бабулер27

Дисплейный модуль пульта управления тепловоза 2ТЭ25КМ

В.А. ЛИНЬКОВ, заведующий лабораторией электрических схем,
А.Ю. БУНЯЕВ, С.М. ГУСЕВА, инженеры, АО «ВНИКТИ», г. Коломна

Неотъемлемой частью микропроцессорной системы управления МПСУ-ТП тепловоза 2ТЭ25КМ является дисплейный модуль (ДМ). Он предназначен для отображения в режиме реального времени рабочих параметров систем локомотива и информации о работе системы МПСУ-ТП.
В качестве ДМ в системе МПСУ-ТП используется блок ВС4401 фирмы GerSys, представляющий собой бортовой компьютер, предназначенный для использования на железнодорожном транспорте. ДМ снабжен портативным источником питания с широким диапазоном входного постоянного напряжения от 14,4 до 154 В и источником бесперебойного питания, обеспечивающим работу устройства в течение 30 мин.


Доступная передняя створка ДМ позволяет быстро и легко сменить компакт-диск CD-ROM и подключить внешнюю клавиатуру с разъемом PS/2 или манипулятор типа «мышь» для проведения технического обслуживания. При этом демонтаж всего ДМ не требуется. На задней поверхности корпуса размещены разъемы, при помощи которых ДМ соединяется с внешними устройствами системы МПСУ-ТП.

Для оперативного управления ДМ (вывод диагностической информации на экран по запросу машиниста или обслуживающего персонала локомотивного депо, квитирование тревожных сообщений и др.) вокруг экрана имеется встроенная клавиатура из 25 клавиш (рис. 1). Клавиши клавиатуры промаркированы изнутри (для высокой устойчивости к стиранию и воздействию химикатов). Имеются также литерные клавиши и автоматическая подсветка клавиш.

На клавиатуре расположены следующие клавиши:

«◄» — влево;

«►» — вправо;

«А» — вверх;

«▼» — вниз;

«Е» — приведение в действие выбранной кнопки на экране ДМ;

«1» — «8» — клавиши быстрого перехода по экранам;

«О» — сброс возникшего тревожного сообщения;

«St» — переключение языка отображения информации;

«UD» — копирование архива зарегистрированных данных на съемный USB-накопитель.

ля работы в составе МПСУ-ТП в ДМ устанавливается специальное прикладное программное обеспечение, которое загружается по

сле включения питания блока и прохождения программы самодиагностики.


Передача информации от ДМ к МПСУ-ТП осуществляется в двух направлениях:

- система —> машинист (отображение всей основной информации, собранной системой, в удобной для восприятия и использования форме);
- машинист -> система (воздействие на основные исполнительные устройства и установки параметров тепловоза непосредственно с экрана).

Установленное прикладное ПО реализует следующие функции:

> обмен информацией с устройством обработки информации (УОИ) своей секции тепловоза, УОИ и ДМ второй секции по сетевому протоколу Ethernet (организуется локальная тепловозная сеть);

> обмен информацией с автоматизированной системой контроля топлива (АСК) по последовательному каналу RS-485;

> отображение на экране в режиме реального времени технологической информации о состоянии систем и оборудования локомотива;

> выдача на дисплей тревожных сообщений в случае выхода контролируемых параметров за пределы допусков и возникновения аварийных ситуаций;

> отображение необходимой диагностической информации на дисплее по запросу машиниста или обслуживающего персонала локомотивного депо;

> регистрация в архивных файлах состояния исполнительных устройств МПСУ-ТП, действий машиниста (включение/выключение тумблеров, кнопок, квитирование сообщений), аварийно-предупредительных сообщений машинисту.

Для упорядочивания информации, поступающей в ДМ в процессе работы МПСУ-ТП, применен принцип разбиения информации по экранам. Структурная схема расположения экранов представлена на рис. 2. По характеру отображаемой информации экраны ДМ делятся на два вида: основные, предназначенные для использования локомотивными бригадами, и диагностические, используемые для более детального анализа состояния тепловозных систем.

Каждый экран ДМ содержит четыре зоны: зона кнопок перехода по экранам, рабочая зона, вспомогательная зона и зона тревожных сообщений.

Рассмотрим в качестве примера «Главный экран» (рис. 3), который отображается на ДМ при включении автомата «Питание МПСУ-ТП». Главный экран предназначен для постоянного использования локомотивной бригадой. На нем в любой момент времени отображается вся основная информация о работе локомотива. В верхней части главного экрана расположены кнопки перехода по экранам ДМ. Названия кнопок совпадают с названиями экранов. Кнопка, выбранная для перехода по ней, имеет красный цвет обода и текста, а все остальные кнопки — желтый цвет. Смена выбранной кнопки осуществляется при помощи клавиш, расположенных на панели ДМ. Для перехода на экран по выбранной кнопке необходимо нажать клавишу ввода «Е» на панели ДМ.

Вид рабочей зоны может меняться в зависимости от режимов работы тепловоза. В левой части рабочей зоны экрана размещены три прямоугольных окна: «Реверсор», «Позиция»/«Время» и «Режим».

