Регистратор параметров движения тепловоза

Изобретение относится к железнодорожной автоматике для регистрации параметров тепловоза. Регистратор включает блок регистрации с встроенной памятью для записи данных и передачи их через блок USB на персональный компьютер АРМ, вычислитель, клавиатуру и индикатор со съемным блоком накопления информации для записи данных и передачи их через блок сопряжения на АРМ, информационную шину, датчики контрольных параметров тепловоза, блок аналогово-цифровых и дискретных преобразователей ввода, блок высоковольтных измерительных преобразователей, входы которого подключены к высоковольтным цепям тепловоза, блок преобразователей интерфейсов, вход/выход которого подключен к микропроцессорной системе управления тепловозом, блок коммутации цепей управления тепловоза, подключенный к цепям управления оборудования тепловоза; блок мобильной связи, осуществляющий прием/передачу информации по беспроводным радиоканалам связи. Достигается расширение арсенала технических средств. 7 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к железнодорожному транспорту и может быть использовано для автоматизированного сбора, регистрации и обработки информации о работе локомотива, в том числе для контроля, учета и анализа эксплуатационных расходов топлива маневровым (магистральным) тепловозом.

Известно устройство для регистрации параметров движения поезда, содержащее датчик пути и скорости, подключенный к блокам определения скорости и пройденного пути, связанным с регистратором, с которым связан выходом блок определения текущего времени, вход которого подключен к датчику времени, к которому подключен второй вход блока определения скорости, а также связанный с регистратором датчик давления (Г.В. Джавакян «Локомотивные скоростемеры» М., Транспорт, 1984, с. 26-36).

В этом устройстве информация, поступающая от датчиков параметров движения, регистрируется на скоростемерную ленту только во время движения поезда. Запись состояния датчиков при нулевой скорости в известном устройстве не производится. Кроме того, в нем не предусмотрены средства контроля, учета и анализа расхода топлива, поэтому использование этого устройства на тепловозе не позволяет осуществить регистрацию параметров расхода топлива.

Наиболее близким к заявляемому устройству является устройство для регистрации параметров движения поезда (RU 2041100 С1, МПК 6 B61L 25/02), содержащее датчик пути и скорости, датчик меток времени, датчик давления в тормозной магистрали, выход датчика пути и скорости подключен к входам блока определения пройденного пути и блока определения скорости, второй вход блока определения скорости соединен с выходом датчика меток времени, входом блока определения текущего времени и входом элемента И, второй вход элемента И соединен с выходами элемента задания режима ручного управления и порогового элемента, выход элемента И соединен с входом элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом блока определения пройденного пути, а выход с входом управления регистратора. Информационные входы регистратора соединены с выходами датчика давления в тормозной магистрали, блока определения текущего времени и блока определения скорости. Выход блока определения скорости связан также с входом порогового элемента.

Известное устройство позволяет машинисту иметь оперативные сведения о параметрах движения поезда, о состоянии его тормозной системы на стоянке и при движении.

Однако, при работе известного устройства не обеспечивается автоматизированный процесс съема информации о параметрах движения и работы локомотива на всем маршруте, например, автоматизированный непрерывный учет расхода дизельного топлива и контроль параметров работы тепловоза, включая дизель - генераторную установку.

Задачей заявляемого изобретения является обеспечение автоматизированного непрерывного замера, контроля и учета в режиме реального времени расхода дизельного топлива и технического состояния оборудования тепловоза, включая дизель - генераторную установку с последующей передачей данных по беспроводным радиоканалам связи. Таким образом, технический результат - расширение арсенала технических средств, повышение эффективности контроля параметров движения тепловоза.

Технический результат достигается тем, что Регистратор параметров движения тепловоза, содержащий датчики давления, датчик текущего времени, а также блок регистрации с встроенной памятью для записи данных и передачи их через блок USB на автоматизированное рабочее место, установленное на персональный компьютер, вычислитель, клавиатуру и индикатор с съемным блоком накопления информации для записи данных и передачи их через блок сопряжение на автоматизированное рабочее место, установленное на персональный компьютер, с подключенными через информационную шину первым блоком преобразователя датчика уровня, плотности и температуры топлива, датчика температуры наружного воздуха, датчиков давления, датчиков температуры, датчика оборотов, входы которого подключены к дискретным выходам оборудования тепловоза и датчику пути и скорости; вторым блоком преобразователя, входы которого подключены к высоковольтным цепям тепловоза; третьим блоком преобразователей интерфейсов вход/выход которого подключен к микропроцессорной системе управления тепловозом; четвертым блоком преобразователей и коммутации подключенным к цепям управления оборудования тепловоза; блоком мобильной связи вход/выход которого осуществляет прием/передачу информации по беспроводным радиоканалам связи; блоком с единым носителем информации для записи данных и передачи их через блок сопряжение на автоматизированное рабочее место, установленное на персональный компьютер.

