Sterowanie lokomotywą

SYSTEMY HAMOWANIA

Rys. 3. W systemie zarządzania pociągiem firmy EKE Electronics komunikacja między poszczególnymi komponentami i systemami jest realizowana z wykorzystaniem standardowej sieci TCN, jak również Ethernetu i sieci CAN. Przewidziano też możliwość wymiany danych z zajezdnią drogą radiową

Głównym systemem hamulcowym w pociągach jest tzw. pneumatyczny hamulec zespolony. Do sterowania nim wykorzystuje się sygnały pneumatyczne uzyskiwane przez zmianę ciśnienia w głównym przewodzie przebiegającym przez wszystkie pojazdy składu. Sygnały te są odbierane w wagonach przez specjalne zawory, które odpowiednio regulują ciśnienie powietrza w cylindrach hamulcowych zasilanych ze zbiornika pomocniczego.

Siła sprężonego powietrza jest dalej za pośrednictwem przekładni przenoszona na elementy hamulca klockowego lub tarczowego zamontowanego na zestawach kołowych. Odmianą tego systemu jest hamulec elektropneumatyczny, czyli hamulec pneumatyczny sterowany sygnałami elektrycznymi, które w czasie hamowania bezpośrednio otwierają dopływ sprężonego powietrza ze zbiorników pomocniczych do cylindrów hamulcowych.

Innym stosowanym rozwiązaniem jest tzw. hamowanie elektrodynamiczne, w którym silniki trakcyjne przełączane są w tryb pracy prądnicy. Hamulec tego typu może współdziałać z hamulcem zespolonym lub służyć tylko jako oddzielny hamulec do zatrzymania lokomotywy. W metodzie tej można też zrealizować tzw. hamowanie z odzyskiem, w którym część energii kinetycznej traconej na ciepło jest zamieniana w użyteczną energię elektryczną. Można ją później wykorzystać na przykład do zasilania systemów oświetlania lub ogrzewania w pojeździe lub zmagazynować w akumulatorach.

KOMUNIKACJA W POCIĄGACH

W pociągach wykorzystuje się zarówno sieci przewodowe, jak i łączność bezprzewodową. Ta druga służy głównie do zapewniania komunikacji między maszynistą i centrum dyspozytorskim, między pracownikami przemieszczającymi się w obrębie danego składu lub między nimi i maszynistą.

Komunikacja przewodowa w ramach tzw. sieci TCN (Train Communication Network) zestandaryzowanych w normie IEC 61375 zapewnia natomiast łączność między różnymi urządzeniami i systemami w lokomotywie lub w wagonach. W ten sposób następuje wymiana informacji np. między systemem sterowania i czujnikami monitorującymi pracę układu napędowego i hamulców, przesyłane są informacje wizualne i audio dla pasażerów, steruje się oświetleniem, klimatyzacją, ogrzewaniem pojazdów oraz drzwiami zewnętrznymi.

Jako medium transmisyjne w sieciach TCN wykorzystuje się skrętkę ekranowaną - jest ona zalecana w tzw. szynie WTB (Wire Train Bus) oraz skrętkę i łącza światłowodowe w magistrali MVB (Multifunction Vehicle Bus). Ta pierwsza używana jest w łączności na większe odległości (do 860 m bez repeatera), czyli np. między wagonami, natomiast w ramach magistrali MVB realizuje się łączność na mniejsze odległości, np. w obrębie jednego pojazdu. Coraz częściej w komunikacji w transporcie szynowym jest też używany Ethernet (rys. 3).

Dr inż. Janusz Biliński

Dyrektor ds. rozwoju trakcji MEDCOM Sp. z o.o.

Jakie są możliwości działania firm z naszej branży na rynku pojazdów i infrastruktury szynowej?

Pojazdy szynowe i infrastruktura trakcyjna w Polsce podlegają ciągłym zmianom. Nowoczesne tramwaje i pociągi spotykamy codziennie, powstaje druga linia metra, a modernizacja linii kolejowych jest realizowana na niespotykaną jak dotąd skalę. W przyszłości ma powstać linia kolei dużych prędkości, która połączy miasta Polski z siecią podobnych kolei europejskich.

