Đề tài: Thiết kế hệ thống cảnh bào ĐNTĐ dùng PLC ppt

 Đề Tài: Thiết kế hệ thống cảnh bào ĐNTĐ dùng PLC ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ HỆ THỐNG CẢNH BÁO ĐNTĐ DÙNG PLC LỜI NÓI ĐẦU Vận tải đường sắt ngành xương sống kinh tế quốc dân Nhưng để chạy tàu cách an tồn lực thơng qua lớn khơng thể khơng nói đến vai trị thơng tin tín hiệu Thơng tin tín hiệu ngành chủ quản của đường sắt (đầu máy toa xe, cầu đường, vận chuyển, thơng tin tín hiệu) Tín hiệu đường sắt có cơng chính: Tăng lực thơng qua nâng cao an tồn chạy tàu Như ngành khác kinh tế quốc dân chuyển xu hướng cơng nghiệp hoá, đại hoá Ngành đường sắt phát triển theo hướng đại hoá sở hạ tầng nhằm theo kịp nước khu vực giới để tăng khối lượng vận chuyển bảo đảm an tồn Trong xu chung thơng tin tín hiệu đóng vai trị lớn An tồn đường ngang vấn đề xúc toàn xã hội Các tai nạn liên tục xảy gây thiết hại người gây ảnh hưởng xấu đến uy tín ngành đường sắt Vì phải tăng cường biện pháp phịng vệ đường ngang Hiện đường sắt Việt Nam có nhiều loại hình thiết bị phịng vệ đường ngang Một loại hình đường ngang cảnh báo tự động dùng PLC PLC thiết bị điều khiển công nghiệp sử dụng rộng rãi Việt Nam Cảnh báo tự động dùng PLC nhằm thay cho hệ thống rơle cũ có nhiều nhược điểm Cảnh báo tự động dùng PLC có nhiều ưu điểm như: nhỏ gọn, hoạt động xác tin cậy đặc biệt thay đổi chương trình điều khiển cách dễ dàng ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ HỆ THỐNG CẢNH BÁO ĐNTĐ DÙNG PLC Dưới tơi xin trình bày thiết kế cho hệ thống cảnh báo tự động dùng PLC đường ngang KM +137 tuyến đường sắt thống CHƯƠNG KHÁI NIỆM CHUNG VỀ ĐƯỜNG NGANG VÀ THỰC TRẠNG ĐƯỜNG NGANG VIỆT NAM I Khái niệm chung đường ngang an toàn chạy tàu: I.1.Khái niệm chung đường ngang: Đường ngang nói Điều lệ đường ngang nơi đường sắt đường giao mặt bằng, quan có thẩm quyền định xây dựng để đảm bảo an tồn giao thơng Những quy định Điều lệ đường ngang không áp dụng cầu chung (đường sắt đường cung mặt cầu) nơi đường sắt giao cắt với đường nội ga, cảng, bãi hàng, nhà máy, xí nghiệp Phạm vi đường ngang bao gồm: • Đoạn đường qua đường sắt nằm hai chắn nằm hai ray ngồi hai bên đường sắt cách má ray ngồi trở 6m nơi khơng có chắn • Đoạn đường sắt nằm hai vai đường điểm giao Đường ngang phân loại sau: 1.Theo thời gian sử dụng: lâu dài; có thời hạn; thường xun đóng 2.Theo cách tổ chức phịng vệ: có người gác; khơng có người gác; biển báo hiệu 3.Theo quan quản lý: ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP - THIẾT KẾ HỆ THỐNG CẢNH BÁO ĐNTĐ DÙNG PLC Cơ quan quản lý đường sắt Việt Nam quản lý: đường ngang nơi đường giao với đường sắt đường sắt chuyên dùng ngành đường sắt gọi đường ngang công cộng, đường ngang nơi đường chuyên dùng giao với đường sắt gọi đường ngang nội - Cơ quan quản lý đường quản lý: đường ngang nơi đường giao với đường sắt chuyên dùng không đường sắt quản lý gọi đường ngang chuyên dùng I.2 Phân loại đường ngang Điều Đường ngang phân thành cấp cụ thể sau: Đường ngang cấp I: Đường sắt giao với đường cấp I, cấp II, cấp III; Đường ngang cấp II: Đường sắt giao với đường cấp IV, cấp V; Đường ngang cấp III: Đường ngang lại không thuộc đường ngang quy định khoản 1, khoản Điều này; Đường ngang nằm nội đô, nội thị ( thành phố, thị xã, thị trấn ) xếp vào cấp tương ứng Bộ trưởng Bộ Giao thông vận tải định I.3.Các yêu cầu cấu trúc đường ngang: Theo quy định đường ngang phải đặt đoạn thẳng đường sắt đường Đường phải cắt vuông góc với đường sắt; trường hợp ngoại lệ cho phép đặt giao cắt góc nhọn không nhỏ 45 độ Trắc dọc đường hai phía đường ngang phải đoạn đường không ngắn 10m nơi đường đắp 