Ehitusloa taotlus

Lohu raudtee ülesõidu automaatne foorisignalisatsioon: Eelprojekt ATM2/2016 Litsents ERE000033 Tellija: Edelaraudtee Infrastruktuuri AS Kaare tn.25, Türi Projekti juht Tavo Sarnik Projekteeris Olev Valk Omanik Rain Kaarjas märts 2016 1 2 3  Sisukord Sisukord 3 Sissejuhatus 4 Tehniline osa 8 Arvutus 10 Riskid 10 Skeemid 12 Spetsifikatsioon 16 Asukoha fotod 18 Sertifikaadid 20 4 Lohu raudtee ülesõidu automaatne foorisignalisatsioon Frauscher GmbH sensortehnika baasil. Projekt Sissejuhatus Käesolevas ÜS projektis on rakendatud Frauscheri teljesensorite süsteemi FAdC-R2 koostöös Wago 750XTR kontrolleriga raudtee ülesõidu automaatse foorisignalistsiooni rakendamiseks Lohu ülesõidupaigal. Projektis on rakendatud kõiki EL asjakohaseid nõudeid ja EV-s kehtivat TKE-d. Kasutatavale tehnikale on väljastatud raudtee vastavussertifikaadid. Projekteerijad on läbinud Frauscheri koolituse ning on volitatud seadmeid projekteerima ning konfigureerima EL-is kehtiva reeglistiku kohaselt: Vastavalt Euroopa liidus kehtestatud reeglistikule, toimub raudtee taristu turvangu süsteemide projekteerimine ja konfigureerimine järgnevalt - süsteemi projekteerija algatab projekti, koostab joonise ja loob igale süsteemi komponendile faili ning allkirjastab selle. Joonised ja failid kontrollib üle teine isik, kes samuti loodud failid allkirjastab. Mõlemad mainitud isikud peavad omama tootjakoolitust ja järgima kehtestatud protseduuri. Protseduur on kirjeldatud ülal joonisel. 5 Teljelugejate töö põhimõte Ülesõidukoha lahendus on toodud alloleval pildil – ülesõit koosneb kahest sektsioonist, mis on moodustatud neljast sensorist. Rongi lähenemisel ülesõidule vasakult loendab teljelugeja sensorist 1 ( on) mööduvad teljed sektsiooni 2 sisse ning sensorist 2(off) mööduvad teljed sektsioonist 2 välja – sektsioon on hõivatud seni, kuni sektsioonis asuvate telgede arv ületab nulli. Täpselt samamoodi toimib süsteem, kui rong läheneb paremalt sektsiooni 1. NB! Ülal olev joonis on illustreeriv, see ei ole ülesõidukoha skemaatiline lahendus. Süsteemi ülesehitus (ülal) ja selle osad(all) Sensor RSR180 GAK BSI AEB IO Fooritulede lülitamine, nende korrasoleku kontroll, muud mõõtmised ja statistika koostamine toimub Wago 750-880 kontrolleris. Seal asub ka ülesõidu teenindusportaal. 6 Wago kontroller ja moodulite näited: Ülesõidu teenindusportaal sisevõrgus (Kivi ÜS näitel): Tööde käigus koostatakse tellijale geoalusega tööprojekt, millel näidatakse ära seadmete tegelikud asukohad looduses. Vahemaad ja mõõdud tööde teostamise ajal loetakse jooniselt j1, neid ei mõõdeta geoaluselt. Tellijale koostatakse kasutamisjuhend ning tellija töötajad koolitatakse. Ühtlasi luuakse tööde käigus ka võrguühendus, et ülesõit saaks olla loodava dispetsertsentralisatsiooni üks osa. Nähakse ette katseekspluatatsiooni periood seadmete tööle lülitamise ja kasutusloa väljastamise aegade vahel. 7 Tehniline osa Teljesensorid paigaldatakse relsile vastavalt juhendile. Sensori ja GAK seadme vaheline kaabel peab saama vabalt liikuda, seda ei tohi ballasti all matta. GAK seadmele paigaldatakse kas betoon- või metallvundament, seade on teest umbes 1,5m kaugusel. Betoonvundamendi korral tuleb GAK eraldi maandada, 25mm2 vask maandusjuhe paigaldatakse GAK ja juhtkilbi vahelisse kaablikraavi 5m pikkuselt. Juhtkapi ja GAK vaheline ühenduskaabel paigaldatakse 0.7m sügavusele sissekündmise teel. Läbiviigud raudtee alt on plasttorus 1m sügavusel. Kaabeleid ei lubatud paigaldada - 10st kraadist madalamal temperatuuril. Tähelepanu tuleb pöörata kaablite soonte rakendamisele – täpne ühendusskeem on nii kaabliplaanil (joonis 2) kui ka sensorite ja