Апк борт на тепловозах инструкция

Аппаратно-программный комплекс «БОРТ» (стр. 1 )

Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78

Аппаратно-программный комплекс «БОРТ»

НАЗНАЧЕНИЕ И ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ

Аппаратно-программный комплекс (АПК) «Борт», предназначен для диагностирования и управления теплотехническим состоянием дизель-генераторных установок (ДГУ) тепловозов серий ТЭМ1, ТЭМ2, ТЭМ3, ТЭМ18, ЧМЭ3, 2ТЭ10, 2ТЭ116 и Специального Подвижного Состава.

ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ВОЗМОЖНОСТИ

Непрерывный контроль технического состояния ДГУ; Точный учет расхода топлива, исключение несанкционированных сливов топлива; Контроль наличия подтоварной воды в баке; Создание статистической базы для формирования системы объективной информации о расходе топлива на тягу поездов для конкретной подвижной единицы с учётом 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; Передача информации с борта тепловоза на рабочее место мастера в депо через радиоканал или флеш-карту (по выбору заказчика).

ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ НА (АПК «БОРТ») ДЛЯ ТЕПЛОВОЗОВ СЕРИИ ТЭМ1, ТЭМ2, ТЭМ3, ТЭМ18, ЧМЭ3

Схема расположения подсистем и комплекта датчиков состояния ДГУ на тепловозе типа ТЭМ2

1 — блок индикаторный;
2 — приемная антенна системы GPS;
3 — высоковольтный делитель напряжения;
4 — датчик мощности;
5 — кросс-блок;
6 — датчик турбонаддува;
7 — распределительный модуль;
8 — датчик температуры контура охлаждения;
9 — датчик оборотов дизеля;

10 — датчик давления топлива;
11 — датчик уровня топлива правый;
12 — датчик давления масла;
13 — датчик воды и температуры топлива;
14 — датчик уровня топлива левый;
15 — блок питания импульсный;
16 — датчик контроллера машиниста.

ОСНОВНЫЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

Источник

Аппаратно-программный комплекс «БОРТ» (стр. 2 )

Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78

ОСНОВНЫЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

питание – от бортовой сети тепловоза напряжением (75 ± 20) В; потребляемая мощность – не более 30 Вт; время установления рабочего режима – не более 1 ч; продолжительность непрерывной работы при отсутствии питания от бортовой сети не менее 2 часов; режим работы – круглосуточный; масса без упаковки – не более 50 кг; габаритные размеры, не более: блоки — 255х185х85 мм; преобразователи сигналов (датчики состояния ДГУ) — 222х135х80 мм; датчики уровня топлива — 125х80х1640 мм.

КОНТРОЛИРУЕМЫЕ И РЕГИСТРИРУЕМЫЕ ПАРАМЕТРЫ

Диапазон измерения или значение параметра

Основная относительная погрешность, не более, %

Допускаемая абсолютная погрешность

Ток тягового генератора, мВ/А

Напряжение тягового генератора, В

Мощность тягового генератора, кВт

Давление в коллекторе турбонаддува, МПа (кгс/см2), не более

Температура воды контура охлаждения, ºС, не более

Температура масла контура охлаждения, ºС, не более

Давление масла до фильтра, МПа (кгс/см2), не более

Давление масла после фильтра, МПа (кгс/см2), не более

Давление топлива, МПа (кгс/см2), не более

Частота вращения коленвала дизеля, об/мин, не более

Частота вращения вала турбины турбокомпрессора, об/мин, не более

Скорость тепловоза, км/ч, не более

Позиция контроллера машиниста

* — Уровень измеряемого объема топлива в баке не должен превышать рабочей длины датчиков, за исключением объема незамеряемого остатка топлива. Объем незамеряемого остатка топлива устанавливается таким образом, чтобы уровень грязевых отложений и воды не доходил до нижнего торца датчиков.

** — Диапазон измерения веса топлива определяется с учетом заложенного диапазона измерения объема и текущей плотности топлива.

*** — Каналы измерения дополнительных параметров работают в индикаторном режиме.

ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ НА (АПК «БОРТ») ДЛЯ СПЕЦИАЛЬНОГО ПОДВИЖНОГО СОСТАВА

ОСНОВНЫЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

Напряжение питания постоянного тока, В

Максимальная потребляемая мощность, Вт, не более

Габаритные размеры, мм, не более:

Общая масса АПК «Борт» (без упаковки), кг, не более

КОНТРОЛИРУЕМЫЕ И РЕГИСТРИРУЕМЫЕ ПАРАМЕТРЫ

Диапазон измерения или значение
параметра

Основная относительная погрешность, не более, %

Допускаемая абсолютная погрешность

Мощность силовой
установки, кВт, не более

Частота вращения коленвала дизеля, об/мин, не более

Давление масла, МПа (кгс/см2), не более

Температура воды контура
охлаждения, ºС

Скорость СПС, км/ч, не более

Позиция контроллера
машиниста

Текущая
плотность
топлива, кг/м3

* Уровень измеряемого объема топлива в баке не должен превышать рабочей длины датчиков, за исключением объема незамеряемого остатка топлива. Объем незамеряемого остатка топлива устанавливается таким образом, чтобы уровень грязевых отложений и воды не доходил до нижнего торца датчиков.

** Диапазон измерения массы топлива определяется с учетом заложенного диапазона измерения объема и текущей плотности топлива.

*** Каналы измерения дополнительных параметров работают в индикаторном режиме.

**** В зависимости от типа СПС

На 01.01.2011 года изготовленно и поставлено для ОАО «Российские железные дороги» и железных дорог стран СНГ — 1930 единиц продукции (различных модификаций).

