Aktuální vydání

celé číslo

07

2020

Řízení distribučních soustav a chytrá města

Měření a monitorování prostředí v budovách a venkovním prostředí

celé číslo

Diagnostický a měřicí systém pro železniční zabezpečovací zařízení

Efektivní provoz elektronických železničních zabezpečovacích zařízení vyžaduje zavedení výkonných diagnostických nástrojů, které shromažďují stavové a měřené veličiny pro účely preventivní údržby, rychlé obnovy po poruše nebo vyšetření nehod. Velký důraz je přitom kladen na hodnověrnost, pohotovost a účinnou vizualizaci dat.
 
Společnost AŽD Praha s. r. o. vyvinula a pro železniční stanice a tratě v tuzemsku i v zahraničí dodává lokální diagnostický systém LDS-3. Tento modulární provozní diagnostickým systém je určen pro sběr, archivaci, klasifikaci a sledování provozních údajů lokálně dostupných diagnostikovaných zařízení – jejich stavu, událostí a měřených veličin.
 
Tímto diagnostickým systémem lze diagnostikovat tato jednotlivá zabezpečovací zařízení dodávaná firmou AŽD Praha s. r. o. (není-li uvedeno jinak):
  • staniční zabezpečovací zařízení typu SZZ-ETB, ESA 11, ESA 33,
  • panel elektronického rozhraní EIP,
  • systém kolejových obvodů KOA-1,
  • systém automatického bloku ABE-1,
  • přejezdová zabezpečovací zařízení typu AŽD 71, PZZ-RE, PZZ-AC, PZZ-EA, PZZ-EPA,
  • univerzální napájecí zdroje UNZ-1, UNZ-2, UNZ-3 a měniče DAK-2.X (výrobce Elcom a. s.).
Požadované měřené hodnoty jsou získávány z:
  • měřicí ústředny DISTA, DISTA2 (výrobce Starmon s. r. o.),
  • distribuovaného měřicího systému DMS,
  • komerčních inteligentních senzorů.
Výběr diagnostikovaných zařízení lze nadále rozšiřovat o další zařízení, jsou-li vybavena příslušným komunikačním rozhraním. Diagnostický systém může být použit i v jiné oblasti dopravy a v průmyslu, tam, kde je třeba nezávisle monitorovat, archivovat a vizualizovat činnost řídicích systémů.
 

Lokální diagnostický systém LDS-3

 
Nejdůležitější částí lokálního diagnostického systému LDS-3 (obr. 1) je diagnostický lokální server (DLS), pracující pod operačním systémem Linux, jehož hlavními úkoly jsou sběr dat, jejich dlouhodobá archivace, generování diagnostických hlášení na základě jejich analýzy a zpřístupnění sebraných dat uživateli prostřednictvím diagnostického lokálního přístupového počítače (DLA). V rozšířené verzi DLS umožňuje zasílat servisní SMS zaměstnancům údržby prostřednictvím modulu GSM.
 
Úkolem počítače DLA s operačním systémem MS Windows XP je vizualizace aktuálních diagnostických dat a zpracování archivovaných dat pro potřeby uživatele. Software DLA umožňuje uživateli určovat krajní meze hodnot sledovaných veličin, na jejichž základě se klasifikuje porucha.
 
Komunikační a měřicí rozhraní k jednotlivým diagnostikovaným zabezpečovacím zařízením musí zajistit, že systém LDS-3 nemůže negativně ovlivnit jejich činnost. Jednotlivá zabezpečovací zařízení mají jednosměrné oddělení od diagnostického lokálního serveru, což umožňuje vybudovat v uživatelské vrstvě diagnostického systému obecný informační systém, který zvyšuje užitnou hodnotu systému přenosem diagnostických dat i do vzdálených dispečinků.
 
Pro přenos diagnostických dat jsou obvykle použity vyhrazené přenosové prostředky běžně využívané při budování datových sítí. Prostředky či uzly systému LDS-3 se převážně připojují rozhraním Ethernet. Vedle toho lze sdílet přenosové prostředky komunikačního systému zabezpečovacích zařízení KSZZ, systému dálkového ovládání DOZ-1 (oba vyrábí AŽD Praha s. r. o.), nebo lze dokonce využít drážní intranet.
 
Pro pohodlnou práci dispečera s daty archivovanými v uvedené lokální úrovni je určen připravovaný globální diagnostický systém GDS, který poskytne uživateli další, vyšší stupeň centralizace řízení údržby a dohledu nad kvalitou provozu a servisu.
 
Lokální diagnostický systém LDS-3 může svými funkcemi ve spolupráci s měřicí ústřednou DISTA nebo s měřicími jednotkami DMS nahradit některá pravidelná měření vykonávaná ručně zaměstnanci údržby podle předpisů pro údržbu železničního zabezpečovacího zařízení. Mezi měřené veličiny patří:
  • teplota technologických místností, skříní a počítačů,
  • napětí AC a DC napájecích soustav a kolejových obvodů,
  • izolační odpor napájecích soustav a kolejových obvodů,
  • příkon třífázových asynchronních motorů přestavníků výhybek,
  • frekvence kódování kolejových obvodů.

