Курс лекций по дисциплине "Основы автоматики и телемеханики на железнодорожном транспорте"

Сенімділікті есептеуде мақсатқа сай келесі ретті ұстану керек:

1. Бас тарту ұғымын  қалыптастыру. Сенімділікті есептеу  үшін құрылымдық сұлбаның элементтері  жүйенің бас тартуынан тәуелді. Сенімділікті есептеуде істен шығулары оның бас тартуына әкеліп соғатын жүйенің элементтерін ғана есепке алу керек.

2. Сенімділіктің құрылымдық  сұлбасын құру. Есептеу сұлбасына  блоктарды, аспаптар мен құрылғыларды  қосады. Сонымен қатар, бұл компоненттер  уақыттың кейбір бөлігін ғана функциялайтын элементтерден тұрады. Сондықтан мұндай элементтерді олардың жұмысының уақыты бойынша есептеудің өзіндік элементтеріне топтастырады.

3. Есептеу әдісін таңдау. Элементтерді қосу типіне сәйкес  есептеу формулаларын қолданады  және кесте бойынша элементтердің бас тарту интенсивтілігін таңдайды. Элементтердің жұмыс режимдерінің картасының болуы жүктеме коэффициентін анықтайды және графиктер бойынша немесе анықтаушы формулалар бойынша сенімділікті есептеудің барлық элементтері үшін кн есептейді.

4. Кесте құру. Жүйенің  бас тарту интенсивтілігін анықтау  үшін құрылады. Сонымен қатар  сенімділіктің жобаланған және  соңғы есептеуі жүргізілуі мүмкін. Соңғы кезеңде жалпы техниканың әртүрлі салаларындағы жетістіктер таңдай қағарлық. Техника өзінің даму тарихында адам затының құлақ естіп, көз көрмеген жетістіктерге қол жеткізуде. Осындай ғылыми –техникалық жаңғыру заманында біздің темір жол саласының дамыған технологиялық құрылғыларымен қайта жабдықтау, яғни релелік орталықтанырудан микропроцессорлық орталықтандыру жүйесіне көшу қандайда бір жетістік емес, бұл ақпараттық технологиялар негізінде темір жол кешенінің құрылымдық бөлімшелер мен тасымалдаудағы техникалық процесті жаңартудағы қажеттілік. Микропроцессорлық орталықтандыру жүйесін енгізе отырып, біз алғашқы ақпаратты қабылдау көзі (қозғалыстағы құрам, сигнал беру, орталықтандыру және байланыс құрылғылары және тағы басқа) мен жоғары деңгейдегі тасымалдау процесін басқару жүйесімен ыңғайлы байланыс тізбегін релелік базадағы электрлік орталықтандыруда қажет ететін қосымша баптаулардан құтыламыз. Микропроцессорлық орталықтандыру жүйесінің құрылғыларымен бекеттегі техникалық процесті қауіпсіз жүзеге асыруды, маршрутты орнату және ажырату, бүкіл қауіпсіздікті тексере отырып, рұқсат етуші белгіні ұстап тұру және маршруттарды кодалау, маневрлік қозғалыстар жасағанда бұрыштық кірістерді бөлу, переездерге жақындау туралы хабар беру, шақырушы белгіні қосу, бұрмаларды жеке басқару және орнына автоматты түрде қайтару, телімдерді ажырату, бұрмалар мен оқшауланған телімдердің макетін орнату және ажырату, қабылдау-жөнелту жолдарын оқшаулау және тағы басқа сол сияқты амалдарды қамтамасыз етеді.

Микропоцессорлық орталықтандыру жүйесі пойыз жағдайы мен жүйе элементтерінде ақау пайда болғандығы туралы бекет кезекшісі мен темір жол кешенінің басқа да пайдалаушыларына қосымша ақпарат ұсынады. Басты негізі ретінде микроконтроллерлер мен ЭЕМ жүйесі сенімді, ыңғайлы және жұмыс жасағанда, қарапайым етіп, релелік жүйемен салыстырғанда белгілі бір көлемде өзіндік құны азаяды.

Микропроцессорлық орталықтандыру жүйесі басқада есептік басқару жүйелерімен ақпарат ауысуды жеңілдетеді.

