Diagnostické systémy STARMON

Diagnostické systémy STARMON Ing. Jaroslav Mládek a kolektiv střediska elektroniky STARMON s.r.o. Choceň Seminář „K aktuálním problémům zabezpečovací techniky v dopravě X“ 20. května 2015, ZČU Plzeň, Fakulta elektrotechnická, Univerzitní 26, Plzeň - Bory

Účel diagnostiky ZZ obecně o Získání archívu provozních stavů o Predikce poruchových stavů o Efektivnější a přesnější lokalizace zdroje poruchy o Snížení nákladů na údržbu (racionalizace, logistika) o Zvýšení kvality údržby (omezení lidského faktoru)

o Centralizace údržby (komplexnější přehled, výběrový personál) o Nepřímé zvýšení bezpečnosti, spolehlivosti a dostupnosti diagnostikovaného ZZ o Přenos nikoliv bezpečných informací do nadřazených systémů

Historie MÚ DISTA o Dlouholeté zkušenosti firmy Starmon s diagnostikou reléových a elektronických SSZ, TZZ a PZZ (DIAB1 a DIAB2) o První procesorový systém diagnostiky v ČR v roce 1993

o Vznikla nutnost modernizace měřicí ústředny s požadavky: • Stavová diagnostika (snímání stavu relé nebo stav elektronického ZZ pomocí datové vazby)

• Automatická měřicí diagnostika s možností uznání náhrady měření při údržbě, kalibrovatelnost měřicích desek • Automatické měření izolačních odporů napájecích soustav, obvodů výhybek a kolejových obvodů, možnost náhrady měření při údržbě

o MÚ DISTA vyrábíme od roku 2003 ve spolupráci s AŽD Praha o MÚ DISTA je průběžně inovována

Historie MÚ DISTA o Stavová a měřicí diagnostika ES ESA-11, ESA-33, ESA-44, ESA-11M, K-2000, K-2002 a ESB o Stavová a měřicí diagnostika kolejových obvodů KOA-1, EFCP, DSŠ o Stavová diagnostika reléových ZZ (SZZ, TZZ, PZZ) na síti SŽDC a DPP Metro.

o Díky obchodním aktivitám firem AŽD Praha a Starmon Choceň jsou dnes již stovky instalací MÚ DISTA a to nejen v ČR, ale i v zahraničí (SK, Bělorusko, Litva, Gruzie, Ukrajina, aj.)

Vlastnosti MÚ DISTA o Hodnocení bezpečnosti dle ČSN EN 50129 o Zařízení DISTA je možné použít na obecná měření a detekci signálů na zabezpečovacích zařízeních se SIL4

o Modulární provedení HW i SW o Jednoduchá konfigurace MÚ i desek pomocí PC o Otevřený komunikační protokol (nepsaný standard pro diagnostické podsystémy vyvinutý ve spolupráci s AŽD Praha) o MÚ DISTA také umožňuje přenos informací pomocí protokolu dle ČSN EN 60870-5-104 (použití v systému DDTS SŽDC) o Ústřednu lze obecně použít jako podsystém SCADA u telemetrických systémů v průmyslové automatizaci

Vlastnosti MÚ DISTA o Deska ACDC2 – měření napětí, 8 izolovaných vstupů 4kV AC, základní rozsahy 60V a 300V, kalibrace, vysoká přesnost do 1%, True-RMS o Deska KON – snímání kontaktů relé, 24 vstupů o Deska MISP, MIS2 – měření izolačních odporů 16 vstupů s rozšiřujícími deskami RIS (RIS2) až 256 vstupů, kalibrace, vysoká přesnost, rozsah omezen na 20 MOhm, krok 1 kOhm o Deska OHIS, OHIS2 – odpojení HIS indikace měření IR o Deska CPU, CPU2 – řídící deska MÚ DISTA, rozhraní ETH, CAN, RS485, I2C, IrDA, USB, 2x S.HDSL modem o Starší desky ACDC (7 vstupů bez DSP) a KKO (snímání kódování)

Vlastnosti MÚ DISTA o o o o o o

Měření napětí AC i DC do 1 kHz (ACDC, ACDC2) Měření proudu AC i DC do 1 kHz (ACDC, ACDC2) Měření frekvence do 1 kHz (ACDC2) Snímání stavu kontaktů (KON, KON2) Snímání kódování kolejových obvodů (KKO, ACDC2) Měření izolačního odporu a možnost krátkodobého odpojení HIS od soustavy (MISP, RIS, MIS2, RIS2, OHIS) o Připojení do sítě LDS, Intranet, Diagnet nebo sítě UP (ETH, xDSL)

