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

Дәріс 1

Кіріспе. Пәннің мақсаты мен мазмұны. АТБ жүйелерінің сенмділігі.

 

Көлік- коммуникациялық комплекстің қаупсіз және үздіксіз жұмыс істеуіне, қамтамасыз ету мәселелері Қазақстан Республикасы экономикасының  және әлеуметтік дамуының стратегиясына жатады.

   Бұл теміржол көлігінің әлемдік экономикадағы Қазақстан интеграциясы және нарықтық деңгейдегі басты мақсаты. Бұл жағдайда нақты поездардың қозғалысын ұйымдастыру маңызды болып саналады. Ол маңызды түрде темір жол көлігінің жұмысын анықтайды.Қазіргі кезде қаражаттың аздығынан және нарықтық экономикаға өту шарттарынан сенімділік жеткіліксіз болып саналады. «Қазақстан Темір Жолы» құрылғылардың сенімділігін арттырудың барлық жағдайын жасады дегенмен олдұрыс орындалмай отыр. Сондықтан да  Автоматика, телемеханика және байланыс құрылғыларының жұмыс істеу мүмкіншілгін жоғарылату міндеті өзекті түрде ғана қалып отыр. Темір жол жұмысының қауіпсіздігін жоғарылату және эксплуатациялық жұмысын жеңілдетутехникалық құралдардың жоғарғы сенімділігінсіз мүмкін емес. Қазақстан темір жол желісінде автоматика, телемеханика және байланыс құрылғыларын талдау және тексеру үшін сенімділк лабороториясы бар. Сенімділік теориясы өткен ғасырдың 50- жылдарында есептеуіш техникамен  радио дами бастаған кезде қалыптасқан.Алғаш сенімділік құрылғыларының жұмысы Майер, Стрелецкиймен басылып шыққан. Онда сенімділік теориясының  түсініктемелері келтірілген. Сенімділік теориясы дамуының келесі этапы 60- жылдар болып табылады.Олар сенімділік мәселесі бойынша зерттеу деңгейімен көлемінің күрт өсуімен сипатталады. Сенімділік теориясы әдісінен кездейсоқ функциясы теориясына көшу туралы сенімділік принципі келді. Сонымен қатар қалдық деформациясы механикалық шығындар туралы мағлұматтарды ескеруге мүмкіншілік туды. Осы жылдары «техника сенімділігі» атты жаңа ғылыми бағыт ашылды. Сенімділік теориясының мынандай бөлімдері шығарылды: Қайта қалпына келу женекелмеу резервтер әдісі, автоматика, телемеханика және байланыс құрылғыларын пайдалану әдісі, жаңа техника түрлерін тексеру әдісі және автоматика, телемеханика және байланыс жүйесі элементінің сенімділгі туралы берілгендер экспертінің есебі және негізгі көрсеткіштері бойынша құрылғылардың сенімділігінің стандарты пайда болды.

Темір жол көлігінде басты назар пойыздар қозғалысын ұйымдастыруға арналады, ол автоматика, телемеханика және байланыс құрылғыларының үздіксіздігімен анықталады. Қазіргі таңда басты жолдардың бұрылу ұзындығы18832 шақырымды құрайды. Станциялық жолдардың ара қашықтығы 6917 шақырымды құрайды. Автоматика, телемеханика және байланыс құрылғыларының жағдайы поездың қозғалу жылдамдығына әсер етеді, яғни жолдардың техникалық қалпына, көрсеткіштеріне және де басқа СОБ құрылғыларына  байданысты төмендейді немесе жоғарылайды. Бұл мәселены шешу үшін темірбетондық шпалды қолдану және байланыс құрылғылары жұмысынының деңгейін жоғарылату үшін басқа автоматика құралдарын пайдалану керек.

Техникалық диагностикалау оқулықтарда іздеу және орнату, бақылау объектісінің ақаусыздығын және жұмыс қабілеттілігін тексеру және олардың жұмыс істеу дұрыстығынбақылау сияқты мәселелерді шешеді.

Бақылау объектілерін, яғни автоматика және телемеханика құрылғыларын диагностикалау үшін екі негізгі әдіс қолданылады: құрама және тізбекті. Құрама әдіс кезінде объектінің белгілі кірісіне шығыс сигналдарының сипатын кезекті тіркеумен сәйкес электрлік сигналдар беріледі.