Szybki rozwój infrastruktury i zamówienia taborowe są szansą dla rozwoju polskich firm, które mają bogate doświadczenia w produkcji i modernizacji taboru kolejowego i tramwajowego z wykorzystaniem nowych technologii. Wprowadzanie nowych konstrukcji to także szansa rozwoju firm specjalizujących się w nowoczesnych rozwiązaniach energoelektronicznych.

Jakie są współczesne technologie rozwijane na potrzeby pojazdów szynowych?

Dotyczą one przede wszystkim napędu, zasilania i sterowania pojazdami. Opracowana w naszej firmie seria tranzystorowych przetwornic statycznych i napędów asynchronicznych znalazła zastosowanie w autobusach szynowych, nowych i modernizowanych elektrycznych zespołach trakcyjnych, lokomotywach, tramwajach (Swing i Tramino) oraz w metrze (São Paulo).

Oferowane zaś przez nas nowoczesne układy napędowe umożliwiają prawidłowy rozruch oraz hamowanie bezpoślizgowe ze zwrotem energii, jak również pracę przy szerokim zakresie zmian napięcia w sieci trakcyjnej. W nowoczesnych pojazdach pasażerskich wszystkie systemy muszą ze sobą współpracować i być odpowiednio sterowane. Opracowany w firmie MEDCOM system sterowania i monitorowania TCMS dla pojazdów i zespołów trakcyjnych zapewnia kompleksowe oraz niezawodne sterowanie pociągu.

System ten zawiera wewnętrzne algorytmy zabezpieczające przed przypadkowymi, nieprawidłowymi czynnościami obsługowymi. Zastosowany w elektrycznym zespole trakcyjnym 19WE (20WE) charakteryzuje się bardzo dużą skutecznością i niezawodnością.

STEROWANIE LOKOMOTYWĄ

Tabela. 1. Dane kontaktowe do firm wymienionych w tekście

Podstawą działania każdego systemu sterowania lokomotywą jest diagnostyka pracy jej poszczególnych urządzeń i obwodów. Monitorować i rejestrować należy przede wszystkim obwód zasilania, którego częścią są m.in. odbierak prądu i wyłącznik szybki oraz system hamulcowy, w przypadku którego kontrolować należy ciśnienie powietrza w przewodzie głównym i w cylindrze.

Maszynista powinien być też na bieżąco informowany o stanie urządzeń pomocniczych, na przykład przetwornic, sprężarek i układów wentylacji oporników rozruchowych oraz silników trakcyjnych, w tym m.in. o ich parametrach elektrycznych, gotowości do pracy lub wystąpieniu przeciążenia lub innej awarii.

Oprócz tego ważny jest na przykład pomiar temperatury łożysk oraz monitoring pracy urządzeń przeciwpoślizgowych. Przykładem systemu sterowania, w którym zaimplementowano opisane funkcje, jest układ sterowania i diagnostyki lokomotywy elektrycznej z rozruchem oporowym SySiD firmy Ente.

Jego podstawowe komponenty to panel operatorski z wyświetlaczem, sterownik główny, sterownik pomiarowy, moduł lokalizacji i transmisji danych, rejestrator formalno-prawny oraz sterownik jazdy uproszczonej. Ten ostatni jest dodatkowym, niezależnym urządzeniem, które w razie awarii jednostki centralnej umożliwia utrzymanie kontroli nad pojazdem do czasu bezpiecznego zjechania ze szlaku.

Poszczególne moduły połączone są łączem światłowodowym. W standardzie systemu SySiD instalowane są też m.in. urządzenia umożliwiające sterowanie drzwiami oraz oświetleniem. Dodatkowo system może zostać rozbudowany np. o system informacji pasażerskiej, zliczania pasażerów, emisji reklam oraz monitoringu i wideorejestracji (fot. 1).

Monika Jaworowska