Оборудование станции к Западно-Сибирской железной дороги микропроцессорной системой централизации Ebilock-950

Его суть заключается в контроле станционных фидеров питания агрегатом без трансляции его обратно на АВР, т.е. «имитация» пропуска электропитания через ДГА. При пропадании обоих фидеров ДГА автоматически запускает генератор и подает гарантированное электроснабжение к напольным и аппаратным устройствам МПЦ. Это решение соответствует всем техническим требованиям и условиям, предъявляемым к станционным схемам электропитания. Оно просто в реализации. К тому же применяется минимальное количество дополнительного оборудования.

Желательно модернизировать рабочее место дежурного по станции, основной и резервный комплект которого в настоящее время размещены раздельно. При переходе от основного комплекта к резервному дежурный по станции должен садиться за другой стол. Это крайне неудобно, так как средства связи находятся на одном столе. Кроме того, требуется дополнительное место и мебель под резервное рабочее место. Сотрудниками дорожной лаборатории предложено совместить оба комплекта АРМ ДСП с помощью демонтажа основания жидкокристаллических мониторов. Эти мониторы устанавливаются на вертикальной планшетной конструкции, закрепляются два системных блока на задней стенке стола. Теперь от основного комплекта к резервному можно переходить с одного места. За счет этого достигается сокращение времени при переключениях, что является важным обстоятельством в случае возникновении неисправности аппаратных или программных средств АРМ при большом объеме поездной и маневровой работы.

В адрес «Бомбардье Транспортейшн (Сигнал)» направлено предложение по использованию третьего центрального процессорного устройства (ЦПУ) Ebilock. Первоначально предполагалось применять третье ЦПУ в качестве запасного. При выходе из строя одного из модулей ЦПУ дежурный электромеханик СЦБ заменяет его на исправный, находящийся в третьем ЦПУ. Очевидно, что это наиболее простой путь решения по использованию запасного устройства, да и выход из строя блоков ЦПУ характеризуется сравнительно низкой вероятностью. Считаем более рациональным использование запасного устройства в качестве оперативного резервного комплекта с возможностью его администрирования (конфигурации ПО центрального процессора). Требования к квалификации обслуживающего персонала, конечно, возрастут. Работники должны четко ориентироваться в сложившейся аварийной ситуации и иметь навыки проведения операции по переходу к резервному комплекту. Для этого необходимо будет обучить персонал и разработать методику переключения ЦПУ.

Устранение выявленных проектных схемных и программных недоработок, повышение надежности элементов системы, комплексное решение вопросов технического обслуживания и ремонта позволят повысить эффективность работы прогрессивной микропроцессорной централизации Ebilock-950.

7. Обеспечение требований безопасности труда в конструкции оборудования

Охрана труда представляет собой систему законодательных актов, социально-экономических, организационных, технических и лечебно-профилактических мероприятий и средств, обеспечивающих безопасность, сохранение здоровья и работоспособности человека в процессе труда.

Она выявляет и изучает возможные причины производственных несчастных случаев, профессиональных заболеваний, аварий, взрывов, пожаров и разрабатывает систему мероприятий и требований с целью устранения этих причин и создания, безопасных и благоприятных для человека условий труда.

Сложность стоящих перед охраной труда задач требует использования достижений и выводов многих научных дисциплин, прямо или косвенно связанных с задачами создания здоровых и безопасных условий труда.

Так как главным объектом охраны труда является человек в процессе труда, то при разработке требований производственной санитарии используются результаты исследований ряда медицинских и биологических дисциплин.

Особо тесная связь существует между охраной труда, научной организацией труда, эргономикой, инженерной психологией и технической эстетикой.

Успех в решении проблем охраны труда в большой степени зависит от качества подготовки специалистов в этой области, от их умения принимать правильные решения в сложных и изменчивых условиях современного производства.

7.1 Характеристика опасных зон

Опасной зоной называется пространство, в котором возможно возникновение опасного или вредного производственного фактора.

В помещении, в котором находится рабочее место с ПЭВМ, следует обратить особое внимание на возможное воздействие электрического тока.