Алынған шығыс сигналын салыстырумен берілген блоктың, түйіннің және жүйешенің ақаусыздығы туралы хабарланады. Мұндай әдіс кезінде барлық тексерістер алдын ала белгіленеді. Автоматика және телемеханика құрылғылары үшін мұндай әдіс оларды пайдалануға беру алдында қолданылады.

Тізбектей әдіс тек қана істен шығу немесе ақаулық туралы фактінің бар кезінде қолданылады. Бұл әдістің ішкі тексеру сияқты ақаулы элементтерді алмастыру және параметрлерді өлшеу сияқты екі түрі бар. Олардың ішінен ең қажеттісі алаңдық құрылғыларды тексеру кезінде сыртқы тексеру болып табылады. Ақаулықтарды едәуір рационалды іздеу және орнату тізбектей жинау қолданылады, яғни бұл кезде жүйенің барлық элементтері кезекпен тексеріледі. Бұл әдіс элементтер арасында байланыс жоқ кезінде қолданылады.

Тізбекті әдіске «ортақ нүкте» әдісі жатады, яғни ол элемент тердің саны және істен шығулардан ықтималдығы бойынша ерекшеленетін бірнеше әртүрлілікке ие. «Ортақ нүкте» әдісі элементтердің саны бойынша барлық элементтерді шамамен екі топқа жақын күйге бөлуден тұрады. Жүйенің бір элементінде бір істен шығу кезінде, соңғысы топтардың бірінді болып шығады. Ақаулы элементті топты қайтадан шамамен екі тең топқа бөледі және дефектілі элементті орнатқанға дейін. Мысалы, жүйе 1000 элементтен тұрса, онда бірінші «ортақ нүктеде» ақаулы элемент 500 элементтен тұратын топтың бірінде болып шығады, топты екінші рет бөлгеннен кейін 250 элементтерден тұрады және тағы сол сияқты. Онда тексеру санын N n=2N өрнегі бойынша анықтауға болады, мұндағы n – тексерілетін жүйенің элементтерінің саны. Берілген жағдайда ақаулықтарды іздеі кезінде N 10 артық болмайды. «Ортақ нүкте» әдісі істен шығулар ықтималдығы бойынша алда қарастырылғанға қарағанда элементтердің саны бойынша емес, ықтималдық сомасы бойынша екі топқа бөлуді қарастырады, яғни әрбір элемент ақаулы болып шығуы мүмкін.

Іс жүзінде «уақыт-ықтималдылық» және  ықтималдылық бойынша «ортақ нүкте» әдістер комбинациясынан тұратын ақпараттық әдіс кеңінен қолданылады, яғни оны едәуір әмбебапты деп санауға болады. Берілген әдіс негізінде тексерудің оптималды ақпараттық диаграммасын құруға болады, бірақ бұл кейбір есеп күрделілігімен байланысты. Бұл мәселені объектінің математикалық моделі негізінде ақаулықтарды іздеудің сипаттамалық ерекшеліктерін анықтау әдісімен шешуге болады.

Ақаулықты іздеу уақыты релелі-түйіспелі сұбалардың жұмысын математикалық кескіндейтін құрылымдық формуланы қолдануға негізделген әдіспен қысқарады. Мұндай формулаларға реле орамалары мен түйіспелерінің, электромагниттердің және басқа элементтердің символдары кіреді. Негізінен электрлік орталықтандыру және дөңестік автоматика блоктарын тексеру үшін қолданылатын құрама әдіс әрекет ету барысы бойынша тестілік диагностика әдісіне жатады. Яғни, олай болса, бұл бағдарламалар функцияналдық анализді құрайды және тек қана біреулік ақаулардың бар болуын қарастырады, онда олар қойылған мәселенің оптималды шешімін бермейді деп сенімді айтуға болады.

Переездік сигнализация құрылғыларының істен шығулары автоблокировка құрылғыларына сәйкес, бірақ мұнда тағы қозғалтқыш пен түйіспелік жүйенің істен шығуларымен түсіндірілетін автошлагбаумдардың электр жетегінің істеншығуы қосылады.