15m nơi đường đào Hướng đường cong tới đường ngang không ngoặt 0.05 Chiều rộng đường ngang không ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ HỆ THỐNG CẢNH BÁO ĐNTĐ DÙNG PLC nhỏ bề rộng đường ô tô cho phép chuyển động theo hai hướng lúc Trong tất trường hợp, chiều rộng đường ngang có khơng nhỏ 6m cải tạo lại không nhỏ 7m Để tránh đoản mạch mạch điện đường ray đường ngang có xe bánh sắt chạy qua, phía ngồi lịng đường sắt cao đỉnh ray từ 30 đến 40 mm đặt gờ chống chập Tại đường ngang cấp I, cấp II, gờ chống chập làm đan bê tông Mặt gờ chống chập phải phẳng không lồi, lõm cản trở giao thông đường bộ, hạn chế lực thông qua đường ngang Trên đoạn đường tới đường ngang phải trồng cọc tiêu cách 1.5m hàng rào dài suốt 16m tính từ ray ngồi trở Cách đường ngang từ 500m đến 1500m phía đường sắt phải đặt biển “kéo còi” Trên đường hai phía đường ngang đặt: - Trước đường ngang khơng trang bị tín hiệu phịng vệ đặt hai biển báo “Đường ngang khơng có cần chắn” Biển thứ cách đường ngang 40 đến 50m, biển thứ hai cách đường ngang 150 đến 250 m tính từ mép ray ngồi cùng phía - Trước đường ngang có trang bị cần chắn (tự động điều khiển tay) đặt hai biển báo “ Đường ngang có cần chắn”.Vị trí hai biển báo nêu cho đường ngang không cần chắn - Trước đường ngang trang bị cần chắn tự động nửa tự động phía bên phải đường tơ cách mép ray phía 50 trang bị thêm biển báo “ Đường ngang có cần chắn tự động” - Trên tất đường ngang khơng có cần chắn đường ngang có cần chắn nửa đường tự động, gần đường ngang đặt biển chéo hình chữ X Để tránh nhầm lẫn, đường ngang có cần chắn khơng gắn biển ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP - THIẾT KẾ HỆ THỐNG CẢNH BÁO ĐNTĐ DÙNG PLC Tất biển báo nêu đặt lề đường đường phía bên phải theo hướng chạy tô - Các đường ngang câp I, cấp II đường ngang phòng hộ cấp khác nằm gần ga cần có điện thoại liên lạc với ga gần - Những cần chắn khí phải điều khiển tập trung Trên cần chắn khí có đèn sáng ban đêm ban ngày tầm nhìn tín hiệu hạn chế Khi đóng chắn đèn chiếu ánh sáng đỏ phía đường ô tô, chắn mở: ánh sáng màu xanh.Trong hai trường hợp vừa nêu từ phía chịi chắn nhìn thấy đèn màu trắng I.4.Các quy định đèn báo hiệu đường cho đường ngang - Đèn báo hiệu chuông điện đường phải đặt trước chắn đường (hoặc liền với trụ chắn đường ) đặt cách ray 6m trở lên - Đèn báo hiệu chuông đường phải đạt yêu cầu sau: + Đèn báo hiệu phải có hai đèn đỏ đặt ngang nhau, hai đèn thay phiên nhấp nháy bật sáng; cấm lại qua đường ngang Khi tàu hết đường ngang, chắn mở hoàn toàn, đèn báo hiệu tắt, lại đường trở lại bình thường; Thời điểm đèn báo hiệu bật sáng phải đảm bảo trước lúc tàu tới đường ngang là: a) 50 giây dùng đèn báo hiệu tự động chắn đường tự động b) 90 giây dùng đèn báo hiệu tự động chắn đường không tự động c) 120 giây dùng đèn báo hiệu không tự động (điện dầu) + Chuông điện phải lắp đặt cột đèn báo hiệu, chuông kêu phải có âm lượng đủ to để người cách xa 15m nghe ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ HỆ THỐNG CẢNH BÁO ĐNTĐ DÙNG PLC thấy, chuông kêu tàu tới gần đường ngang Chuông tắt chắn đóng hồn tồn + Ánh sáng góc phát sáng đèn báo hiệu phải đảm bảo để người điều khiển phương tiện giao thơng đường nhìn thấy tín hiệu từ khoảng cách 100m trở lên Ánh sáng đỏ đèn tín hiệu khơng chiếu phía đường sắt Trong Điều lệ đường ngang quy định: đèn báo hiệu đường phải có hai đèn đỏ đặt ngang nhau, hai đèn thay phiên nhấp nháy bật sáng; không dùng hai đèn xanh đỏ dùng loại đèn đỏ cũ vì: - Trạng thái thường xuyên đường khai thông đường Đèn xanh sáng chứng tỏ đường khai thơng phải sáng thường xun dẫn đến tốn