Бортовая система мониторинга параметров агрегатов, применяемая на путевой машине РПБ-01
Мониторинг параметров агрегатов железнодорожных путевых машин
Сергей Фокин, Константин Васнев
В статье рассказывается о бортовой системе мониторинга параметров агрегатов, применяемой на путевой машинеИСТОРИЯ СОЗДАНИЯ СИСТЕМЫ
В ОАО ВНИКТИ (г. Коломна Московской области) в 2005 году по требованиюРаспределитель и планировщик балласта предназначен для планирования и перераспределения свежеотсыпанного или очищенного несмёрзшегося балласта при строительстве, всех видах ремонта и текущем содержании железнодорожного пути. Машина представляет собой самоходный экипаж на рельсовом ходу и состоит из опирающейся на две ходовые двухосные тележки рамы, на которой смонтированы кабина, рабочие органы (плуги, подборщик с элеватором), бункер с напольным транспортёром, энергетическая установка, системы управления и контроля.
Это современная путевая машина, которая позволяет повысить производительность труда и качество работ на железной дороге [1].
Рис. 1. Структурная схема системы мониторинга параметров РПБ-01
НАЗНАЧЕНИЕ И ФУНКЦИИ СИСТЕМЫ
Бортовая система контроля, мониторинга и управления СПС предназначена для организации автоматизированного рабочего места машиниста в соответствии с современными требованиями ОАО «РЖД», для ведения непрерывного контроля за агрегатами путевой машины, обеспечения надлежащих условий труда, улучшения эргономики пульта машиниста, реализации человеко-машинного интерфейса, своевременного принятия решений и действий по предотвращению аварийно-опасных ситуаций в процессе работы путевой машины.Система мониторинга РПБ-01 по своим эксплуатационным качествам отвечает требованиям и условиям применения на железнодорожном транспорте и в промышленности. Система контроля и управления СПС включает в себя аппаратную часть для сбора данных, программы для обработки данных и реализации интерфейса пользователя, устройства отображения информации и средства управления. По этой причине система может применяться в различных отраслях промышленности: в качестве системы автоматического управления она может быть использована для контроля и управления необслуживаемыми промышленными объектами, как, например, различные хранилища, котельные, элеваторы и т.п.
Как система автоматизированного управления она может решать задачи измерения и визуализации параметров, контроля
и диагностики оборудования, а также выполнять определённые функции управления, например, бортовыми устройствами различных транспортных средств. В качестве бортовой системы мониторинга и управления может применяться на тяжёлых рабочих машинах, на строительной технике, различных видах железнодорожных путевых машин и прочих промышленных видах транспорта [2].
Система контроля параметров РПБ01 обеспечивает:
- автоматизированный комплексный контроль текущих параметров с выдачей сообщений о неисправности узлов
и агрегатов - или выходе контролируемых параметров за допуски, а также вывод текущих параметров и сообщений на экран блока обработки
и отображения информации в удобном для пользователя виде; - ведение журнала состояния объекта и системных событий за требуемый срок в зашифрованном виде с возможностью последующего просмотра;
- автоматизированное управление работой объекта с рабочего места оператора;
- автоматическое управление работой объекта;
- лёгкую модифицируемость и масштабируемость системы [3].
![]() |
![]() |
Рис. 2. Пульт машиниста машины РПБ-01 |
Рис. 3. Блок обработки и отображения |
АРХИТЕКТУРА СИСТЕМЫ
Для создания бортовой системы мониторинга требуются надёжные электронные компоненты, способные работать в жёстких условиях механических, электромагнитных и климатических воздействий, поэтому для реализации проекта были выбраны комплектующие ведущих российских и зарубежных фирм.Аппаратная часть системы мониторинга состоит из двух основных блоков:
- интерфейсный блок, осуществляющий приём сигналов от датчиков агрегатов и систем объекта автоматизации, первичную программную обработку этих данных и преобразование их в машинный код для обработки программой более высокого уровня;
- блок обработки и отображения информации, который служит в основном для реализации
человеко-машинного интерфейса.