Автоблокировканың сигналдық нүктесінің ақаулығының сипаттық құбылысы болып осы сигналмен қоршалатын блок-учаскенің бос кезінде өтпе бағдаршамда қызыл оттың жануы табылады. Мұндай ақаудың себебі қоректік немесе релелік соңдардың аппаратураларының немесе қорек жүйесінің істен шығуы болып табылады. Істен шығуды іздеу ережеге сай жалған тыйым салушы көрсеткіш сигналының орнын табу бойынша релелік соңнан басталады.

Кодалық автоблокировканың өтпе нүктесіндегі істен шығуды іздеу кезінде істен шығу туралы бірінші ақпаратты ЖР сигналдық және импульстік жолдық реленің күйін мұқият бақылау арқылы алуға болады. Сирек жағдайларда ЖР релесі якорын сенімді тартады, ақаусыз жағдайларда тоқсыз  немесе тоққа тұруға әрекет етеді. Уақыт өтуімен оның фронттық түйіспесі тұйықталып, бағдаршамда қысқауақытты рұқсат етуші белгінің пайда болуына әкеліп соқтырады. ЖР релесінің мұндай күйі жолдық реленің әртүрлі жұмысымен түсіндірілуі мүмкін. Егер жолдық реленің тылдық түйіспесі оның орамасындағы кернеуді тексерумен тұрақты тұйықталған, сонымен қатар сүзгінің кірісі және шығысында себеп реледе, сүзгіде немесе рельс тізбегінде екендігін орнатуға болады. Егер жолдық реленің фронттық түйіспесі тұрақты тұйықталған болса, онда бұл рельс тізбегінде үздіксіз қоректің бар екендігін айқындайды. Бұл оқиғаның себебі болып трансмиттердің қорек соңында тоқтап қалуы, қоректік соңдағы ТР релесінің ұшқын өшіруші конденсаторының тесілуі табылады.

Пойыздар қозғалысын басқару үшін қызмет ететін теміржол автоматика және телемеханика құрылғылары темір жолды техникалық жабдықтаудың қажетті құрылғысы болып табылады. Олар бекетте және аралықта бұрмалар мен сигналдарды басқару үшін арналған, олардың істен шығусыз жұмысы тасымалдау процесіне тәуелді болады.

Олардың көлемді назары автоматика және телемеханика құрылғыларының істеншығусыздығы мен қалпына келіру мәселесіне бөлінеді. Бір жағынан тасымалдау процесін автоматтандыру және электрлік орталықтандыру, автоблокировка және темір жол автоматика және телемеханикасының басқа жүйелерін қолдану айтарлықтай дәрежеде темір жол жұмысының жеке құрылғылардың сенімділігіне тәуелділігін арттырды. Екінші жағынан «істен шығу» бағасы лезде өсті, басқаша айтқанда – техникалық құрылғылардың жұмысында пайда болатын пойыздардың интенсивті қозғалысты учаскесінде шығынға әкеліп соқты. Бұр кезде шешуші мән істен шығулар мен құрылғылардың қалыпты жұмысын қалыптастыру сұрақтарын дағдылайды.

Жол телімдерінің қажетті жөнелту қабілеттілігі және қауіпсіз пойыздар қозғалысы істен шығусыз автоматика құрылғыларының ірекет етуін талап етеді. Істеншығулар мен ақаулықтарды ескерту және құрылғылардың істеншығусыз әрекеті пайдалануда сапалы мазмұнға ие жобалау және өндіріс этаптарында техникалық шешім кешенімен қамтамасыз етілуі тиіс.

Пайдалануда сенімділігі төмен жүйелердің жеткіліксіз сенімділігін қолдағаннан гөрі, негізгі күшті сенімді құрылғыларды құруға бағыттаған жөн.

Осыған байланысты соңғы кездерде темір жол автоматика және телемеханика құрылғыларының әрекет ету сенімділігінің мәселелерін қарастыру маңызды болып табыла бастады. Сенімділік сұрақтарын кешендік оқу істен шығулардың пайда болу заңдылығын және жұмыс қабілеттілікті қалыптастыруға; жеке элементтердің жұмысына әсер еттін сыртқы және ішкі факторлардың әсерін қарастыру; құрылғылардың жұмысының спецификациясын ескерумен сенімділікті бағалау әдісін өңдеу; элементтер мен жүйелердің сенімділігін арттыру әдістерін зерттеу мүмкіндік береді.