điện, chóng hỏng bóng đèn Đã có đèn báo hiệu đường dùng hai đèn xanh đỏ đường ngang đầu cầu Cốc Lếu (Lào Cai) thực tế bất lợi nêu nên không dùng đèn xanh - Khi đèn đỏ bật sáng có nghĩa đóng đường ngang, cấm người phương tiện giao thông đường qua đường ngang Trên cột đèn báo hiệu cịn có biển đề : “ Đèn đỏ dừng lại” - Đèn đỏ sáng nhấp nháy để phân biệt với đèn đường nút giao thông Sáng nhấp nháy thu hút ý người điều khiển giao thông đường mà cịn tăng tầm nhìn đèn tín hiệu Vì cần thiết lắp hai đèn đỏ ngang thay phiên nhấp nháy để tăng cường ý dễ phân biệt - Thực tế hai đèn đỏ ngang thay phiên nhấp nháy cột đèn báo hiệu đường đường ngang phía Bắc ga Hà Nội có tàu tới đường ngang xây dựng từ năm đầu thập kỷ 70, đến năm đầu thập kỷ 80 thức đưa vào sử dụng Cột đèn báo hiệu đường ngang Sinh Từ (nay đường ngang Nguyễn ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ HỆ THỐNG CẢNH BÁO ĐNTĐ DÙNG PLC Khuyến, Hà Nội) xây dựng từ thời kỳ với Điều lệ đường ngang Ngoài đèn đỏ nhấp nháy nêu đường ngang có trang bị hệ thống tín hiệu cảnh báo tự động cịn có ánh đèn màu vàng sáng nhấp nháy thiết bị hệ thống tín hiệu tự động có trở ngại khơng bật đèn đỏ sáng nhấp nháy (khơng đóng đường ngang) cảnh báo cho người điều khiển phương tiện giao thông tăng cường ý qua đường ngang Một ánh đèn màu vàng sáng nhấp nháy hai phía đường sắt nhằm cảnh báo cho tài xế xe lửa I.5.Tín hiệu ngăn đường quy định tín hiệu ngăn đường - Tín hiệu ngăn đường để phịng vệ đường ngang từ phía đường sắt cần bắt tàu dừng lại đường ngang có chướng ngại Trong trường hợp tín hiệu ngăn đường đèn màu đặt phía trước đường ngang bật sáng, trạng thái bình thường đèn tín hiệu ngăn đường khơng sáng - Trên hai phía đường sắt tới đường ngang có người gác cần phải đặt tín hiệu ngăn đường người đứng đầu ngành Đường sắt Việt Nam định, trừ đường ngang sau: a)Đường ngang mà chắn đường thường xuyên đóng có cần chắn tự động tín hiệu cảnh báo tự động; b)Đường ngang nằm phạm vi phịng vệ tín hiệu vào ga, ga, tín hiệu bãi dồn, tín hiệu thơng qua đường sắt có thiết bị đóng đường tự động tín hiệu phịng vệ khác, tín hiệu cách đường ngang 800 m c)Tín hiệu ngăn đường đường sắt đặt cách đường ngang (tính từ vai đường phía) từ 100 m đến 500m ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ HỆ THỐNG CẢNH BÁO ĐNTĐ DÙNG PLC Nơi nhiều đường ngang có người gác gần khoảng cách hai đường ngang nhỏ 500 m mà chưa cải tạo theo quy định Điều 49 Điều lệ đường ngang, tín hiệu ngăn đường đường sắt bố trí hai đầu khu vực chung cho đường ngang d)Tín hiệu ngăn đường phải đặt bên trái theo hướng tàu chạy vào đường ngang Trường hợp khó khăn đặc biệt, người đứng đầu Đường Sắt Việt Nam cho phép đặt bên phải theo hướng tàu chạy vào đường ngang e)Tầm nhìn tín hiệu ngăn đường đường sắt phải đảm bảo 800 m Trường hợp địa hình khó khăn tầm nhìn tín hiệu ngăn đường khơng nhỏ 400m f)Tín hiệu ngăn đường đường sắt tín hiệu màu đỏ, tín hiệu ngăn đường bật sáng báo hiệu ngừng tàu g)Khi tín hiệu ngăn đường tắt, tàu hoạt động bình thường Khi có trở ngại đường ngang ảnh hưởng đến an tồn chạy tàu nhân viên gác chắn chuyển tín hiệu bật sáng i)Đường ngang có người gác nằm khu gian có thiết bị đóng đường tự động có tín hiệu ngăn đường đường sắt hay không, phải lắp đặt thiết bị để chuyển tín hiệu đóng đường gần đường ngang trạng thái đóng để nhân viên gác chắn thao tác kịp thời đường ngang có trở ngại ảnh hưởng đến chạy tàu I.6 Các thiết bị thơng tin, tín hiệu nhà gác đường ngang: Trong nhà gác đường ngang phải có thiết bị thơng tin tín hiệu điện thoại điện thoại thiết bị thông báo tự động cho nhân viên gác chắn biết tàu