ÜZEMFENNTARTÁSI TEVÉKENYSÉGEK 3.09 5.21
Vasúti berendezések távdiagnosztikája Tárgyszavak: integrált diagnosztikai rendszer; vasúti berendezés; távdiagnosztika.
Vasúti berendezések távdiagnosztikai rendszerének kidolgozásához az alapgondolat az volt, hogy új módszerek feltalálása helyett a már alkalmazott vizsgálati módszereket integrált diagnosztikai rendszerbe foglalják össze.
Kísérleti rendszer Hollandiában 1999-ben az Amsterdamhoz közeli Gaasperdam csomóponton üzembe helyezték a Strukton cég első kísérleti távdiagnosztikai rendszerét. Ebben a csomópontban a két irányból jövő vonatokat összekapcsolják és két másik irányba induló szerelvényt alakítanak ki. A váltók nagy sebességű közlekedésre vannak kialakítva 1:34,7 lejtéssel. Egy kombinált váltónak összesen négy állítómotorja van. A váltókon a vonatok max. 140 km/h sebességgel haladhatnak át. Naponta 80–90 alkalommal kell a váltót átállítani. A bonyolult szerkezeti megoldás következtében elég gyakori volt az üzemzavar, ez volt az oka, hogy Amsterdam keleti szektorában sok esetben késtek a vonatok. A diagnosztikai rendszer méri az állítómotorok áramát és az amsterdami központban grafikusan ábrázolja a személyi számítógép képernyőjén. Mivel a motor által kifejtett erő arányos a motorárammal, lehetőség van a váltó működésének távolból való megfigyelésére. A diagnosztikai rendszer üzembe helyezését követően az egy év alatt előfordult üzemzavarok száma 28%-kal csökkent. A jó eredmények alapján elhatározták, hogy a diagnosztikai rendszert továbbfejlesztik. A megrendelő szervezet megvizsgálta, hogy mely váltókat célszerű a távdiagnosztikai rendszerbe bekapcsolni. A váltókat a következő három csoportba sorolták: • leginkább kritikus váltók; • kritikus váltók; • egyéb váltók. A vágányzati rajzok alapján könnyen megállapítható volt, hogy melyek azok a váltók, amelyek meghibásodása jelentős fennakadást okoz a forgalomban, vagy lehetetlenné teszi a vonatok közlekedését. Ezek a leginkább
kritikus váltók. Ezt a kört kiegészítették a nagy hibaszámú és a nagy forgalmú váltókkal. A váltóknak kb. 10%-a került a leginkább kritikus váltók jegyzékébe. A kritikus váltók körét a vasúttársaság határozta meg. Az egyéb váltók kategóriájába tartozik a többi váltó, többek között a tároló vágányok bekötésének váltói. Úgy döntöttek, hogy a diagnosztikai rendszert a leginkább kritikus váltóknál alkalmazzák, mivel ezeknél érhető el rövid idő alatt a legnagyobb eredmény. 2003-ban 1000 váltónál tervezik a rendszer bevezetését.
A rendszer diagnosztikai funkciói A távdiagnosztika két módon segítheti elő a vonatok pontosságát: • megelőző karbantartással megakadályozza üzemzavarok fellépését; • a zavarelhárító szolgálatot információkkal látja el. Minden váltóról felvettek egy referenciagörbét, amely a váltómotornak a váltó jó állapotában és normális körülmények közötti áramfelvételét mutatja. A referenciagörbét a diagramon mindig piros vonal mutatja. Amennyiben a váltó működése során felvett áramgörbe jelentősen eltér a referenciavonaltól, vészjel szólal meg. Gyakorlati példák mutatják a távdiagnosztika hatékonyságát. Egy tényleges hiba esetében az üzemzavarokat elhárító szolgálat a váltó javítását 50 perc alatt elvégezte, és az áramgörbe ismét a referenciavonal közelében maradt. A vonatok közlekedésében semmiféle zavar nem keletkezett. Egy másik esetben a távdiagnózis alapján a karbantartó munkás azonnal tudta, hogy melyik motor állt le, és rögtön ezzel a motorral kezdte a munkát. A távdiagnosztikai rendszer bevezetése előtt nem volt egyszerű a hiba okát megállapítani. A javítás különösen nehéz volt, ha éjjel történt az üzemzavar. A távdiagnosztika segítségével az ismétlődő hibák számát is lényegesen lehetett csökkenteni. Távdiagnosztika hatékonyabbá teszi a karbantartást A távdiagnosztika a karbantartási eljárások tökéletesítéséhez is hozzájárul a következőkkel: • lemérhetővé teszi a karbantartás hatását; • értékelhetővé teszi a berendezések módosításait; • adatbázist hoz létre a karbantartás-szervezéshez. A karbantartási munkáknak sok esetben kedvezőtlen hatása is van. Például, ha az aljzattömörítés következtében a váltó helyzete megváltozott, ennek következtében nehezebben mozog. Erre a diagnosztika rávilágít, és még a váltó ismételt üzembevétele előtt meg lehet tenni a szükséges intézkedéseket. Előfordul, hogy módosítások esetén hibás szerelés következtében fordul-