Бортовая подсистема контроля температуры подшипниковых узлов локомотивов (БСКТ)

НАЗНАЧЕНИЕ И ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ

БСКТ — аппаратно-программный комплекс, предназначенный для непрерывного контроля за температурой подшипниковых узлов в период эксплуатации локомотива и предупреждения машиниста о нагреве подшипниковых узлов выше критической отметки.

БСКТ позволяет, производить контроль нагрева подшипниковых узлов и запись информации во время движения локомотива, передавать информацию о перегреве узла в экстренном порядке, а также предоставлять информацию о нагреве узлов по запросу машиниста, передавать накопленную информацию дежурному по депо и в локальную сеть депо для дальнейшей обработки и использования.

ОПИСАНИЕ СИСТЕМЫ

В состав БСКТ входит терминальный модуль, температурный модуль, комплект термопреобразователей (количество зависит от типа локомотива, на который устанавливается БСКТ), комплект соединительных кабелей.

В термопреобразователях используются температурные датчики DS-1820, которые помещены в герметичный корпус. При монтаже БСКТ термопреобразователи крепятся к подшипниковым узлам локомотива. Каждый из них получает свой индивидуальный адрес.

Температурный модуль осуществляет постоянную связь с каждым термопреобразователем, идентифицирует его и обрабатывает полученную информацию о температуре подшипниковых узлов.

Терминальный модуль предназначен для управления БСКТ, питания ее отдельных элементов и отображения информации о состоянии системы на встроенном алфавитно-цифровом дисплее.

После включения БСКТ температурный модуль в течении 0,5 сек. производит опрос термопреобразователей на предмет их наличия, работоспособности и местоположения. Дальнейшие опросы термопреобразователей, с целью получения данных о температуре, происходят каждые 2,5 сек.

Эта информация в любой момент может быть выведена на дисплей терминального модуля. Данные о температуре, поступающие с каждого термопреобразователя в автоматическом режиме сравниваются с температурой окружающего воздуха. В случае достижения разницы температур установленного критического значения терминальный модуль выдает предупреждающий звуковой и световой сигнал, а на его дисплей выводится место нахождения перегретого термопреобразователя.

Источник

Системы топливоизмерительные аппаратно-программного комплекса Борт

Системы топливоизмерительные аппаратно-программного комплекса «Борт» (далее -системы топливоизмерительные АПК «Борт») предназначены для измерений плотности, температуры, уровня и массы топлива при эксплуатации маневровых тепловозов ЧМЭ3, ТЭМ2, ТЭМ1, ТЭМ18, ТЭМ3, ТЭМ7 всех индексов (далее — в/и) и магистральных тепловозов ТЭ10, ТЭ116, ДМ62, М62, 2М62 и 3М62 в/и (устанавливается на каждую секцию).

Скачать

Информация по Госреестру

Основные данные
Номер по Госреестру	66998-17
Наименование	Системы топливоизмерительные аппаратно-программного комплекса
Модель	Борт
Срок свидетельства (Или заводской номер)	22.03.2022

Производитель / Заявитель

ООО Производственное Конструкторско-Технологическое Предприятие «Транспорт», г.Омск

Назначение

Системы топливоизмерительные аппаратно-программного комплекса «Борт» (далее -системы топливоизмерительные АПК «Борт») предназначены для измерений плотности, температуры, уровня и массы топлива при эксплуатации маневровых тепловозов ЧМЭ3, ТЭМ2, ТЭМ1, ТЭМ18, ТЭМ3, ТЭМ7 всех индексов (далее — в/и) и магистральных тепловозов ТЭ10, ТЭ116, ДМ62, М62, 2М62 и 3М62 в/и (устанавливается на каждую секцию).

Описание

Принцип действия систем топливоизмерительных АПК «Борт» основан на косвенном методе измерения массы и объема дизельного топлива в топливных баках тягового и специального подвижного состава по результатам измерений уровня, плотности и температуры топлива.

Системы топливоизмерительные АПК «Борт» состоит из:

— датчик уровня топлива левый (ДУТл);

— датчик уровня топлива правый (ДУТп);

— датчик плотности, воды и температуры топлива (ДПВТТ).

Датчик уровня топлива левый предназначен для измерения уровня топлива в топливном баке со стороны левого борта.

Датчик уровня топлива правый предназначен для измерения уровня топлива в топливном баке со стороны правого борта.

Датчик плотности, воды и температуры топлива предназначен для измерения плотности и температуры топлива в топливном баке (вариант исполнения ДПВТТ с функцией определения наличия воды в топливном баке поставляется опционально — по согласованию с заказчиком).

С целью исключения дополнительных погрешностей измерения количества топлива в ходе эксплуатации (топливо в баке при движении колеблется вследствие ускорений, торможений и т.п.) измерительная часть датчиков помещается внутрь топливного бака. Место расположения их максимально приближено к топливным рейкам и расположены они по диагонали, что позволяет рассчитать средний уровень топлива в баке независимо от профиля пути.

Сигналы от датчиков через кросс-блок (КБ) или блок кроссировки (БК) поступают в микроконтроллер, который обеспечивает их обработку и запись в личную карточку машиниста и карточку локомотива, а также выводит информацию на индикаторное табло блока индикаторного в зависимости от кода выбранного режима измерения. Сформированные АПК «Борт» данные передаются на сервер модулем радиоканала (МРК) в автоматическом режиме. Питание комплекса обеспечивается блоком питания импульсным (БП) и коммутатором бортовой сети (КБС).