tới gần đường ngang Đường ngang có người gác nơi có nguồn điện lưới quốc gia phải trang bị đèn chiếu sáng ban đêm ban ngày có sương mù Ánh ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ HỆ THỐNG CẢNH BÁO ĐNTĐ DÙNG PLC sáng đèn đủ để người điều khiển phương tiện giao thơng đường nhìn rõ tín hiệu người gác chắn Các thiết bị tín hiệu thiết bị phịng vệ đường ngang có người gác hoạt động điện phải điều khiển tập trung nhà gác đường ngang Các thiết bị phải tốt, sử dụng phải điều khiển tay thiết bị tự động bị hỏng đột xuất Trong trường hợp không điều khiển tập trung phải người đứng đầu Đường Sắt Việt Nam cho phép Đường ngang có người gác chắn phải đặt chắn hai đầu đường vào đường ngang Xà chắn đặt cách má ray m Trong trường hợp địa hình hạn chế, xà chắn khơng vi phạm khổ giới hạn tiếp giáp kiến trúc đường sắt Xà chắn làm trơn treo kim loại lưới kim loại Xà chắn (trừ xà chắn tự động) phải có bơ phận chốt hãm để chắn tự di động Ở đường ngang có người gác, chắn đóng, xà chắn phải chắn ngang hết mặt đường bộ, liền sát với hàng rào cố định phải cao mặt đường từ đến 1.2 m Chắn phải bắt đầu đóng từ phía bên phải đường (theo hướng vào đường ngang) sang phía trái Đường ngang có nhiều chắn phải đóng chắn phía bên phải trước, đóng chắn phía trái cho chắn đến tận phía bên trái Khi chắn mở, không phận chắn cản trở mặt đường Cấm để giàn chắn, xà chắn vị trí lơ lửng Chắn đường ngang có người gác có hai loại: cần chắn giàn chắn Quy cách, tiêu chuẩn kỹ thuật giàn chắn phải theo quy định ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ HỆ THỐNG CẢNH BÁO ĐNTĐ DÙNG PLC Dòng điện tiêu thụ cảm biến lúc có tàu 35mA = 0,035A, từ ta có cơng suất tiêu thụ tối đa cho cảm biến là: Pmột cảm biến = 0,035 x 24 = 0,84W Công suất tiêu thụ cho cảm biến là: P6 = x 0,84 = 5,04 W II.1.7 Cơng suất cho dây tín hiệu dây dẫn điện: Ta chọn dây cáp có φ 1,4 dẫn đến điện trở tương ứng loại dây 21,5 ς/ km đôi Tổng chiều dài cáp sử dụng 5000 m, từ ta có điện trở cho cáp là: Rcáp = 21,5 x = 107,5ς Công suất tiêu thụ cáp là: P7 = U2/R = 242/ 107,5= 5,36W II.2.Tính dung lượng ắc quy Việc chọn dung lượng nguồn ắc quy cho hệ thống tín hiệu phịng vệ tự động chưa có quy định cụ thể đường sắt Việt Nam Do thiết kế tạm thời đưa hai tiêu làm tính chọn, xét theo chế độ làm việc xảy hệ thống phòng vệ tự động là: chế độ làm việc bình thường hệ thống trạng thái xảy cố hệ thống kéo dài Nguyên tắc lựa chọn đảm bảo trạng thái làm việc bình thường nguồn ắc quy dự phịng phải đảm bảo lâu dài khơng phải thay hay xúc nạp lại, hai chế độ có cố hệ thống xảy thường xuyên dẫn tới tiêu hao nguồn dự phòng nhiều dung lượng ắc quy dự phịng cần đủ lớn để người tu kiểm tra định kỳ phát để thay kịp thời Trên nguyên tắc nêu trên, tiêu tạm đưa thiết kế là: 72 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ HỆ THỐNG CẢNH BÁO ĐNTĐ DÙNG PLC - Trong chế độ làm việc bình thường dung lượng ắc quy cho phép hệ thống làm việc tối thiểu năm thay thế, tạm gọi chế độ bình thường Tải trường hợp lấy phụ tải làm việc trạng thái có cố hệ thống để tính tốn - Trong chế độ làm việc thường xun có cố làm tiêu tốn nguồn dự phịng dung lượng ắc quy cần đảm bảo cho hệ thống làm việc liên tục tối thiểu tuần để kịp phát có biện pháp thay Tải trường hợp lấy phụ tải làm việc trạng thái có cố hệ thống để tính tốn 3.5.1 Tính nguồn chế độ bình thường Tiêu thụ nguồn ngày đêm hệ thống (QHT) tính trung bình theo số đơi tàu = 15 đơi / ngày đêm Mỗi lần tàu qua hệ thống làm việc khoảng thời gian phút Công suất tiêu thụ nguồn chung hệ thống (PHT) trạng thái bao gồm: PHT =P1 + P2 + P3 + P4 + P5 + P6 + P7 Trong P1 công