Все модули
Для их обработки используются соответствующие модули
Блок обработки и отображения информации представляет собой встраиваемый модуль для установки в пульт управления путевой машины (рис. 3). Блок состоит из:
- одноплатного компьютера формата PC/
104-Plus , расширенного интерфейсным модулем CAN, - сенсорного дисплея с диагональю 10″.
Рис. 4. Алгоритм работы программы блока обработки и отображения информации
Одноплатный компьютер представлен процессорной платой
Дисплей оснащён датчиком освещённости, что позволяет регулировать яркость отображения картинки в зависимости от освещения в кабине. Для обеспечения температурного режима блока обработки и отображения информации в корпусе имеется автоматическая система поддержания температуры. Диапазон рабочей температуры задаётся разработчиком по согласованию с заказчиком. В кабине путевой машины установлено два пульта машиниста (пульт № 1 и пульт № 2), поэтому необходимо дублировать отображаемую информацию на каждом пункте управления.
Для этого используется блок отображения информации для пульта машиниста № 1. Конструктивно он выполнен в том же виде, что и блок обработки и отображения информации, но состоит лишь из сенсорного дисплея с диагональю 10″ и осуществляет только функцию дублирования изображения.
![]() |
![]() |
Рис. 5. Внешний вид основного экрана | Рис. 6. Внешний вид экрана рабочих органов |
ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ
- программу работы микроконтроллера;
- программу блока обработки и отображения информации.
Программа получает данные в виде
Упрощённо алгоритм программы можно изобразить следующим образом (рис. 4). При подаче питания на блок обработки и отображения информации загружается операционная система Windows Em- bedded, затем запускается программа блока обработки и отображения информации. При запуске программы происходит её самодиагностика. При выявлении
Для рационального размещения приборов, отображающих контролируемые параметры путевой машины на дисплее системы мониторинга, имеются 4 диагностических экрана, каждый из которых отображает определённые параметры, соответствующие выбранному режиму:
- экран основной (рис. 5);
- экран гидросистемы;
- экран рабочих органов (рис. 6);
- экран гидропередачи. Бортовая система мониторинга путевой машины включает 3 режима работы:
- режим подготовки к запуску;
- режим транспортный;
- режим рабочий.
- зелёный — нормальное значение параметра;
- жёлтый — предаварийное значение параметра;
- красный — аварийное состояние.
При отсутствии реакции машиниста на аварийное сообщение через несколько секунд после появления предупреждения издаётся звуковой сигнал. Если машинист или оператор не реагирует, то в целях безопасности система мониторинга может остановить работу или блокировать движение машины.
УНИКАЛЬНЫЕ ОСОБЕННОСТИ ПРОЕКТА
Система контроля и диагностики
Рис. 7. Аварийное сообщение на экране гидросистемы
РЕЗУЛЬТАТЫ ВНЕДРЕНИЯ
В результате установки данной системы на путевую машинуЗАКЛЮЧЕНИЕ
Таким образом, в ОАО ВНИКТИ была разработана и внедрена в производство система контроля, диагностики и управления специального подвижного состава. Система способна контролировать более сотни параметров, построена по модульному принципу: легко наращивается и адаптируется к заданным техническим условиям. Она может работать с различными типами датчиков и исполнительных устройств. По желанию заказчика её можно дополнить навигационной подсистемой, системой связи с диспетчерским пунктом, отображать на мониторах видеоизображения с бортовых камер машины. Бортовая система мониторинга параметров успешно применяется на путевой машинеЛИТЕРАТУРА
- Современным требованиям — новые путевые машины
ОАО «Калугапутьмаш» [Электронный ресурс] // Транспортная газета «Евразия Вести». — 2008. — № 8. - Фендриков А., Коновалов С., РечмедиловВ., Жигалкин Д. и др. Автоматизированная система контроля и управления промышленными объектами
АСК-3 // Современные технологии автоматизации. — 2004. — № 4. - Маковей Н., Бобрицкий И., Леонов Д., Коновалов С. и др. Автоматизированная система контроля параметров узлов и агрегатов тяжёлых путевых машин // Современные технологии автоматизации. — 1997. — № 3.
- FASTWEL I/O распределённая система
ввода-вывода : Руководство по эксплуатации / ФАПИ.421459.700 РЭ. Версия 2.2. — М. : FASTWEL, 2009.