Системы топливоизмерительные АПК «Борт» выпускается в следующих модификациях:

— система топливоизмерительная АПК «Борт» ЧМЭ3 (для тепловозов ЧМЭ3 в/и);

— система топливоизмерительная АПК «Борт» ТЭ10 (для тепловозов ТЭ10 в/и);

— система топливоизмерительная АПК «Борт» ТЭМ2 (для тепловозов ТЭМ2, ТЭМ1, ТЭМ18, ТЭМ3 в/и);

— система топливоизмерительная АПК «Борт» ТЭ116 (для тепловозов ТЭ116 в/и);

— система топливоизмерительная АПК «Борт» ТЭМ7 (для тепловозов ТЭМ7 в/и);

— система топливоизмерительная АПК «Борт» М62 (для тепловозов ДМ62, М62, 2М62, 3М62 в/и),

которые отличаются комплектностью, напряжением питания, диапазоном измерения массы топлива.

Общий вид системы топливоизмерительной АПК «Борт» представлен на рисунке 1. Схема пломбировки от несанкционированного доступа, обозначение места нанесения

Программное обеспечение

Программное обеспечение средств сбора, обработки и анализа информации позволяет провести компьютерную обработку данных, зарегистрированных бортовой подсистемой регистрации, с целью учета, контроля и анализа расхода топлива, проделанной работы и технического состояния тепловозов.

Считывание данных, записанных в личной карточке машиниста или карточке локомотива (далее по тексту карточка) производится с помощью программы «МЕНЕДЖЕР КАРТОЧЕК». Считывание может быть выполнено оператором компьютера, на котором установлена программа, или владельцем карточки.

Считанные с карт памяти файлы копируются на жесткий диск локального компьютера, где установлена программа. В процессе копирования оригинальное имя файла модифицируется путем добавления уникального буквенно-цифрового кода (GUID).

Обработка информации, считанной с карточек машиниста, осуществляется с помощью программы Kontrol, которая предназначена для чтения данных, полученных с личных карточек машиниста и карточек локомотива и дальнейшего отображения их в графическом виде на дисплее ПК.

— определять числовые значения измеряемых и расчетных параметров в масштабе времени и динамику их изменения на графике;

— анализировать работу тепловоза за определенный период времени в объеме одного

— планировать нормы расхода по локомотивам и участкам работ.

Возможности программного изменения ПО посредством органов управления не предусмотрены.

Конструкция СИ исключает возможность несанкционированного влияния на ПО СИ и измерительную информацию.

Уровень защиты программного обеспечения «высокий» в соответствии с Р 50.2.0.077-2014.

Влияние встроенного ПО на процесс измерения учтено при нормировании метрологических характеристик.

Идентификационные данные ПО должны соответствовать таблице 1.

Таблица 1 — Идентификационные данные программного обеспечения

Идентификационные данные (признаки)

Идентификационное наименование ПО

Номер версии(идентификационный номер ПО)

Цифровой идентификатор ПО

Алгоритм вычисления идентификатора ПО

Идентификационное наименование ПО

Номер версии(идентификационный номер ПО)

Цифровой идентификатор ПО

Алгоритм вычисления идентификатора ПО

Технические характеристики

Таблица 2 — Метрологические характеристики

Диапазон измерений плотности топлива, кг/м3

Диапазон измерений температуры топлива, °С

Диапазон измерений массы топлива, кг

Диапазон измерений уровня топлива, мм

Пределы допускаемой погрешности измерений:

основная относительная погрешность плотности топлива, %

абсолютная погрешность температуры топлива, °С

абсолютная погрешность уровня топлива, мм

* — приведённая погрешность, нормирующее значение — конечное значение диапазона измерения канала, кг

Таблица 3 — Основные технические характеристики

Питание системы топливоизмерительной АПК «Борт» от бортовой сети постоянного тока напряжением, В:

для системы топливоизмерительной АПК «Борт» ЧМЭ3, ТЭМ7 и ТЭ116

для системы топливоизмерительной АПК «Борт» ТЭМ2, ТЭ10 и М62

Мощность, потребляемая системой топливоизмерительной АПК «Борт» от бортовой сети, Вт, не более

Время непрерывной работы, ч

Время непрерывной работы при отсутствии питания, ч, не менее

Средняя наработка на отказ, ч, не менее

Средний срок службы, год, не менее

Вывод результатов измерений на табло блока индикаторного

Габаритные размеры, мм, не более:

— датчик плотности топлива, температуры топлива, наличия воды (вместе с кабелем)

для системы топливоизмерительной АПК «Борт» ЧМЭ3

для системы топливоизмерительной АПК «Борт» ТЭМ2

для системы топливоизмерительной АПК «Борт» ТЭ10

для системы топливоизмерительной АПК «Борт» ТЭ 116

для системы топливоизмерительной АПК «Борт» ТЭМ7

для системы топливоизмерительной АПК «Борт» М62

для системы топливоизмерительной АПК «Борт» ЧМЭ3

для системы топливоизмерительной АПК «Борт» ТЭМ2

для системы топливоизмерительной АПК «Борт» ТЭ 10

для системы топливоизмерительной АПК «Борт» ТЭ 116

для системы топливоизмерительной АПК «Борт» ТЭМ7

для системы топливоизмерительной АПК «Борт» М62

Знак утверждения типа

наносится на блок индикаторный в виде наклейки, на титульный лист формуляра типографским способом.

Комплектность

Таблица 4 — Комплектность средства измерений

Источник

Полезная модель относится к железнодорожному транспорту, в частности к системам мониторинга тягового подвижного состава с дизель-генераторными установками, но может быть применена и на других транспортных средствах.

Бортовая система обеспечивает сбор и обработку информации, получаемой от датчиков 9, 10, 11, 12, 13, 14, установленных на локомотиве, с записью в электронные карты памяти локомотива 19 и машиниста 21 последующим считыванием на ПЭВМ.

Работа комплекса обеспечивается блоком программного кода, часть которого расположена в компьютере АРМ, а другая часть, ответственная за измерение, накопление и передачу параметров, находится в микропроцессорах, индикаторном блоке 18, датчиках и модулях системы.