Электрический ток представляет собой скрытый тип опасности, так как его трудно определить в токо- и нетоковедущих частях оборудования, которые являются хорошими проводниками электричества. Смертельно опасным для жизни человека считают ток, величина которого превышает 0,05А, ток менее 0,05А - безопасен (до 1000 В). С целью предупреждения поражений электрическим током к работе должны допускаться только лица, хорошо изучившие основные правила по технике безопасности.

В соответствии с правилами электробезопасности в служебном помещении должен осуществляться постоянный контроль состояния электропроводки, предохранительных щитов, шнуров, с помощью которых включаются в электросеть компьютеры.

В результате повреждения (пробоя) изоляции, не подают каких-либо сигналов, которые предупреждают человека об опасности. Реакция человека на электрический ток возникает лишь при протекании последнего через тело человека.

Следующей опасной зоной является монитор ПЭВМ, который при работе испускает ряд излучений.

Во-первых, от экрана трубки идет мягкое рентгеновское излучение, которое называется тормозным. Вызывается оно торможением электронного пучка. Понятно, что убрать его полностью невозможно, но уменьшить различными поглощающими слоями, прозрачными для видимых лучей, можно. Некоторое время назад с излучением боролись съемные защитные фильтры, задерживающие рентген, а заодно повышающие контрастность изображения. Следует отметить, что в настоящее время все электронно-лучевые трубки выпускаются с условно безопасным уровнем рентгеновского излучения.

В зависимости от диапазона частот в основу гигиенического нормирования электромагнитных излучений положены разные принципы. Критерием безопасности для человека, находящегося в электрическом поле промышленной частоты, принята напряжённость этого поля. Гигиенические нормы для персонала, который систематически находится в этой зоне, установлены ГОСТ 12.1.002-75 «ССБТ.

7.2 Технические средства, обеспечивающие безопасность обслуживания оборудования

При анализе производственного оборудования используется прочность сооружений и надежность оборудования, наличие опасных зон на оборудовании и соответствие им оградительных устройств, наличие и эффективность действия других технических средств, обеспечивающих безопасность обслуживания оборудования (предохранители, блокирующие устройства), герметичность оборудования и устройств, особенно, если имеют место вредные вещества, причины возникновения шума и вибраций. Безопасность производственного оборудования - свойство оборудования сохранять безопасное состояние при выполнении заданных функций в определенных условиях в течении установленного времени.

Электрозащитные средства представляют собой переносимые или перевозимые изделия, служащие для защиты людей от поражения электрическим током, от воздействия электрической дуги, электромагнитного поля.

Защитные средства, применяемые в электроустановках, могут быть подразделены на следующие четыре группы: изолирующие, ограждающие, экранирующие и предохранительные.

Корпус аппаратуры МПЦ «Ebilock-950» представляет собой ограждение от токоведущих частей.

Изолирующие защитные средства обеспечивают электрическую изоляцию человека от токоведущих или заземленных частей, а также от земли. По степени надежности, изолирующие защитные средства подразделяются на основные и дополнительные.

К основным относятся средства, изоляция которых может надежно выдерживать рабочее напряжение электроустановки и с помощью которых допускается прикосновение к токоведущим частям, находящимся под напряжением, и работа на этих частях без опасности поражения током. Основными изолирующими средствами являются: в установках до 1000 В-диэлектрические перчатки, инструмент с диэлектрическими рукоятками, токоискатели. Дополнительные изолирующие защитные средства служат для усиления защитного действия основных изолирующих защитных средств, вместе с которыми они применяются. Эти защитные средства не обладают достаточной изоляцией и не могут самостоятельно обеспечить защиту от поражения электрическим током при рабочем напряжении электроустановки. Основные и дополнительные защитные средства во всех операциях должны применяться совместно, причем достаточно применить одно основное и одно дополнительное защитное средство. Изолирующие штанги и клещи, измерительные клещи, указатели напряжения и диэлектрические коврики могут применяться в закрытых помещениях, а на открытом воздухе - только в сухую погоду, т.е. при отсутствии дождя, снега, тумана и измороси.