Өзіндік ерекшеліктеріне байланысты микропроцессорлық орталықтандыру жүйесі релелік маршруттық орталықтандыру жүйесіндегі сияқты көптеген түрлері бар. Негізінен микропроцессорлық орталықтандыру жүйесін дамыған еуропа елдерінің пайдаланып келе жатқанына айтарлықтай көп жылдар болды. Бұл жүйені зерттеп, қолданысқа соңғы жылдары көрші жатқан Ресей елі атсалыса кіріскен. Сондықтанда микропроцессорлық орталықтандыру жүйсінің көптеген түрлері Ресей Федерациясында зерттеліп енгізіліп жатыр.

Релелі темір жол автоматика және телемеханика жүйелерінің төменгі тез әсер етуі, үлкен материал сыйымдылығы және жеткіліксіз металдардың көрнекті шығыны, қатысты жоғары емес сенімділігі мұндай ақпарат жүйелерінде және құрылымды артықшылықтарда енгізудің тәжірибелік рұқсатсыздығын шарттандырады. Тіпті қамтамасыздандырылмайтын жүйелерді жасау үшін қажет болады.

Бұл сұрақтың шешімі түйіспелі емес желілерде болуы мүмкін. Темір жол автоматика және телемеханика жүйелерінің жартылай өткізгішті техникасының алғашқы жұмыстарын пайдалану 1950 жылдарда басталды. Сол кезде транзисторларды пайдалану арқылы өңделетін және «Нева» (1976), ЧДЦ (1961) диспетчерлік орталығының жүйелері енгізілген болатын. Сондай-ақ түйіспелі емес техника негізінен пойыздар қозғалысының қауіпсіздігін қамтамасыздандырумен қатар – байланыспаған есептерді шешу үшін пайдаланылған.

1980 жылдардан бастап  темір жол АТ  жүйелерін тұрғызу  үшін микроэлектронды, микропроцессорлы  және комьютерлік техниканың  пайдалану жұмыстары басталды: Микропроцессорлы  және компьютерлі ДО, дөңестік  автоматиканың микропроцессорлы жинағы және тағыда басқалар.

Темір жол АТ жүйелеріне түйіспесіз техниканың жай енгізілуінің бір себебі, оны қолдану кезінде өзінің көрнектілігін жоғалту және айқын емес болуы оның қауіпсіздігін қамтамасыздандандыру мәселесы болып табылады. Техникалық құралдар қауіпсіздігін дәлелдеу әдістері және темір жол АТ жүйелерінің микропроцессорлы және микроэлектронды қауіпсіздігін қамтамасыздандыру арнайы әдістерін өңдеу Ленинград пен Москваның темір жол көлігінің инженерлерін дайындайтын институттарда 1960 жылдардың аяғы мен 1970 жылдардың бас жақтарында жүргізілген.

Мкропроцессорлы техникаға өту темір жол АТ  жүйелерінің аппаратурасының қарсылықсыздығын арттыруға мүмкіндік береді. МГУПС берілгендері бойынша қорғаушы қабыл алмауға деген орташа көрсеткішті микропроцессорлы жүйе аппаратурасының 5∙105 сағ құрады, ол тіпті АБ сандық кодтық аппаратурасымен салыстырғанда 2.27 есе көп және оқшауланбаған түйіспелі тональдарымен рельсік тізбектері бар автоблокировкамен салыстырғанда 2.77 есе көп.

Өңдеушілердің айтуы бойынша микропроцессорлы орталықтандыру жүйесінің жалпы қауіпсіздігі және релелі жүйелерге қарағанда жоғарылау болды.

Солайша, жаппон SMILE жүйесі үшін қауіпті ақаулар қарқындылығы 1.6∙10-10 ...5.8∙10-12 сағ шегінде, ал қорғаушылар үшін 1∙10-7...4.8∙10-9 сағ шегінде орналасады. Ол бұрынғы релелі жүйелерге қарағанда 2 ретке аз болады. Ағылшын SSI жүйесінің қауіпті ақауға дейін жасаған жұмыс уақыты -4∙105...1∙106 жыл. Микропроцессорлық орталықтандыру жүйесінің қызмет ету мерзімі релелі жүйелерден кем емес. Мысалы, Австрия фирмасы «Alcatel» Elektra жүйесінің қызмет ету мерзімі 25 жылдан кем емес. Микропроцессорлық орталықтандыру жүйесінің жөндеу уақыты дайындық коэффициенті 0.9999 кем емес кезінде 0.2...12 сағ құрайды.