suất tiêu thụ loa P2 công suất tiêu thụ LED P3 công suất tiêu thụ chuông P4 công suất tiêu thụ PLC P5 công suất tiêu thụ mạch giao tiếp P6 công suất tiêu thụ cảm biến P7 công suất tiêu thụ cáp PHT công suất tiêu thụ hệ thống ->PHT = 96 + 15,84 + 0,96 + 13,44+ 0,096+ 5,04 + 3,82 = 135,196(W) ~135(W) Với nguồn ắc quy 24VDC cơng suất u cầu dịng tải: 73 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ HỆ THỐNG CẢNH BÁO ĐNTĐ DÙNG PLC IHT = 135 /24 =5,625A QHT/ngày đêm = 15 đôi/ngày đêm x x 5,625A x (1/60)h =2,8125 Ah Dung lượng nguồn cần cung cấp thời gian năm là: QHT/1 năm = 2,8125Ah x 365 ngày = 1026,5625 Ah~1026,56Ah Giả thiết chế độ cấp nguồn không ổn định, thời gian điện trung bình chiếm đến 10 % tổng thời gian làm việc dung lượng ắc quy cần khoảng 102,656 cho hệ thống năm 3.5.2 Tính nguồn chế độ tiêu tốn nguồn Trong trường hợp xảy cố hệ thống có đèn vàng, PLC mạch giao tiếp phải làm việc Và công suất tiêu thụ hệ thống lúc gồm P2 , P4, P5, công suất tiêu thụ trường hợp có cố: PSC = P2 + P4 + P5 =15,6 +13,44 + 0,096=29,136W~29W từ ta có u cầu dịng tải là: ISC = 29 W / 24V (Ah) QSC/ngày đêm = 29/24 x 24 = 29 Ah Dung lượng ắc quy cần cung cấp cho hệ thống vòng ngày là: Q = 29 x = 203Ah Vậy chọn tổ acquy 100Ah đấu nối tiếp 74 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ HỆ THỐNG CẢNH BÁO ĐNTĐ DÙNG PLC III Lập dự tốn kính phí cho hệ thống: Bảng vặt tư chủ yếu STT Tên vật tư Đ.vị Số Đơn giá T Tiền Ghi cách Quy Tính lượng (Đ) (Đ) Cột 2,778,000 5,556,000 LED Đèn 700,000 700,000 LED Bộ 2,800,000 5,600,000 Cái 3,500,000 21,000,000 Cột th đường Đèn vàng cột TH đường Đèn đỏ cột th đường Cảm biến BERO từ (3RG46 tàu 44 – 6AN01 Bộ cắt sét EPLF Bộ 658,000 658,000 Cái 95,000 190,000 Tổ 1,000,000 2,000,000 nguồn điện Móng tủ điều khiển Ac quy Segasa Phát 12V- 75 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ HỆ THỐNG CẢNH BÁO ĐNTĐ DÙNG PLC 100AH Bộ 700,000 1,400,000 24V Cái 120,000 240,000 1kw Bộ 3,500,000 3,500,000 0,6kw Bộ 600,000 600,000 S7214 Bộ 5,000,000 5,000,000 Bộ 5,000,000 5,000,000 Chỉnh lưu 24V- si lic 30A Chuông 10 Bộ lưu điện (UPS) 11 Bộ biến áp 12 Bộ PLC 13 Bộ phát lỗi hệ thống 14 Tủ rơle Cái 2,000000 2,000,000 15 Máy tính Cái 6,000,000 6,000,000 PC 16 Cáp chôn 5(2) m 33 m 10,000 330,000 17 Cáp treo 9(1) m 39 m 15,000 585,000 18 Cáp treo 5(1) m 2000m 11,000 22,000,000 19 Hộp cáp HZ-12 Hộp 90,000 540,000 20 Loa Cái 120,000 120,000 21 Cáp điện 2x2,5 m 76 9,000 684,000 đ/k34 m 25 10,000 250,000 lực chôn 22 ống luồn cáp 76 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 23 Dây sắt THIẾT KẾ HỆ THỐNG CẢNH BÁO ĐNTĐ DÙNG PLC đ/k4 kg 500 6,500 3,250,000 chịu lực 24 Ap-to-mat 10A Cái 15,000 45,000 25 Hộp cáp HZ-12 Cái 15000 90,000 26 Xi măng kg 200 746 1,492,000 27 Cát vàng m3 68,000 68,000 28 Đá dăm m3 50,000 50,000 29 Cát đen rải m3 12 276,000 96,000 rãnh cáp 30 Gạch viên 300 31 Cầu chì Cái 14 5000 70,000 32 Thiếc hàn Kg 35000 35000 33 Sơn nt 12,000 12,000 phòng rỉ 34 Sơn trắng nt 17,000 34,000 35 Sơn đen nt 14,000 14,000 36 Sơn xám nt 16,500 33,000 37 Loa phát Cái 500,000 500,000 38 5,000,000 Các linh kiện khác 95,018,000 Cộng tổng số 77 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ HỆ THỐNG CẢNH BÁO ĐNTĐ DÙNG PLC Nhân công - Nhân công thi công đường ngang 7,825 h - Nhân công bổ xung 2,500 h Cộng nhân công 10,325 h =1291 công Thành tiền đơn giá 18415 đ/cơng 23,766,859đ Tổng hợp chi phí - Vật tư thiết bị 95,018,000đ - 23,766,859đ Nhân công Cộng trực tiếp (A) 118,784,859đ Dự phòng (10%) 11,878,486đ Cộng giá trị dự toán (T) 130,663,345đ IV Kết luận ưu, nhược điểm hướng cải tạo loại hình