Цифровые сигналы поступают в микроконтроллер по информационной шине RS-485 с использованием проприетарного протокола обмена информацией между модулями, который обеспечивает их обработку и запись в личную карточку 21 машиниста и карточку локомотива 18, а также выводит информацию на индикаторное табло в зависимости от кода выбранного режима измерения.

Контроль времени и даты осуществляется часовой микросхемой, установленной в индикаторном блоке. Питание микросхемы в случае выключения бортовой сети в индикаторном блоке 18 обеспечивает резервный источник питания.

Для регистрации на карте локомотива и личной карточке машиниста несанкционированного доступа к внутренним частям индикаторный блок 18 оснащен регистраторами открытия корпуса.

Полезная модель относится к железнодорожному транспорту, в частности к системам мониторинга тягового подвижного состава с дизель-генераторными установками, но может быть применена и на других транспортных средствах.

Известен регистратор параметров работы тепловоза, содержащий датчик пути и скорости, датчик давления, датчики уровня, плотности и температуры топлива, датчики давления, датчик температуры наружного воздуха, вычислитель с подсоединенными к нему блоком клавиатуры, блоком индикации, датчиком астрономического времени, съемным блоком накопления информации, соединенным через блок сопряжения с персональным компьютером, и три блока преобразователей, выходы которых подсоединены к вычислителю, при этом выходы датчика пути и скорости и датчиков давления, датчиков уровня, плотности и температуры топлива, датчика температуры наружного воздуха подключены к входу первого блока преобразователей, входы второго блока преобразователей подсоединены к электрическим цепям управления тепловоза, а входы третьего блока преобразователей — к высоковольтным цепям тепловоза (патент RU 45699 B61L 25/00, В61К 9/00, опубликован 27.05.2005).

Недостатки известного технического решения состоят в том, что съемный блок накопления информации, входящий в регистратор, не обеспечивает постоянной передачи информации для мониторинга параметров работы локомотива в реальном масштабе времени, придание регистратору функций индикации, обработки и передачи информации, а также наличие единственного канала передачи информации снижает надежность и точность работы информационной системы в целом.

Задачей полезной модели является обеспечение постоянной регистрации параметров работы локомотива с одновременным повышением надежности и точность системы.

Поставленная задача решается тем, что известная бортовая система регистрации параметров локомотива, содержащая вычислитель — персональный компьютер с устройством ввода, связанные с ним через преобразователи датчики расхода топлива, проделанной работы, согласно полезной модели, дополнительно содержит бортовую подсистему регистрации, содержащую индикаторный блок, карту локомотива, карту машиниста с его табельным номером, модуль радиоканала, модуль GPS и антенну GPS, связанную с космической системой определения местоположения и скорости локомотива, снабженную датчиками уровня подтоварной воды в топливном баке и датчиками температуры топлива, имеющую доступ к серверу с информационной базой, по протоколу обмена компьютерной сети, а также бортовую подсистему с устройством контроля состояния дизель-генераторной установки, включающим распределительную коробку давления, датчик оборотов турбокомпрессора, датчик турбонаддува; кросс-блок, датчик мощности и датчик оборотов дизель-генераторной установки, датчик температуры воды контура охлаждения дизеля, датчик контроллера машиниста, устройство энергоснабжения, — блок питания, коммуникатор бортовой сети, стационарную подсистему обработки и анализа информации, содержащую считывающее устройство карточки машиниста и карточки локомотива для персонального компьютера с возможностью передачи данных по протоколу обмена компьютерной сети на сервер с информационной базы, при этом все подсистемы связаны по информационной шине RS-485 с использованием проприетарного протокола обмена, а датчики уровня топлива установлены максимально приближенно к топливным рейкам дизеля и расположены по диагонали.

Введение бортовой подсистемы регистрации с регистрацией дополнительных параметров, бортовой подсистемы с устройством контроля состояния дизель-генераторной установки, стационарной подсистемы обработки и анализа информации, связь с информационной базой позволяет распределить функции между отдельными подсистемами и за счет специализации повысить их точность и надежность, а введение двух каналов передачи информации по Интернету и радиоканалу обеспечивает постоянный мониторинг параметров работы локомотива в реальном времени.

Полезная модель поясняется структурной схемой.

Бортовая система регистрации параметров работы локомотива содержит подсистему 1 контроля состояния дизель-генераторной установки (ДГУ), топливоизмерительную подсистему 2, бортовую подсистему 3 регистрации, устройство энергоснабжения 4, стационарную подсистему 5 обработки и анализа информации.

Подсистема 1 контроля состояния ДГУ подключена к ДГУ 6 и высоковольтной камере 7 локомотива. Подсистема 1 контроля состоит из: распределительного модуля 8, с подключенным к нему, датчиком 9 давления топлива, датчиком 10 давления масла, датчиком 11 оборотов дизеля, датчиком 12 турбонаддува, датчиком 13 температуры топлива и обнаружения воды в топливном баке, а также датчиком 14 оборотов турбокомпрессора. К кросс-блоку 15, входящему в состав подсистемы 1 контроля состояния ДГУ, подключены: датчик 16 мощности, датчик 17 контроллера машиниста и распределительный модуль 8.

Бортовая подсистема регистрации 3 состоит из индикаторного блока 18, подключенного к кросс-блоку 15, внутренней карты 19 локомотива, установленной в индикаторном блоке 18, антенны GPS 20, личной карты 21 машиниста, радиоканала 22.

Кросс-блок 15 предназначен: для распределения питания от блока питания к датчикам и обеспечения канала связи по интерфейсу между индикаторным блоком 18 и датчиками (модулями); для обеспечения бесперебойного питания комплекса в течение не менее 2 часов в случае отключения комплекса от бортовой сети.

Топливоизмерительная подсистема 2 включает в себя: датчик 23 уровня топлива левый, датчик 24 уровня топлива правый, датчик 25 температуры топлива и обнаружения воды в топливном баке тепловоза.