Жаңа релелі ЭО жоспарланып, қолданысқа енгізілуі аппаратура бағасының көрнекті өсуімен қатар жүрді. Нәтижесінде БМРО және ЭО-И жүйелеріндегі, унифицирленген ЭО-ға орталықтанған бір бағытқа келетін реленің орташа саны 1:1,28:1,94. пропорциясына сәйкес келеді. Темір жол АТ  жүйелерін микропроцессорлық орталықтандыру жүйесінің тұрақты тенденциясының бағасының төмендеуі оның функционалды мүмкіндіктерінің бір мезгілде кеңейтілуі кезінде темір жолдардағы қарқындылығының өсуін анықтайды. Микроэлектронды элемент базасын пайдалану арқылы тұрғызылған бақылау және басқару жүйесінің ерекшеліктерінің бірі қысқа мерзімді ақауларды өздігінен жоятын қарқындылық. Тұрақты ақау қарқындылығы бір–екі ретке жоғары болатындығымен аяқталады. Ауытқу қателіктерінің көрсеткіші барынша орындалған алгоритмдер сақталымдарына тәуелді және командалар мен операциялардың орындалу жылдамдығының жоғарылауы мен өсіп отырады.

Мұндай жүйе үшін қажет етілетін сенімділікпен қамтамасыз ету, яғни аяқталу, шындық және өз уақытында алгоритмдердің орындалуы болып табылады. Функцияналды сенімділіктің сандық бағасы ретінде оның анықталуы үшін бұйрықтар, микрооперациялар, логикалық функциялар және тағы басқалар сәйкес келетін аппаратура элементтерімен дұрыс орындалу ықтималдылығын бағалау қажеттігі қызмет етеді.

Микроэлектронды дискретті құрылғылардағы ауытқитын қателіктер сигналдардың сыналу кездерінде немесе микросұлбалар кристалдарындағы ішкі кедергілер әсерінен пайда болады. Критикалық жарыстармен күресу үшін арнайы синхрондаушы сигналдарды немесе кідіріс қондырғысының көмегі арқылы сигналдардың уақытша қойылмау кезеңінде өңдеушілерге дискретті қондырғылардың тұрақты жұмысын қамтамасыздандыру ету үшін тиісті шаралар қабылдауға мүмкіндік береді.

ЭО обьектілерін басқаратын посттық релелік-түйіспелік құрылғылар сенімділігі бойынша бірінші класс релелерінен іске асырылған және типтік релелік стативтер түрінде конструктивті жасақталған және жобалаудың монтажды сұлбасына сәйкес релелер құрастырылған.

Жергілікті және қолданбалы автоматика объекітлерін басқару мен бақылаудың посттық құрылғылар релелерінің қосылуының принципиалды сұлбасы негізінен кейбір ерекшеліктерімен релелік электр орталықтандыру жүйесінің релелік құрылғылар принципиалды қосылу сұлбасымен өте ұқсас келеді.

УВК ЭЦМ берілген құрылғымен өзара байланысы келесідей жүзеге асырылады:

- басқару бойынша – УВК алмастырғышы арқылы БВД шығыс блогының кірісіне жалғанған басқарушы ПУ және МУ релелерінің және сәйкестік стативінің көмегімен жүзеге асырылады;

- бақылау бойынша - УВК  алмастырғышы арқылы БВВ енгізу  блогының кірісіне жалғанған  басқарушы ПК және МК релелерінің және сәйкестік стативінің көмегімен жүзеге асырылады;

Басқару әсерліктерін бұрманы ауыстыруға енгізу барысында барлық қауіпсіздік шарттарының тексерілуі технологиялық бағдарламалармен жүзеге асырылады және басқарушы реле түйіспелерінің қосылу тізбегіне басқа жат релелерді қосып, енгізуді талап етпейді.

Апаттық режимде бұрманы басқару апаттық басқару пультінен жүзеге асырылады және «Плюс» және «Минус» батырлмаларының басылуымен бақыланады.

Бұрма ауысуын тексеру тізбегіне СП реле түйіспесінің қосылуы бұрманы апаттық басқару кезінде рельс тізбегінің бостығын тексерумен немесе қосымша бұрма ауыстыру есептеуіш батырмасының басылуымен қажеттеледі. Ал, қалған жағдайларда бұрманы басқару мен бақылаудың посттық құрылғыларының шыңдалуы, сонымен қатар бұрмалардың алаңдық құрылғылары релелік ЭО жүйесімен аналогты түрде сәйкес келеді.