Ограждающие защитные средства предназначены для временного ограждения токоведущих частей, к которым возможно случайное прикосновение или приближение на опасные расстояния, а также для предупреждения ошибочных операций с коммутационными аппаратами. К таким защитным средствам относятся временные переносные ограждения (щиты, клетки), изолирующие накладки, колпаки, временные переносные заземления и предупреждающие плакаты.

Предохранительные защитные средства применяются для индивидуальной защиты работающего от световых, тепловых, механических воздействий. К ним относятся защитные очки, противогазы, специальные рукавицы и т.п.

Электроустановки и обслуживающие их лица должны быть обеспечены защитными средствами, соответствующими рабочему напряжению установки, ее назначению и условиям эксплуатации. Электроустановки должны оснащаться защитными средствами в соответствии с требованиями существующих правил пользования и испытания защитных средств, применяемых в электроустановках, с учетом местных условий. Все применяемые защитные средства должны полностью удовлетворять установленным для них требованиям в отношении конструкции, материала, размеров, механической и электрической прочности и т.д.

7.3 Эргономический анализ организации рабочего места на оборудовании

а) Рабочее место для выполнения работ сидя организуют при легкой работе, не требующей свободного передвижения работающего, а также при работе средней тяжести в случаях, обусловленных особенностями технологического процесса.

б) Конструкция рабочего места и взаимное расположение всех его элементов (сиденье, органы управления, средства отображения информации и т.д.) должны соответствовать антропометрическим, физиологическим и психологическим требованиям, а также характеру работы.

Размерные характеристики рабочего места сидя

а) Конструкцией рабочего места должно быть обеспечено выполнение трудовых операций в пределах зоны досягаемости моторного поля. Зона досягаемости моторного поля в вертикальной плоскости для средних размеров тела человека приведёна на рисунке 7.1.

б) Конструкцией производственного оборудования и рабочего места должно быть обеспечено оптимальное положение работающего, которое достигается регулированием:

1) сиденья и пространства для ног.

2) высоты сиденья и подставки для ног (при нерегулируемой высоте рабочей поверхности), для работающего ростом 1800 мм. Оптимальная рабочая поза для работающих более низкого роста достигается за счет увеличения высоты рабочего сиденья и подставки для ног на величину, равную разности между высотой рабочей поверхности для работающего ростом 1800 мм и высотой рабочей поверхности, оптимальной для роста данного работающего.

Рисунок 7.1 - Зона досягаемости моторного поля в вертикальной плоскости

Размерные характеристики рабочего места стоя

а) Рабочее место для выполнения работ стоя организуют при физической работе средней тяжести и тяжелой, а также при технологически обусловленной величине рабочей зоны, превышающей ее параметры при работе сидя.

б) Конструкция, взаимное расположение элементов рабочего места (органы управления, средства отображения информации и т.д.) должны соответствовать антропометрическим, физиологическим и психологическим требованиям, а также характеру работы.

в) Рабочее место должно обеспечивать выполнение трудовых операций в пределах зоны досягаемости моторного поля. Зоны досягаемости моторного поля в вертикальной плоскости для средних размеров тела человека приведены на рисунке 7.2.

г) Организация рабочего места и конструкция оборудования должны обеспечивать прямое и свободное положение корпуса тела работающего или наклон его вперед не более чем на 15°.

д) Конструкцией производственного оборудования и организацией рабочего места должно быть обеспечено оптимальное положение работающего, которое достигается регулированием:

Рисунок 7.2 - Зона досягаемости моторного поля в вертикальной плоскости

1) Подставки для ног при нерегулируемой высоте рабочей поверхности. Оптимальная рабочая поза для работающих более низкого роста достигается за счет увеличения высоты подставки для ног на величину, равную разности между высотой рабочей поверхности для работающего ростом 1800 мм и высотой рабочей поверхности, оптимальной для роста данного работающего.

е) В тех случаях, когда невозможно осуществить регулирование высоты рабочей поверхности и подставки для ног, допускается проектировать и изготовлять оборудование с нерегулируемой высотой рабочей поверхности и подставки для ног.