В окне «Реверсор» при помощи стрелки указывается положение реверсора, т.е. направление движения локомотива: стрелка вверх — движение вперед, стрелка вниз — движение назад. При нейтральном положении отображается надпись «Нейтраль».

Во втором окне в зависимости от режима работы тепловоза содержится различная информация. В режимах «Прокачка», «Прокрутка» и «Останов» в нижней части окна появляется надпись «Время». В этот момент индицируется обратный отсчет времени. В остальных режимах работы тепловоза во втором окне высвечивается надпись «Позиция» и выводится номер позиции контроллера машиниста.

В третьем окне выводится надпись, соответствующая режиму работы тепловоза.

В нижней части экрана изображены активные секции тепловоза. Каждая секция закрашена своим цветом (первая по порядку — синяя, вторая — зеленая, третья — серая). При боксоваиии секция закрашивается желтым цветом и отображается количество боксующих колесных пар. В случае отсутствия связи с секцией ее изображение на экран не выводится.

Компрессор диагностируется по состоянию реле включения контактора двигателя компрессора. Цвет рамки компрессорных индикаторов соответствует цвету нарисованных секций.


На главном экране в средней части рабочей зоны для режима стоянки изображены стрелочные виртуальные приборы для индикации параметров работы секций (рис. 4). Количество стрелок на приборах соответствует количеству активных секций. Параметр отображается стрелкой и цифровым значением. Их цвет совпадает с цветом секции. При переключении секций в цифровом поле меняются значение параметра и цвет фона надписи в соответствии с выбранной секцией.
На экране «Движение» изображена панель, на которой расположены указатели скорости тепловоза, суммарной силы тяги/торможения всех секций локомотива (см. рис. 4).

Параметры секции при движении следующие:

• КШ1, КШ2: индикаторы состояния контакторов ослабления поля (дискретные входы УОИ);

♦ 1ТЭд: индикатор тока, показывающий максимальный ток якоря ТЭД в режиме тяги;

♦ I: индикатор суммарного тока ТЭД в режиме тяги или тока возбуждения тягового двигателя в режиме тормоза;

• U: индикатор напряжения тягового генератора 1-й звезды;

♦ мощность: диаграмма мощности тепловоза;

• заторможенность тележек.

Заторможенность тележек диагностируется по давлению тормозных цилиндров первой и второй тележек. Индикаторы заторможенности тележки при создании давления в тормозных цилиндрах окрашиваются в желтый цвет.

В цифровом поле отображаются параметры от текущей просматриваемой секции. При переключении секций в цифровом поле меняются значение параметра и цвет шрифта соответственно выбранной секции.

При потере связи с секцией индикаторы от еее не выводятся на экран.

Под рабочей зоной экрана размещена вспомогательная (рис. 5), в которой отображаются текущая дата и время. Центральная часть зоны отведена для специальных сообщений. На главном экране при включении режима автоматического подогрева дизеля отображается сообщение: «Включее автопрогрев!». На диагностических панелях во вспомогательной зоне выводится информация о направлении движения, позиции контроллера машиниста и режиме работы тепловоза.


Под вспомогательной зоной располагается зона тревожных сообщений. При нормальной работе системы она окрашена в голубой цвет и содержит текст «Система в норме». В случае поступления тревожного сообщения цвет зоны изменяется на желтый и выводится текст этого сообщения. Возникшее тревожное сообщение высвечивается на ДМ до тех пор, пока машинист не нажмет клавишу квитирования «О». После этого сообщение сменится на надпись «Система в норме» либо на другое тревожное сообщение, если оно к тому времени поступило из системы. В верхнем левом углу данной зоны отображается количество непрочитанных сообщений.

Программа ДМ позволяет в режиме реального времени просматривать параметры всех секций тепловоза. Для переключения на нужную секцию необходимо нажать клавишу «С», после чего на экране появится панель «Выбор и управление секциями» (рис. 6). Данный экран предоставляет список работающих секций и их главные характеристики: положение реверсора, состояние блокировки управления, обороты дизеля. Список секций всегда начинается с ведущей.

Для выбора интересующей секции необходимо нажать клавишу на лицевой панели ДМ с соответствующим номером по списку на экране «Выбор». Например, для выбора секции А нужно нажать клавишу «I», для выбора секции Б — клавишу «2». Информация от разных секций отображается на разном фоне. Так, первая секция по списку отображается на зеленом фоне, вторая — на желтом, третья — на синем (рис. 6,б,в). Дополнительно в верхнем левом углу выводится текстовое название отображаемой секции.

Из главного экрана с помощью кнопок панели вверх «А» и вниз «▼» можно попасть в подменю «Справка», «Параметры», «Управление», «Автопрогрев».

Экран «Справка» содержит три панели: «Дизель», «Приведение тепловоза в движение», «При возникновении неисправностей». В них кратко описан порядок действий для пуска дизеля, приведения тепловоза в движение, а также информация о версии программного обеспечения (рис. 7).