Distribuovaný měřicí systém DMS

 
Distribuovaný měřicí systém DMS (obr. 2 a obr. 3) tvoří několik samostatných jednotek, které jsou primárně navrženy jako podpůrný prostředek lokálního diagnostického systému LDS-3. Jednotky mohou být použity i samostatně nebo jako podsystémy jiných zařízení:
  • jednotky DMS-T/RSX a DMS-T/ETH, určené pro měření teploty vnitřních prostorů, dovolují zvolit komunikační rozhraní RS-485, RS-232 nebo Ethernet,
  • jednotky DMS-T/TPC a DMS-T/STP s rozhraním RS-485 jsou určeny pro měření dvou teplot a snímání stavů ventilátorů v šasi počítačů, snímání uzavření dveří skříní nebo k načítání stavů kontaktů informujících např. o funkci klimatizačních jednotek,
  • jednotky DMS-U a DMS-U2 s rozhraním RS-485 jsou určeny pro měření napětí v rozsahu 6 až 40 V DC na jednom vstupu a efektivní hodnoty napětí v rozsahu 0 až 300 V AC, 50 Hz na třech vstupech,
  • jednotky DMS-HIS a DMS-HIS-120 s rozhraním RS-485 jsou určeny pro měření izolačních odporů až čtyř soustav IT proti zemi a k indikaci jejich snížení pod povolenou mezní hodnotu; jsou určeny k náhradě současných hlídačů izolačního stavu typu HIS3 (jednotky splňují ČSN EN 61557-8 ed. 2),
  • jednotka DMS-EP s rozhraním RS-485 je určena k zaznamenávání průběhu činného příkonu motoru při změně polohy až čtyř samostatných elektromotorických přestavníků EP 600; zároveň měří izolační odpor napájecích kabelů a přestavníků proti zemi a indikuje jeho snížení pod povolenou mezní hodnotu; obvod měření a indikace snížení izolačního odporu splňují ČSN EN 61557-8 ed. 2,
  • jednotka NMOD2 je modem s rozhraním RS-485 přenášející data v nadhovorovém kmitočtovém pásmu s přenosovou rychlostí 2,4 kb/s; je určena pro poloduplexní přenos dat po páru metalických vodičů při zachování sběrnicové topologie; vyrábí se v různých verzích,
  • modul DMS-RU obsahuje upínací a zakončovací rezistory pro zvýšení kvality přenášených signálů diferenciálních komunikačních linek v prostředí stavědlové ústředny,
  • modul DMS-INJ je určen pro přidání napětí 24 V DC do konektoru RJ45 pro napájení koncového zařízení, které komunikuje po Ethernetu,
  • modul GOS je určen pro galvanické oddělení ethernetových sítí; jeho základem jsou izolační transformátory s elektrickou pevností 4 kV a šířkou pásma odpovídající normě 10BASE-T,
  • modul 4xD-SUB9 je určen pro přechod ze čtyř zástrčkových konektorů D-SUB9 female na pružné svorky.

Záznamové zařízení BDA

 
Záznamové zařízení BDA napomáhá při diagnostice železničních přejezdů. Řídicí jednotka JDA2 zaznamenává do archivu provozní a poruchové stavy reléových typů přejezdů nebo se používá ke stažení archivu z řídicí jednotky elektronických typů přejezdů. K navázání na volné kontakty relé je určena jednotka JV. Data mohou být do nadřazeného lokálního diagnostického systému LDS-3 přenášena prostřednictvím modemů NMOD2 použitím traťového kabelu, připojením k diagnostické lince RS-485, pomocí místního rozhraní RS-232 nebo sběrnice USB, popř. po mobilní síti GSM.
 

Závěr

 
Článek uvádí možnosti diagnostického systému LDS-3 a jeho doplňkové a podpůrné subsystémy a prostředky. Použití tohoto systému v provozu železničních zabezpečovacích zařízení vede k výraznému zkvalitnění servisu a údržby, ke zvýšení efektivity práce drážních pracovníků a k centralizaci řídicích a dohledových činností útvarů údržby zabezpečovacích zařízení. Systém LDS-3 je dalším krokem k rozšíření funkcí osvědčeného systému LDS verze HW 2.1 a měřicích ústředen řady DISTA, čímž vytváří ještě lepší podmínky k lokalizaci příčin poruch, ke zkracování doby obnovy po poruše a k předcházení závažných poruch, negativně ovlivňujících provozní pohotovost zabezpečovacích zařízení.
 
Ing. Radek Prokopec,
vývojový pracovník AŽD Praha
 
Obr. 1. Schéma lokálního diagnostického systému LDS-3
Obr. 2. Modem NMOD2-24V a senzor teploty DMS-T/RSX
Obr. 3. Sortiment zásuvných měřicích jednotek distribuovaného měřicího systému DMS
Obr. 4. Záznam průběhu činného příkonu motoru přestavníku výhybky, který odpovídá mechanické síle při změně polohy
Obr. 5. Čelní pohled na uspořádání komponent LDS-3
Obr. 6. Vizualizace stavové diagnostiky SZZ ESA 11 v LDS-3 (Praha Masarykovo nádraží)