ж) Для обеспечения удобного, возможно близкого подхода к столу, станку или машине должно быть предусмотрено пространство для стоп размером не менее 150 мм по глубине, 150 мм по высоте и 530 мм по ширине. Зоны досягаемости моторного поля в вертикальной плоскости для средних размеров тела человека приведены на рисунке 7.3.

7.4 Предложения с разработкой конструкции технического средства

Основными техническими средствами, обеспечивающими безопасность работ в электроустановках, является: защитное заземление, зануление, выравнивание потенциалов, защитное отключение, электрическое разделение сети, малое напряжение, двойная изоляция. Использование этих средств в различных сочетаниях позволяет обеспечить защиту людей от прикосновения к токоведущим частям, от опасности перехода напряжения на нетоковедущие части, от шагового напряжения, от опасности перехода высшего напряжения в сторону низшего.

1 - зона для размещения очень часто используемых и наиболее важных органов управления (оптимальная зона моторного поля); 2 - зона для размещения часто используемых органов управления (зона легкой досягаемости моторного поля);

3 - зона для размещения редко используемых органов управления (зона досягаемости моторного поля)

Рисунок 7.3 - Зоны для выполнения ручных операций и размещения органов управления в вертикальной плоскости

Для предотвращения электрических травм, которые могут быть вызваны при касании человеком корпусов электрооборудования, оказавшегося под напряжением вследствие повреждения изоляции, применяется защитное заземление. Защитным заземлением называется преднамеренное электрическое соединение с землей или ее эквивалентом металлических нетоковедущих частей, которые могут оказаться под напряжением. Заземлению подлежат корпуса электрических машин, трансформаторов, металлические оболочки кабелей и проводов, стальные трубы электропроводки, металлические ограждения частей, находящихся под напряжением или которые могут оказаться под напряжением, а также металлические корпуса передвижных и переносных электроприемников. Заземление осуществляется при помощи заземляющего устройства, состоящего из заземлителя и заземляющих проводников. Заземлителем называется металлический проводник или группа проводников, находящихся в непосредственном соприкосновении с землей (подземная часть заземляющего устройства). Заземляющим проводником называют металлический проводник, соединяющий заземляемые части электроустановок с заземлителем. Заземляющие проводники, находящиеся в помещениях, должны быть доступны для осмотра и надежно защищены от механических повреждений.

Для заземления аппаратуры МПЦ «Ebilock-950» применяют специальное соединение с заземляющим контактом. При включении электроинструмента заземляющий контакт замыкается первым, так как он выполнен более длинным, чем рабочий. При отключении вначале размыкаются более короткие рабочие контакты, а затем заземляющий. Расчет защитного заземления включает в определение его основных параметров (числа труб, их размещения, длины соединенных проводников), удовлетворяющих условиям безопасности. Безопасность персонала будет обеспечена в том случае, если напряжения прикосновения и шага не превысят соответствующих предельно допустимых значений. Исходя из этого условия, с учетом тока замыкания I_з в заданной электроустановке нормируют сопротивление заземления R_з. При напряжении электроустановок до 1000 В сопротивление заземляющего устройства должно быть не более 10 Ом при условии, что удельное сопротивление грунта 500 Ом м. При больших удельных сопротивлениях R_з можно увеличивать в / 500 раз, но более чем в 10 раз. Электроустановки необходимо заземлять во всех случаях при переменном токе напряжением 380 В и выше и постоянном токе 440В и выше. В помещениях с повышенной опасностью заземлению подлежат электроустановки с напряжением тока 42 В и постоянного тока 110 В.

Устройство защитного отключения (УЗО) состоит из чувствительного элемента, реагирующего на изменение контролируемой величины, и исполнительного органа, отключающего соответствующий участок сети.

Чувствительный элемент может реагировать на потенциал корпуса, ток замыкания на землю, напряжение и ток нулевой последовательности, оперативный ток. В качестве выключателей могут применяться контакторы, магнитные пускатели, автоматические выключатели с независящим расцепителем, особые выключатели для УЗО.

Назначение УЗО защита от поражения электрическим током методом отключения ЭУ при появлении угрозы замыкания на корпус оборудования либо конкретно при касании токоведущих частей человеком.

