Admin

Расход дизельного топлива - под контроль

При создании новых локомотивов и при модернизации старых на них устанавливаются бортовые (встроенные) системы управления и диагностики, которые, помимо решения задач оперативного диагностирования, способны контролировать и накапливать целый ряд параметров оборудования. Детальный анализ зарегистрированных данных поможет определить текущее техническое состояние локомотивного оборудования и вплотную подойти к обоснованной корректировке сроков планово-предупредительных ремонтов локомотивов на основе учета текущего технического состояния. В целом, информация, имеющаяся на современном локомотиве, может быть использована как службой эксплуатации, так и ремонта (табл. 1).

Передача информации, накопленной бортовой системой локомотива, на стационарное автоматизированное рабочее место (АРМ) для обработки может осуществляться двумя способами: ручным и автоматизированным. При ручном способе передачи диагностическая информация накапливается в бортовом съемном энергонезависимом накопителе (Flash-пэмяти) и периодически (при проведении ТО или окончании поездки) переносится на стационарное АРМ диагностики депо, где затем считывается и заносится в базу данных.

Процесс считывания и занесения информации в базу данных происходит под управлением оператора. Автоматический способ передачи подразумевает наличие в бортовой системе модема для передачи информации по беспроводным каналам связи. Более предпочтительным является второй способ, так как он полностью исключает человеческий фактор.

Отсутствие в депо лиц, ответственных за перенос и замену энергонезависимых накопителей, или нечеткое исполнение ими своих обязанностей может привести к потере важной оперативной диагностической информации и свести на нет все усилия разработчиков по определению текущего технического состояния контролируемого оборудования локомотива. К тому же, при наличии удаленного беспроводного контроля параметров локомотива возможны выявления неисправностей еще в процессе его поездки, что позволяет обеспечить более оперативный ремонт и эффективное использование всего рабочего времени специалистов в депо по прибытии локомотива.

В ОАО «ВНИКТИ» разработана и в настоящее время внедряется на новых тепловозах автоматизированная система контроля параметров работы дизельного подвижного состава и учета дизельного топлива (АСК). Данная система предназначена для измерения и регистрации в автоматическом режиме на борту локомотива основных параметров, характеризующих режим и экономичность работы силовой установки, передачи этих данных по беспроводному каналу связи на сервер автоматизированной системы мониторинга работы тепловозов (АС МРТ), который размещается на специальном сервисе выделенных серверов https://miran.ru/services/dedicated.

Кроме того, система АСК осуществляет сбор, регистрацию и передачу всей оперативной диагностической информации, получаемой от бортовых систем управления и диагностики локомотива, по беспроводному каналу связи в соответствующую базу данных АРМ, устанавливаемую в депо эксплуатации или ремонта (рис. 1).

В системе АСК реализованы два независимых беспроводных канала передачи информации стандартов GSM (GPRS) и IEEE 802.11 b/g (Wi-Fi). Передача параметров может осуществляться как в пути следования локомотива с использованием мобильного GPRS-Интернет соединения, так и по прибытии в депо с использованием технологии Wi-Fi или же проводного соединения Ethernet.

В целях сокращения объема передаваемых через сеть GSM данных предусмотрена возможность передачи на стационарный АРМ не всех параметров, а только выбранных за определенный промежуток времени, и при определенных условиях путем SQL-запроса. Так, оператор АРМ диагностики может запросить интересующие его данные о мощности тягового генератора и количестве топлива в баке на 15-й позиции контроллера при температуре воды выше 70 °С и масла выше 60 °С за заданный отрезок времени.

Это позволяет значительно снизить расходы на оплату GPRS-lnternet трафика, уменьшить время ожидания на обмен данными с локомотивом и необходимые объемы памяти для хранения информации, сократить время ее обработки.

При нахождении тепловоза в пути следования система АСК непрерывно фиксирует все диагностические параметры бортовой системы, а также измеряет количество (массу) топлива в баке, скорость движения, географическую координату. АСК осуществляет накопление ресурсных показателей работы основного оборудования тепловоза (выполненная работа дизель-генератором, время работы основного оборудования локомотива, число циклов включения/отключения компрессора, вентиляторов, время работы оборудования на предельных режимах по току и температуре, расход топлива, наработка коммутационной аппаратуры, срабатывание защит).

Передача основных параметров работы тепловоза от системы АСК на сервер АС МРТ осуществляется в соответствии с утвержденным протоколом передачи данных и имеет следующий алгоритм. Система АСК, находясь в зоне действия GSM-сети, устанавливает соединение с сервером АС МТР и далее следует его командам. Сервер может запрашивать как текущие данные АСК, так и данные, полученные ранее (если тепловоз находился вне покрытия GSM сети) и находящиеся в энергонезависимой памяти модуля.

Информация, передаваемая на сервер АС МРТ, предназначена, прежде всего, для службы эксплуатации и может использоваться для контроля потребления топлива тепловозами. Кроме того, в процессе эксплуатации локомотива осуществляется передача оперативных данных системы диагностики на сервер диагностики.


Здесь, помимо основных параметров работы контролируемого оборудования, передается информация о зарегистрированных неисправностях (аварийные и предупредительные сообщения и связанные с ними контролируемые параметры), ресурсные показатели работы оборудования.

Информация, хранящаяся в сервере диагностики, предназначена для использования службой ремонта, разработчиками и изготовителями оборудования тепловозов. Передача данных по каналам Интернет осуществляется с использованием защищенного VPN (Virtual Private Network) соединения.