УВК ЭЦМ берңлген құрылғылармен байланысы келесідей жүзеге асырылады:

- басқару бойынша –  сәйкестік стативімен УВК ажыратқышы  арқылы шығыс БВД блогының  шығысына қосылған, МС басқарушы реле көмегімен жүзеге асырылады.

- бақылау бойынша –  сәйкестік стативі мен УВк  ажыратқышы арқылы кіріс БВВ  блогының кірісне қосылған МС  және МО реле түйіспелері арқылы  жүзеге асырылады.

Маневрлік бағдаршам оттарын басқару үшін берілген басқару әсерліктері кезінде барлық қауіпсіздік шарттарының тексерілуі технологиялық бағдарламамен жүзеге асырылып, басқарушы релелік-түйіспелік қосылу тізбегіне басқа релелерді қосуды талап етпейді. Маневрлік бағдаршам оттарын басқару мен бақылау сұлбаларының және олардың алаңдық құрылғылары ЭО-ның релелік түйіспелерімен аналогті түрде ұқсас болып келеді.

Үш мәнді сигнализация кезінде шығу бағдаршамының қосылу сұлбасы УВК ЭЦМ жүйесімен байланысы келесідей жүзеге асырылады:

- басқару бойынша –  сәйкестік стативі мен УВК ажыратқышы арқылы БВД шығыс блогының шығысына қосылған С, МС, ЗС, МГС, ПС және ГМ басқарушы релелер көмегімен жүзеге асырылады.

- бақылау бойынша –  сәйкестік стативі мен УВК  ажыратқышы арқылы БВВ кіріс  блогының кірісіне қосылған С, МС, ПСД, ПС1, ГМ, О, ЖЗС, О1 және СО релелері түйіспелері арқылы жүзеге асырылады.

СО сәйкестік релесінің жұмысы – бағдаршамдардың рұқсат етуші шамдарының негізгі қылдары күйіп кеткен жағдайда, резервті қылына ауыстырып қосатын, УВК ЭЦМ-нен тыс аппаратты әдіспен іске асырылады. Бұл рұқсат етуші көрсеткіштердің негізгі қылдарының күйіп кеткен жағдайларында оларды тез арада ауыстыру үшін қолданылады.

Шығыс бағдаршам оттарын басқару және бақылау сұлбалары және оның алаңдық құрылғылары, ЭО релелік жүйесімен аналогты түрде ұқсас келеді.

Кіріс бағдаршам оттарының қосылу сұлбасының УВК ЭЦМ жүйесімен байланысы келесідей жүзеге асырылады:

- басқару бойынша –  сәйкестік стаитві мен УВК  ажыратқышы арқылы қосылған БВД  шығыс блогының шығысына жалғанған  С, ЗС, МГС, ПС және ГМ басқарушы релерінің көмегімен жүзеге асырылады;

- бақылау бойынша –  сәйкестік стативі мен УВК  ажыратқышы арқылы БВВ кіріс  блогының кірісіне жалғанған  С, Пс, Гм, РУ, КПС, КО және А реле  түйіспелері арқылы жүзеге асырылады.

 

 

Бақылау сұрақтары.

 

1. Микропроцессорлық жүйелердің сенімділігі не талап етеді?

2. Сенімділіктің соңғы  есептеуі неге негізделген?

3. Сенімділікті есептеуде  нені ұстану керек?

4. «Сенімділік әдісін  таңдау» сөзі нені білдіреді?

5. «Сенімділіктің құрылымдық  сұлбасын құру» сөзі нені білдіреді?

 

 

Әдебиеттер.

 

1. В.В. Сапожников, Вл.В. Сапожников, В.И. Шаманов «Надежность устройств автоматики и телемеханики на железнодорожном транспорте» Москва, Маршрут – 2003г

2.А.С.Переборов и др. «Теоретические основы автоматики  и телемеханики на железнодорожном транспорте» Москва, Транспорт – 1988г

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Дәріс 12

АТБ құрылғыларының эксплуатационды сенімділігінің негізгі сұрақтары. Сенімділік туралы статистикалық ақпаратты жинау құрылымы.