Выравнивание потенциалов корпусов электрооборудования и связанных с ним конструкций и основания осуществляется устройством контурного заземлителя, электроды которого размещаются вокруг строения либо сооружения с заземленным либо зануленным оборудованием. Внутри контурного заземлителя под полом помещения либо площадки прокладываются горизонтальные продольные и поперечные электроды, соединенные сваркой с электродами контура. При наличии зануления контур присоединяется к нулевому проводу.

Выравнивание потенциалов корпусов оборудования и конструкций осуществляется присоединением конструкций и всех корпусов к сети зануления либо заземления. Схема защитного заземления приведена на рисунке 7.4.

Rз<4Ом

Рисунок 7.4 - Схема защитного заземления

8. Экономическая часть

8.1 Общие положения

Применение современных устройств ЖАТ предполагает создание более совершенных технологий обслуживания. Непрерывное тестирование, удаленный мониторинг технического состояния и прогнозирование отказов значительно упрощают процесс технического обслуживания устройств, делают предупредительную замену устройств автоматики вместо периодической.

По сравнению с системой ЭЦ, эксплуатирующимися в настоящее время на дороге, МПЦ обладает повышенной помехоустойчивостью, надежностью и увеличенным ресурсом, за счет применения иерархической структуры, современной элементной базы, глубокой самодиагностики программно - аппаратных средств и промышленного изготовления кабельного межблочного монтажа [11].

МПЦ позволяет снижать объем монтажных работ за счет унификации аппаратных средств и межблочных интерфейсов, сокращать места для размещения аппаратуры в релейном помещении поста ЭЦ.

Основными отказами системы ЭЦ являются:

- потеря контакта в ламподержателе - 1;

- перегорание лампы - 2;

- ложная занятость РЦ - 1.

Отказов системы МПЦ не выявлено, благодаря системе самодиагностики.

Основные технические и экономические задачи дистанции сигнализации, централизации и блокировки, как производственно-экономической системы, направлены на максимальное осуществление безопасности движения на железнодорожном транспорте. Основной производственно-технологической задачей дистанции является осуществление технического обслуживания с целью обеспечения надежности работы устройств автоматики и связи, а также повышения безопасности движения поездов. Главной экономической задачей дистанции заключается в обеспечении решения поставленных задач с максимальной прибылью от всех видов деятельности.

В этой связи, вопрос о внедрении новых технологий, техническом перевооружении, модернизации устаревших систем становится актуальным.

В проекте, основные инженерные решения направлены на повышение надёжности работы устройств СЦБ и техническое перевооружение системы электрической централизации (ЭЦ).

Потребность в техническом перевооружении на станции с путевым развитием, показанным в приложении А, возникла из-за того, что существующая система маршрутно-релейной централизации выработала свой эксплуатационный ресурс.

В этом случае, по закону надёжности, система приблизилась к этапу старения. На этом этапе, по теоретическим основам надёжности, вероятность возникновения опасных отказов системы резко возрастает.

Новая система микропроцессорной централизации (МПЦ Ebilock-950) проектируется на данной станции, так как эта система является одной из новейших разработок в системах управления движением.

Элементная база этой системы модульного типа и легко модернизируется, что значительно сокращает в дальнейшем финансовые затраты. Срок расчётной безотказной работы модуля в несколько раз (для дублированной системы 227 лет [12]) превышает срок работы реле и не требует проверки в лабораториях контрольно-измерительных приборов в ремонтно-техническом участке дистанции сигнализации и связи. Штат ремонтно-технического участка дистанции сигнализации и связи сокращается.

Сокращается время на обслуживание, осмотр и проверку аппаратуры поста электрической централизации. Также повышается электробезопасность при осмотре и проверки аппаратуры поста ЭЦ.

Компьютерная диагностика системы позволяет предупреждать возможные отказы в работе.

Новая система электропитания аппаратуры МПЦ позволяет экономить электроэнергии до 20% от количества потребляемой энергии старой системы электропитания электрической централизации и при этом отпадает необходимость финансовых затрат на приобретение и установку счётчиков [13].