nak elő problémák. Távdiagnosztikával a módosítások hatása azonnal megvizsgálható és jóváhagyásra javasolható. A diagnosztikai rendszer képes a maximális motoráram értékét hosszú időn át követni. Ennek alapján a különféle karbantartási intézkedések eredményessége megállapítható. A rendszer regisztrálja a váltó napi, havi és éves működési számát. Ezek az adatok szükségesek egy állapottól függő hatékony karbantartási stratégia kidolgozásához. A diagnosztikai rendszer egyik moduljával mérni lehet a tengelytömeget, sőt a keréktömeget is. Mivel a holland vasutakon különböző kocsik futnak, amelyeknek jellemző tengelytömegük van, a diagnosztikai rendszer azt is kimutatja, hogy milyen kocsikból mennyi ment el a mérési pont mellett. A rendszer a sebességet is képes regisztrálni, így egyértelműen megállapítható, hogy mi okoz a váltó elemeiben erős kopást (pl. hosszú tehervonatok korai felgyorsítása következtében az utolsó vagon túl nagy sebességgel halad át a váltón. A rendszer felépítése A diagnosztikai rendszer kidolgozása során abból indultak ki, hogy a rendszernek a működőképesség („fail-safe”) jelzőberendezésétől galvanikusan függetlennek kell lennie. Ezért a váltóállító berendezésen átmenő áramot olyan érzékelőkkel mérik, amelyek az áramvezetékek köré vannak szerelve, tehát semmiféle hatásuk nincs magára a berendezésre. Az áramérzékelőkhöz 15 m hosszú kábel és ötpólusú dugaszoló csatlakozik, amelyet a diagnosztikai szekrénybe lehet kapcsolni. Így újabb váltókat gyorsan be lehet kapcsolni a diagnosztikai rendszerbe. Bizonyos mérésekhez (pl. vasúti átjáróknál) szükség van a „fail-safe” relék állását megállapítani. Erre a célra hanggenerátoron alapuló mágneses detektorokat fejlesztettek ki, amelyek a relére csatlakoztathatók. A mérések az üzembiztonság érdekében védett környezetben mennek végbe. A motoráramot nem a sín mentén, hanem magában a váltóállító berendezésben mérik. A sín mentén mérve ugyan további adatokat lehetne kapni, ezzel szemben több volna a hibalehetőség. Természetesen bizonyos méréseket (pl. tengelytömeg) csak magán a sínen lehet végezni. Az újabb váltókonstrukcióknál a diagnosztikai rendszerhez való csatlakozás lehetőségét már figyelembe vették. Ezek információt adnak a fűtés működéséről és az áthaladt tengelyek számáról. A rendszer terve A diagnosztikai rendszer tervét a 1. ábra mutatja. Minden pontra, amelyet a diagnosztikai rendszerbe bekapcsolnak, egy külső (decentrális)”front-end” processzort telepítenek, amely a diagnosztikai funkciókat látja el. Modem útján a front-end processzorok az adatátviteli szerverrel állnak kapcsolatban. Egy
centrális front-end processzor a külső processzorokat rendszeresen lekérdezi. Amikor a külső processzor figyelmeztető jelzést ad, ezt közvetlenül továbbítja a centrális processzornak. Jelenleg a modem-kapcsolatok még egy analóg távbeszélő vonalon keresztül mennek, de rövidesen egy adatvonal áll majd rendelkezésre, amellyel valós idejű (real-time) összeköttetés valósul meg. A felhasználó – így a karbantartási folyamatok minden résztvevője – intraneten vagy interneten dolgozhat majd. Tervezik, hogy a rendszer további elterjesztése érdekében központi karbantartási adatbankot hoznak létre, amely a berendezések adatait és eseményeit hosszú időre kiterjedően tartalmazza. Ez fontos segítség a korszerű karbantartáshoz.
váltó
kapcsolószekrény
karbantartási központ
LAN – helyi hálózat
adatbázis
karbantartási adatbázis
real time adatbázis
decentrális processzor
intranet
felhasználói munkahely
LAN – helyi hálózat
karbantartó laptopja
vízuális és akusztikus megfigyelés
váltó
váltó
1. ábra Távdiagnosztikai rendszer vázlata
További fejlesztések Jelenleg a következő fejlesztések vannak folyamatban. A hibastatisztika mutatja, hogy a váltók után elhelyezett sínszigetelések sok problémát okoznak. Jelenleg vizsgálják, hogy a sínszigetelések minősé-
gét, ezzel együtt a sínáramkörök minőségét közvetve, távmérés útján meg lehet-e állapítani. • Kísérletileg vizsgálják, hogy az útátjáróknál lévő sorompók, fény- és hangjelzések motorárama bevonható-e a távellenőrzés körébe. A vasúti keresztezések berendezései ki vannak téve vandalizmusnak. A távmegfigyelési rendszer lehetővé teszi, hogy hiba esetén ne csak a karbantartó munkásokat riasszák a zavar megszüntetése érdekében, hanem egyúttal a rendőrséget is értesítsék. • Hollandiában érdeklődés van olyan rendszer iránt, hogy a vonatokban tapasztalt és a vágányzatra is hatással levő hibákról a vonatból közvetlenül a diagnosztikai rendszerhez adjanak jelzést. • A hidak és alagutak állapotáról való jelzések iránt szintén nagy érdeklődés mutatkozik. • A diagnosztikai rendszer jelenleg külső kommunikációs hálózat segítségével működik. Felvetődött a kommunikációs rendszernek a meteorológiai hálózattal való összekapcsolása, hogy ezáltal a rendkívüli időjárási helyzetekben az optimális működési módra felkészülhessenek. • A GPRS (General Packet Radio System) jól használható adatok továbbítására. Az összeköttetés folyamatosan megvan, de csak a továbbított adatokért kell díjat fizetni. A karbantartó hordozható számítógépével bárhonnan rákapcsolódhat erre a drótnélküli rendszerre, ezzel lényegesen javul a karbantartás hatékonysága. (Dr. Garai Tamás) Redeker, F. R.; Brugman, D. E.: Ferndiagnose von Eisenbahnobjekten. = El–Eisenbahningenieur, 54. k. 3. sz. 2003. p. 16–20.