Электрлендіру қызметтеріне және электрэнергетикасы шаруашылығының себептеріне байланысты істен шығулар 8 % құрайды және келесідей түсіндіріледі. Электрмен қамту желісі белгілі дәрежеге ие снімділіктен тұрады, олардын тоқтаусыз жұмыс істеу ықтималдығы бірг тең емес; желі абсолютті «климаттық» орнықтылыққа ие емес: оған жоғары температура, мұздақ, күшті дауылдар және тағы басқалар әсер етеді.

Автоматика және телемеханика құрылғыларының сенімді жұмысы пойыздар қозғалысының кідірісін болдырмайды, яғни бүкіл тасымалдау процесінің сапасын біршама жақсартуға мүмкіндік береді.

Автоматика және телемеханика құрылғыларының қалпына келу уақытын талдау, оның қазір өте баяау жүріп жатқандығын көрсетеді. Осы уақытта темір жол көлігінде пойыздар қозғалысының жылдамдығының және интенсивтілігінің тұрақты артуы жүзеге асып жатыр. Бұл пайдалану қарқынын күрделендіріп, қатардан және істен шығу ликвидация уақытын біршама қысқартып жаңа әдістер мен техникалық құрылғыларды жасауды талап етеді. Мәселенің күрделілігі белгі беру және байланыс дистанциясында қажетті мамандық кадрларының жетіспеушілігінде болып отыр.

Бұл күрделі мәселелерді шешу автоматика және телемеханика құрылғыларына техникалық қызмет көрсетудің жаңа прогрессивті әдістерін өңдеу және енгізу мүмкіндігімен ғана қол жеткізіледі.

Біздің еліміздің темір жол желісінде тасымалдау процесінің үздіксіз өсуі пойыздар қозғалысының интенсивтілігі мен жылдамдығының өсуіне тікелей байланысты. Осыған орай негізгі міндет тасымалдау процесін кешендік автоматтандыру және механикаландырумен жаңа автоматика, телемеханика және байланыс құрылғыларын қолдануға бағытталған.

Теміржол желісінің өткізу қабілеттілігін және поездар қозғалысының қауіпсізділігін арттырудың қуатты құралы болып автоблокировка табылады. Автоматты локомотивті сигнализация және диспечерлік бақылау құрылғыларының кешеніндегі автоблокировка аз интервалмен пойыздардың қозғалысын ұйымдастыруға және магистральдық желінің өткізу қабілеттілігін бір шама арттыруға  мүмкіндік береді. Стансада пойыздардың басып озу кезіндегі уақыт шығынының қысқаруы нәтижесінде автоблокировкада пойыздардың учаскелік жылдамдығы артады. Бұдан басқа автоблокировка жұмысшылардың еңбек өнімділігін арттыруға, пайдалану шығындарын қысқартуға және пойыздар қозғалысының жоғары қауіпсіздігін қамтамасыз етуге мүмкіндік береді.

 

 

Бақылау сұрақтары.

 

1. Оқылатын пәннің негізгі мақсаты мен міндеттері қандай?

2.Жалпы автоматика және телемеханика жүйелеріне қандай элементтер жатады?

3. Темір жол көлігінде басты назар неге аударылады және қазіргі таңда басты жолдардың бұрылу ұзындығы қандай?

4. Ақаулықты іздеу уақыты қандай әдісті қолдануға негізделген?

5. Біздің еліміздің темір жол желісінде тасымалдау процесінің үздіксіз өсуі неге байланысты?

 

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 2

Техникалық кибернетика және оның сенімділік сұрақтарын шешу кезіндегі мәселелері.

 

 Комплекстік автоматизация және тасымалдауды ұйымдастыру БДП қарауымен жолдар жұмысының технологиялық процессінің  автоматизациясын және басқару процесстерінің телемеханизациясын немесе автрматизациясын станцияларда поездар қозғалысын адам орындайтын тексерулерді құрайды. Бұл мәселеларды шешу техникалық кибернетика мақсатына жатады.