thiết bị chọn Trong suốt thời gian vừa qua tiến hành thử nghiệm, dùng thử thực tế khai thác đưa vào sử dụng 100 hệ thống tín hiệu cảnh báo tự động đường ngang cấp chủ yếu tuyến đường sắt Thống Nhất, mẫu thiết kế đường ngang cảnh báo tự động dùng PLC khắc phục nhiều tồn tại, có nhiều ưu điểm hơn: - Chương trình điều khiển lập hồn thiện hơn, có dự trữ nóng hoạt động tin cậy hơn, hệ thống đạt độ ổn định chưa cao(10 – 2); 78 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ HỆ THỐNG CẢNH BÁO ĐNTĐ DÙNG PLC - Công nghệ chế tạo cảm biến phát tàu bền chắc, hoạt động xác hơn, có độ tin cậy 10 –4 ; - Có bổ sung thiết kế thêm chống sét, dây tiếp đất cho số thiết bị; - Có hồn thiện kết cấu mạch đèn LED; mạch nguồn điện - Dùng PLC điều khiển làm cho hệ thống tín hiệu hoạt động linh hoạt so với mẫu thiết kế dùng rơ le điều khiển: - Xác định hướng tàu chạy đến đường ngang; - Đo tốc độ tức thời (giá trị trung bình chạy đoạn đường ngắn) để điều chỉnh thời gian đóng đường ngang (bằng phương pháp làm trễ thời gian báo tàu đến đường ngang, tránh đóng đường ngang lâu tàu chạy chậm tốc độ quy định công lệnh tốc độ); - Đếm số trục bánh tàu (toa xe, đầu máy) vào phân khu tới gần để xác định phân khu hay cịn bị chiếm dụng nhằm tự động đưa hệ thống thiết bị trạng thái bình thường - Việc đếm trục bánh tàu vấn đề phức tạp, cảm biến hoạt động ổn định không đếm tàu hẫng bánh hoạt động đếm có vật sắt (khơng phải trục bánh tàu ) lướt ngang qua cảm biến dẫn đến đếm sai số trục làm cho hệ điều khiển gặp trở ngại, khó khăn cho việc khơi phục thiết bị trạng thái bình thường - Ngồi dùng tín hiệu cảnh báo tự động cịn làm giảm phụ tải đường ngang (thời gian tàu chiếm dụng đường ngang,cấm giao thông đường bộ) tăng lực thông qua đường ngang, tránh ùn tắc giao thông đường (theo quy định Điều lệ đường ngang hành phải đóng chắn hồn 79 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ HỆ THỐNG CẢNH BÁO ĐNTĐ DÙNG PLC toàn trước tàu tới đường ngang, 40s tín hiệu cảnh báo tự động 50s cần chắn tự động) - Tuy nhiên bên cạnh ưu điểm hệ thống cảnh báo tự động dùng PLC tồn nhược điểm cần khắc phục: - Độ tin cậy sensor Việt Nam sản xuất chưa đạt tiêu chuẩn quốc tế (khối OSZD yêu cầu độ tin cậy sensor 10 –9) - Chưa lắp đặt tín hiệu ngăn đường để thơng báo trở ngại đường ngang cho lái tàu nhiều nguyên nhân; - Chưa xác định độ tin cậy chương trình phần mềm lập trình cho đếm trục; - Chưa có thiết bị kiểm chướng đường ngang (thiết bị kiểm tra chướng ngại vật đường ngang) nhằm thông báo cho lái tàu trở ngại đường ngang - Chưa thể tự động giám sát từ xa cho tất loại hình thiết bị dùng cảnh báo tự động; - Đã sử dụng nhiều loại cảm biến phát tàu mạch điện đường ray, phô tô sensor, loại sensor điện, từ, điện từ, địa chấn chưa chọn loại có tính ổn định cao; - Trở ngại hệ thống CBTĐ sensor gây Những sensor cơng nghiệp nhập từ nước ngồi khơng phù hợp với điều kiện nhiệt đới ĐSVN, loại thiết bị sản xuất nước công nghệ chế tạo kém, chưa đủ thiết bị đo kiểm để có tham số kĩ thuật, tiêu kĩ thuật xác Ví dụ: chế tạo cảm biến chưa biết dùng để đo tốc độ tàu phạm vi từ km/h đến 80 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ HỆ THỐNG CẢNH BÁO ĐNTĐ DÙNG PLC km/h; Phần mềm lập nên điều chỉnh thời gian đóng đường ngang từ giây đến phút; - Chưa đo cường độ ánh sáng đèn LED bao nhiêu, độ lệch trục chùm sáng qua thấu kính bao nhiêu, tầm nhìn đèn LED tạo ra, chùm sáng đèn khuyếch đại đến mức nào; - Chưa có tiêu chí đánh giá chất lượng thiết bị, hệ thống thiết bị ta sản xuất so với tiêu chuẩn giới; - Chưa thống quan điểm dùng đường ngang cảnh báo tự động cho tất đường ngang