Указанный технический результат достигается также тем, что:

- первый блок преобразователей является блоком аналогово-цифровых и дискретных преобразователей ввода;

- второй блок преобразователей является блоком высоковольтных измерительных преобразователей;

- третий блок преобразователей является блоком преобразования интерфейсов входных и выходных параметров;

- четвертый блок преобразователей является блоком коммутации цепей управления тепловоза;

- блок мобильной связи является блоком приема/передачи информации по беспроводным радиоканалам связи;

- блоком с единым носителем является блоком записи и передачи данных;

- АРМ установлен на ПК.

На чертеже представлена структурная схема регистратора параметров движения тепловоза.

Регистратор содержит четыре блока преобразователей. В первый блок преобразователей аналогово-цифровых и дискретных преобразователей ввода 5, поступают цифровые сигналы от датчика уровня топлива 37, датчика плотности топлива 38 и датчика температуры топлива 39, связанных с топливным баком 50 тепловоза 57, (цифровые сигналы от упомянутых датчиков 37, 38, 39 поступают на вход цифрового преобразователя 24), датчика пути и скорости 51, связанного с колесной парой тепловоза 57, датчика температуры наружного воздуха 40, датчика давления масла 41, датчика давления топлива 42, датчика давления наддувочного воздуха 43, датчика давления тормозной магистрали 44, датчика температуры воды дизеля 45, датчика температуры масла дизеля 46, датчика оборотов дизеля 47 на которые поступают аналоговые сигналы 52 от оборудования 55 тепловоза 57, (сигналы от упомянутых датчиков 51, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47 поступают на входы аналоговых преобразователей 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33 соответственно). В первый блок преобразователей дискретного ввода 34, … ,К, поступают дискретные сигналы 53 оборудования тепловоза 55 тепловоза 57. Во второй блок преобразователей высоковольтных измерительных 7, в высоковольтные измерители 36, … ,Р поступают электрические сигналы с высоковольтных цепей 56 тепловоза 57. В третий блок преобразователей интерфейсов 3 поступают цифровые входные параметры от микропроцессорной системы 48 тепловоза 57 и обратно от блока преобразователей интерфейсов 3 поступают цифровые выходные параметры в микропроцессорную систему 48 тепловоза 57. В четвертый блок преобразователей поступают цепи управления 54 тепловоза 57 для их алгоритмической коммутации.

Регистратор содержит также информационную шину CAN 2, через которую происходит питание блоков от бортовой сети 49 тепловоза 57 через блок резервного питания 4, подающего питание на блок преобразователей аналогово-цифровых и дискретных преобразователей ввода 5, который в свою очередь выдает гальванически развязанное питание на блок преобразователей высоковольтных измерительных 7, блок преобразования интерфейсов 3, блок преобразователей и коммутации 6, блок с единым носителем 8 (который содержит съемный носитель 9 который передает информацию через блок сопряжения 22 соединенный в свою очередь с ПК АРМ 23), блок мобильной связи 10 (который содержит модуль GPS 11 и модуль GPRS 12 для геопозиционирования и передачи данных по беспроводным радиоканалам связи), блок регистрации 17 (который содержит съемный блок накопления информации 18, который передает информацию через блок сопряжения 21, соединенный в свою очередь с ПК АРМ 23 или через USB 19) с датчиком текущего времени 14 (энергонезависимые часы), индикатором 13, вычислителем 15 и клавиатурой 16. Информация от преобразователей и блоков передается и регистрируются в энергонезависимом, съемном блоке накопления информации 18, съемном носителе 8, блоке регистрации 17.

Необходимые параметры (табельный номер машиниста, код вида работы тепловоза и т.д.) считываются с карточки МЭК 20 и вводятся машинистом с помощью клавиатуры 16 в вычислитель 15 блока регистрации 17 и индицируются на индикаторе 13,.

Регистратор работает следующим образом.

В первый блок аналогово-цифровых и дискретных преобразователей ввода 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34 …, К поступают электрические сигналы от датчиков 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, датчика пути и скорости 51, дискретные сигналы 53 о переключении позиции контроллера машиниста, ослабления поля, включении компрессора, вентиляторов охлаждения дизеля, признака работы дизеля, масляного насоса, сигналов АЛС, ЭПК; во второй блок высоковольтных измерительных преобразователей 36 … Р поступают электрические сигналы значения токов и напряжения тягового генератора от высоковольтных цепей 56; в третий блок преобразования интерфейсов входных и выходных параметров поступает цифровой сигнал от МСУ 48 о параметрах тепловоза 57; в четвертый блок преобразователей и коммутации 35 … N поступают электрические сигналы от цепей управления 54; в блок мобильной связи 10 поступают сигналы геопозиционирования и данные по количеству заправленного топлива в тепловоз 57.