Экран «Автопрогрев» реализует режим автоматического прогрева дизеля в холодное время года (рис. 8). Автопрогрев работает по принципу запуска и остановки дизеля тепловоза в зависимости от значений температур теплоносителей дизеля. Таким образом выполняется поддержание рабочего теплового состояния тепловоза в автоматическом режиме.


УОИ осуществляет запуск дизеля по достижении температурой воды значения, установленного на экране «Автопрогрев» в окне «Мин. температура (пуска)», и производит останов дизеля по достижении температурой воды значения, установленного на экране «Автопрогрев» в окне «Макс, температура (остановки)».
Отключение режима выполняется путем отключения виртуального тумблера на экране «Автопрогрев».

При работе функции автопрогрева в момент работы дизеля помимо поддержания рабочих значений температур теплоносителей выполняется также зарядка аккумуляторной батареи (в ходе которой она прогревается, что актуально при низких значениях температуры окружающего воздуха), включается в работу пневматический компрессор (содержащий в своем составе емкость с маслом, которое требуется подогревать), происходит циркуляция топлива в топливном баке и его подогрев в топливоподогревателе. Таким образом поддерживается рабочее состояние тепловоза.


Раздел «Диагностика». Информация, собранная в диагностических кадрах, описывает локомотив как совокупность различных систем (рис. 9). Доступ к любому кадру любой системы возможен из меню «Диагностика». Все параметры, измеряемые системой МПСУ-ТП, разделены по принадлежности к системам тепловоза и представлены на соответствующих виртуальных панелях в виде мнемосхем. Переключение между панелями осуществляется при помощи клавиатуры ДМ.

Данный раздел включает в себя панели «ЭВМ», «Электрооборудование», «Дизель», «Вспомогательное оборудование». Подраздел «Электрооборудование» включает в себя панели, названные по соответствующим системам тепловоза: «Система возбуждения», «Тяговая схема», «Электродинамический тормоз», «Бортовая сеть», «Регулятор мощности».


Выбрать необходимый ряд можно с помощью клавиш боковой панели ДМ («4», «►», «А», «▼») и нажать на клавишу «Е». После этого на экране ДМ произойдут изменения:

синий цвет выбранной кнопки во втором ряду изменится на голубой;

- название панели будет соответствовать названию выбранной кнопки;
- в третьем ряду виртуальных кнопок будут стоять кнопки соответствующего подраздела.

Архив данных. Программа дисплейного модуля пульта машиниста регистрирует текущее состояние исполнительных устройств МПСУ-ТП и тревожные (аварийно-предупредительные) сообщения машинисту на жесткий диск блока GerSys В^^^-401.

Тревожные сообщения регистрируются в закодированном файле, рассчитанном на 500 сообщений. Вместе с сообщением записываются его дата и время регистрации, номер секции сообщения.

Запись в файл производится по принципу циклического буфера, т.е. при заполнении 500 записей самое раннее сообщение заменяется новым.

Для просмотра содержимого файла на тепловозе 2ТЭ25КМ разработан виртуальный экран «Диагностика/ЭВМ/Архив сообщений». Сообщения выводятся на экран в отсортированном виде по дате и времени регистрации (рис. 10).

Файлы данных (с состоянием исполнительных устройств) архивируются и хранятся в сжатом виде. Каждый файл рассчитан на 1 ч з си. Объем записи архива рассчитан на 28 суток непрерывной работы, после чего он переписывается по принципу циклического буфера.

С помощью экранов раздела «Электрооборудование» (рис. 11) система позволяет контролировать возбуждение тягового генератора, силовой схемы, электрического тормоза, бортовой сети.

На тепловозах 2ТЭ25КМ применена дизел ь-генераторная установка 18-9ДГ, которая, в свою очередь, может комплектоваться как электронным регулятором частоты вращения производства ООО «ППП «Дизельавтоматика» (рис. 12,а), так и немецкой фирмы Heinzmann GmbH & Co.KG (рис. 12,6). Для каждого производителя ЭРЧВ имеется свой экран подраздела «Регулятор мощности».

С помощью экрана «Диагностика» раздела «Дизель» (рис. 13) система позволяет контролировать температуру выхлопных газов на выходе из цилиндров, турбокомпрессора, а также мощность и обороты дизель-генераторной установки, температуру масляной и топливной систем.

С помощью экрана «Диагностика» раздела «Вспомогательное оборудование» (рис. 14) система позволяет контролировать параметры работы тормозного компрессора, системы автоматического регулирования температуры теплоносителей, системы охлаждения тяговых двигателей и выпрямительной установки.
На тепловозах 2ТЭ25КМ, изготовленных по заказу железных дорог Монголии, была разработана новая версия программного обеспечения, позволяющая осуществлять перевод диагностической информации на монгольский язык (рис. 15). Переключение языка интерфейса с русского на монгольский и обратно осуществляется путем нажатия клавиши «St», расположенной на встроенной клавиатуре дисплейного модуля.