При заходе тепловоза в депо и обнаружении системой АСК беспроводной сети происходит автоматическая выгрузка всего архива накопленных параметров в диагностическую базу данных. Эта информация предназначена для дальнейшей обработки с целью определения технического состояния контролируемого оборудования.

В локомотивном депо должно быть оборудовано АРМ диагностики с базой данных и развернута сеть беспроводной передачи данных IEEE 802.11 b/g (Wi-Fi). Зона покрытия беспроводной сети должна обеспечивать уверенный прием в местах экипировки и горячего отстоя тепловозов.

В настоящее время такая сеть развернута в локомотивном депо Тында Дальневосточной дирекции по ремонту подвижного состава, где эксплуатируются тепловозы 2ТЭ25А, оборудованные системой АСК. На АРМ диагностики установлены базы данных системы АСК и программное обеспечение для автоматической загрузки данных с борта тепловоза в базу и обработки данных (рис. 2).


Система АСК контролирует количество топлива в баке тепловоза при помощи двух датчиков давления, устанавливаемых по диагонали или оси бака. Датчики имеют сертификат средств измерения (рис. 3), основная погрешность измерения давления составляет не более ±0,1 %. В датчиках используется цифровой выходной сигнал с интерфейсом RS-485, обмен с платой процессора АСК осуществляется по протоколу HART.

В датчики встроены термопреобразователи для измерения температуры топлива. Установка датчиков в топливные баки может производиться в имеющиеся промывочные лючки (для модернизируемых тепловозов) и через дополнительные отверстия (на новых тепловозах) без доработки бака.

Масса топлива в баке измеряется гидростатическим методом согласно методике выполнения измерений, аттестованной ФГУ «Менделеевский ЦСМ» Величина относительной погрешности измерения массы топлива системой АСК, рассчитанная для разных типов тепловозов согласно ГОСТ Р 8.595— 2004 для диапазона измерения (350 — 7000 кг), не превышает 0,65 % (табл. 2).

В состав системы АСК входят модуль накопителя, два датчика количества топлива, антенна, комплект кабелей (рис. 4). Внешнее питание модуля-накопителя осуществляется от бортовой сети локомотива, к модулю подключается совмещенная GSM/Wi-Fi/ GPS/Глонасс-антенна.

Модуль накопителя стыкуется по последовательному каналу связи с системой управления и диагностики тепловоза, получает по этому каналу диагностические данные для хранения и передачи, передает для отображения на дисплее машиниста собственные параметры: массу и температуру топлива в баке, географическую координату и скорость.

Встроенный энергонезависимый накопитель рассчитан на хранение объема данных, регистрируемых в течение 30 суток работы тепловоза с последующим кольцевым обновлением информации. В настоящее время определение географической координаты и скорости тепловоза в модуле накопителя осуществляется по данным системы GPS. Однако модуль может быть легко адаптирован для использования навигационных данных от системы ГЛОНАСС.

Модуль накопителя имеет источник автономного питания, рассчитанный на 2 ч работы системы в случае отключения АСК от аккумуляторной батареи тепловоза. При отключении внешнего питания АСК или вскрытии модуля-накопителя производится информирование ответственных лиц путем отправки SMS на два телефонных номера.

В системе АСК реализована функция самодиагностики. Осуществляется контроль ряда параметров платы процессора, температуры внутри модуля-накопителя, последовательных каналов связи (обмен с системой диагностики, датчиками топлива), наличия GSM-сети, связи со спутниками системы GPS.


Для модернизации тепловозов, не имеющих бортовых систем управления и диагностики, а также средств отображения информации, разработано исполнение системы АСК с двумя дополнительными блоками: блок сбора и обработки диагностических сигналов и блок отображения.

Блок сбора и обработки диагностических сигналов устанавливается в дизельном помещении или высоковольтной камере тепловоза, к нему подключается комплект датчиков: тока, напряжения, давления, температуры, частоты вращения.

Блок отображения информации имеет четырехстрочный индикатор и кнопочную клавиатуру. Он устанавливается в кабине машиниста или тамбуре, на него осуществляется вывод контролируемых параметров системы АСК. Все блоки системы АСК связываются между собой по последовательному каналу связи RS-485.


В 2011 г. система АСК прошла полный цикл испытаний и принята приемочной комиссией. Разработаны проекты установки системы АСК на тепловозы 2ТЭ116, ТЭП70БС, 2ТЭ70, 2ТЭ25К, 2ТЭ25А, ТЭМ31, 2ТЭ10, ЧМЭЗ, ТЭМ18Д. В настоящее время она установлена на 40 секциях тепловозов 2ТЭ116, ТЭП70БС, 2ТЭ70, 2ТЭ25А, ЧМЭЗ, ТЭМ31.

Основной перспективой применения системы АСК является ее использование при организации системы обслуживания и ремонта локомотивов с учетом их технического состояния. От системы АСК можно получать целый ряд объективных данных, характеризующих интенсивность эксплуатации того или иного локомотива (пробег, средняя скорость, удельный и часовой расходы топлива, проделанная работа и др.). Накапливаемые системой АСК данные могут быть использованы и в отраслевых АСУ.

Кандидаты технических наук Ю.И. КЛИМЕНКО, С.И. КИМ, В.В. ГРАЧЕВ, инженеры М.В. ФЕДОТОВ, А.И. НЕСТЕРОВ

СЦБот

Эта тема была перенесена из раздела Журнал "Локомотив".

Перенес: Admin