Аппаратно-программный комплекс для диагностирования и управления теплотехническим состоянием ДГУ тепловозов

Аппаратно-программный комплекс представляет собой микропроцессорный комплекс, устанавливаемый на тепловозе с комплектом датчиков состояния дизель-генераторной установки и системой передачи данных в локальную компьютерную сеть депо. Комплекс предназначен для диагностирования дизель-генераторных установок (ДГУ) тепловозов серии ТЭМ2, ТЭМ18, ТЭ10, ТЭ116, ЧМЭ3, ТЭМ7 , ТГМ4, ТГМ6 и контроля за их теплотехническим состоянием.



Важными проблемами при эксплуатации тепловозов являются правильность анализа параметров работы и технического состояния дизель-генераторной установки, корректность учета топлива в баках подвижного состава и обеспечение контроля над несанкционированным его сливом. С помощью аппаратно-программного комплекса вы сможете их решить. Данный АПК представляет собой микропроцессорный комплекс, в состав которого входит комплект модулей и датчиков, контролирующих количество топлива в баке, измеряющих параметры ДГУ тепловоза, определяющих позицию контроллера машиниста, скорость перемещения и координаты локомотива.

Комплекс обеспечивает:

  • Непрерывный контроль технического состояния ДГУ;
  • Учет расхода топлива, экипировки и определения случаев его несанкционированного слива;
  • Создание статистической базы для формирования системы объективной информации о расходе топлива на тягу поездов для конкретной подвижной единицы с учетом условий эксплуатации;
  • Создание условий для организации новой системы нормирования по фактическому расходу топливных ресурсов, исходя из условий эксплуатации, технического состояния и вида маневровой работы тепловозного парка;
  • Отображение на встроенном индикаторном табло измеряемых параметров;
  • Запись параметров в масштабе времени в энергонезависимое устройство памяти (карточку состояния локомотива или личную карточку машиниста) для их передачи на сервер в базу данных или по радиоканалу на базовую станцию с дальнейшей их передачей на тот же сервер;

Аппаратно-программный комплекс разработан и производится в соответствии с ГОСТ Р15.201-2000 “Система разработки и постановки продукции на производство. Продукция производственно-технического назначения. Порядок разработки и постановки продукции на производство”.

Комплектующие изделия, входящие в состав комплекса соответствуют требованиям ОСТ 32.146 “Аппаратура железнодорожной автоматики, телемеханики и связи. Общие технические условия”

Параметр Значение
Для датчиков уровня топлива, размещённых на баке локомотива °С от -60 до +55
Для узлов и блоков подсистем, размещённых в кабине машиниста °С от -40 до + 40
Для датчиков состояния ДГУ, размещенных в дизельном помещении °С от -40 до + 60
Для стационарных технических средств системы обработки и анализа информации, размещенных в отапливаемых служебных помещениях депо °С от +10 до + 30
Относительная влажность воздуха при температуре плюс 20 °С, %, не более 98
Питание комплекса от бортовой сети постоянного тока напряжением, В 110±20 (АПК ЧМЭЗ), 75±20 (АПК ТЭМ2, ТЭ10)
Мощность, потребляемая комплексом от сети не более, Вт 100

  • Продолжительность непрерывной работы - круглосуточно;
  • Время установления рабочего режима после включения не более 1 часа;
  • Передачу данных измерений с помощью переносного модуля памяти для анализа на ЭВМ;
  • Объём энергонезависимой памяти переносного модуля не менее 128 Мб;
  • Время хранения информации на переносном модуле памяти в отсутствие внешнего питания не менее 100 часов;
  • Количество перезаписей в переносной модуль памяти не менее 100000;
  • Установленный ресурс до технического обслуживания и проверки настроечных характеристик — 1 год.
  • Средняя наработка на отказ - не менее 10000 часов;
  • Средний срок службы - не менее 10 лет.

Габаритные размеры не более:
  • Основные блоки (КБС, КБ, БИ) - 255x185x85 мм;
  • Преобразователи сигналов (датчики состояния ДГУ) - 222x135x80 мм;
  • Датчики уровня топлива - 125x80x1200 мм;
  • Длина кабелей - от 200 до 11000 мм.
  • Общая масса комплекса (без упаковки) не более 50 кг.

Таблица параметров, контролируемых комплексом:

Контролируемые параметры Обозначение Диапазон измерения Основная относительная погрешность измерения, %
Основные:
Ток тягового генератора, А 0 ÷ 4000 5,0
Напряжение тягового генератора, В 0 ÷ 750 2,5
Мощность тягового генератора, кВт 0÷900 5,0
Объем топлива, л V 1000÷6500 0,5
Вес топлива, кг B 700÷5500 0,5
Дополнительные:
Частота вращения коленвала дизеля, об/мин, не более 1000 -
Частота вращения ротора турбокомпрессора, об/мин, не более (для ЧМЭ3) nт/к 20000 -

Температура топлива, ºС

нижний предел

верхний предел

Тт/к

не менее -10

не более +50

-
Температура контура охлаждения, ºС, не более Тко/к 100 -
Давление масла, кгс/см2, не более Рм/к 6 -
Давление топлива, кгс/см2, не более Рт 4 -
Перемещение тепловоза, км/час, не более Ф 100 -
Позиция контроллера машиниста Пкм 0 ÷ 8 -

Текущая плотность, кг/м3

нижний предел

верхний предел

ρ

не менее 0,7·103

не более 0,9·103

-

Параметры, контролируемые комплексом, можно проанализировать с помощью программы Kontrol в любой момент времени в виде графического изображения в процессе экипировки, рис.3. , в тяговом режиме, рис.4 с получением отчета.