mà dùng cho đường ngang cấp 3, nơi mật độ tàu xe qua lại đường ngang thấp; - Chưa thống mẫu định hình cho hệ thống thiết bị tín hiệu đường ngang (nhiều kiểu loại khác nhau); - Dân trí thấp nên đường ngang cảnh báo tự động sáng đỏ lao bừa vào đường ngang dẫn đến tai nạn thương tâm - Mẫu thiết kế chưa giải hết tình xẩy hệ đếm trục cho loại đường ngang: ga, gần ga đường ngang gần thành cụm; Hướng cải tạo hệ thống : - Nghiên cứu chế tạo loại sensor có độ ổn định cao, đạt tiêu chuẩn quốc tế khối OSZD (10-9); - Cần nghiên cứu thử nghiệm loại hình cảnh báo tự động sử dụng máy tính nhúng cơng ty CADPRO cần phải có thời gian thử nghiệm; - Cho dùng thử loại đèn LED màu phát xạ cao có độ sáng cao đèn báo hiệu dùng; 81 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ HỆ THỐNG CẢNH BÁO ĐNTĐ DÙNG PLC - Nghiên cứu giải pháp để đưa tín hiệu cảnh báo tự động vào tất đường ngang cấp nhiên phải bảo đảm yếu tố an toàn Tổ chức theo dõi kĩ hoạt động máy tín nhúng, cảm biến, vi xử lý, phần mềm có, phân tích thống kê, phân loại trở ngại để tìm giải pháp hữu hiệu loại trừ hoàn thiện hệ thống có; - Lựa chọn mẫu CBTĐ dùng vi xử lý điều khiển để điều chỉnh thời gian đóng đường ngang giám sát từ xa hệ CBTĐ khu gian - Hoàn thiện gá lắp cảm biến vào ray cho cảm biến không bị xê dịch, long ốc vít Trước mắt chưa chế tạo cảm biến tốt đường sắt Việt Nam thử nghiệm dùng cảm biến địa chấn thay cho cảm biến điện từ Vừa qua thay 100 đường ngang Cảm biến địa chấn phần tử thụ động không cần nguồn nuôi, chôn sâu đường 70 cm nên bị tác động học làm hỏng Tuy nhiên phải lập trình phần mềm cho PLC cho phù hợp với cảm biến địa chấn Không thể dùng phần lập trình làm cho cảm biến từ 82 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ HỆ THỐNG CẢNH BÁO ĐNTĐ DÙNG PLC CHƯƠNG IV CÁC GIẢI PHÁP HOÀN THIỆN HỆ THỐNG ĐƯỜNG NGANG CẢNH BÁO TỰ ĐỘNG Hiện hệ thống đường ngang cảnh báo tự động đường sắt Việt Nam nhiều nhược điểm cần khắc phục Ở xin đưa số giải pháp để khắc hồn thiện hệ thống: Nghiên cứu lập trình phần mềm điều khiển cho cảm biến phát đầu vào (theo hướng tàu chạy) không hoạt động hệ thống khơng trở trạng thái đèn vàng nhấp nháy (báo trở ngại) mà đảm bảo đoàn tàu đến gần đường ngang, chiếm dụng phân khu tới gần, thiết bị tín hiệu tự động đóng đường ngang phía đường bộ: chng reo, đèn đỏ báo hiệu đường bật sáng, đưa đường ngang trạng thái cấm đường bộ.Khi đuôi tàu qua khỏi đường ngang, tín hiệu phía đường bộ, mở đường ngang người phương tiện giao thông đường Tiến tới bỏ tín hiệu đèn vàng cột tín hiệu đường bộ; Đối với đường ngang đơn (đường ngang khu gian có khu đoạn tới gần ngắn khoảng cách từ đường ngang đến cột hiệu vào ga) bố trí cảm biến phát tàu: điểm báo tàu đến (theo hướng tàu chạy) cảm biến; cảm biến bên đường ngang để mở đường ngang sau đuôi tàu qua khỏi đường ngang.Làm vừa đơn giản hố thiết bị, vừa rẻ tiền xây dựng cảm biến hơn, vừa dễ quản lý, sáng đèn vàng nhấp nháy cột đèn báo hiệu đường Thực chất để đơn giản hoá yêu cầu hoạt động hệ thống - Đưa tiêu chí đánh giá chất lượng tiêu chuẩn để đánh giá độ tín cậy thiết bị, hệ thống sản xuất nước để đạt tiêu chuẩn quốc tế; 83 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ HỆ THỐNG CẢNH BÁO ĐNTĐ DÙNG PLC - Nghiên cứu để đặt tín hiệu ngăn đường dùng cho cảnh báo tự động để thơng báo kịp thời cho tài xế; - Nghiên cứu để đưa vào sử dụng hệ thống tự động giám sát từ xa cho tất loại hình thiết bị cảnh báo tự động; - Khắc phục tồn hệ cảnh báo tự động cách xây dựng thử nghiệm thiết bị giám sát hoạt động hệ thống từ trung tâm quy định để nhanh chóng phát trở ngại, giải kịp thời; - Hoàn thiện