Все сигналы, поступившие в первый блок 5, второй блок 7, третий блок 6, четвертый блок 3, блок мобильной связи 10 поступают через установленную в регистраторе информационную CAN шину 2 в вычислитель 15 блока регистрации 17, где происходит обработка полученной информации, затем обработанная информация из вычислителя 15 выводится на блок индикации 13, после чего поступает в съемный блок накопления информации 18 для последующей расшифровки на ПК АРМ 23 и передается через информационную CAN шину 2 в блок мобильной связи 10 для передачи по беспроводным радиоканалам связи, в блок с единым носителем 8 для записи в съемный носитель для последующей расшифровки на ПК АРМ 23, в блок преобразования интерфейсов 3 для последующей передачи в МСУ 48 тепловоза 57, в блок преобразователей и коммутации 6 для последующей коммутации цепей управления 54 оборудования тепловоза 55 тепловоза 57.

Регистратор обеспечивает определение объема и массы дизельного топлива в баке тепловоза, в том числе его приход при экипировке, расход и остаток; запись и хранение значений регистрируемых параметров на внутренний носитель памяти бортового комплекса; регистрацию времени начала приемки и окончания сдачи тепловоза; электрической мощности тягового генератора; расчетного значения расхода дизельного топлива в единицах массы по паспортным данным дизеля; фактического значения расхода дизельного топлива в единицах массы; выполненной работы (время, пробег локомотива, энергия, выработанная дизель - генератором, и др.) передачу данных на сервер по беспроводному радиоканалу связи, записанных на внутренний носитель; определение местоположения в режиме реального времени; расхода топлива тепловозом за смену работы машиниста, анализ расхода топлива с учетом режимов движения локомотива, а также баланс количества топлива, залитого в бак на пункте экипировки и израсходованного тепловозом, определение расчетного нормативного значения расхода топлива тепловозом за рабочую смену, а также определение экономии или перерасхода топлива за рабочую смену.

Изобретение является промышленно применимым, поскольку в нем используются известные комплектующие устройства.

1. Регистратор параметров движения тепловоза, содержащий датчики давления, датчик текущего времени, а также блок регистрации с встроенной памятью для записи данных и передачи их через блок USB на автоматизированное рабочее место, установленное на персональный компьютер, вычислитель, клавиатуру и индикатор со съемным блоком накопления информации для записи данных и передачи их через блок сопряжения на автоматизированное рабочее место, установленное на персональный компьютер, с подключенными через информационную шину первым блоком преобразователя датчика уровня, плотности и температуры топлива, датчика температуры наружного воздуха, датчиков давления, датчиков температуры, датчика оборотов, входы которого подключены к дискретным выходам оборудования тепловоза и датчику пути и скорости; вторым блоком преобразователя, входы которого подключены к высоковольтным цепям тепловоза; третьим блоком преобразователей интерфейсов, вход/выход которого подключен к микропроцессорной системе управления тепловозом; четвертым блоком преобразователей и коммутации, подключенным к цепям управления оборудования тепловоза; блоком мобильной связи, вход/выход которого осуществляет прием/передачу информации по беспроводным радиоканалам связи; блоком с единым носителем информации для записи данных и передачи их через блок сопряжения на автоматизированное рабочее место, установленное на персональный компьютер.

2. Регистратор по п. 1, отличающийся тем, что первый блок преобразователей является блоком аналогово-цифровых и дискретных преобразователей ввода.

3. Регистратор по п. 1, отличающийся тем, что второй блок преобразователей является блоком высоковольтных измерительных преобразователей.

4. Регистратор по п. 1, отличающийся тем, что третий блок преобразователей является блоком преобразования интерфейсов входных и выходных параметров.

5. Регистратор по п. 1, отличающийся тем, что четвертый блок преобразователей является блоком коммутации цепей управления тепловоза.

6. Регистратор по п. 1, отличающийся тем, что блок мобильной связи является блоком приема/передачи информации по беспроводным радиоканалам связи.

7. Регистратор по п. 1, отличающийся тем, что блоком с единым носителем является блок записи и передачи данных.

8. Регистратор п. 1, отличающийся тем, что Автоматизированное рабочее место АРМ установлено на персональный компьютер ПК.