teljelugejate ploki skeemil 3. Kaablite varjet ei maandata ega kuskile ei ühendata. Fooripostid paigaldatakse 6m kaugusele lähimast relsist ning 1,5m kaugusele tee servast. Ühenduskaablid paigaldatakse 50mm torusse. Läbiviigud raudtee ja sõidutee alt on 110mm torus 1m sügavusel. Kaablid on varjestusega – varjet ei maandata ega kuskile ei ühendata. Foor A1 on varustatud nelja punase fooritulega – kaks on suunatud piki teed Viljandi mnt. suunas ja kaks lisatuld on suunatud parklasse, mille üks serv on samamoodi 6m kaugusel raudteest nii, nagu fooripost isegi – vt. ülesõidu paigutuse joonist, joon. 1. Ülesõidu kapp paigaldatakse olemasoleva valguskaabli kaevu kõrvale, seljaga raudtee poole. Kaablid küntakse 0,7m sügavusele või paigaldatakse torusse. Läbiviigud raudtee ja sõidutee alt on 110mm läbimõõduga torus. Asukohad täpsustatakse töö käigus. Teljelugejate plokk Frauscheri teljesensorite/lugejate plokk asub juhtkapi ülaosas ja koosneb järgnevatest moodulitest – vasakult paremale (vaata joonis 3):COM, AEB1, AEB2, AEB3, AEB4, EXB, PSC. COM on ühendus/sidemoodul teiste omasugustega, AEB on sensori plokk, EXB releeväljundiga hõivatuse ja nullimise plokk, PSC – toiteplokk. AEB ploki indikaatorid: 8 COM mooduli indikaatorid: EXB mooduli indikaatorid ja nupud: Ülemine lüliti valib sektsiooni, millist kuvatakse displeil. Mõlema lüliti üheaegne vasakule lülitamine nullib sektsiooni A, paremale lülitamine nullib sektsiooni B. Moodul võib kuvada ka mööduva rongi kiirust kui selline vajadus tekkib. EXB ploki info laekub ülesõidu juhtkontrollerisse Wago 750-880 kuhu on programmeeritud kõik funktsioonid, mis kindlustavad ülesõidu normaalse töö. Kontrolleri rikke korral rakendub Fail-Safe relee, mis süütab mõlemal suunal ühe fooritule. Kuna kontrolleri tööd ja ülesõidu tööd tervikuna jälgib liikluse korraldaja, siis avastatakse võimalik rike koheselt. Kontroller programmeeritakse Codesys3 keskkonnas – see garanteerib programmi veatuse ja kõrge töökindluse. Ülesõidu kontroll-teenindusportaal kuvatakse arvuti või HMI ekraanile Kohila jaamas- vt.lk5 ja seda on võimalik jälgida ligipääsu omavast arvutist ka mujal sisevõrgus. Skeemi kirjeldus (vaata joonis 4) Kontroller komplekteeritakse 9 moodulist – protsessor, toite moodul, 220V lülitusmoodul kütte jaoks, fooride voolude mõõte moodul, pingete mõõtmise moodul, temperatuuride mõõtmise moodul, 24 V digi IN moodul, 24V digi OUT moodul ja lõpu moodul, mis rea sulgeb. Toiteallikateks on 2 12V akut koos automaatse akulaadijaga – võrgu toite olemasolu korral hoiab akulaadija akut laetuna, selle puudumisel saab süsteem toidet akult. Garanteeritud tööaeg akudelt on vähemalt 12 tundi. Akude temperatuuri langemise vältimiseks ja seeläbi mahutavuse vähenemise vältimiseks hoitakse akusid + temperatuuril, selleks on akudel 9 soojenduskott, mida kontroller vajadusel sisse lülitab. Täiendavaks kütteks on kapis 100W küttekeha, mida kontroller juhib. Foorid on ühendatud läbi optronide DR24D03, fooride voolu mõõdab kontroller ja selle voolu piirväärtused sisestatakse kontrollerisse teenindusportaali kaudu. Kui vool ületab seatud piirid, annab kontroller sellest liikluse korraldajale teada. Wago kontroller on küll kõrge töökindlusega ja raudtee sertifikaati omav seade, aga sellegipoolest oleme ette näinud olukorra, et kontroller rikneb. Selleks on kasutusel Fail-Safe lahendus relee R1 näol – relee on pidevalt rakendunud, kui kontrolleri tarkvara lõpetab töö siis ühendub toiteallikas otse kahe fooritulega – tuli 2 fooris A1 ja tuli 5 vooris A2. Ühtlasi antakse ka rikke info liikluse korraldaja töökohale HMI või arvuti kuvaril. Fail-Safe relee korrasolekut (selle