Микропроцессорные технологии становятся неотъемлемой частью современного локомотивостроения. Все новые локомотивы оборудуются микропроцессорными системами управления (МСУ) (рис. 1). Также активно идет модернизация уже существующих локомотивов этими системами.

Техническое исполнение МСУ независимо от их функциональности в основном одно и то же — в электрическом шкафу с климат-контролем (активным или пассивным) располагается кросс-оборудование, в которое вставляются сменные модули микропроцессорных систем управления

— кассеты. В число сменных модулей входят сами микропроцессорные блоки (по сути — специализированные компьютеры), модули ввода, приема-передачи информации, управляющих воздействий, источники питания и др.

Наряду с МСУ на локомотиве имеются средства визуализации информации, реализуемые на базе промышленных компьютеров (как правило, стандартных, например, GERSYS). Эти бортовые компьютеры получают информацию от МСУ, обрабатывают ее, сохраняют и визуализируют — представляют в наглядном виде на экране информацию для машиниста. Обычно бортовые компьютеры выполняют и функцию архивирования диагностических данных на встроенном жестком диске или во flash-пэмяти.

МСУ различного назначения имеют однотипную структуру и функциональность. Наличие долговременной памяти, средств передачи данных и соответствующих автоматических рабочих мест (АРМ МСУ) делает пригодными большинство МСУ для их использования в качестве источников диагностической информации. Чтобы использовать информацию для мониторинга технического состояния локомотива, важно передать её в стационарную информационную сеть. Именно информация МСУ является основой системы мониторинга технического состояния локомотивов, предпосылкой для перехода их на ремонт по фактическому состоянию.

МСУ бывают четырех видов: системы управления приводом (с функциями диагностирования), учета топлива, автоведе

ния и приборы безопасности. Ниже дается краткое описание диагностических возможностей этих систем.

I. СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ И ДИАГНОСТИКИ

МСУ современных электровозов переменного тока. Микропроцессорная система управления и диагностики (МСУД) устанавливается на пассажирских (ЭП1, ЭП1М, ЭП1П) и грузовых (2ЭС5К, ЗЭС5К, 4ЭС5К — серии «Ермак») электровозах.

МСУД управляет выпрямительно-инверторным преобразователем (ВИП), выполняет автоматическое управление электроприводом и электрическими аппаратами электровоза в режимах тяги и рекуперативного торможения. В ее состав входят блоки индикации (БИ) — промышленные компьютеры, устанавливаемые в каждой из кабин машиниста, два комплекта аппаратуры (МПК-1 и МПК-2). На БИ отображается диагностическая информация, идет ее сбор и хранение. У МСУД есть свой АРМ для анализа диагностической информации. Считывание данных производится при помощи переносного flash-накопителя.

МСУД в процессе управления контролирует все основные сигналы локомотива: скорость, ток, напряжение, режим работы, срабатывание аппаратов защиты и др. — всего 72 дискретных, 24 аналоговых и 24 импульсных сигнала. Она осуществляет непрерывное (с дискретностью в 10 мс) диагностирование.

Микропроцессорная система управления и диагностирования электровозов (МСУЭ) является функциональным аналогом МСУД. МСУЭ разработана в 2006

— 2008 гг. по заданию ОАО «РЖД» совместно учеными и специалистами ПКБ ЦТ, ОмГУПС и Дорожного цента внедрения (ДЦВ) Красноярской дороги. В 2008 г. было оборудовано шесть электровозов серии ВЛ80ТК (локомотивное депо Абакан Красноярской дороги). В 2011 г. модернизировано 110 секций ВЛ80Р в ремонтном локомотивном депо Боготол-Сибирский Красноярской дороги.

МСУЭ предназначена для управления тяговым электроприводом магистрального электровоза переменного тока ВЛ80Р

с выпрямительно-инверторным преобразователем (ВИП). Она обеспечивает автоматический, ручной режимы управления тягой и рекуперативным торможением с поддержанием заданных тока и скорости, диагностирование состояния оборудования электровоза и выдачу диагностической информации в бортовой компьютер, находящийся в каждой кабине машиниста. МСУЭ позволяет реализовать на ВЛ80Р интеллектуальное управление аналогично блокам МСУД электровозов ЭП1, ЭП1М, 2ЭС5К и ВЛ80ТК. Главная ее задача — повысить эффективность эксплуатации электровозов ВЛ80Р.

МСУ электровозов постоянного тока. Длительное время электровозы переменного тока с ВИП были единственными отечественными локомотивами с полностью электронной, а позже — микропроцессорной системой управления. На новом поколении электровозов постоянного тока 2ЭС4К (грузовой) и ЭП2К (пассажирский) появились микропроцессорные системы, соответственно, МСУД-

001 и МПСУ-007.

На новых локомотивах серии 2ЭС4К в системе управления используется микропроцессорная система управления и диагностики (МСУД-001). Система предназначена для управления аппаратурой электровоза, контакторной аппаратурой цепей тяговых двигателей и собственных нужд, сбора и обработки информации от органов управления и датчиков (контроллер машиниста, выключатели, блокировки реле и контакторов, датчики температуры и др.) электровоза 2ЭС4К, выдачи заданий преобразователям собственных нужд (ПСН) и возбуждения (ПВ), реализации режима автоведения. Кроме того, она служит для диагностирования состояния оборудования электровоза с выполнением функций его защиты, выдачи соответствующей информации на дисплей и записи ее в съемный энергонезависимый накопитель.

На новых пассажирских электровозах постоянного тока ЭП2К устанавливаются микропроцессорные системы управления и диагностики оборудования (МПСУ-007). Принципиальные технические решения МПСУ-007 аналогичны МСУД-001, которые выполнены на базе микропроцессорных блоков управления, объединенных в бортовую вычислительную сеть последовательным каналом связи.

МПСУ-007 предназначена для:

□    реализации режимов«Автоведение», «Советчик», «Авторегулирование», «Ручное управление» электровоза в режиме тяги и торможения (только МПСУ-007-01 и МПСУ-007-02);

□    автоматического или ручного управления разгоном электровоза в тяге;

□    реализации реостатного (ЭП2К) торможения с поддержанием заданной скорости на спусках;

Рис. 1. Внешний вид МСУ локомотивов