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 Měření napětí AC i DC do 1 kHz (ACDC, ACDC2)
o Měření proudu AC i DC do 1 kHz (ACDC, ACDC2)
o Měření frekvence do 1 kHz (ACDC2)
o Snímání stavu kontaktů (KON, KON2)
o Snímání kódování kolejových obvodů (KKO, ACDC2)
o 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 Univerzální deska ACDC2
o Odpojovač HIS - deska OHIS
o Nová deska CPU2
o Záznamové zařízení s automatickým režimem měření při ostrovních aplikacích (USB, SD Card)
o Odesílání poruchových SMS správ a e-mailů na vybrané uživatele
o Automatický režim měření a tvorby protokolů
o Připojení distribuovaných měřicích prvků DMS od firmy AŽD Praha a našeho systému MONIS
o Připojení teplotních snímačů a řízení ventilace
o Doplnění funkce EPS/EZS ústředny StarAlarm
Deska ACDC2
o 8 diferenciálních vstupů pro měření napětí
o Rozsah 4 V, 10 V, 60 V, 100 V, 300 V a 500 V
o Vstupní odpor 18 MΩ / 300 V
o Elektrická pevnost vstupů 4 kV AC (i mezi vstupy)
o Digitální zpracování signálu do 1 kHz
Zapojení vstupu ACDC2
o Odporový dělič
o Přepěťová ochrana
o Izolační zesilovač
Ro
Ro R1
R1
R2
R2
Rz
DC/DC
V1Out+
-
+
GND
Out-
Vcc
+
-
12V
R
C
Ref
Ref
5V
Vcc2
GND2
R
Izolační
bariéra
Zpracování signálu v ACDC2
o Signálový procesor řady dsPIC
o AD převodník s rozlišením 12 bitů
o Číslicové filtry v reálném čase pro 8 kanálů zároveň
o Vzorkování signálu až 48 kS/s
o 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
Vstupní signál Za číslicovým filtrem typu pásmová propust Dolní propust typu RC článek Komparátor s hysterezí
f [Hz]
Au [dB]
75Hz 275Hz
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
Časové
vyhodnocení
Dolní propust
Místní
fáze
Kolejová
fáze-1
Zpožďovací
linka
Výstupní
hodnota
Nastavení ideálního úhlu
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
250 300 350200150
0
0,5
1
f [Hz]
Au [-] SW filtr pro měření SEVO - amplitudová charakteristika
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 MONIS = MONItor Sítě (pracuje se na HB dle ČSN EN 50129)
o Diagnostika 3f, 1f napájecí sítě, baterie a měničů (1f a 3f)
o Frekvenční rozsah zdroje 0 – 500 Hz
o Měření 3x U (AC i DC do 500 V), přesnost 1%
o Měření 3x I (AC do 100 A a DC do 150 A) , přesnost 1%
o Galv. oddělení 4 kV AC, instalace na DIN lištu
o Snímání proudu AC pomocí MTP a DC pomocí HS
o Displej zobrazuje aktuální stav veličin
o 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 Záznam zrychlení v ose X,Y,Z (určení vektoru)
o Záznam na USB flash disk nebo SD Card ve formátu CSV o Napájení z baterie o Možnost grafického zpracování dat
Děkuji za pozornost.