Устройство энергоснабжения 4 включает в себя блок питания 26, подключенный к бортовой сети 27 локомотива.

Стационарные технические средства 28 подсистемы 5 обработки и анализа информации состоят из: персонального компьютера 29, считывающего устройства 30, базовой станции радиоканала 31, подключенной в сеть 32 интранет (внутренней локальной сетью Интернет железных дорог РФ).

Вся информация передается по информационной шине RS-485 с использованием приоприетарного протокола обмена информации между модулями 33.

Сервер 34 с информационной базой данных связан с сетью 32 интранет.

Система работает следующим образом.

Принцип действия комплекса основан на сборе и обработке информации, получаемой от датчиков 914, 16, 17, 24, 25, установленных на локомотиве, и записи в электронные карточки 19, 21 памяти с последующим считыванием на ПЭВМ 29.

Работа комплекса обеспечивается блоком программного кода, часть которого расположена в компьютере АРМ, а другая часть, ответственная за измерение, накопление и передачу параметров, находится в микропроцессорах, индикаторном блоке 18, датчиках и модулях системы.

Цифровые сигналы поступают в микроконтроллер по информационной шине RS-485 с использованием проприетарного протокола обмена информацией между модулями, который обеспечивает их обработку и запись в личную карту 21 машиниста и карту 19 локомотива, а также выводит информацию на индикаторное табло в зависимости от кода выбранного режима измерения.

Контроль времени и даты осуществляется часовой микросхемой, установленной в индикаторном блоке 18. Для обеспечения непрерывного питания микросхемы (в случае выключения бортовой сети) в индикаторном блоке 18 установлен резервный источник питания.

Для регистрации на карте 19 локомотива и личной карте 21 машиниста несанкционированного доступа к внутренним частям индикаторного блока 18 он оснащен регистраторами открытия корпуса.

Примеры конкретного выполнения, свидетельствующие о соответствии заявляемого технического решения условию патентоспособности «промышленная применимость».

На примере конкретного исполнения бортовой системы регистрации параметров работы локомотива в виде ДГУ АПК «Борт» ЧМЭ3 и АПК «Борт» ТЭМ2 ниже показана применимость освоенных промышленностью составляющих компонентов бортовой системы.

Общими устройствами контроля состояния ДГУ АПК «Борт» ЧМЭ3 и АПК «Борт» ТЭМ2 являются:

— кросс-блок (КБ);

— датчик мощности (ДМ);

— датчик контроллера машиниста (КМ);

— датчик оборотов дизеля (ДОД);

— датчик температуры воды контура охлаждения (ДТКО);

— датчик температуры контура масла (ДГКМ).

В состав устройств контроля состояния ДГУ АПК «Борт» ЧМЭ3 также входят:

— распределительная коробка давления (РКД);

— датчик турбокомпрессора (Т/К).

В состав устройств контроля состояния ДГУ АПК «Борт» ТЭМ2 также входят:

— распределительный модуль (РМ);

— датчик давления топлива (ДДТ);

— датчик давления масла (ДДМ);

— датчик турбонаддува (ДТН).

Кросс-блок (КБ) предназначен:

— для распределения питания от блока питания к датчикам и обеспечения канала связи по интерфейсу между БИ и датчиками (модулями);

— для обеспечения бесперебойного питания комплекса в течение не менее 2 часов в случае отключения комплекса от бортовой сети.

На тепловозе ЧМЭ3 кросс-блок расположен в калориферном отсеке. На тепловозе ТЭМ2 кросс-блок расположен в машинном помещении. Датчик мощности (ДМ) предназначен для преобразования аналоговых сигналов тока и напряжения, поступающих с силовых цепей тягового генератора в цифровой вид. Подключается кабелем к штатному шунту, включенному в цепь тяговых электродвигателей, и к силовой цепи поездного контактора. На тепловозе ЧМЭ3 датчик мощности устанавливается в аппаратной камере тепловоза. На тепловозе ТЭМ2 датчик мощности расположен в машинном помещении.

Датчик контроллера машиниста (КМ) предназначен для преобразования сигналов в комбинациях, формируемых главным барабаном контроллера машиниста тепловоза, и передачи их на блок индикаторный. Он позволяет бортовой подсистеме регистрации фиксировать номер включенной позиции контроллера машиниста. Датчик устанавливается на внутренней стенке кожуха контроллера машиниста.

Датчик оборотов дизеля (ДОД) предназначен для измерения частоты вращения коленчатого вала дизеля. Конструкция ДОД АПК «Борт» ЧМЭ3 предусматривает монтаж на крышке шестерни привода распределительного вала. В АПК «Борт» ТЭМ2 ДОД устанавливается на место штатной пробки в литом кожухе станины шестерни распределительного вала.

Датчик температуры воды контура охлаждения (ДТКО) предназначен для измерения температуры воды в контуре системы охлаждения дизеля. Датчик устанавливается в патрубке, вваренном в трубопровод контура охлаждения.

Датчик температуры контура масла (ДТКМ) предназначен для измерения температуры масла на выходе из дизеля в контуре масляной системы дизеля. Датчик устанавливается в тройник, подстыкованный к масляному трубопроводу.

Распределительная коробка давления (РКД) предназначена для преобразования сигналов, поступающих с датчиков давления масла и топлива, конструктивно выполненных в одном корпусе с РКД, а также датчиков оборотов дизеля, турбокомпрессора, температуры воды контура охлаждения в цифровой вид и передачи данных по каналу связи на индикаторный блок.

Устанавливается на передней стенке дизеля. Датчик турбокомпрессора (Т/К) предназначен для измерения частоты вращения ротора турбокомпрессора. Устанавливается на место штатной заглушки торца вала турбокомпрессора.