thiết bị xác báo đoàn tàu để đạt độ tin cậy cao Khi khơng tự sản xuất nước mua nước ngồi cảm biến có chất lượng quốc tế; - Phải nghiên cứu thử nghiệm hệ thống phát chướng ngại đường ngang để phát triển sử dụng cần chắn tự động; - Quy định thức tiêu chuẩn hệ thống tín hiệu đường ngang tự động,cách tu sửa chữa giải trở ngại nhanh; - Hoàn thiện định hình đường ngang có tín hiệu tự động; - Cho tiếp tục thử nghiệm số loại cảm biến khác chế tạo cải biên từ sản phẩm nước super sonic Bộ CA dùng; sử dụng phận vi xử lý đơn giản; cho dùng đèn LED màu phát xạ cao có độ sáng cao đèn báo hiệu dùng; - Điều chỉnh thời gian đóng, mở đường ngang tới mức tối đa thực điều kiện cụ thể nhằm nâng lực thông qua đường ngang, giải pháp hữu hiệu, cần xem xét cho phép thực hiện, biện pháp chống ùn tắc giao thông; - Cần quy định tốc độ chạy tàu tối thiểu khu gian để tránh trường hợp tàu chạy chậm làm cho hệ thống cảnh báo tự động hoạt động nhầm; 84 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ HỆ THỐNG CẢNH BÁO ĐNTĐ DÙNG PLC - Cần xây dựng cầu vượt cầu chui đường ngang có mật độ giao thơng lớn Bên cạnh giải pháp vấn đề kỹ thuật giải pháp kinh tế, xã hội để giải hoàn thiện vấn đề: - Cần tuyên truyền vận động quần chúng nhân dân tham gia bảo đảm trật tự an tồn giao thơng đường sắt In panơ, áp phích quảng cáo để tun truyền đặc biệt xã phường hộ dân dọc ven đường sắt Kết hợp giưa công tác tuyên truyền thông tin đại chúng với việc trực tiếp địa phương tổ chức thi tìm hiểu luật lệ giao thơng tồn quốc; - Phối hợp với lực lượng công an địa phương cơng ty quản lý đường sắt tồn quốc để vận động yêu cầu hộ dân vị phạm hành lang an tồn giao thơng đường sắt dỡ bỏ cơng trình vi phạm; - Đóng cọc mốc giới đường sắt giao cho địa phương quản lý Tạo hành lang pháp lý bảo vệ đường sắt khu vực đường ngang; - Phải phối hợp chặt chẽ đơn vị quản lý đường đơn vị quản lý đường sắt để cắm đầy đủ biển báo, hàng rào, cọc tiêu, vạch đường theo quy định luật lệ hành nhằm tăng cường phòng vệ tốt đường ngang phía đường sắt Tuy nhiên tương lai ngành đường sắt phát triển nữa, tốc độ chạy tàu ngày cao Nên nghiên cứu thử nghiệm công nghệ tiên tiến giới ví dụ hệ thống tín hiệu đầu máy kiểu liên tục áp dụng cơng nghệ thông tin di động thông tin định vị tồn cầu GPS có móc nối với thiết bị đường ngang loại trừ hệ thống tín hiệu ngăn đường mặt đất khu gian đặc biệt có mật độ đường ngang lớn vi phạm quy định khoảng cách tối thiểu đường ngang Việc áp dụng công 85 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ HỆ THỐNG CẢNH BÁO ĐNTĐ DÙNG PLC nghệ tiên tiến cho phép nâng cao tốc độ khu gian khu vực đơng dân cư có mật độ đường ngang lớn, rút ngắn thời gian chờ đợi đường ngang đường ngang hoạt động tương đối độc lập với Giảm bớt số lượng đường ngang cách làm cầu vượt giao cắt đồng mức đường sắt đường đưa lại lợi ích kinh tế phù hợp với hoàn cảnh kinh tế đất nước 86 ... TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ HỆ THỐNG CẢNH BÁO ĐNTĐ DÙNG PLC 48 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ HỆ THỐNG CẢNH BÁO ĐNTĐ DÙNG PLC II.2 Bộ điều khiển PLC: bộ(1 chính, phụ) Đặt tủ điều khiển Bộ điều khiển dùng loại... vấn đề phát sinh 24 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ HỆ THỐNG CẢNH BÁO ĐNTĐ DÙNG PLC Hệ thống cảnh báo tự động dùng máy tính nhúng phần mềm dùng PLC điều chỉnh thời gian đóng đường ngang; có hệ thống. .. phục hệ thống, cảnh báo nhân công khôi phục dành cho tu; - Hệ thống tiếp đất cho tủ theo tiêu chuẩn hành; Thiết bị chấp hành: 36 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP - THIẾT KẾ HỆ THỐNG CẢNH BÁO ĐNTĐ DÙNG PLC Đèn