Měřicí ústředna DISTA

Nové funkce MÚ DISTA o o o o o

o o o o

Univerzální deska ACDC2 Odpojovač HIS - deska OHIS Nová deska CPU2 Záznamové zařízení s automatickým režimem měření při ostrovních aplikacích (USB, SD Card) Odesílání poruchových SMS správ a e-mailů na vybrané uživatele Automatický režim měření a tvorby protokolů Připojení distribuovaných měřicích prvků DMS od firmy AŽD Praha a našeho systému MONIS Připojení teplotních snímačů a řízení ventilace Doplnění funkce EPS/EZS ústředny StarAlarm

Deska ACDC2 o o o o o

8 diferenciálních vstupů pro měření napětí Rozsah 4 V, 10 V, 60 V, 100 V, 300 V a 500 V Vstupní odpor 18 MΩ / 300 V Elektrická pevnost vstupů 4 kV AC (i mezi vstupy) Digitální zpracování signálu do 1 kHz

Zapojení vstupu ACDC2 o Odporový dělič o Přepěťová ochrana o Izolační zesilovač 12V

DC/DC R1

5V Ro Vcc

R2

Vcc2

+

R +

Out+

V1

Rz

C - Ref

Out-

Ro

R1

GND

R2 Izolační bariéra

GND2

R

Ref

Zpracování signálu v ACDC2 o o o o o

Signálový procesor řady dsPIC AD převodník s rozlišením 12 bitů Číslicové filtry v reálném čase pro 8 kanálů zároveň Vzorkování signálu až 48 kS/s Speciální výpočetní instrukce

Použití desky ACDC2 o Měření AC a DC napětí a proudu o Snímání kódování kolejových obvodů

o Měření fáze v kolejových obvodech o Selektivní voltmetr (měření na definované frekvenci) o Měření účinné složky kolejového napětí

Aplikace KKO v desce ACDC2 o Snímání kódování pro LVZ (možnost proudového i napěťového snímání z KO) o Univerzální SW pro 25, 50, 75 i 275 Hz o Najednou se zpracovává 8 vstupů o Digitální zpracování s velkou odolností proti rušení o SW nastavení parametrů z aplikace METODIG

Zpracování signálu v aplikaci KKO 75Hz

Vstupní signál

275Hz

Za číslicovým filtrem typu pásmová propust

Au [dB]

f [Hz]

Dolní propust typu RC článek

Komparátor s hysterezí

Aplikace KKO v desce ACDC2

Aplikace měření fáze v desce ACDC2 o Fázový posun v kolejových obvodech o Vstup 7x kolejová fáze a 1x místní fáze o Rozsah 0..360°, přesnost +/- 2°, rozlišení 0,5° o Rozsah 30 … 500 Hz, odolnost proti rušení (DP-Metro) o Deska zároveň měří napětí

Měření účinné složky kolejového napětí v ACDC2 o Fázově a frekvenčně citlivé měření napětí kolejového obvodu o Měření možného ovlivnění kolejového přijímače o Nastavitelná ideální fáze dle kolejového přijímače o Časová filtrace pro zachycení minima a maxima o Nepřímá detekce proudové asymetrie KO Nastavení ideálního úhlu

Místní fáze

Zpožďovací linka Dolní propust

Kolejová fáze

-1 Časové vyhodnocení

Výstupní hodnota

Aplikace SEVO v desce ACDC2 o Selektivní měření na vybrané frekvenci o Nasazení v DP Metro (velké rušení z trakce v pásmu 300 Hz) o Měření napětí v šuntovaném stavu o Vyhodnocení údaje podle obsazení kolejových úseků o Nahrazení pracného úkonu údržbáře SW filtr pro měření SEVO - amplitudová charakteristika

Au [-] 1

0,5

0 150

200

250

300

350

f [Hz]

Odpojovač HIS deska OHIS o Odpojování hlídačů izolačního stavu při měřeních izolačního odporu o Použita relé bezpečnostní třídy C (2. třída)

o Indikace do ZZ o probíhajícím měření a odpojení HIS (kontakt, datově) o Verze do skříně (zásuvná karta) OHIS

o Verze s komunikací po RS-485 k umístění mimo skříň DISTA OHIS2

Deska CPU2 o Ostrovní aplikace a černá skříňka o Nové jádro ARM Cortex M4 o Nová komunikační rozhraní (ETH, USB, microSD) o WEB server, možnost přenosu informací na tablet či „chytrý“ telefon o 2 x RS485 pro komunikaci s OHIS, DMS jednotkami od firmy AŽD Praha, teploměry, systémem MONIS a dalšími o Zvukový výstup, kontaktní výstup, vstup pro čidlo teploty, RTC obvod o Grafický monochromatický displej, 4x ovládací tlačítka o Možnost připojení GSM modulu