Распределительный модуль (РМ) предназначен для преобразования сигналов, поступающих от ДДМ, ДДТ, ДОД, ДТН, ДТКО, ДТКМ в цифровой вид и передачи на блок индикаторный. Размещается на левой стороне дизеля.

Датчики давления масла (ДДМ) и топлива (ДДТ) предназначены для измерения давления масла и топлива в соответствующих магистралях дизеля.

Датчик турбонаддува (ДТН) предназначен для измерения давления наддува дизеля. Размещен на впускном коллекторе турбокомпрессора.

Топливоизмерительная подсистема предназначена для измерения уровня и температуры топлива в топливном баке, определения наличия в топливном баке воды и передачи информации по каналу связи в бортовую подсистему регистрации.

В состав топливоизмерительной подсистемы входят:

— датчик уровня топлива левый (ДУТл);

— датчик уровня топлива правый (ДУТп);

— датчик воды и температуры топлива (ДВТТ).

Датчик уровня топлива левый предназначен для измерения уровня топлива в топливном баке со стороны левого борта.

Датчик уровня топлива правый предназначен для измерения уровня топлива в топливном баке со стороны правого борта.

Датчик воды и температуры топлива предназначен для контроля наличия подтоварной воды и определения температуры топлива в топливном баке.

С целью исключения дополнительных погрешностей измерения количества топлива в ходе эксплуатации (топливо в баке при движении колеблется вследствие ускорений, торможений и т.п.) измерительная часть датчиков помещается внутрь топливного бака. Место расположения их максимально приближено к топливным рейкам и расположены они по диагонали, что позволяет рассчитать средний уровень топлива в баке независимо от профиля пути.

Бортовая подсистема регистрации предназначена для автоматической регистрации, хранения и отображения на индикаторном табло измеряемых параметров (по выбору машиниста), а также записи их в масштабе времени в энергонезависимые устройства памяти (личную карточку машиниста и карточку локомотива).

В бортовую подсистему регистрации входят:

— блок индикаторный (БИ);

— личная карточка машиниста;

— карточка локомотива;

— антенна GPS;

— модуль радиоканала (МРК);

— разветвитель RS485 (Р).

Блок индикаторный (БИ) предназначен для автоматической регистрации и отображения на встроенном индикаторном табло измеряемых параметров (по выбору машиниста), а также для записи их в масштабе времени в личную карточку машиниста и карточку локомотива. Устанавливается в кабине машиниста.

Личная карточка машиниста представляет собой переносной модуль памяти и предназначена для записи и хранения информации о состоянии ДГУ с целью дальнейшего переноса в компьютер для обработки и анализа работы локомотива за смену. Она выдается машинисту вместе с маршрутным листом и устанавливается в слот карты машиниста на верхней крышке корпуса БИ.

Карточка локомотива дублирует карточку машиниста и предназначена для длительной записи информации. Она устанавливается в БИ и считывается при заходе на TO-3 (TP) после вскрытия блока индикаторного и извлечения ее лицом ответственным за ТО АПК «Борт».

Антенна GPS предназначена для приема сигналов спутников системы GPS и позволяет бортовой подсистеме регистрации автоматически фиксировать скорость перемещения, а также путь, пройденный тепловозом, и его геодезические характеристики (широта, долгота, курс). Антенна GPS располагается на крыше локомотива для обеспечения наилучшего приема сигналов спутников и соединяется с индикаторным блоком посредством экранированного ВЧ кабеля.

Модуль радиоканала предназначен для записи, хранения и передачи сформированных АПК «Борт» данных на сервер в автоматическом режиме. Так же модуль радиоканала позволяет получать информацию о плотности топлива в момент экипировки при условии, что пункт экипировки оборудован постом контроля плотности, вязкости и температуры топлива. Запись и хранение данных производится на встроенную память модуля, вмещающую годовой объем данных из расчета 1 Мб на сутки работы комплекса.

Разветвитель RS485 предназначен для модульного подключения дополнительных устройств к АПК «Борт» по согласованному протоколу связи.

Стационарные технические средства системы обработки и анализа информации (АРМ) предназначены для считывания информации с личной карточки машиниста (карточки локомотива) и передачи этой информации по стандартному интерфейсу и согласованному протоколу обмена в компьютерную сеть депо или на сервер рабочего места для сбора, обработки и анализа информации по всему приписному парку тепловозов.

В состав АРМ входит считывающее устройство (адаптер), предназначенное для считывания информации с личной карточки машиниста и карточки локомотива в персональный компьютер, а также программное обеспечение.

Для функционирования АРМ также необходимы:

— персональный компьютер;

— принтер, предназначенный для вывода результатов обработки данных на бумажный носитель.

Программное обеспечение АРМ позволяет провести компьютерную обработку данных, зарегистрированных бортовой подсистемой регистрации, с целью учета, контроля и анализа расхода топлива, проделанной работы и технического состояния тепловозов.

Устройство энергоснабжения

Блок питания импульсный (БП) предназначен для преобразования напряжения бортовой сети тепловоза в напряжения, необходимые для питания аппаратуры комплекса, а также для гальванической развязки бортовой питающей сети от измерительных цепей комплекса.

Коммутатор бортовой сети (КБС) предназначен для коммутации и контроля цепей питания комплекса при проведении технических мероприятий, а также защиты комплекса при перегрузке или коротком замыкании.

Таким образом, приведенные примеры конкретного выполнения заявленной бортовой системы регистрации параметров свидетельствуют, что составляющие ее технические решения и система в целом могут быть повторены без дополнительного технического творчества, что свидетельствует о соответствии системы, заявленной в виде полезной модели, условию патентоспособности «промышленная применимость».