mitte-kleepumist) on võimalik teenindusportaalist ennetavalt kontrollida nii, nagu kontrollitakse kogu süsteemi tööd. Relee R1 on polaarne. Kapis on rikkevoolu kaitsmega pistikupesa hooldusmehele ja ülepinge kaitse toiteahela kaitseks. Kapis asuvad veel Etherneti seadmed, aga need ei ole käesoleva projekti teema. Eelteate sensori asukoha arvutamine. T teate aeg võrdub 11 m (ülesõidu pikkus) + 24 m (auto pikkus) + 5 m = 40 м. Jagame auto minimaalse kiirusega 2,2 m/sek, võrdub 18,18. Liidame 10 sek (tagavara) + 4 sek (seadmete rakenduse aeg), saame: T teate = 32,18 sek. L arvestuslik võrdub T teate * rongi max kiirus (m/sek) = 32,18 * 33,33 = 1072,5 m. Riskid. Projektis rakendatud turvalisuse meetmed: 1. Parameetrilised – kasutatud kaablid ja juhtmestik omab mitmekordset voolutugevuse varu, rakendatud seadmed omavad kriitilistes oludes töötamise varu. 2. Skeemilised – lihtsad skeemilahendused, klemmliistude spets. ehitus ja nende arvu minimeerimine. 3. Struktuurne ja aparaatne – mazoritaarne teljelugemise ja dubleeritud sensorisüsteem, dubleeritud toitesüsteem, dubleeritud toitejuhtmed seadmete vahel, dubleeritud andmejuhid seadmete vahel. 4. Programmilised – superviisorite kasutamine teljelugejate süsteemi konfiguratsioonis, Codesys3 kasutamine PLC rakendusprogrammi koostamisel. 5. IRIS-e nõuded kasutatava materjali ja seadmete osas on täidetud. 10 Et iga süsteem võib üles öelda, minna lihtsalt rikki või sattuda vandalismi objektiks, siis vaatleme erinevaid variante ja selle tagajärgi: Võrgutoite häire – ei mõjuta, süsteem töötab akudelt, akusid jälgib kontroller. Sensori rikkiminek, lõhkumine, mahakukkumine, sensori kaabli rike – FAdC süsteem jälgib pidevalt sensorit läbivat voolu, mis on seadistatud sensori õige tööasendi järgi. Selle voolu muutumise korral annab süsteem häire ja fooris süüdatakse punane tuli. Frauscher-i teljelugejate süsteemi totaalne ülesütlemine – süsteem ei väljasta enam infot ja läheb FailSafe režiimi – süüdatakse punane tuli ja info edastatakse liiklusjuhile. Wago kontrolleri ülesütlemine – vabaneb R1, süüdatakse punane tuli, info laekub liiklusjuhile. See on FailSafe käitumine. Turvalisuse mõttes süsteem dubleeritud ja käitub rikke korral ohutult. Lähtuvalt ohutuse kontseptsioonist on süsteemis rakendatud kolm põhilist strateegiat – töökindlus (reliability), mitteülesütlemise kindlus (fault-tolerance) ja ohutu käitumine rikkimineku korral (fail-safe). Viimane neist tähendab seda, et igasuguse ülesütlemise korral süsteemi sees, põleb fooris punane tuli. 11 12 13 14 15 Spetsifikatsioon nimetus kood kaupmees kogus märkus Teljesensor RSR180 Frauscher 4 Ühenduskarp GAK “ 4 Kinnitusklamber SK140 “ 4 Piksekaitse BSI “ 4 Sensori plokk AEB “ 4 Sidemoodul COM “ 1 Väljundmoodul EXB „ 1 Toiteplokk PSC „ 1 Rack BGT04 „ 1 Tagaplaat BP-PWR101 „ 1 Protsessor 750-880XTR Wago 1 Toite moodul 750-602 „ 1 Lülitus moodul 750-509 „ 1 Voolu mõõte moodul 750-475 „ 1 Pinge mõõte moodul 750-493 „ 1 Temperatuuri mõõte m. 750-461 „ 1 8 in moodul 750-1415 „ 1 8 out moodul 750-1515 „ 1 Lõpu moodul 750-600 „ 1 Relee 24V (R1) 788-546 „ 1 Polaarne rel. Optron 788-721 „ 6 Kaitsmepesa 2002-1881 „ 12 Riviklemm 2002-1301 „ 25 „ 2002-1403 „ 3 „ 2002-1404 „ 3 „ 2002-1407 „ 5 Akulaadija Mascot12/10 Mascot 2 Aku(hooldusvaba) 12V 45Ah Elfa 2 Rikkevoolukaitse 11047903 „ 1 Kaitselüliti C10A SLO 1 „ C2A „ 3 „ B6A „ 1 Pealüliti 3x16A SLO 2 Ülepinge kaitse DGS275 Elfa 1 Lõpplüliti uksele „ 1(2) Küttekeha HG040 100W Elfa 1 Akude soojenduskott KBW160W HotstartGmBH 1 Termotakisti Elfa 2 Valge foorituli 12V 0,5A Cyber 2 Punane foorituli „ „ 6 Sensori kaabel XQS 1x4x0.9 SLO(Nexans) 2250 Signaalkaabel 14x1,5 „ 50 16