При проектировании МПЦ Ebilock-950 на одной станции увеличения пропускной способности не предвидится, так как принцип построения логики централизации, алгоритм управления объектами централизации остаётся прежним. Меняется лишь элементная база и технические средства системы электрической централизации.

8.2 Расчёт себестоимости микропроцессорной системы Ebilock-950 и её сравнение с релейно-процессорной системой Диалог-Ц

1 Микропроцессорная централизация системы EBILOCK-950. Описание системы / АиТ Е06, Омский гос. ун-т путей сообщения. Омск, 37 с.

2 Станционные системы автоматики и телемеханики. Часть1: Учебное пособие / Лазарчук В.С. - Омский гос. университет путей сообщения. Омск, 1998. - 86 с.

3 Типовые материалы для проектирования 410207-ТМП. Микропроцессорная электрическая централизация Ebilock 950. Альбом 2: Проект примерной станции / ФГУП ГИПРОТРАНССИГНАЛСВЯЗЬ, 2002. - 150 с.

4 Микропроцессорная централизация системы EBILOCK 950. Описание системы, рекомендации к эксплуатации / Инструкция «АББ Даймлер Бенц Транспортейшн (Сигнал)» 2000. - 38 с.

5 Станционные системы автоматики и телемеханики. Часть2: Учебное пособие / Лазарчук В.С. - Омский гос. университет путей сообщения. Омск, 1998. - 106 с.

6 Журнал «Автоматика и Телемеханика»; №6. М., Автоматика, связь, информатика, 2002.

7 Типовые материалы для проектирования 410207-ТМП. Микропроцессорная электрическая централизация Ebilock 950. Альбом 4: Объектные контроллеры, источники питания, оптоволоконная система передачи данных / ФГУП ГИПРОТРАНССИГНАЛСВЯЗЬ, 2002. - 195 с.

8 Типовые материалы для проектирования 410207-ТМП. Микропроцессорная электрическая централизация Ebilock 950. Альбом 1: Пояснительная записка / ФГУП ГИПРОТРАНССИГНАЛСВЯЗЬ, 2002. - 105 с.

9 Линии автоматики, телемеханики и связи на ж.д. транспорте: Методическое указание по курсовому и дипломному проектированию / под редакц. Зайцева Г.В. - М.: ВЗИИТ, 1985. - 41 с.

10 Системы железнодорожной автоматики и телемеханики: Методическое пособие для выполнения курсового проекта / В.С. Лазарчук, Заколодяжный В.Н. - Омская гос. акад. путей сообщения. Омск, 1995. - 38 с.

11 Журнал «Автоматика и Телемеханика»; №12. М., Автоматика, связь, информатика, 2002.

12 Журнал «Автоматика и Телемеханика»; №8. М., Автоматика, связь, информатика, 2002.

13 Электроснабжение МПЦ (EBILOCK 950). Инструкция по эксплуатации / «АББ Даймлер Бенц Транспортейшн (Сигнал)» 2000.

14 Методические указания для курсового проектирования: Расчет производственного штата дистанции сигнализации и связи / Анисимов Н.К. - Л., 1973. - 36 с.

15 Технико-экономические обоснования инженерных решений в дипломных проектах. Часть 1: Основные положения технико-экономические обоснования инженерных решений. Методическое указание для дипломного проектирования / Акользина Г.И., Архипова Л.Г., Воронин В.Г., Ларина М.Н., Усманов Ю.А. Омский гос. ун-т путей сообщения. Омск, 1999. - 44 с.

16 Технико-экономические обоснования инженерных решений в дипломных проектах. Часть 2: Определение экономической эффективности по основным направлениям инженерных решений. Методическое указание для дипломного проектирования / Акользина Г.И., Архипова Л.Г., Воронин В.Г., Ларина М.Н., Усманов Ю.А. Омский гос. ун-т путей сообщения. Омск, 1999. - 44 с.

17 Эксплуатационные вопросы электрической централизации: Методические указания по курсовому и дипломному проектированию / Лазарчук В.С., Гук Н.Н. - Омский институт инж. ж.-д. транспорта. Омск, 1991. - 30 с. + 2 вклейки.

Размещено на Allbest.ru