В то же время авторам неизвестны из уровня техники подобные бортовые системы регистрации работы локомотива, включающие приведенную в формуле и описании полезной модели совокупность признаков, что доказывает соответствие заявленного технического решения условию патентоспособности «новизна».

Бортовая система регистрации параметров работы локомотива, содержащая вычислитель — персональный компьютер с устройством ввода, связанные с ним через преобразователи датчики расхода топлива, проделанной работы, отличающаяся тем, что дополнительно содержит бортовую подсистему регистрации, содержащую индикаторный блок, карту локомотива, карту машиниста с его табельным номером, модуль радиоканала, модуль GPS и антенну GPS, связанную с космической системой определения местоположения и скорости локомотива, снабженную датчиками уровня подтоварной воды в топливном баке и датчиками температуры топлива, имеющую доступ к серверу с информационной базой, по протоколу обмена компьютерной сети, а также бортовую подсистему с устройством контроля состояния дизель-генераторной установки, включающим распределительную коробку давления, датчик оборотов турбокомпрессора, датчик турбонаддува; кросс-блок, датчик мощности и датчик оборотов дизель-генераторной установки, датчик температуры воды контура охлаждения дизеля, датчик контроллера-машиниста, устройство энергоснабжения, блок питания, коммуникатор бортовой сети, стационарную подсистему обработки и анализа информации, содержащую считывающее устройство карточки машиниста и карточки локомотива для персонального компьютера с возможностью передачи данных по протоколу обмена компьютерной сети на сервер с информационной базой, при этом все подсистемы связаны по информационной шине RS-485 с использованием проприетарного протокола обмена, а датчики уровня топлива установлены максимально приближенно к топливным рейкам дизеля и расположены по диагонали.

НАЗНАЧЕНИЕ

Комплекс «Борт» предназначен для измерения параметров и автоматизированного сбора информации о работе маневровых и магистральных тепловозов, путевых машин и иной самоходной техники, учета и анализа работы дизель-генераторной установки и расхода топлива, технического состояния оборудования и энергетической эффективности в эксплуатации.

ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ВОЗМОЖНОСТИ

В процессе эксплуатации комплекс непрерывно обеспечивает определение объема и массы топлива в баке тепловоза, скорости тепловоза, частоты вращения коленчатого вала дизеля и ротора турбокомпрессора, позиции контроллера машиниста, тока и напряжения тягового генератора, времени работы силовой установки и тепловоза на разных режимах, давления масла и топлива в магистралях дизеля. 

Данные параметры отображаются на индикаторном блоке в кабине машиниста. Комплекс обеспечивает фиксацию скорости движения и координаты по сигналам ГЛОНАС и GPS.

1.

Научно-исследовательский институт технологии,
контроля и диагностики железнодорожного
транспорта
АПК «БОРТ» и
КОМПЛЕКСНАЯ СИСТЕМА
МОНИТОРИНГА

2.

Научно-исследовательский институт технологии,
контроля и диагностики железнодорожного
транспорта
Аппаратно-программный комплекс «Борт»
предназначен для измерения параметров тепловоза и
автоматизированного сбора информации о работе
тепловоза с целью контроля, учета и анализа работы
дизель-генераторной установки и расхода топлива,
технического состояния оборудования и энергетической
эффективности магистральных и маневровых
тепловозов 2ТЭ10, 2ТЭ116, М62, ТЭМ2, ТЭМ18, ТЭМ7,
ЧМЭ3 всех индексов в эксплуатации. Комплекс
обеспечивает возможности реализации технологии
ведения электронного маршрута машиниста.

3.

Научно-исследовательский институт технологии,
контроля и диагностики железнодорожного
транспорта
Состав комплекса

4.

Научно-исследовательский институт технологии,
контроля и диагностики железнодорожного
транспорта
Состав комплекса
1
Блок индикаторный
БИ
2
Датчик мощности
ДМ
3
Распределительный модуль
РМ
4
Блок питания
БП
5
Контроллер машиниста
КМ
6
Датчик давления масла
ДДМ
7
Датчик давления топлива
ДДТ
8
Датчик оборотов дизеля
ДОД
9
Датчик турбонаддува
ДТН
10
Датчик температуры контура охлаждения
ДТКО
11
Датчик температуры контура масла
ДТКМ
12
Модуль радиоканала
МРК
13
Комплект кабелей
14
Комплект монтажных частей
КМЧ
15
Датчик уровня топлива
ДУТ
16
Кросс-блок
КБ

5.

Научно-исследовательский институт технологии,
контроля и диагностики железнодорожного
транспорта
Расположение датчиков АПК «Борт»

6.

Научно-исследовательский институт технологии,
контроля и диагностики железнодорожного
транспорта
Внешний вид блока индикаторного

7.

Научно-исследовательский институт технологии,
контроля и диагностики железнодорожного
транспорта
Параметры, просматриваемые на дисплее БИ
Параметры
Единицы
измерения
Параметры
Единицы
измерения
Табельный номер
1234
Сила тока тягового генератора
А
Скорость по GPS
км/ч
В
Широта
град
Напряжение тягового
генератора
Долгота
град
Мощность тягового генератора
Вт
Обороты дизеля
об/мин
Давление в топливной системе
кг/см2
Давление в масляной системе
кг/см2
Давление наддувочного воздуха
кг/см2
Обороты турбокомпрессора
об/мин
Температура воды на выходе из
дизеля
0С
Температура масла на выходе из
дизеля
0С
Позиция контроллера
машиниста
Объём топлива секундный
л
Объём топлива
л
Температура топлива
град
Масса топлива
кг
Объём экипированного топлива
л
Напряжение АКБ
В
Ток зар./разр. АКБ
А

8.

