мі, не имеющего запаха и не поддерживающего горение большинства веществ. Механизм прекращения горения двуокисью углерода заключается в ее способности разбавлять концентрацию реагирующих веществ до пределов, при которых горение становится невозможным. Двуокись углерода может выбрасываться в зону горения в виде снегообразной массы, оказывая при этом охлаждающее действие.

Для контейнера объёмом V = 65, м3 необходимо баллонов в количестве 5 штук с массой огнетушащего вещества qo.c = 72,5725 кг/м3 . Расчётное время выпуска огнетушащего средства в защищаемом помещении Тр = 2,275 секунд, что удовлетворяет нормативному времени тушения пожара, равному 100 секундам.



Список литературы

1. Трестман, Е.Е. Автоматизация контроля буксовых узлов / Е.Е. Трестман, С.Н Лозинский, В.А. Образцов. - М.: Транспорт,1983.-352с.

2. Инструкция по охране труда для электромеханика и электромонтёра устройств СЦБ в ОАО «РЖД» / ОАО «РЖД». - М.: ТРАНСИЗДАТ, 2010. - 80 с.

3. Инструкция по размещению, установке и эксплуатации средств автоматического контроля технического состояния подвижного состава на ходу поезда ЦВ-ЦШ-453 / МПС РФ - М.: Транспорт, 1997.- 44 с.

4. Двоеглазов, А.В. Наглядно о структуре КТСМ-02 / А.В.Двоеглазов, В.И. Хоперский // Автоматика, телемеханика и связь. - 2010. - № 11. - С. 31- 34.

5. Миронов, А.А. Перспективные направления совершенствования средств контроля КТСМ-02 и АСК ПС / А.А.Миронов // Автоматика, телемеханика и связь. - 2009. - № 1. - С. 38- 41.

6. Суторихин, Н.Б. Методы определения оптимальной надёжности элементов сетей связи / Н.Б. Суторихин, П.Н. Буров, С.М. Захарова. - М.: «Связь»,1979. - 120 с.

7. Основные требования по оформлению дипломного проекта: Методическое пособие / Н.А. Пельменева - Хабаровск: изд-во ДВГУПС 2006.- 41с.; ил.