Deska CPU2

Deska CPU2

Aplikace GRADIG a METODIG o GRADIG = GRAfická DIaGnostika o Vizualizace stavových proměnných jednotlivých typů ZZ o Prohlížení archivních záznamů o METODIG = MĚřicí a TechnOlogická DIaGnostika

o Vizualizace měřených hodnot, stavů komunikací a stavu proměnných vlastní technologie, zobrazení stavů systému StarAlarm o Prohlížení archivních záznamů a zobrazení průběhů pomocí grafu

Ukázka aplikace GRADIG

Aplikace METODIG – měření U

Aplikace METODIG – kontakty

Aplikace METODIG – měření IR

Aplikace METODIG – měření t

Aplikace METODIG – komunikace

Aplikace METODIG – grafy

Příklad aplikace MU DISTA na PZZ

Příklad aplikace MU DISTA na PZZ

Příklad aplikace MU DISTA na TZZ

MONIS o o o o o o o o o

MONIS = MONItor Sítě (pracuje se na HB dle ČSN EN 50129) Diagnostika 3f, 1f napájecí sítě, baterie a měničů (1f a 3f) Frekvenční rozsah zdroje 0 – 500 Hz Měření 3x U (AC i DC do 500 V), přesnost 1% Měření 3x I (AC do 100 A a DC do 150 A) , přesnost 1% Galv. oddělení 4 kV AC, instalace na DIN lištu Snímání proudu AC pomocí MTP a DC pomocí HS Displej zobrazuje aktuální stav veličin Datový výstup pomocí ETH nebo RS485 protokol DISTA a protokol dle ČSN EN 60870-5-104 o Měřené a vypočítané veličiny Urms [V], Irms [V], f [Hz], P [W], Q [VA], A [kW/h nebo W/s – činná i jalová], cos FI, THD

MONIS

StarAlarm o Funkce EZS a EPS o Autorizace přístupu pomocí bezkontaktních PIK o Distribuovaná databáze oprávněných pracovníků, administrace se provádí na dálku z PC o Rozšíření MÚ DISTA o prvky SA-CTE (čtečka PIK + 2x obecný vstup a 1x obecný výstup) a SA-KON (4x obecný vstup a 1x obecný výstup), komunikace po RS485 o Modulární architektura a topologie systému o Nejen RM, TD, ale také rozsáhlé administrativní budovy, jednoduché doplnění o SW konfigurace systému o Ovládání osvětlení a dálkové otevření dveří

StarAlarm o Informace o narušení či o požáru se přenáší pomocí ETH a/nebo pomocí SMS o Možnost použití vnitřní i venkovní sirény o Propojení s kamerovým systémem o Využití IP kamery jako fotopasti o Okamžitý přenos záznamu oprávněným pracovníkům o Archivace logů a záznamů o Využití snímačů a detektorů od předních výrobců EZS a EPS (Jablotron, Paradox atd.) o Dálková aktivace a deaktivace

StarAlarm

Příklad aplikace MU DISTA na TZZ

Příklad aplikace MU DISTA na TZZ

DISTASKOP o 8 vstupů s oddělením izolační barierou 4 kV o šest vstupů s rozsahem 300 V a dva vstupy s rozsahem 10 V (lze konfigurovat dle požadavků zákazníka) o Vzorkování 48 kS/s o Rozhraní ETHERNET o Grafická prezentace průběhu signálu na PC (online i záznam) o Použití – měření parametrů KO (fáze, napětí, svod atd.), měření navzájem izolovaných soustav, selektivní měření na vybrané frekvenci, zobrazení průběhu signálu o Vazba na EXCEL a MATLAB o Napájení 24 V DC nebo 230 V AC

DISTASKOP

DISTASKOP

DISTASKOP

Měření vibrací o o o o

Záznam zrychlení v ose X,Y,Z (určení vektoru) Záznam na USB flash disk nebo SD Card ve formátu CSV Napájení z baterie Možnost grafického zpracování dat

Děkuji za pozornost. [email protected]