Рис.3

Рис.4

По данным комплекса можно построить сравнительную диаграмму удельного расхода топлива (рис.7) для тепловозов, с целью определения возможной неисправности топливной аппаратуры или проанализировать загруженность тепловозов в процессе эксплуатации (рис.8).


Рис.7. Диаграмма удельного расхода топлива


Рис.8. Диаграмма загрузки локомотивов

В случаях отправки тепловоза, оборудованного комплексом , на средний или капитальный ремонт, комплекс временно демонтируется на время проведения ремонтов, а рабочие отверстия в топливном баке закрываются технологическими заглушками.

Аппаратура комплекса, установленная на тепловозе, позволяет взаимодействовать с другими штатными технологическими системами ДГУ. В свою очередь, отказ аппаратуры комплекса по каким-то причинам не влияет на работоспособность систем тепловоза. В случае возникновения неполадок со стороны комплекса, машинисту достаточно выключить тумблер питания на коммутаторе бортовой сети, установленном в распределительном щите тепловоза.

В процессе эксплуатации комплекс непрерывно обеспечивает определение объема и массы топлива в баке тепловоза, скорости тепловоза, частоты вращения коленвала дизеля, позиции контроллера машиниста, тока и напряжения тягового генератора, времени работы силовой установки и тепловоза на разных режимах, давления масла и топлива в магистралях дизеля. Для воспроизведения любого из указанных текущих параметров машинисту необходимо нажать кнопку управления на индикаторном блоке.

Положительным эффектом от внедрения на тепловозах комплекса для машинистов является возможность контролировать параметры:

  • Основные технические параметры ДГУ (давление масла и топлива, температура контура охлаждения дизеля, частота вращения коленчатого вала дизеля и ротора турбокомпрессора). Это позволит машинисту оперативно оценить техническое состояние ДГУ в начале смены и в процессе рабочей смены.
  • Мощность тягового генератора - позволяет машинисту зафиксировать объем работ, проделанных тяговым генератором за смену.
  • Пробег тепловоза за смену, км.
  • Удельный расход топлива за смену (кг/кВт ч).
  • Наличие подтоварной воды в топливном баке с выдачей информации на блок индикации.
  • Объем и массу топлива в баке, что позволяет:
  • Дублировать показания штатных уровнемеров (особенно в местах, недоступных визуальному наблюдению);
  • Вести учет расхода топлива тепловозом за смену работы машиниста;
  • Проводить баланс количества топлива, отпущенного на пункте экипировки, и топлива, залитого в бак;
  • Определять экономию или перерасход топлива за рабочую смену.

Контрольная эксплуатация парка тепловозов, оборудованных комплексом, позволила систематизировать статистическую базу данных, которая в свою очередь выявила положительный дополнительный эффект от внедрения комплекса:

  • Дублировать показания штатных уровнемеров (особенно в местах, недоступных визуальному наблюдению);
  • Исчезли случаи превышения разрешенного уровня подтоварной воды, что положительно сказалось и на работе топливной системы тепловоза;
  • Восстановление бортовых систем контроля ДГУ тепловоза, в части замены неисправных датчиков давления масла, топлива, температуры контура охлаждения и тахометров, позволило улучшить контроль технического состояния;
  • оснащение турбокомпрессора датчиком контроля частоты вращения ротора позволило оценивать техническое состояние турбины (для ЧМЭ 3);
  • Измерение объема топлива в баке тепловоза позволило машинисту в любое время, независимо от состояния мерных стекол, измерять объем топлива, не покидая кабины машиниста;
  • Возможность измерения веса (массы) топлива в килограммах;
  • Возможность посменного контроля данных по работе, проделанной тяговым генератором, пройденному тепловозом пути и расходу топлива.

Что Вы получите, сотрудничая с нами ?

Экономия бюджета. Благодаря установке АПК Вы сможете сэкономить финансовые средства, так как будет исключена возможность несанкционированного слива (кражи) топлива, налажен мониторинг технического состояния узлов локомотива, мониторинг режимов эксплуатации и оперативное информирование машиниста для предотвращения нарушений, которые в итоге приводят к дополнительным расходам.

Диагностика и мониторинг технического состояния локомотива и режимов его эксплуатации. АПК отслеживает параметры работы и техническое состояние узлов локомотива, выдаёт рекомендации для определения причин неисправностей и их и оперативного устранения, наблюдает за режимами эксплуатации тепловоза, при вероятности их нарушений быстро информирует машиниста.

Контроль над несанкционированным сливом топлива. АПК позволит Вам контролировать количество дизельного топлива в баке и по объему, и по массе. Он даёт возможность определить наличие подтоварной воды в топливных баках (при кражах топлива с одновременным доливанием в бак воды). Благодаря программе «Kontrol» Вы будете получать оповещения при подозрении кражи топлива с координатами локомотива.

Эффективная организация процесса учёта и анализа топлива. АПК обеспечивает автоматический контроль прихода и расхода топлива при эксплуатации локомотива, в том числе использования горючего системами подогрева дизеля. Осуществляет автоматическую синхронизацию с пунктом экипировки (если в нём соответствующее оборудование). Формирует статистическую базу данных о расходе топлива на тягу поездов.

Мобильность и надёжность передачи данных. Регистрация и передача данных происходит от АПК одним из способов: 1) на заданный сервер (происходит в режиме реального времени по беспроводному каналу GPRS); 2) на SD-карту, установленную в блок обработки данных АПК. Информация с неё периодически считывается, а карта используется как резервный канал передачи данных.

Мониторинг работы парка тепловозов в режиме online. Отследить интересующие Вас данные по парку тепловозов и совокупности смен можно с помощью Web-приложения «Борт».

Возможность организации новой системы нормирования по фактическому расходу топлива.

Смотрите также