Научно-исследовательский институт технологии,
контроля и диагностики железнодорожного
транспорта
Назначения символьных знаков строки
статуса состояния комплекса
Символ
Вид отображения
Значение
«0»
Светится
Отсутствует связь с датчиком мощности или датчик отсутствует (неисправен)
«1»
Светится
Отсутствует связь с кросс-блоком или кросс-блок отсутствует (неисправен)
«2»
Светится
Отсутствует связь с датчиком уровня топлива левым или датчик отсутствует
(неисправен)
«3»
Светится
Отсутствует связь с датчиком уровня топлива правым или датчик отсутствует
(неисправен)
«4»
Светится
Отсутствует связь с распределительным модулем или распределительный модуль
отсутствует (неисправен)
«G»
Светится
Отсутствует связь с модулем GPS, модуль отсутствует (неисправен) или сигнал от
системы спутников недостаточен
«Вода»
Светится
Наличие воды в топливном баке
«С»
Светится
Сбой данных калибровки
«Л»
Светится
Отсутствует карта памяти локомотива
«М»
Светится
Отсутствует личная карта машиниста
«О»*
Светится
Открыт корпус блока индикаторного
«R»*
Светится
Отсутствует связь с модулем радиоканала или модуль радиоканала неисправен
* Доступно только в контрольном режиме

9.

Научно-исследовательский институт технологии,
контроля и диагностики железнодорожного
транспорта
КОМПЛЕКСНАЯ СИСТЕМА
МОНИТОРИНГА

10.

Научно-исследовательский институт технологии,
контроля и диагностики железнодорожного
транспорта
Позиционирование на карте
Техническое состояния ДГУ тепловоза определяется из анализа параметров,
контролируемых АПК «Борт» в любой момент времени эксплуатации тепловоза.

11.

Научно-исследовательский институт технологии,
контроля и диагностики железнодорожного
транспорта
Дислокация тепловозов, оборудованных Системой
На сайте имеется возможность просматривать все тепловозы, оборудованные Системой.
Просмотр организован по аналогии с картами Яндекс и Google. Просмотр можно
осуществлять увеличивая масштаб вплоть до отображения тепловоза на путях.

12.

Научно-исследовательский институт технологии,
контроля и диагностики железнодорожного
транспорта
Перечень нарушений режимов
В системе предусмотрена возможность определять нарушения режимов эксплуатации и
ремонта тепловоза:
Запуск дизеля при пониженной температуре воды контура охлаждения
Перевод дизеля на работу под нагрузкой при пониженной температуре воды контура охлаждения
Превышение температуры воды контура охлаждения при остановке дизеля
Превышение времени длительной работы на холостом ходу
Заниженное значение минимальных оборотов дизеля на холостом ходу
Завышенное значение максимальных оборотов дизеля на холостом ходу
Завышенное значение максимальной температуры контура охлаждения
Завышенное значение максимальной температуры контура масла
Заниженное значение минимального давления масла на холостом ходу
Заниженное значение минимального давления масла в рабочем режиме
Завышенное значение максимального давления масла на холостом ходу
Завышенное значение максимального давления масла в рабочем режиме
Заниженное значение минимального давления топлива
Завышенное значение максимального давления топлива
Завышенное значение тока главного генератора при трогании с места
Длительное превышение тока главного генератора
Завышенный удельный расход топлива
Изменение плотности топлива без экипировки топливом
Завышенное допустимое значение температуры топлива
Быстрый набор позиций контроллера машиниста
Завышенное максимальное значение напряжения главного генератора
Завышенное максимальное значение частоты вращения коленчатого вала дизеля
Минимальное время повторного запуска дизеля после его остановки
Отсутствие проворота вала дизеля после его остановки

13.

Научно-исследовательский институт технологии,
контроля и диагностики железнодорожного
транспорта
Контроль нарушений режимов
По всем нарушениям существует разделение на нарушения в эксплуатации и нарушения
в ремонте. Ведется подсчет общего количества таких нарушений с указанием точного
времени.

14.

Научно-исследовательский институт технологии,
контроля и диагностики железнодорожного
транспорта
Всего зафиксировано нарушений
45. Из них 4 относится к ремонту,
41 к эксплуатации.
Для примера рассмотрим
тепловоз ТЭМ18ДМ 640.
Зафиксировано 5 типов
нарушений. Из них 1 относится к
ремонту, 4 к эксплуатации.

15.

Научно-исследовательский институт технологии,
контроля и диагностики железнодорожного
транспорта
Подробное отображение
каждого из типов нарушений
с указанием периодов
нарушений и ссылкой на
карту с местоположением
выявленных нарушений

16.

Научно-исследовательский институт технологии,
контроля и диагностики железнодорожного
транспорта

17.

Научно-исследовательский институт технологии,
контроля и диагностики железнодорожного
транспорта

18.

Научно-исследовательский институт технологии,
контроля и диагностики железнодорожного
транспорта

19.

Научно-исследовательский институт технологии,
контроля и диагностики железнодорожного
транспорта
Не отрегулирован
редукционный клапан
19

20.

Научно-исследовательский институт технологии,
контроля и диагностики железнодорожного
транспорта

21.

Научно-исследовательский институт технологии,
контроля и диагностики железнодорожного
транспорта
Контроль завышенного расхода топлива
Определение фактов завышенного расхода топлива, не характерного для текущего
режима работы (заглушенный дизель, холостой ход), с указанием времени, количества, а
также местоположения на карте.

22.

Научно-исследовательский институт технологии,
контроля и диагностики железнодорожного
транспорта
Температура охлаждающей воды дизеля
Остановка ДГУ при недостаточной температуре воды
Частота вращения коленчатого вала дизеля
(инженердиагност)
Давление масла в системе
Давление топлива в системе
Производительность турбокомпрессора
Мощность ДГУ
Слив топлива
Удельный расход топлива
Работа реле переходов (ослабления поля)
Контроль недопущения режима боксования колесных пар